气相色谱-质谱联用代谢组学技术分析不同产地稻米代谢物

采用气相色谱-质谱联用的代谢组学手段,对黑龙江省2?个地理标志稻米产区的60?个水稻样本进行代谢组学研究,使用SIMCA软件和R软件对数据进行主成分分析、正交偏最小二乘-判别分析（orthogonal partial least square-discriminant analysis,OPLS-DA）等多元统计分析及代谢途径分析,探讨产地对稻米代谢及代谢产物的影响。结果共鉴定出167?个代谢产物,分析发现产地对稻米代谢物的数量、种类和含量均有影响,其中对含量的影响最显著。共筛选出32?个差异代谢物,层次聚类分析表明其可以作为产地鉴别的参考指标。OPLS-DA结果显示,两产地稻米区分显著,均有明显样本聚集区,说明产地对水稻代谢的影响很大。代谢途径分析共检索到与差异代谢物相关性高的9?条关键通路,发现不同产地对水稻中脂类和氨基酸类物质的代谢影响最大。脲基丙酸、角鲨烯、胆固醇、月桂酸、反丁烯二酸5?个代谢产物在不同产地水稻的代谢差异方面具有重要的参考意义。研究为稻米产地鉴别提供理论依据,为农产品产地溯源提供一定参考。     

黑龙江省不同产地水稻的GC-MS代谢物差异分析

采用气相色谱-质谱联用技术对黑龙江省建三江水稻产区与其他产区的水稻种子进行代谢组学研究,探讨产地对其代谢物的影响。在R软件平台下采用XCMS软件包对气相色谱-质谱数据进行处理,结合SIMCA-P软件,进行主成分分析、偏最小二乘法-判别分析以及聚类分析进行多元统计分析。结果表明,共检测到173?个峰,定性出氨基酸、脂肪酸、糖类、多元醇等共44?个化合物;筛选出建三江地区相对于其他产区具有显著变化（P＜0.05,VIP≥1）的差异代谢物23?个,通过代谢通路分析得到氨基酸代谢对水稻品质及产地区分具有一定影响。结果表明,产地对水稻代谢物的种类和含量均有影响,水稻代谢物携带其产地信息,建三江地区与其他产地水稻代谢物之间存在显著差异。利用气相色谱-质谱技术分析产地对水稻种子代谢产物影响以及产地区分具有可行性。     

基于UPLC-MS/MS的不同产地蜂糖李果实初生代谢差异分析

采用超高效液相色谱-串联质谱技术对贵州省3个产地的蜂糖李果实初生代谢物进行代谢组学研究，通过主成分分析、正交偏最小二乘判别分析（orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA）等多元统计分析和代谢途径分析，探讨产地对蜂糖李初生代谢产物的影响。实验共鉴定出307种代谢物，分析发现产地对蜂糖李代谢物的种类和含量均有影响。良田蜂糖李相比六马蜂糖李存在13种差异代谢物，惠水蜂糖李相比六马蜂糖李、良田蜂糖李都存在49种差异代谢物。同时OPLS-DA结果表明，不同产地蜂糖李区分明显，均有显著样本聚集区，说明产地对蜂糖李初生代谢的影响很大。代谢通路分析发现，不同产地间蜂糖李初生代谢差异机制主要在于氨基酸类物质的代谢，对氨基酸类物质的影响最为显著。本研究可为蜂糖李产地鉴别提供理论依据，为蜂糖李产地溯源提供一定参考。     

基于GC-MS技术对不同产地稻米的代谢组学分析

基于气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）联用技术对建三江和响水地区的60份稻米样本进行代谢组学研究。利用主成分分析和正交偏最小二乘-判别分析等多元统计分析方法,对建三江和响水的稻米样本进行检测,在样本中共检测出143 个峰,鉴定出包括氨基酸、脂肪酸、核苷酸、有机酸、多元醇、糖类等在内的39 个代谢产物。实验考察产地对水稻代谢组的影响,结果表明建三江地区和响水地区稻米代谢产物在数量和含量上均存在显著差异。对显著变化（P＜0.05,VIP＞1）的差异代谢物进行鉴定,共筛选出16 种差异代谢产物。实验表明,利用GC-MS技术,结合多元统计分析的方法,可用于不同地区稻米代谢产物差异的研究,为稻米产地溯源提供理论依据。     

基于非靶向代谢组学分析牛肉干法成熟过程代谢产物的变化

以不同成熟时间的牛上脑肉为研究对象,借助超高效液相色谱-质谱技术,基于非靶向代谢组学方法分析干法成熟过程中牛肉代谢产物的变化情况,并对代谢产物进行多元统计分析和代谢通路分析。结果表明,牛肉干法成熟过程中有41种代谢物被鉴定为差异代谢物,包括氨基酸类物质21种、脂肪酸类物质16?种、核苷酸类物质2种以及其他代谢物2?种。通过对差异代谢物的种类和相对含量进行分析,发现随着成熟时间的延长,差异代谢物的种类和相对含量显著增加。通过对差异代谢物的代谢途径进行分析,筛选出5条关键代谢通路,分别为嘌呤代谢,脂肪酸降解,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,精氨酸和脯氨酸代谢,三羧酸循环,这些代谢途径对成熟牛肉风味和营养物质的形成具有促进作用。     

烤烟醇化过程中的代谢物和脂质分析

为探明烟叶醇化过程中代谢物和脂质的变化规律,本研究采用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）和液相色谱-质谱联用仪（LC-MS）相结合的方法对不同产地烟叶醇化过程中的化学成分进行了代谢组学和脂质组学分析。结果表明,醇化后的烟叶中糖类、氨基酸、脂质和核苷酸等初级代谢产物的相对含量减少,黄酮类、苯衍生物、酚类和萜类化合物等次级代谢产物则增加;进一步研究发现,上述初级代谢产物的变化随醇化时间（1~7年）的增加而递减,而次级代谢产物呈现逐年递增的趋势。同一品种云烟87（YY87）在不同产地（广东和湖南）之间化学成分差异较大,主要为氨基酸和膜脂,而醇化后差异减小。综上所述,代谢组学和脂质组学方法能有效区分醇化和非醇化烟叶,并且能揭示不同醇化程度烟叶的特征及不同产地对烟叶化学成分的影响。     

基于广泛靶向代谢组学的不同产地红茶代谢产物比较分析

为探究红茶代谢产物的产地差异,本实验采用感官审评方法及超高效液相色谱串联质谱（UPLC-MS/MS）的广泛靶向代谢组测定方法,对福建省福安市和尤溪县产红茶中的代谢产物进行比较分析。结果表明:福安红茶以“醇和”的滋味特征为主,尤溪红茶以“甘醇”的滋味特征为主。利用代谢组学方法在两地的红茶中鉴定出黄酮、酚酸类、脂质、有机酸、氨基酸及其衍生物等共937种代谢物,通过主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）可以显著区分不同产地红茶,并鉴定出410种具有显著差异的代谢物。尤溪红茶中有291种差异代谢物的相对含量高于福安红茶,其中紫云英苷、表儿茶素（EC）、L-谷氨酰胺、L-天冬氨酸、L-赖氨酸、L-色氨酸、L-谷氨酸、绿原酸、苯乙胺和牡荆素-2'-O-鼠李糖苷等差异代谢产物对于两地红茶的不同滋味品质形成可能具有重要贡献。代谢通路分析发现,两地红茶的氨基酸和黄酮类物质代谢水平具有显著差异,可能是形成两地红茶滋味品质差异的原因。研究为茶叶产地鉴别提供理论依据。     

储藏对稻谷代谢产物的影响研究

利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对查哈阳地理标志稻米保护区的稻谷样本以及储藏1年后的稻谷样本进行代谢组学研究,探讨储藏对稻谷代谢产物的影响。本实验采用主成分分析和正交偏最小二乘法-判别分析的多元统计分析以及层次聚类分析等方法对数据进行分析。结果显示,2021年和储藏样本分别定性到147、148个代谢产物,在数量上相差不大,但种类上存在差异。共筛选出39个差异代谢产物,层次聚类分析发现储藏前后稻谷代谢物的含量呈现反向变化趋势。代谢通路分析共筛选出8条与代谢物差异相关性最高的通路,可作为研究储藏对稻谷代谢通路影响中的参考物质。     

基于液质联用代谢组学方法分析不同产地和表型的玛咖

本实验基于液质联用代谢组学分析方法对20种不同表型和产地玛咖进行分析，采用超高效液相色谱串联四级杆静电场轨道阱高分辨质谱（Dionex Ultimate 3000-Q Exactive Orbitrap），原始数据经过Compound Discoverer软件处理后通过SIMACA 14.1软件分析可能的标志性代谢物，然后对这些潜在的标志性代谢产物进行二级质谱分析，通过相关文献和数据库（HMDB或NIST）对其进行定性。结果表明按照产地分组的多元变量统计分析中，五个产地的玛咖在OPLS-DA中成功分组，丽江和香格里拉两个产地玛咖在PLS-DA和OPLS-DA中分组成功；三种表型的紫色、黄色和黑色玛咖在PLS-DA和OPLS-DA中分组成功。聚类分析表明黄色、黑色和紫色玛咖各分为不同三类，三种表型玛咖内活性成分差异较大，与OPLS-DA得分图结果相吻合。表明高分辨质谱结合代谢组学技术可用于玛咖不同表型及产地的鉴别。由于目前对于玛咖中代谢物质定性的数据库和文献较少，本实验只定性出黑色玛咖的标志性代谢产物N-苄基-15Z-烯二十四酰胺以及黄色和紫色玛咖标志性代谢产物3-甲氧基苯基乙酸。     

高原雪菊与平原雪菊中黄酮类成分及其关键酶基因表达的差异分析

为了分析比较高原雪菊与平原雪菊类黄酮化合物成分差异，采用超高液相色谱-串联四级杆飞行时间质谱（UPLC-QTOF-MS）技术对雪菊头状花序的类黄酮化合物进行定性定量分析。依据UPLC-QTOF-MS 矩阵中的保留时间、质荷比及碎片离子对雪菊中的黄酮类代谢产物进行分析鉴定，比较高原雪菊与平原雪菊代谢产物的相对含量。结果表明，从昆仑雪菊中共分析鉴定出204个黄酮类成分，PCA 分析结果显示两个产地样本的黄酮类化合物差异明显，通过 OPLS-DA 筛选出4,4""-二甲氧基查耳酮、棕矢车菊素、7,4""-二羟基黄酮和槲皮素等15种差异表达的黄酮类代谢物，其中6种黄酮类化合物在平原雪菊中含量较高，9种黄酮类化合物在高原雪菊中含量较高。通过对差异代谢物通路分析，发现类黄酮生物合成（Flavonoid biosynthesis）、次生代谢物的生物合成（Biosynthesis of secondary metabolites）、黄酮和黄酮醇生物合成（Flavone and flavonol biosynthesis）、代谢途径（Metabolic pathways）、异黄酮生物合成（Isoflavonoid biosynthesis）和苯丙酸类化合物的生物合成（Biosynthesis of phenylpropanoids）等6条代谢途径显著差异。结论：昆仑雪菊的黄酮类化合物种类多样且含量丰富，其含量丰富的黄酮类化合物可能是昆仑雪菊具有显著药用价值的物质基础，且不同产地雪菊含有特有的黄酮类成分，可通过检测特定的黄酮类化合物进行雪菊产地的鉴定。     

糙米和大米非靶向代谢组学分析

为分析全谷物糙米和大米的差异代谢产物及其代谢途径，采用液相色谱-串联质谱联用非靶向代谢组学技术，分析糙米碾磨前后的代谢物变化和主要参与代谢途径。通过单变量和主成分分析、偏最小二乘判别分析和聚类分析等多变量统计分析发现，在差异倍数不小于1.2或不大于0.833 3、P＜0.05、变量投影重要性值不小于1的条件下，正离子模式下检测到糙米和大米中显著变化的差异代谢物为460 种（其中上调300 种、下调160 种），负离子模式下检测到糙米和大米中显著变化的差异代谢物为579 种（其中上调383 种、下调196 种）；正离子模式下主要参与代谢途径为2 条（苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成、组氨酸代谢），参与代谢物为4 种；负离子模式下主要参与代谢途径为5 条（甜菜碱生物合成、C5-支链二元酸代谢、嘌呤代谢、玉米素生物合成和碳代谢），参与代谢物为10 种。结果发现，全谷物糙米与大米相比，差异代谢物上调为主，而且通过影响氨基酸代谢、碳代谢、嘌呤代谢、玉米素代谢和甜菜碱生物合成等代谢途径，调节米糠和胚中多种氨基酸、多酚、脂肪酸类物质含量，提升稻米的营养品质。本研究为全谷物糙米的营养评价提供理论依据，为以糙米为原料的相关加工技术和产品的开发提供基础。     

基于代谢组学的黑龙江省不同产地大豆的代谢产物分析

基于气相色谱-质谱法非靶向代谢谱分析,分离和鉴定了来自三个产地(北安龙门、尾山和引龙河)的黑河43号大豆的代谢产物。采用80%甲醇提取大豆样品中代谢产物,N,O-双(三甲基甲硅烷基)三氟乙酰胺进行衍生,HP-5ms柱进行分析,GC-MS进行检测,通过KEGG注释分析差异代谢物的代谢途径,并对代谢机制进行阐述。在样品中共检测到68种代谢产物,分离鉴定出62种代谢产物,包括22种糖类及其衍生物,14种脂肪酸及其衍生物,7种醇类,4种酯类,2种氨基酸和13种中间体,推断出6种未知代谢产物结构,WS-soy样品4种,YLH-soy样品2种。不同产地大豆代谢产物和代谢机制存在差异,带有产地属性。这不仅为寒地大豆品质分析提供理论基础,也为大豆的分类加工或不同产地提取功能性成分提供依据。     

基于GC-TOF-MS的大黄鱼鱼卵鱼露快速发酵过程中代谢产物分析

为了解大黄鱼鱼卵鱼露快速发酵过程中代谢产物的差异及变化，采用气相色谱-飞行时间质谱技术对发酵30 d的大黄鱼鱼卵鱼露进行监测。对所得的数据进行多元统计分析，根据统计学上显著差异P值不大于0.05，且正交偏最小二乘判别分析第1主成分变量重要性值投影值不小于1的条件对差异代谢物进行筛选并进行凝聚层次聚类。结果表明：大黄鱼鱼卵鱼露发酵过程中的显著差异代谢产物共有46 种，其中包括10 种糖、9 种醇、7 种氨基酸、6 种有机酸、4 种酯、3 种醛、1 种脂肪酸以及6 种其他化合物。差异代谢产物主要参与的代谢通路为缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成，蛋白质消化吸收，半乳糖代谢，氨酰-tRNA生物合成，甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢，硫代葡萄糖苷生物合成，三羧酸循环，氨基酸的生物合成，莽草酸类生物碱的生物合成，磷酸肌醇代谢，不饱和脂肪酸的生物合成。所映射出的15 种极显著差异代谢物中氨基酸类代谢物参与了多条代谢通路。本研究结果为大黄鱼鱼卵鱼露的工业化提供一定理论依据。     

“抗性淀粉-肠道菌群-代谢产物”营养轴的研究进展

抗性淀粉（resistant starch,RS）在小肠内不易消化吸收,但可被大肠肠道菌群利用产生短链脂肪酸等代谢物并调节肠道菌群平衡,促进短链脂肪酸的产生及调节胆汁酸代谢。因此,本文构建“RS-肠道菌群-代谢产物”营养轴系统,概述RS调控肠道菌群介导代谢物产生的作用机制,比较菌群发酵对RS表观结构、晶体结构和分子结构产生的影响,阐述RS结构特性与肠道菌群群落结构、短链脂肪酸产量和胆汁酸排泄之间的关系,总结RS通过调节肠道菌群及肠道代谢物改善代谢性疾病的作用机制。此外,进一步展望RS-肠道菌群-胆汁酸之间的作用途径以及RS在代谢性疾病中与胆汁酸和短链脂肪酸的作用机制。     

基于气相色谱-质谱联用技术的不同产地藜麦中脂肪酸及小分子物质组成分析

为研究国内外不同产地藜麦的成分差异,采用气相色谱-质谱联用技术对藜麦中脂肪酸及非极性小分子物质进行测定,并结合无监督模式的主成分分析和有监督模式的正交偏最小二乘判别分析对产地与成分之间的相关性进行分析。结果表明：不同产地藜麦中的脂肪酸组成相似,主要是不饱和脂肪酸,其占总脂肪酸80%以上;脂肪酸含量差异显著,其中亚油酸含量最高,均在50%左右;小分子物质含量与产地相关性显著,D-葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和核糖醇为差异性化合物。     

不同产地‘凤丹’牡丹籽油主要脂肪酸成分分析

开展我国不同产地牡丹种子的脂肪酸成分评价,对于筛选油用牡丹最佳种植地和研究其道地性具有重要意义。对7 个产地的牡丹品种‘凤丹’的籽油进行提取,使用气相色谱-质谱法分析其脂肪酸成分,并采用内标法对其主要脂肪酸进行定量分析。结果表明：牡丹籽油中含有丰富的不饱和脂肪酸,依次为亚麻酸、亚油酸和油酸。不同产地‘凤丹’籽的籽油中主要脂肪酸的总含量差异显著,主要脂肪酸总含量为77.33～97.38 g/100 g粗提油,彬县‘凤丹’籽油中主要脂肪酸的总含量最高;不同产地的‘凤丹’籽油中单体脂肪酸的含量差异显著,彬县和凤县‘凤丹’籽油中亚麻酸含量分别为38.25 g/100 g和37.50 g/100 g粗提油,显著高于铜陵等地区;而旬阳‘凤丹’籽油中亚油酸的含量（30.62 g/100 g粗提油）显著高于其他地区。主要脂肪酸含量相关性分析表明,亚油酸含量与其他脂肪酸含量呈负相关,亚麻酸、油酸含量与总脂肪酸含量呈显著相关性。因此,在今后牡丹籽油的生产方面,要综合考虑不同地区之间的油品质差异性。