DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2025.1728193
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41567395
تاريخ النشر: 2026-01-06
المؤلف: Mingzheng Duan وآخرون
الموضوع الرئيسي: تركيب المكسرات وتأثيراتها
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة تأثير المعالجة بعد الحصاد على التركيب الكيميائي والقدرة المضادة للأكسدة لزهور المشمش (Eriobotrya japonica)، التي تحتوي على مركبات نشطة بيولوجيًا. باستخدام نهج الميتابولوميات المستهدفة مع UPLC-MS/MS، تقارن الأبحاث بين طرق المعالجة المختلفة، بما في ذلك العينات الطازجة، التجفيف الحراري، التجفيف بالتجميد، واستخراج الماء الساخن. تم تحديد ما مجموعه 193 مركبًا من التربين، حيث حافظ التجفيف بالتجميد على أعلى تنوع ومحتوى من التربين، بينما تسبب التجفيف الحراري في تغييرات كبيرة. ومن الجدير بالذكر أن عملية استخراج الماء الساخن كانت لها تأثير أكبر على ملف التربين مقارنة بطريقة التجفيف الأولية، مما أدى إلى تقليل محتوى التربين بنسبة 59% إلى 70.7% مقارنة بالمواد الخام، وانخفاض متزامن في النشاط المضاد للأكسدة.
تؤكد النتائج أن المعالجة بعد الحصاد تؤثر بشكل حاسم على سلامة المركبات النباتية والنشاط البيولوجي لزهور المشمش. بينما يُوصى بالتجفيف بالتجميد للحفاظ الأمثل على التربين، تسلط الدراسة الضوء على ضرورة تحسين طرق الاستخراج لتعظيم الإمكانات الغذائية لهذه الزهور. تشير العلاقة الكبيرة بين فقدان التربين وانخفاض النشاط المضاد للأكسدة إلى أن هذه المركبات حيوية للنشاط البيولوجي الملحوظ. لذلك، تدعو الأبحاث إلى إعادة تقييم معايير الاستخراج لتعزيز الخصائص الصحية لزهور المشمش في تطبيقات الأغذية الوظيفية، مما يوفر أساسًا قيمًا لصناعات الأغذية والمكملات الغذائية.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث المشمش (Eriobotrya japonica Lindl.)، وهو عضو في عائلة الورد، والذي تم زراعته من أجل ثماره واستخدامه في الطب التقليدي لخصائصه العلاجية. بينما حددت الدراسات السابقة المركبات النباتية الرئيسية في زهور المشمش، وخاصة الفلافونويدات والجليكوسيدات الميجاستيجمان، لا يزال ملف التربين غير مستكشف بشكل كاف. تُعرف التربين بتنوعها الهيكلي وأدوارها المهمة في فسيولوجيا النباتات وصحة الإنسان، حيث تظهر أنشطة بيولوجية متنوعة، بما في ذلك التأثيرات المضادة للأكسدة، ومضادة الالتهابات، ومضادة للميكروبات. تبرز قدرتها المضادة للأكسدة، خاصة في القضاء على الجذور الحرة مثل الجذر DPPH، إمكاناتها في تطوير الأغذية الوظيفية والحفاظ على الأغذية.
تؤكد الورقة على أهمية طرق المعالجة في الاحتفاظ بالتربين ومضادات الأكسدة في زهور المشمش. تشير إلى أنه بينما يكون التجفيف الحراري فعالًا، إلا أنه يمكن أن يؤدي إلى تدهور المركبات الحساسة، بينما يحافظ التجفيف بالتجميد بشكل أفضل على سلامتها. تهدف الدراسة إلى سد الفجوة المعرفية بشأن الميتابولوم التربيني في زهور المشمش من خلال استخدام نهج ميتابولوميات LC-MS/MS المستهدفة. تشمل الأهداف المحددة تحليل مركبات التربين، وتقييم تأثيرات طرق المعالجة المختلفة على محتوى التربين، وتقييم التغيرات في الإمكانات المضادة للأكسدة من خلال اختبار DPPH. تسعى هذه الأبحاث إلى إنشاء أساس علمي لتحسين استراتيجيات المعالجة لتعزيز قيمة زهور المشمش في تطبيقات الأغذية الوظيفية والمكملات الغذائية.
طرق
في هذه الدراسة، تم التحقيق في تأثير طرق المعالجة المختلفة على محتوى وملف التربين في زهور المشمش. تأثر إجمالي محتوى التربين، الذي تم قياسه كمساحة الذروة التراكمية للمركبات المحددة، بشكل كبير بطريقة المعالجة المستخدمة. حافظ التجفيف بالتجميد (FD) على أعلى محتوى إجمالي من التربين، يليه العينات الطازجة (FS) والتجفيف الحراري (HD)، مما يشير إلى أن التجفيف بالتجميد يتفوق في الحفاظ على سلامة التربين مقارنة بالتجفيف الحراري، الذي من المحتمل أن يسبب تدهورًا حراريًا. أدى استخراج الماء الساخن إلى خسائر كبيرة من التربين عبر جميع العينات، مع تقليل بنسبة 69.0% لعينة FSP، و59.0% لعينة HDP، و70.7% لعينة FDP، مما يبرز عدم كفاءة هذه الطريقة في الاستخراج في التقاط التربين بالكامل.
كشفت التحليلات عن تشابهات قوية داخل المجموعة بين النسخ البيولوجية (r > 0.95) واختلافات كبيرة بين المجموعات، خاصة بين المواد الخام واستخراجاتها بالماء الساخن (r < 0.31). ومن الجدير بالذكر أن العلاقة بين FS وFD (r ~0.89-0.91) تشير إلى أن التجفيف بالتجميد يحتفظ بشكل فعال بملف التربين الأصلي. أظهرت التحليلات الكمية للتربين الرئيسية أن العينات الطازجة أظهرت مستويات عالية من بعض المركبات، بينما زاد التجفيف الحراري من مستويات مركبات أخرى. ومع ذلك، عمومًا، أدى استخراج الماء الساخن إلى تقليل وفرة التربين، حيث احتفظت مستخلصات HDP بتركيزات أعلى من FDP. تؤكد هذه النتائج التأثير الحاسم للمعالجة بعد الحصاد على الحفاظ على القابلية للاستخراج من التربين النشط بيولوجيًا في زهور المشمش.
نتائج
نجح تحليل الميتابولوميات باستخدام نهج LC-MS/MS المستهدف في تحديد ما مجموعه 193 مركبًا من التربين المتميز في زهور المشمش التي خضعت لظروف معالجة مختلفة. تضمنت التربين المحددة 81 تربين ثلاثي غير صابوني، و60 سيسكويتربين، و22 مونوتربين، و15 صابون تربين ثلاثي، و14 ديتربين، وتركيب إضافي واحد، دون ملاحظة أي تداخل بين الفئات.
تفاصيل شاملة حول كل مركب محدد، بما في ذلك صيغها الكيميائية، وأوزان أيونات السلف والمنتج (Q1، Q3)، والأوزان الجزيئية، وأنماط التأين، وأرقام CAS، ومعرفات المركبات KEGG، متاحة في الجدول التكميلي S1. يبرز هذا الكتالوج الواسع من التربين تنوع المستقلبات الموجودة في زهور المشمش ويوفر موردًا قيمًا لمزيد من البحث في تطبيقاتها المحتملة.
مناقشة
تدرس هذه الدراسة تأثيرات طرق المعالجة بعد الحصاد – تحديدًا التجفيف واستخراج الماء الساخن – على ملف التربين والنشاط المضاد للأكسدة لزهور المشمش (Eriobotrya japonica cv. Dawuxing). تشير النتائج إلى أن عملية الاستخراج تغير بشكل كبير التركيب التربيني أكثر من طريقة التجفيف نفسها. وُجد أن التجفيف بالتجميد (FD) هو الأفضل في الحفاظ على تنوع ومحتوى التربين، حيث أسفر عن أعلى عدد من التربين القابل للكشف (184 مركبًا) وحافظ على ملف يشبه بشكل وثيق ذلك الخاص بالعينات الطازجة. في المقابل، أدى التجفيف الحراري (HD) والاستخراج بالماء الساخن اللاحق إلى تقليل ملحوظ في وفرة التربين، حيث تم تدهور أو فقد العديد من المركبات خلال عملية الاستخراج.
أظهرت القدرة المضادة للأكسدة، التي تم تقييمها باستخدام اختبار القضاء على الجذر DPPH، أن العينات المجففة بالتجميد أظهرت نشاطًا مضادًا للأكسدة أفضل مقارنة بالعينات الطازجة والمجففة حراريًا. ومع ذلك، أظهرت المستخلصات بالماء الساخن انخفاضًا كبيرًا في الإمكانات المضادة للأكسدة، مما يتماشى مع الانخفاض الملحوظ في محتوى التربين. يشير هذا إلى أن عملية الاستخراج قد لا تلتقط بشكل فعال الإمكانات النشطة البيولوجية الكاملة للمواد الخام، مما يبرز الحاجة إلى النظر بعناية في طرق المعالجة في تطوير منتجات الأغذية الوظيفية. بشكل عام، تؤكد الدراسة على الطبيعة التحويلية للمعالجة على المشهد الكيميائي النباتي لزهور المشمش، مع آثار على استخدامها في التطبيقات الصحية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2025.1728193
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41567395
Publication Date: 2026-01-06
Author(s): Mingzheng Duan et al.
Primary Topic: Nuts composition and effects
Overview
This study investigates the impact of post-harvest processing on the chemical composition and antioxidant capacity of loquat (Eriobotrya japonica) flowers, which are rich in bioactive compounds. Utilizing a targeted metabolomics approach with UPLC-MS/MS, the research compares various processing methods, including fresh samples, heat-drying, freeze-drying, and hot-water extraction. A total of 193 terpenoids were identified, with freeze-drying preserving the highest terpenoid diversity and content, while heat-drying caused significant alterations. Notably, the hot-water extraction process was found to induce a more substantial shift in the terpenoid profile than the initial drying method, resulting in a reduction of terpenoid content by 59% to 70.7% compared to raw materials, and a corresponding decrease in antioxidant activity.
The findings underscore that post-harvest processing critically influences the phytochemical integrity and bioactivity of loquat flowers. While freeze-drying is recommended for optimal terpenoid preservation, the study highlights the necessity of optimizing extraction methods to maximize the nutraceutical potential of these flowers. The significant correlation between terpenoid loss and reduced antioxidant activity suggests that these compounds are vital for the bioactivity observed. Therefore, the research calls for a reevaluation of extraction parameters to enhance the health-promoting properties of loquat flowers in functional food applications, providing a valuable foundation for the food and nutraceutical industries.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the loquat (Eriobotrya japonica Lindl.), a member of the Rosaceae family, which has been cultivated for its fruit and utilized in traditional medicine for its therapeutic properties. While previous studies have identified key phytochemicals in loquat flowers, particularly flavonoids and megastigmane glycosides, the terpenoid profile remains underexplored. Terpenoids, known for their structural diversity and significant roles in plant physiology and human health, exhibit various bioactivities, including antioxidant, anti-inflammatory, and antimicrobial effects. Their antioxidant capacity, particularly in scavenging free radicals like the DPPH radical, highlights their potential in functional food development and food preservation.
The paper emphasizes the importance of processing methods on the retention of terpenoids and antioxidants in loquat flowers. It notes that while heat-drying is efficient, it can degrade sensitive compounds, whereas freeze-drying better preserves their integrity. The study aims to fill the knowledge gap regarding the terpenoid metabolome in loquat flowers by employing a targeted LC-MS/MS metabolomics approach. The specific objectives include profiling terpenoid compounds, evaluating the effects of different processing methods on terpenoid content, and assessing changes in antioxidant potential through the DPPH assay. This research seeks to establish a scientific basis for optimizing processing strategies to enhance the value of loquat flowers in functional food and nutraceutical applications.
Methods
In this study, the impact of various processing methods on terpenoid content and profile in loquat flowers was investigated. The total terpenoid content, measured as the cumulative peak area of identified compounds, was significantly affected by the processing method employed. Freeze-drying (FD) preserved the highest total terpenoid content, followed by fresh (FS) and heat-dried (HD) samples, indicating that freeze-drying is superior in maintaining terpenoid integrity compared to heat-drying, which likely causes thermal degradation. Hot-water extraction resulted in substantial losses of terpenoids across all samples, with reductions of 69.0% for FSP, 59.0% for HDP, and 70.7% for FDP, highlighting the inefficiency of this extraction method in fully capturing terpenoids.
The analysis revealed strong intra-group similarities among biological replicates (r > 0.95) and significant inter-group differences, particularly between raw materials and their hot-water extracts (r < 0.31). Notably, the correlation between FS and FD (r ~0.89-0.91) suggests that freeze-drying effectively retains the native terpenoid profile. The quantitative analysis of major terpenoids indicated that fresh samples exhibited high levels of certain compounds, while heat-drying increased others. However, hot-water extraction generally diminished terpenoid abundance, with HDP extracts retaining higher concentrations than FDP. These findings underscore the critical influence of post-harvest processing on the preservation and extractability of bioactive terpenoids in loquat flowers.
Results
The metabolomics analysis utilizing a targeted LC-MS/MS approach successfully identified a total of 193 distinct terpenoid compounds in loquat flowers subjected to various processing conditions. The identified terpenoids comprised 81 non-saponin triterpenes, 60 sesquiterpenoids, 22 monoterpenoids, 15 triterpene saponins, 14 diterpenoids, and one additional terpene, with no overlap observed among the categories.
Comprehensive details regarding each identified compound, including their chemical formulas, precursor and product ion masses (Q1, Q3), molecular weights, ionization modes, CAS numbers, and KEGG compound IDs, are available in Supplementary Table S1. This extensive catalog of terpenoids underscores the diversity of metabolites present in loquat flowers and provides a valuable resource for further research into their potential applications.
Discussion
This study investigates the effects of post-harvest processing methods—specifically drying and hot-water extraction—on the terpenoid profile and antioxidant activity of loquat flowers (Eriobotrya japonica cv. Dawuxing). The findings indicate that the extraction process significantly alters the terpenoid composition more than the drying method itself. Freeze-drying (FD) was found to best preserve terpenoid diversity and content, yielding the highest number of detectable terpenoids (184 compounds) and maintaining a profile closely resembling that of fresh samples. In contrast, heat-drying (HD) and subsequent hot-water extraction resulted in a notable reduction in terpenoid abundance, with many compounds either degraded or lost during the extraction process.
The antioxidant capacity, assessed using the DPPH radical scavenging assay, demonstrated that freeze-dried samples exhibited superior antioxidant activity compared to fresh and heat-dried samples. However, hot-water extracts showed a significant decline in antioxidant potential, correlating with the observed reduction in terpenoid content. This suggests that the extraction process may not effectively capture the full bioactive potential of the raw material, highlighting the need for careful consideration of processing methods in the development of functional food products. Overall, the study emphasizes the transformative nature of processing on the phytochemical landscape of loquat flowers, with implications for their use in health-related applications.