基于代谢组学技术寻找蜂蜜标志性代谢物并探究其应用

发布时间：2018-10-24 14:10

【摘要】：蜂蜜作为一种营养价值丰富、广受人们欢迎的食品,由于生产周期长、产量低等原因常常供不应求,加之蜂蜜成分复杂,使它成为食品掺假的一个主要对象,不法分子常通过各种掺假手段来对蜂蜜进行造假,谋取利益。由于蜂蜜的主要成分为葡糖糖和果糖,目前蜂蜜掺假的常用手段是通过掺入廉价糖浆的方式制造掺假蜂蜜,现有的对蜂蜜掺假进行鉴别的方法有:稳定碳同位素比值分析法(SCIRA)、薄层色谱法(TLC)、脉冲电流检测器的高效阴离子交换色谱法(HPAEC-PAD)、气相色谱质谱联用技术(GC-MS)、高效液相色谱法(HPLC)、高效液相同位素质谱仪联用技术(HPLC-IRMS)、核磁共振技术(NMR)以及近红外光谱技术(NIR)等,但是这些方法各有其缺陷,并且对于使用C3植物糖浆进行掺假的掺假蜂蜜的鉴别难题并未突破。本研究采用液质联用技术对真蜂蜜(荆条蜜、洋槐蜜、枣花蜜)与掺假蜂蜜的代谢物进行全面获取与分析,并结合多元统计分析软件对真蜂蜜与掺假蜂蜜进行区分,寻找真蜂蜜样品的标志性代谢物,实现对真假蜂蜜的鉴别。本研究在未来蜂蜜市场中对蜂蜜质量的控制具有重大意义。本实验分为四部分,第一部分为基于代谢组学技术寻找真正蜂蜜的标志性代谢物、第二部分为基于代谢组学技术对真蜂蜜与糖浆掺假蜂蜜进行区分、第三部分是基于代谢组学技术对成熟蜜与未成熟蜜进行区分、第四部分是基于代谢组学技术对真蜂蜜与已知劣质蜂蜜进行区分。四部分实验对样本原始数据的获取均采用超高液相色谱串联四级杆轨道离子阱高分辨质谱(UHPLC-Q Exactive Obitrap LC-MS),上机检测后的原始数据经过Compounds Discoverer软件对样品进行总离子流图色谱峰的提取、峰对齐、未知物的检测等差异性分析,通过多元统计分析实现对比较样品组的区分,找到的可能的标志性代谢物进行二级质谱分析寻找碎片离子,初步完成标志性代谢物的定性工作。第一部分结果显示:真正蜂蜜样本荆条蜜、洋槐蜜、枣花蜜三种蜂蜜均能实现与各种蜂蜜掺假糖浆的区分,并通过分析找到了三种蜂蜜的各自的可能的标志性代谢物并对其完成了初步定性。荆条蜜可能的标志性代谢物有:苯丙氨酸、亮氨酸、泛酸、对香豆酸、肉桂酸、白杨素、酪氨酸,其中苯丙氨酸和泛酸是荆条蜜可能的特有的标志物;洋槐蜜的可能的标志性代谢物有:色氨酸、亮氨酸、酪氨酸、脯氨酸、视黄酸、对香豆酸、脱落酸、肉桂酸、白杨素,其中色氨酸、视黄酸和脱落酸是洋槐蜜可能特有的标志性代谢物;枣花蜜可能的标志性代谢物有:褪黑激素、N-乙酰羟色胺、亮氨酸、酪氨酸、脯氨酸、对香豆酸、肉桂酸、4-甲氧基肉桂酸、白杨素。其中褪黑激素、N-乙酰羟色胺、4-甲氧基肉桂酸是枣花蜜可能特有的标志性代谢物。第二部分结果显示:三种蜂蜜与糖浆掺假蜂蜜的区分效果明显,在大米糖浆、玉米糖浆、甜菜糖浆、蜂蜜专用糖浆掺入1%比例的水平上,就能与三种真蜂蜜实现区分,说明本研究的代谢组学方法对糖浆掺假蜂蜜的检测限能够达到1%,且随着掺入糖浆比例的增大,在PCA得分图上糖浆掺假蜂蜜样品组有距离真蜂蜜样品组越来越远的趋势。第三部分结果显示:荆条蜜、洋槐蜜、枣花蜜三个品种的成熟蜜与未成熟蜜在PCA得分图上在第一主成分上分离效果显著,在最后第四部分对真蜂蜜与已知劣质蜂蜜的鉴别试验中,本研究所用的代谢组学方法能够实现将真洋槐蜜与已知劣质洋槐蜜的区分、真枣花蜜与已知劣质枣花蜜的区分,并且将不同品种的已知劣质蜜在与真荆条蜜、真洋槐蜜、真枣花蜜进行统一比较时,发现不同品种的已知劣质蜜归为一组,均能够与三个品种的真蜂蜜实现分离。结合实验结果分析,本研究所用的代谢组学方法对蜂蜜掺假鉴别效果明显,优于现有的对蜂蜜掺假鉴别的其他检测方法,不需要对某一或某些靶向物质进行定性定量测定,是一种宏观非靶向的种类区分的方法。方便快捷,前处理方法比较简单易于操作,上机处理后数据经Compounds Discoverer软件进行多元统计分析建立PCA模型即可实现真蜂蜜与糖浆掺假蜂蜜的鉴别。
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【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S896.1;O657.63

【参考文献】