目的は、半夏の産地加工過程における褐変の代謝物の差異を探究し、褐変に関わる代謝物および代謝経路を解明し、安全かつ効率的な無硫加工技術の開発に向けたデータ支援を提供することである。方法として、超高性能液体クロマトグラフィー-トリプル四重極／リニアイオンイントラップ質量分析法（UPLC-QTRAP-MS/MS）を用い、異なる褐変期（0、8、16時間）の半夏の代謝物を広範なターゲット代謝物解析を行い、主成分分析（PCA）、階層的クラスタリング解析（HCA）、直交部分最小二乗法 - 判別分析（OPLS-DA）、およびK平均（K-means）クラスタリング解析を組み合わせて多変量統計分析を実施した。変数重要度投影（VIP）値1以上および|log₂変化倍率（FC）|≥1を基準に褐変の異なる時期の差異代謝物を選別し、京都大学遺伝子・ゲノム百科事典（KEGG）による代謝経路富化解析を行った。結果、3つの褐変期において合計1,416種類の代謝物が同定され、主にアミノ酸およびその誘導体（239種）、脂質（219種）、アルカロイド類（156種）、フェノール酸類（121種）、テルペン類（113種）、フラボノイド類（111種）であった。3つの褐変期の代謝物をペアで比較し、622種類の差異代謝物を抽出した。これらの差異代謝物は、フェニルプロパノイド代謝経路、フラボノイドおよびフラボノール生合成経路、プリン代謝経路に著しく富集していた。さらなる解析により、マンノース、マルトースなどの糖類、1-O-カフェオイル-6-O-グルコシル-β-D-グルコース、ジカフェオイルマレートなどのフェノール酸類、エピガロカテキン-3-O-ガレート、バイカリン-7-O-ルチノシド、ルテオリン-7-O-(6″-プロパノイル)グルコシド-5-O-アラビノシド、カテキンガレート、エピカテキンガレート、イソバイカリン-7-O-グルコシド-2″-O-ラムノシド、アピゲニン-7-O-ルチノシド-4′-O-メリシトシド、3,5,3′,4′,5′-ペンタヒドロキシフラバン-7-ガレートなどのフラボノイド化合物が褐変の基質として褐変過程で重要な役割を果たしている可能性が示された。結論として、半夏の褐変過程において糖類、フェノール酸類およびフラボノイド化合物は重要な基質であり、フェニルプロパノイド代謝、フラボノイドおよびフラボノール生合成、プリン代謝の経路に関与している。本研究は半夏褐変のメカニズムの深化した理解のための理論的根拠となる。

半夏; 褐変; 代謝オミクス; 代謝経路; フェノール酸; フラボノイド; 糖類; メイラード反応