Pengenalan
Sebiji buah bukan sekadar gula, air dan vitamin. Ia mengandungi ribuan sebatian kecil, iaitu metabolit, yang menentukan rasa, aroma, warna, nilai pemakanan dan jangka hayat buah. Metabolomik ialah bidang yang cuba mengesan dan mengukur sebanyak mungkin metabolit ini serentak, lazimnya menggunakan kromatografi cecair–spektrometri jisim (LC-MS) (pengetahuan am). Bagi Malaysia yang kaya dengan buah tropika seperti mangga, manggis, belimbing dan jambu batu, metabolomik membuka peluang untuk mencirikan kualiti buah secara saintifik dan menyokong tuntutan nilai pemakanan.
Artikel ini meringkaskan kajian bertajuk “Cross-Species Comparison of Metabolomics to Decipher the Metabolic Diversity in Ten Fruits” (Qi et al., 2021) yang diterbitkan dalam Metabolites. Objektifnya ialah memahami komposisi nutrien pelbagai buah secara mendalam melalui analisis metabolomik tidak bersasar berasaskan LC-MS ke atas sepuluh jenis buah. Negara kajian tidak dinyatakan dalam abstrak. Dapatan dilengkapi oleh kajian tiga tanaman ruji dan tiga buah (Shi et al., 2022), kajian kaedah pemeraman mangga (Wang et al., 2024), profil buah Amazon (Lima et al., 2020) dan perbandingan populasi mangga liar dengan kultivar Alphonso di India (Dar et al., 2020).
Sorotan Kajian Lepas
Minat terhadap metabolit buah banyak didorong oleh kajian kesihatan. Nijveldt et al. (2001) mengulas mekanisme tindakan biologi flavonoid yang mungkin, bagi memahami kesan kesihatan bermanfaat yang dilaporkan bagi bahan-bahan ini. Ross dan Kasum (2002) pula menyatakan bahawa minat terhadap faedah kesihatan flavonoid meningkat kerana aktiviti antioksidan dan pemerangkapan radikal bebas yang kuat diperhatikan in vitro, di samping bukti yang semakin bertambah daripada kajian pemakanan manusia tentang penyerapan dan bioketersediaannya.
Garis panduan gaya hidup oleh Eckel et al. (2014) untuk mengurangkan risiko kardiovaskular menunjukkan matlamat American College of Cardiology dan American Heart Association untuk mencegah penyakit kardiovaskular dan menambah baik pengurusannya. Pengambilan buah merupakan sebahagian daripada corak pemakanan sihat yang diberi penekanan (pengetahuan am), dan ini menjadi motivasi untuk memahami kandungan sebenar buah.
Dari sudut teknik, pengenalpastian metabolit bergantung kepada pangkalan data spektrum jisim. Horai et al. (2010) membangunkan MassBank, repositori awam pertama bagi spektrum jisim sebatian kimia kecil untuk sains hayat. Smith et al. (2005) pula membangunkan METLIN, pangkalan data spektrum jisim metabolit yang mengandungi senarai beranotasi maklumat struktur metabolit yang boleh dipadankan dengan spektrum FTMS resolusi tinggi, MS/MS dan data LC/MS. Tanpa pangkalan data seperti ini, ribuan isyarat yang dikesan dalam buah tidak dapat dinamakan.
Dapatan Utama
Lebih 2,500 sebatian dalam sepuluh buah. Qi et al. (2021) menganalisis buah markisa, mangga, belimbing, manggis, jambu batu, limau mandarin, anggur, epal, beri biru dan strawberi. Secara keseluruhan, lebih 2,500 sebatian dikesan dan lebih 300 nutrien dikenal pasti.
Sebatian dikongsi dan khusus spesies. Sebanyak 909 sebatian dikesan dalam kesemua sepuluh buah, tetapi setiap spesies mengumpul pelbagai metabolit khusus spesies. Kandungan setiap metabolit juga berubah secara berterusan merentasi sepuluh buah.
Metabolom mencerminkan hubungan genetik. Pokok kejiranan (neighbor-joining) yang dibina daripada data metabolomik menyerupai pokok filogeni berasaskan protein salinan tunggal, menunjukkan bahawa data metabolom boleh mencerminkan hubungan genetik antara spesies.
Buah berbanding tanaman ruji. Shi et al. (2022) mengesan sejumlah 2,631 sebatian dan mengenal pasti lebih 260 nutrien dalam gandum, beras, jagung, anggur, pisang dan mangga. Antara tiga buah, mangga mempunyai lebih banyak vitamin dan asid amino berbanding anggur dan pisang. Anggur membekalkan 5-metiltetrahidrofolat yang mencukupi, manakala pisang membekalkan vitamin B6 yang mencukupi. Kebanyakan nutrien khusus buah ialah flavonoid, manakala tanaman ruji mengandungi lebih banyak lipid dan menghasilkan 11 metabolit khusus.
Kaedah pemeraman mengubah metabolom mangga. Wang et al. (2024) menggunakan UPLC-Q-TOF-MS untuk membandingkan mangga yang masak di pokok dengan yang diperam selepas tuai. Analisis komponen utama menunjukkan pemisahan jelas antara kumpulan rawatan. Sebanyak 69 metabolit dikenal pasti, dengan variasi ketara dalam asid organik, vitamin, karbohidrat dan polifenol yang berkait rapat dengan kaedah pemeraman.
Buah Amazon. Lima et al. (2020) mengenal pasti secara tentatif 293 metabolit dalam ekstrak Mammea americana, Physalis angulata dan Endopleura uchi, terutamanya terpenoid (61), asid fenolik (58) dan flavonoid (53). Uxi mencatat kandungan fenolik tertinggi (701.84 mg GAE/100 g), ABTS (1602.7 ?mol Trolox g-1) dan ORAC (15.04 ?mol Trolox g-1), manakala mamey apple mencatat DPPH (1168.42 ?mol TE g-1) dan FRAP (1381.13 ?mol FSE g-1) tertinggi. Ekstrak etanol menunjukkan aktiviti antioksidan lebih tinggi berbanding ekstrak akueus.
Mangga liar berbanding Alphonso. Dar et al. (2020) membandingkan kultivar Alphonso dengan dua populasi mangga semula jadi dari Western Ghats, India, dan mendapati variasi metabolom yang ketara mengikut peringkat, serta perbezaan kuantitatif dalam laluan metabolik asas dan khusus.
| Kajian | Bahan | Sebatian dikesan / dikenal pasti | Sumber |
|---|---|---|---|
| Sepuluh buah | Mangga, manggis, belimbing, jambu batu dll. | >2,500 sebatian; >300 nutrien; 909 dikongsi | Qi et al. (2021) |
| Tanaman ruji dan buah | Gandum, beras, jagung, anggur, pisang, mangga | 2,631 sebatian; >260 nutrien | Shi et al. (2022) |
| Pemeraman mangga | Masak di pokok vs diperam | 69 metabolit | Wang et al. (2024) |
| Buah Amazon | Mamey apple, camapu, uxi | 293 metabolit | Lima et al. (2020) |
Perbincangan
Kajian-kajian ini menunjukkan bahawa sebiji buah memang mengandungi ribuan sebatian, dan metabolomik kini mampu memetakan sebahagian besar daripadanya. Namun, perlu difahami bahawa “dikesan” tidak sama dengan “dikenal pasti”: Qi et al. (2021) mengesan lebih 2,500 sebatian, tetapi nutrien yang dikenal pasti berjumlah lebih 300. Pengenalpastian metabolit bergantung kepada pangkalan data spektrum seperti MassBank dan METLIN (Horai et al., 2010; Smith et al., 2005).
Perbandingan antara kajian juga menunjukkan bahawa metabolom bukan sifat tetap. Ia dipengaruhi oleh spesies, genotip (Dar et al., 2020), kaedah pemeraman (Wang et al., 2024) dan pelarut pengekstrakan (Lima et al., 2020). Oleh itu, angka daripada satu kajian tidak boleh terus dipindahkan kepada buah daripada ladang, kultivar atau kaedah lepas tuai yang berbeza. Aktiviti antioksidan in vitro juga tidak semestinya mencerminkan kesan kesihatan dalam tubuh manusia.
Tiada kajian metabolomik buah dari Malaysia terdapat dalam set bukti ini. Walau bagaimanapun, kehadiran mangga, manggis, belimbing dan jambu batu dalam kajian Qi et al. (2021) menunjukkan kaedah ini sesuai digunakan untuk buah tempatan. Metabolomik berpotensi membantu mengesahkan keunikan buah tempatan, membezakan buah masak pokok daripada buah diperam, dan memilih kultivar yang lebih berkhasiat (pengetahuan am).
Implikasi kepada Agensi dan Penyelidik
1. Bangunkan profil metabolomik rujukan bagi kultivar buah tempatan utama.
2. Gunakan metabolomik untuk menilai kesan kaedah pemeraman dan pengendalian lepas tuai terhadap kualiti buah.
3. Sertakan populasi liar dan landras dalam kajian, kerana ia mungkin menyimpan metabolit yang berbeza daripada kultivar komersial.
4. Laporkan kaedah pengekstrakan dengan jelas kerana pelarut mempengaruhi hasil analisis.
5. Elakkan tuntutan kesihatan berlebihan berdasarkan data in vitro sahaja.
Kesimpulan
Metabolomik berasaskan LC-MS mampu mengesan lebih 2,500 sebatian dalam sepuluh jenis buah, dengan 909 sebatian dikongsi dan banyak metabolit khusus spesies. Kajian sokongan menunjukkan bahawa metabolom buah berubah mengikut spesies, kultivar dan kaedah pemeraman. Pendekatan ini berpotensi besar untuk mencirikan buah tropika Malaysia, tetapi memerlukan kajian tempatan dan pangkalan data yang lebih lengkap.
Rujukan
1. Qi, J., Li, K., Shi, Y., et al. (2021). Cross-species comparison of metabolomics to decipher the metabolic diversity in ten fruits. Metabolites. https://doi.org/10.3390/METABO11030164
2. Shi, Y., Guo, Y.-X., Wang, Y., et al. (2022). Metabolomic analysis reveals nutritional diversity among three staple crops and three fruits. Foods. https://doi.org/10.3390/foods11040550
3. Wang, J., Ren, C., Wang, J., et al. (2024). Liquid chromatography quadrupole time-of-flight mass spectrometry-based metabolic characterization of mango ripened by different methods. Foods. https://doi.org/10.3390/foods13223548
4. Lima, L. G. B., Montenegro, J., de Abreu, J. P., et al. (2020). Metabolite profiling by UPLC-MSE, NMR, and antioxidant properties of Amazonian fruits: Mamey apple (Mammea americana), camapu (Physalis angulata), and uxi (Endopleura uchi). Molecules. https://doi.org/10.3390/MOLECULES25020342
5. Dar, M. S., Kumar, Y., et al. (2020). Comparative non-targeted metabolomics reveals differentiation of biochemical pathway network among fruits of natural populations and Cv. Alphonso of mango (Mangifera indica L.). Journal of Proteins & Proteomics. https://doi.org/10.1007/S42485-020-00047-6
6. Nijveldt, R. J., Van Nood, E., van Hoorn, D. E. C., et al. (2001). Flavonoids: a review of probable mechanisms of action and potential applications. The American Journal of Clinical Nutrition. https://doi.org/10.1093/AJCN/74.4.418
7. Ross, J. A., & Kasum, C. M. (2002). Dietary flavonoids: Bioavailability, metabolic effects, and safety. Annual Review of Nutrition. https://doi.org/10.1146/ANNUREV.NUTR.22.111401.144957
8. Eckel, R. H., Jakicic, J. M., Ard, J. D., et al. (2014). 2013 AHA/ACC guideline on lifestyle management to reduce cardiovascular risk. Circulation. https://doi.org/10.1161/01.CIR.0000437740.48606.D1
9. Horai, H., Arita, M., Kanaya, S., et al. (2010). MassBank: a public repository for sharing mass spectral data for life sciences. Journal of Mass Spectrometry. https://doi.org/10.1002/JMS.1777
10. Smith, C. A., O’Maille, G., Want, E. J., et al. (2005). METLIN: a metabolite mass spectral database. Therapeutic Drug Monitoring. https://doi.org/10.1097/01.FTD.0000179845.53213.39
Sumber carian: SciSpace Literature Review (mod High Quality), November 2026.
Kata kunci: metabolomik, LC-MS, metabolit, buah tropika, mangga, flavonoid, pemeraman, nutrien
