花生籽粒与花生芽中多酚类化合物比较代谢组学分析

发布时间：2020-09-27 08:22

　　花生是世界上最重要的油料和食品原料之一,富含必需脂肪酸、蛋白质、脂溶性维生素、多酚、矿物质元素等有益成分。花生根据种皮颜色分为红皮花生和黑花生,黑花生中花青素含量显著高于红皮花生。花生发芽后,不但维生素、氨基酸、矿物质等营养物质有所改善,且花生芽中白藜芦醇等酚类化合物的含量显著上升。酚类化合物具有抗氧化、消炎、抗癌等功效。随着经济的日益发展和人们消费观念的转变,人们对食物的需求已从满足温饱向追求高品质转变。近年来,黑色食品和芽菜凭借丰富的营养受到越来越多消费者的青睐。因此,深入挖掘和利用花生及其制品的特色营养品质对满足人们消费需求,推动产业升级具有重要的意义。本文具体研究内容如下:1.建立苯丙烷路径中10种代谢物的准确定量检测方法建立了一种快速、准确的液相色谱-高分辨质谱联用法,对苯丙烷路径上10种代谢物进行了检测。所研究的10种化合物包括L-苯丙氨酸、对香豆酸、咖啡酸、异甘草素、蛇葡萄素、对羟基苯甲醛、紫檀芪、白藜芦醇、黄豆苷元和芒柄花黄素。通过对前处理条件进行优化,选用2 mL乙腈:甲醇:水(2:2:1,v/v/v),对样品超声75 min来提高对目标代谢物的提取效率。研究验证了该检测方法的线性、回收率和精密度。日内、间精度分别在1.2-8.7%和1.2-8.5%之间。平均回收率为87.3-117.8%。结果显示该方法灵明度高,重复性好。2.研究3种外源添加液对于花生发芽过程中酚类化合物含量的影响通过添加一定浓度的酪氨酸、丙二酸和乙酸培养液,对花生进行发芽培养。利用三重四极杆质谱对发芽过程中相关酚类化合物的含量进行检测。研究表明,在花生发芽前期,提供一定浓度的酪氨酸、丙二酸和乙酸能显著提高花生芽中白藜芦醇的含量。添加0.4、0.8和1.0 mmol/L的酪氨酸能够提高花生芽中2-羟基肉桂酸和对香豆酸的含量。在第一天至第三天时,添加0.1、0.2、0.4、0.8和1.0 mmol/L的酪氨酸均能够提高花生芽中阿魏酸的含量。3.基于LC-HRMS非靶向代谢组学对花生发芽前后差异性化合物进行分析本章采用LC-MS非靶向代谢全谱分析方法对花生种子与其花生芽苗间差异代谢物进行了研究比较,覆盖21个代谢路径358个代谢物。主成分、正交偏最小二乘法及聚类分析表明花生种子与花生芽间存在显著性差异。花生种子组和其花生芽组存在83个差异代谢物(P0.05)。本研究结果对花生发芽后各类化合物的变化进行了一个系统性的分析,为花生芽的营养功能评价提供有力支撑。4.基于LC-HRMS靶向代谢组学对黑花生和红皮花生差异性酚类化合物进行筛选选取18个不同品种的黑花生和红皮花生,采用LC-MS靶向代谢全谱分析方法对黑花生与红皮花生进行差异性比较,共筛选出21个酚类化合物。主成分、正交偏最小二乘法和T检验分析表明黑花生与红皮花生组间存在显著性差异。红皮花生中咖啡酸、鹰嘴豆芽素A、槲皮素、松柏醛、水杨酸、橙皮素、儿茶素、表儿茶素、黄豆苷元和丁香酸的含量均显著高于黑花生,而黑花生中花青素的含量显著高于红皮花生。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：O657.63;TS222.1
【部分图文】：

色谱图,苯丙烷,代谢物,色谱图

16图 2.4 苯丙烷路径中 10 种代谢物的 MRM 色谱图Figure 2.4 The MRM chromatogram of 10 metabolites in phenylpropane pathway通过对 20 份添加 10 种代谢物标准品的花生芽的空白样品进行分析来确定方法的特异性谢物标准品的色谱图（图 2.4）在同一保留时间内无干扰峰，说明该方法具有特异性。图示了 10 种代谢产物的 MRM 色谱图。通过对各分析物建立标准曲线，验证了该方法的矩阵匹配标定参数如表 2.3 所示。回归系数（R2）范围为 0.9920 ~ 0.9990。实验中大多的检出限（LOD）均低于 1 ug/L。结果表明，该方法能较好地检测低浓度的目标代谢物浓度下的 10 种代谢物标准品加入空白样品内来进行回收率和精密度的计算。大多数代回收率在 85% ~ 120%之间。日内精密度是通过在同一天制备 6 个不同浓度的样品用于（n = 18）。日内精密度 RSD 范围为 1.2% ~ 8.7%。在相同条件下（n = 54） 6 个不同浓被用于连续检测 3 天。所有分析样品的日间精密度 RSD 均低于 10.4%。具体结果如表 2.4 所示。

主成分分析,发芽率,白沙,花生

如表 4.2 所示，5 种花生发芽快慢有所不同，但最终花生发芽率都可以达到 100%。其中白沙 1016 号和赣花 5 号在 24 h 内发芽率均达到 100%。实验现象说明花生在合适的培养条件下易萌发出芽。表 4.2 5 种花生发芽期间发芽率（%）变化Table 4.2 change of germination rate（%）during germination of 5 kinds of peanuts罗汉果中花 6 号白沙 1016 号花育 33 号赣花 5 号24 h 53.33% 72.73% 100% 26.67% 100%48 h 92.86% 100% 100% 100% 100%72 h 100% 100% 100% 100% 100%96 h 100% 100% 100% 100% 100%120 h 100% 100% 100% 100% 100%4.4.2 主成分分析

偏最小二乘法

中国农业科学院硕士学位论文第四章基于 LC-HRMS 的花生发芽非靶向代谢组学研究可以得知，质量控制组的数据点极为集中，反映出数据在采集过程中重复性好。花生种子组和花生芽苗组的数据轮廓可以清晰地分离开，说明花生经过萌芽过程后，体内物质发生了极大的变化。4.4.3 正交偏最小二乘法关于花生种子组和花生芽苗组组间比较的正交偏最小二乘法散点得分图如图 4.4 所示。横坐标（t[1]P）表示第一主成分的预测得分，纵坐标（t[1]O）表示正交主成分的分数。所有样品信息均落于 95%置信区间（Hotelling’s T-squared ellipse）中。图中结果显示，花生种子组和其花生芽苗组之间存在显著差异。并且，花生芽苗组内数据点较为分散，反应出不同品种的花生在一样的培养条件下，种子的萌芽情况有所不同（图 4.4）。

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