基于代谢组学分析工夫红茶发酵过程中代谢物的变化

以保靖黄金茶为原料,按照工夫红茶工艺进行加工,采用基于代谢组学的液质联用技术（LC-MS/MS）对发酵过程中的茶样进行检测,分析工夫红茶发酵过程中代谢产物的动态变化。结果表明,在发酵过程中,茶叶中代谢物呈现规律性动态变化;共筛选到493种差异代谢物,且这些差异代谢物的变化趋势以发酵2 h为节点可分为两个阶段,即发酵前期和发酵后期。发酵前期代谢物变化明显,物质代谢活跃,而发酵后期差异代谢物明显少于发酵前期,物质代谢减弱,且整个发酵过程中上调的差异代谢物数量均大于下调的差异代谢物数量;此外,对鉴定出的90种差异代谢物进行分析,结果显示,在红茶发酵过程中呈涩味的代谢物下调表达,可溶性糖、茶黄素类呈甜醇、鲜爽滋味的代谢物显著上调表达。本实验为探究工夫红茶发酵过程中的物质代谢调控机制提供了重要参考。     

基于非靶向代谢组学分析不同地区羊肉代谢物的差异

为探究不同地区羊肉的代谢物差异,采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱技术,结合多元统计分析法和通路分析对青海茶卡、青海玉树、青海祁连、四川、内蒙古和宁夏共6个地区的特色羊肉进行非靶向代谢组学研究。结果显示,从青海3个地区羊肉中筛选出176个差异显著代谢物（VIP≥1,P<0.05）,主要包括氨基酸及其代谢物、苯和取代衍生物、有机酸及其衍生物、杂环化合物、核苷酸及其代谢物等,共注释到88条代谢通路,主要为组氨酸代谢、新陈代谢通路、D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢通路、辅因子的生物合成和氨基酸的生物合成通路;从青海省内3地区和省外3地区当地特色羊肉中筛选出50种差异显著代谢物（VIP≥1,P<0.05,FC≥2或FC≤0.5）,主要包括氨基酸及其代谢物、甘油磷脂、脂肪酸、醇和胺类、苯和取代衍生物等,共注释到24条代谢通路,主要为新陈代谢通路、嘌呤代谢、酪氨酸代谢、铁死亡和花生四烯酸代谢通路。非靶向代谢组学可从整体水平上揭示不同地区羊肉的代谢差异,为不同地区特色羊肉的鉴别和品质评价提供方向。     

基于非靶向代谢组学的片烟醇化进程判断及代谢物差异分析

为探究非靶向代谢物在烟叶醇化过程中的变化规律,利用基于GC-MS法的非靶向代谢组学技术对云南省3个产区（曲靖、红河和昆明）的上部和中部烟叶进行分析。结果表明：醇化过程中,烟叶中糖类、氨基酸类和多酚类物质相对含量逐渐下降,有机酸类物质相对含量逐渐升高。基于非靶向代谢物组成,烟叶醇化进程可分为3个阶段,云南上部和中部烟叶适宜醇化期分别为21～33个月和21～27个月。利用偏最小二乘判别分析（PLS-DA）,筛选出醇化前期至醇化中期的差异代谢物共16种,主要富集在糖代谢通路中;醇化中期至醇化后期的差异代谢物共10种,主要富集在有机酸代谢通路中。     

基于非靶向代谢组学分析不同包装方式预制烤鱼代谢物的差异

为探究不同包装预制烤鱼的代谢物差异,采用液相色谱-串联质谱技术,基于非靶向代谢组学方法分析比较托盒包装、真空包装和气调包装预制烤鱼的代谢物组成。结果表明,在二级质谱信息下,3种包装的预制烤鱼共鉴定出318种代谢物。依据正交偏最小二乘法判别分析模型的变量重要性投影值（variable importance projection value, VIP,VIP>1）和P<0.05,共筛选出47种差异代谢物,包括脂肪酸类10种,核苷酸类10种,氨基酸类9种,有机酸及衍生物类7种,苯及衍生物类3种,醇胺类2种,其他类6种。通过对47种差异代谢物相对含量的聚类热图分析,发现3种不同包装方式预制烤鱼的代谢物相对含量存在差异。其中,气调包装烤鱼的多种呈味氨基酸和单磷酸腺苷相对含量明显高于常规的真空和托盒包装。研究结果初步表明,气调包装对保持烤鱼鲜味有积极作用,将为烤鱼包装多样化发展提供方向。     

基于GC-MS非靶向代谢组学分析贵州特色蜂蜜的代谢物差异

该研究以中华蜜蜂（Apis cerana,简称中蜂）特色蜂蜜蓝莓蜜、野蔷薇蜜为研究对象,以荆条蜜、野桂花蜜为对照,采用GC-MS非靶向代谢组学,对特色蜂蜜代谢物聚类、功能富集分析,并筛选差异代谢物及功能注释。结果表明,4种蜂蜜共检测到90种代谢物,富集到210条通路上,其中富集前20的通路在碳水化合代谢（8条）、总览（9条）、膜运输（3条）三个模块;4种蜂蜜中都检测出去甲肾上腺素（Norepinephrine,NE）,它富集到了唾液分泌、胃酸分泌等通路。根据VIP>1、log2FC>1、p<0.05筛选出2-酮丁酸、硬脂酸、肌醇等12种显著差异代谢物;2-酮丁酸和3-己烯二酸分别是蓝莓蜜和野蔷薇蜜的特征性物质。在改善人体消化吸收、促进蛋白质合成效果顺序为：野桂花蜜>荆条蜜>蓝莓蜜>野蔷薇蜜。该研究从代谢组学角度分析了不同蜂蜜营养成分差异,初步确定蓝莓蜜、野蔷薇蜜的特征性物质,其结果为鉴别蜂蜜真假、蜂蜜溯源识别提供相应参考。     

基于非靶向代谢组学分析老面酵头传代发酵过程中的代谢差异

以老面酵头为研究对象,采用基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UHPLC-QTOF-MS）的非靶向代谢组学分析技术对老面酵头传代发酵过程的差异代谢物进行鉴定分析,并研究老面酵头传代发酵过程中的风味特征代谢物的相对含量变化和关键代谢通路。结果表明,传代发酵1代、2代和4代的代谢产物存在差异,共鉴定出54种差异代谢物,主要的差异代谢物种类为氨基酸及肽类、有机酸类和糖类。共检索到15条与差异代谢物相关性高的关键代谢通路和14种主要参与的差异代谢物,其中关键代谢物为D-麦芽糖、鞘氨醇、L-谷氨酸、纤维二糖、鞘磷脂、甘油磷酸胆碱。该研究从代谢组学角度初步揭示了老面酵头传代发酵过程的代谢产物差异性以及特征化合物,为进一步对老面酵头发酵过程中的风味调控机制提供理论依据。     

烤烟上部叶成熟过程中代谢组的差异分析

为明确烤烟上部叶成熟过程中物质转化规律及代谢组的差异,利用GC-MS非靶向代谢组学方法并结合激素及色素等的测定对烟株打顶后20、30、40、50和60 d的上部叶代谢物进行分析。结果表明:上部烟叶成熟过程可分为3个阶段,分别为烟株打顶后20~30 d、40~50 d和60 d。随烟叶成熟进程的推进,叶绿素和类胡萝卜素含量（质量分数）逐渐下降,在打顶后40 d时下降最为明显,游离氨基酸和总氮含量整体呈下降趋势,总植物碱和碳水化合物含量整体呈升高趋势,烟叶中促进生长类激素含量在打顶后40 d显著下降,促进成熟衰老类激素含量在打顶后40 d显著提高,打顶后40 d可能是上部烟叶成熟过程中生理功能由盛转衰的关键节点。通过正交偏最小二乘判别分析法（OPLS-DA）筛选出38种差异代谢物,主要是氨基酸类、糖类和脂肪酸类代谢物,其中4-氨基丁酸、果糖、阿洛糖、棕榈酸、亚麻酸、甘油酸、苹果酸、莨菪亭、奎尼酸等可能是上部烟叶成熟过程中较关键的代谢物。差异代谢物显著（p＜0.05）富集在糖代谢、氨基酸代谢和脂肪酸代谢等通路中,其中乙醛酸和二羧酸代谢,不饱和脂肪酸的生物合成,TCA循环,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢等通路在烟叶成熟过程中起重要的调控作用。      

基于靶向代谢组学分析嫁接对茶树代谢物的影响

为了探究茶树嫁接前后代谢物的差异,以“桃形叶”为接橞、“短接白毫”为砧木,采用切接法进行茶树嫁接。利用广泛靶向代谢组学技术对嫁接前后茶树中的物质进行检测,并结合主成分（PCA）分析和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）等多元统计方法,研究嫁接前后茶树中代谢物的变化。结果表明,嫁接前后茶样中共检测到804种代谢物,其中105种代谢物具有显著的差异性;与嫁接前相比,嫁接后的茶样中有44种差异代谢物显著上调,61种差异代谢物显著下调,差异代谢物下调的数目大于上调;另外嫁接后的茶样中黄酮和氨基酸等物质的相对含量显著增加,而脂质和核苷酸及其衍生物等物质的相对含量则显著减少;此外,通过KEGG代谢通路的研究发现,这些差异代谢物主要分布在嘌呤代谢、烟酸酯和烟酰胺代谢、甘油磷脂代谢、类黄酮生物合成、黄酮和黄酮醇生物合成、光合生物的固碳作用、咖啡碱代谢、次级代谢产物的生物合成等20条代谢途径中,其中被KEGG注释到的差异代谢物有24种,主要以黄酮和核苷酸及其衍生物为主,且通路中大部分黄酮类物质显著上调,而核苷酸及其衍生物则显著下调。综上,品种“桃形叶”通过嫁接会使代谢物的含量发生显著的变化,这在一定程度上能够为嫁接茶树茶叶的加工和生产提供理论参考。     

基于UPLC-Q-TOF-MS技术分析原料乳冷藏过程中脂类代谢组学

为探究4 ℃冷藏过程中原料乳脂类物质的变化,以酸价及过氧化值为衡量标准判定原料乳的脂肪氧化情况;采用超高效液相色谱-四极杆串联飞行时间质谱技术对各冷藏阶段脂类代谢物的差异及变化进行分析。结果显示,冷藏过程中原料乳酸价及过氧化值持续升高,其中0～1 d升高速度最快。差异代谢物分析显示,乳代谢体系变化极为复杂,脂类代谢物种类及变化在所检测的6 类显著性差异代谢物中最突出,从初始的9 种增至24 种。进一步分析脂类代谢物表达量时发现游离脂肪酸、磷脂表达量分别在冷藏3～4 d和冷藏6 d会发生较大波动。结合KEGG通路分析,发现游离脂肪酸参与的脂肪酸生物合成在各冷藏阶段变化显著（P＜0.05）;冷藏3 d时脂类代谢物通路数量最多,共计9 条。因此,冷藏3 d可作为原料乳冷藏品质控制的关键节点。     

基于非靶向代谢组学技术解析老白干白酒发酵过程中的代谢物特征

白酒发酵过程中的代谢物与其独特的风格特征息息相关。对于老白干白酒而言,其发酵过程中代谢物的特征及其变化规律尚未被完全解析。采用超高效液相色谱-串联质谱联用技术,对老白干白酒发酵过程中的酒醅代谢物进行了鉴定,通过主成分分析和显著性差异分析,筛选出了差异代谢物,并通过KEGG数据库注释分析,揭示了这些差异代谢物可能参与的代谢途径。结果表明,在9个不同发酵时间点的酒醅样品中,共检测到2157种代谢物,其中172种为极显著差异代谢物(VIP>2,P<0.01,|log₂(FC)|>0.1)。在不同发酵阶段,各类代谢物的表达量有所不同。在发酵前期(0~8d)差异代谢物最多,共128种极显著差异代谢物(P＜0.01),氨基酸、肽及其类似物,脂类,杂环类和碳水化合物及其结合物代谢显著上调;发酵中期(8~17d)有22种代谢物有极显著差异代谢物(P＜0.01),氨基酸、肽及其类似物(8~14d)代谢显著上调,脂类代谢先上调后下调,黄酮类与之相反;发酵后期(17~36d)有33种极显著差异代谢物(P＜0.01),氨基酸、肽及其类似物和脂类代谢先上调后下调。此外,通过KEGG数据库注释,确定了104条代谢途径,并据此绘制了代谢网络图。在发酵的不同阶段,某些代谢途径变得更为活跃,如碳水化合物代谢、脂类代谢、黄酮类代谢和氨基酸代谢主要发生在发酵前期(P<0.05),而黄酮类代谢在发酵中期较为活跃(P<0.05),脂类代谢和氨基酸代谢则在发酵后期较为旺盛(P<0.05)。丝氨酸、谷氨酰胺和天冬氨酸半醛等18种代谢物在多个发酵时间段表现出显著差异,它们注释到半乳糖代谢,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,精氨酸和脯氨酸代谢,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成及甘油磷脂代谢等途径,这可能是风味化 合物的潜在生成途径。研究基于代谢组学技术,揭示了老白干白酒发酵过程中代谢物的特征及其变化规律,可为解析老白干白酒发酵过程中的风味代谢机制提供理论依据。 收稿日期:20240304 基金项目:国家自然科学基金资助项目(32102119);河北省重点研发计划项目(20327107D);河北省科技计划项目(215A9935D)。  Foundation: National Natural Science Foundation of China (32102119); Key R&D Projects of Hebei Province (20327107D); Science and Technology Project of Hebei Province(215A9935D).  第一作者:耿晓杰,女,博士研究生,研究方向为白酒酿造微生物与风味化学。 通信作者:王柏文,男,副教授,博士,主要从事白酒酿造微生物与风味化学方面的研究; 郑福平,男,教授,博士,博士生导师,主要从事白酒化学方面的研究。     

基于非靶向代谢组学分析黄桃果肉褐变过程中代谢产物的差异

以黄桃果实为试验材料,利用非靶向代谢组学研究其贮藏期间不同褐变程度果肉中的代谢物差异。采用主成分分析、聚类分析、正交偏最小二乘判别分析等方法分析不同褐变程度果肉中的差异代谢产物。结果表明:PE包装明显降低了黄桃果肉褐变指数,以无褐变的果肉为对照,共检出991种代谢物。在CK 12 d vs CK 0 d样本中,共检出206种显著上调代谢物和26种显著下调代谢物,而在PE 12 d vs CK 0 d样本中,共检出145种显著上调代谢物和58种显著下调代谢物。经HMDB通路分析,代谢物主要富集在13条通路中,其中,富集排名前6的通路分别是丙烷和聚酮化合物、脂质和类脂质分子、有机杂环化合物、有机酸及其衍生物、苯甲酸酯类、有机氧化合物。KEGG通路分析表明,代谢物主要富集在10条通路中,其中,富集排名前4的通路为其它次生代谢产物的生物合成、氨基酸代谢、辅因子和维生素的代谢通路,其它氨基酸代谢等通路。研究从代谢组学角度初步揭示了黄桃果肉褐变过程中代谢产物的差异性,为提高黄桃果实品质提供理论参考。     

基于非靶向代谢组学比较手工和机制信阳毛尖的代谢物差异

目的 探明两种加工方式对信阳毛尖的化学成分影响。方法 以信阳群体种一芽一叶为原料,分别按照手工和机制方式加工信阳毛尖,采用超高效液相色谱-四极杆-静电轨道阱质谱(UHPLC-Q-Exactive/MS)对非挥发性化合物进行分析。结果 本研究共鉴定出93个化合物,包括生物碱类、氨基酸类、儿茶素类、二聚儿茶素类、黄酮(醇)糖苷类、酚酸类、核苷类等。采用主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)等方法,对手工和机制加工信阳毛尖过程样的研究表明：手工和机制加工过程样可以通过化学成分的组成进行较好的区分,进一步分析两种加工方式发现了40种差异化合物,其中黄酮(醇)糖苷类和氨基酸是差异最明显的两大类成分,机制茶加工过程样中黄酮(醇)糖苷类和氨基酸含量高于手工制作,差异显著的主要成分有L-丙氨酸、γ-氨基丁酸、槲皮素3-O-葡萄糖芸香糖苷和槲皮素等。手工茶制作过程中,杀青温度较低、时间相对较长,从而产生了更多的表阿夫儿茶精-3-没食子酸酯、原花青素B1、聚酯型儿茶素A和茶黄素双没食子酸酯等二聚物。此外,手工茶的多数酚酸类化合物,以及一磷酸腺苷和磷酸甘油胆碱等含量高于机制茶。结论 本研究采用代谢组学方法较为系统的分析了手工和机制信阳毛尖加工过程中的差异化合物,为信阳毛尖手工茶和机制茶品质差异评价及加工技术提升提供了理论依据。     

嗜热链球菌S10发酵乳贮藏期间的代谢组学研究

目的：利用UPLC-MS技术研究嗜热链球菌S10发酵乳贮藏期间的代谢特性,从代谢角度评估发酵乳的产品品质,以期为嗜热链球菌S10发酵乳产业化生产及产品品质管理提供有效依据。方法：采集分别贮藏0,1,7,14,21 d的发酵乳,用超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱联用技术建立样本代谢指纹图谱,经Markerlynx及主成分分析、正交偏最小二乘法-判别分析,研究发酵乳贮藏不同时间后的代谢差异。结果：通过数据库检索结合质谱信息匹配,筛选得到甘氨酰-L-脯氨酸、琥珀酸、草酰乙酸、甘氨酸、L-谷氨酸、烟酸等22个潜在生物标志物,涉及碳水化合物及能量代谢、氨基酸代谢等多条代谢途径。结论：嗜热链球菌S10发酵乳贮藏期间的差异代谢物多是初级代谢产物,且种类和含量不会对发酵乳品质产生不利影响。     

吡咯基丙氨酸的合成表征及对腊八蒜的增色作用

为延长腊八蒜的货架期,使其长时间维持绿色,实验采用Paal-Knorr方法体外合成色素形成关键物质吡咯基丙氨酸,研究其对腊八蒜色素形成的影响,并通过质谱、红外图谱、核磁共振光谱表征其结构。结果表明：加入5.0mmol/L的吡咯基丙氨酸能够延长腊八蒜绿色素的生成,维持其商品性状至少45d,且此时色素的形成仍呈上升趋势,吡咯基丙氨酸对腊八蒜具有增色作用。     

基于UPLC-MS非靶向代谢组学分析大鲵肉冷藏过程中代谢物的变化

采用基于超高效液相色谱-质谱联用的非靶向代谢组学方法,探究大鲵肉冷藏过程中（4 ℃,0、2、4、8 d）代谢物的差异及变化规律。结果表明,大鲵肉在冷藏期间0、2 d组内和组间差异较小,4、8 d组内和组间差异较大;随着冷藏时间的延长,相邻组间差异代谢物个数逐渐增加。以偏最小二乘法判别分析模型第1主成分变量投影重要性指标≥2,t-检验的P≤0.001为筛选标准进行筛选,共得到125 种差异代谢物,包括有机酸类及其衍生物（17 种）、酯类及其衍生物（53 种）、氨基酸类及其衍生物（25 种）、核苷酸类及其衍生物（13 种）、醇类化合物（3 种）、其他化合物（14 种）。其中大部分代谢物冷藏8 d丰度显著下降（P＜0.05）;此类代谢物中有机酸类及其衍生物（A1类）、氨基酸类及其衍生物（A3类）的丰度累积变化有相似的趋势,即冷藏0～2 d出现小幅度上升,2～4 d出现小幅度下降,4～8 d快速下降;酯类及其衍生物（A2类）、核苷酸类及其衍生物（A4类）的丰度累积变化均呈下降趋势,但酯类化合物及其衍生物（A2类）在冷藏0～4 d缓慢下降,4～8 d快速下降,而核苷酸类及其衍生物（A4类）具有线性下降的趋势。KEGG代谢通路富集及Pearson相关性分析表明,组氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、精氨酸生物合成、赖氨酸降解、牛磺酸和次牛磺酸代谢、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成、氨酰-tRNA生物合成等代谢通路与大鲵肉品质的变化具有较好的相关性;同时肌酸、L-组氨酸、L-谷氨酸、组氨酸、鸟氨酸、L-精氨酸、植物鞘氨醇可作为大鲵肉冷藏过程中品质变化的潜在标记物。本研究为今后大鲵宰后肌肉代谢及冷藏期间品质调控提供一定参考。     

机器学习在食品贮藏品质预测中的应用

食品贮藏和流通过程中会出现不同程度的品质劣变现象。随着人们对食品品质和安全重视程度的不断提高,开展食品贮运过程中的品质预测研究,对食品品质调控具有重要意义。本文综述机器学习在食品贮藏品质预测中的研究进展,包括常规的品质预测方法及其局限性。重点介绍近年发展快、应用广的集成学习和人工神经网络算法以及预测性能评估方法,展望机器学习在食品领域的未来发展趋势,为开展食品科学的交叉研究提供参考。     

基于非靶向代谢组学的蓝莓酵素和沙棘酵素代谢产物特征比较

为了探索不同酵素之间代谢产物的差异性,本研究以自然发酵的蓝莓酵素和沙棘酵素为样品,使用超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱测定两种酵素样品中全部代谢物丰度,并对代谢物进行筛选和鉴定,利用代谢组学方法分析蓝莓酵素和沙棘酵素的代谢产物差异。结果表明,两种酵素样品中关键性代谢差异物为9种,通过KEGG数据库的比对分析可知富集代谢产物较多且显著性高的关键代谢通路有6条,主要体现在黄酮和黄酮醇的生物合成,泛酸和辅酶A的生物合成,酪氨酸代谢,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,脯氨酸和精氨酸代谢,谷胱甘肽代谢。基于非靶向代谢组学分析,该文初步揭示了蓝莓和沙棘酵素代谢产物差异性,为水果酵素功能性的比较研究提供一定的理论基础和依据。     

不同颜色大蒜品质分析

以打破休眠期的大蒜为原料,制备白色、绿色和黄色3种颜色大蒜,对其总酚含量、还原糖含量、自由基清除率、风味及味道进行测定,探究不同颜色大蒜的营养价值、抗氧化能力及感官品质的差异。结果表明,不同颜色大蒜的营养价值、抗氧化能力及感官品质存在显著差异。新鲜白色大蒜中含有较多总酚,绿蒜次之,黄蒜中最少。还原糖含量恰恰相反,黄色大蒜含量最高。不同颜色大蒜都具有较好的清除自由基能力,清除自由基能力强弱为新鲜白色大蒜>绿色大蒜>黄色大蒜。风味分析中,氮氧化合物(W5S)和硫化物(W1W)的感应器具有明显响应值变化,且响应值大小排序为黄色大蒜>绿色大蒜>新鲜白色大蒜。而味觉上,咸味、甜味、酸味、苦味上存在明显差异。绿色和黄色大蒜保持较好酸味,同时甜度下降。新鲜白色大蒜可以较好维持咸味和苦味。