氯吡脲残留的时空分布规律及对甜瓜风味品质影响机制的研究

Plant growth regulator residues in agro-products have been widely concerned. However, there are few studies focused on the relationships between plant growth regulator and the flavor quality of agro-products. On the one hand, a multivariate advanced analytical technique as exemplified as GC-MS/MS, GC×GC-TOF, LC-UV, LC-QTOF, E-nose, and E-tongue was used to construct the flavor fingerprint for the melon (Cucumis melo L.). On the other hand, a field trial for the melon (Cucumis melo L.) with different concentrations of forchlorfenuron was conducted in a greenhouse. The concentrations of forchlorfenuron and its metabolites in melon were determined by a tradition liquid chromatography-tandem mass spectrometry method. And the time and space distributions of forchlorfenuron and its metabolites in melon tissues were characterized by a novel imaging mass spectrometry (IMS) methods. Then a multivariate Chemometrics with principal component analysis (PCA), linear discriminant analysis (LDA) and neural network methods were conducted to find the significant distinction in the melon treated with forchlorfenuron or not. Further to reveal the effect of different concentrations of fochlorfenuron on the flavor quality of melon (Cucumis melo L.). To clarify the molecular mechanism of the diversity of flavor in melon (Cucumis melo L.) treated with forchlorfenuron or not, the related enzyme activity was also measured. The project can provide a novel idea and robust scientific basis to evaluate the influence of forchlorfenuron on the flavor quality of melons (Cucumis melo L.), and it can broaden the research area of the effect of pesticide residue on quality, safety, and nutrition.

植物生长调节剂在农产品中的残留问题已经得到了广泛关注，然而植物生长调节剂使用及残留对农产品风味品质影响的研究还较少。本研究针对薄皮甜瓜，通过集成电子鼻、电子舌、全二维气相-飞行时间质谱、液相色谱-四级杆飞行时间质谱等多元仪器分析技术构建薄皮甜瓜风味的特征指纹图谱；并通过开展设施薄皮甜瓜的田间残留试验，基于质谱成像技术与确证检测技术研究氯吡脲及其代谢物在薄皮甜瓜中的时空残留分布规律；在此基础上，采用主成分分析、线性判别分析和神经网络等多元化学计量学分析方法，探寻标志性差异成分，揭示不同浓度氯吡脲对薄皮甜瓜风味品质的影响；并通过测定前体化合物含量及相关酶活性的变化，进一步探寻氯吡脲对甜瓜风味品质的作用机制。本项目的研究将为开展植物生长调节剂使用及残留对农产品风味品质的影响提供科学依据和研究新思路，对拓宽对农药残留影响农产品质量安全与营养健康的科学认识也将具有重要意义。

植物生长调节剂在农产品中的残留问题已经得到了广泛关注，然而植物生长调节剂使用及残留对农产品风味品质影响的研究还较少。本研究通过开展在设施栽培下甜瓜上的氯吡脲残留实验，研究氯吡脲及其代谢物在甜瓜果实中的残留分布规律；探寻了不同浓度氯吡脲对薄皮甜瓜风味品质的影响，以期结合风味品质提出氯吡脲的安全合理施用剂量。研究表明，氯吡脲施用后主要分布于甜瓜的外果皮及中果皮，在推荐剂量下(10-20 mg/kg)，氯吡脲及其代谢物在成熟甜瓜果实中残留浓度较低。在不同处理组中，氯吡脲母体残留浓度均低于最大残留限量标准（MRL：0.1 mg/kg），氯吡脲在甜瓜中可安全使用。此外，结合人体感官分析、电子鼻及电子舌技术对不同处理组甜瓜风味品质进行评价，发现高浓度氯吡脲施药组中甜瓜的整体香气降低，苦味增加，且与其它处理组和对照组存在显著性差异。在对香气成分进行分析发现，甜瓜香气主要为酯类、醇类、醛类、酮类以及少量的硫化物和萜类。与授粉甜瓜果实相比，氯吡脲的施用显著影响了甜瓜中酯类物质的含量。在对苦味物质进行解析时，9种葫芦素作为甜瓜中的苦味物质被分析，其含量为0.001~32.263 mg/kg，主要分布于薄皮甜瓜的外果皮及蒂果肉部分。氯吡脲的施用提高了不同浓度处理组甜瓜中葫芦素B的含量，降低了葫芦素B 2-O-Beta-D-葡萄糖苷的含量。且与授粉甜瓜果实相比，高浓度处理组呈现显著苦味，通过味觉活性值（TAV）分析，发现高浓度处理组甜瓜呈现显著苦味，是葫芦素B与葫芦素B 2-O-Beta-D-葡萄糖苷共同作用的结果。本项目的研究结果为开展植物生长调节剂使用及残留对农产品风味品质的影响提供了科学数据，对拓宽农药残留与农产品质量安全与营养健康的科学认识也具有重要意义。