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。     

长期发酵大头菜差异代谢物及其关联代谢通路分析

为探究工业化生产不同超长周期发酵大头菜代谢物的差异及其主要关联代谢通路,采用液相色谱-串联质谱技术结合多元统计分析,测定并比较0、5、10 a大头菜的代谢物。结果表明,发酵0 a与5 a、发酵5 a与10 a、发酵0 a与10 a分别鉴定出53、113 种和174 种差异代谢物（变量投影重要性值＞1.3,P＜0.05）,主要为有机酸、氨基酸及核酸及其衍生物等。3 个处理组共同的差异代谢物有19 种,包含L-苯丙氨酸、β-D-果糖-6-磷酸等。差异代谢物京都基因与基因组百科全书通路富集分析显示,苯丙氨酸代谢、磷酸戊糖途径、果糖和甘露糖代谢途径与主要差异代谢物相关性最显著。本研究揭示了不同超长周期发酵大头菜代谢物的差异和主要差异代谢物及其关联代谢通路,为定向调控大头菜特征代谢物的生物合成提供一定理论依据。     

嗜酸乳杆菌发酵枣汁的非靶向代谢组学研究

以嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）发酵枣汁为研究对象，采用气相色谱-质谱（GC-MS）非靶向代谢组学分析技术对不同发酵阶段的枣汁中差异代谢物进行鉴定，并对结果进行多元统计分析。结果表明，未发酵、发酵0 h、18 h、22 h的代谢产物之间存在差异，基于正交偏最小二乘法-判别分析（O-PLS-DA）结果发现，共有29种代谢物被鉴定为差异代谢物。根据影响值筛选出12条代谢通路具有重要作用，其中关键代谢物为L-组氨酸、去甲缬氨酸、尿素、次黄嘌呤、褪黑素、烟酰胺。经嗜酸乳杆菌发酵后的红枣发酵汁的酯类物质和醛类物质增加，生物活性物质的含量增加，该研究为发酵枣汁中风味物质的调控、营养物质的形成提供一定的理论指导。     

基于非靶向代谢组学分析副干酪乳杆菌发酵枸杞汁各阶段代谢差异

为研究副干酪乳杆菌NXU-19004发酵对枸杞汁品质特性的影响,采用气相色谱-质谱非靶向代谢组学技术对4 种不同阶段枸杞发酵液差异代谢物进行鉴定分析,结合主成分分析和偏最小二乘判别分析对其进行精确区分。再通过京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）数据库注释差异代谢物参与的代谢途径,从中筛选出关键代谢物。结果表明,4 种发酵液共检测到63 种非挥发性差异代谢物,其中氨基酸类、有机酸类、酯类等成分在枸杞发酵液中平均相对丰度总体呈上升趋势。多元统计分析结果显示,各样品之间差异显著,均有明显样本聚集区,表明代谢产物可用于甄别发酵阶段。共注释到47 条代谢途径,富集代谢产物较多且显著性高的关键通路有9 条,且多与氨基酸代谢相关,可见发酵阶段对枸杞发酵液中氨基酸类物质的代谢影响最大。进一步确认了关键代谢物为丙氨酸、柠檬烯、苯甲醛、苯甲酸、烟酰胺、烟酸、角鲨烯、脯氨酸、肌氨酸、2-苯基乙酰胺。该研究从代谢组学角度初步揭示了枸杞及其乳酸菌发酵产品的代谢产物差异性以及特征化合物,为进一步研究影响乳酸菌发酵形成差异的因素提供理论依据。     

玫瑰香韵烟草突变体代谢轮廓分析

  背景和目的  利用甲基磺酸乙酯（EMS）对中烟100（ZY100）进行化学诱变,获得一个具有特征香韵的香气突变体（玫瑰香）,为明确玫瑰香烟草突变体与ZY100在代谢产物和代谢途径方面的差异。  方法  采用GC-MS对玫瑰香突变体和ZY100烟芽的挥发性次生代谢产物和内在代谢产物进行分析。结合主成分分析（PCA）和偏最小二乘法-判别分析法（PLS-DA）筛选差异代谢物,并对差异代谢通路进行富集。  结果  （1）共检出挥发性代谢产物27种,包括醇类、醛类、酮类和烯烃类,突变体中挥发性物质种类多于对照,主要成分为反式-β-罗勒烯。（2）共鉴定内在代谢产物60种,包括氨基酸类、糖和醇类、有机酸类和其他次生代谢产物,筛选到差异代谢物27种。（3）玫瑰香突变体中与氨基酸合成、糖酵解、三羧酸循环、有机酸代谢、生物碱和萜类合成等相关的19条代谢通路发生极显著变化。  结论  差异代谢物和代谢通路的改变赋予了玫瑰香突变体特殊的花香香韵。      

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。     

基于非靶向代谢组学的红花大金不同生育期烟叶代谢图谱差异分析

  目的  为分析不同生育期烟草烟叶代谢图谱差异。  方法  以烟草品种红花大金元为研究对象,采集团棵期、现蕾期和成熟期烟叶样品,利用LC-QTOF/MS进行代谢指纹图谱检测,利用统计分析方法对差异代谢物进行筛选,基于Spearman相关分析计算代谢物之间的相关性系数,利用MetaboAnalyst软件进行代谢通路富集分析。  结果  （1）不同生育期烟草样品代谢图谱存在明显差异,共鉴定出245个差异代谢物,其中类黄酮、有机酸、氨基酸、核苷、生物碱、脂类等物质种类最多。（2）烟碱及其衍生物,如烟碱-1-氧代、麦斯明、假木贼碱、马钱子碱、新烟碱、2, 3'-二联吡啶,均随烟草生育期而逐渐累积,而与烟碱合成相关的前体物质,如精氨酸、亚精胺、腐胺、羟基丁酸等,均随着生育进程逐渐减少,且与烟碱含量显著负相关。（3）与次级代谢物合成相关氨基酸和有机酸等物质在团棵期或现蕾期含量较多,而在成熟期含量较低,与成熟期次级代谢物合成有关。（4）大部分类黄酮和酚酸组分在成熟期时含量较高,可以提高烟草抗病和抗逆能力。（5）相关性分析发现,烟碱含量与谷氨酸、泛酸、吡哆醛、蜜二糖、3-羟基邻氨基苯甲酸和顺式玉米素-o-葡萄糖苷等物质显著正相关,可能是调控烟叶中烟碱含量的重要标志物。  结论  基于代谢组学揭示了不同生育期烟草代谢物变化规律,为优质烟草育种及品质分析提供技术支撑。      

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GC-TOF-MS代谢组学研究高度黑糯米酒后发酵阶段代谢差异

为了解高度黑糯米酒后发酵过程中代谢产物的差异及其变化,采用气相色谱-飞行时间质谱联用仪分别对发酵长达6个月的酒样进行跟踪监测,并对所得数据进行多元统计分析。结果表明:主成分模型显示发酵1、4、5、6个月后的代谢产物之间存在明显分离。基于正交偏最小二乘法-判别分析结果发现,共有40种代谢物被鉴定为差异代谢物(变量重要性投影值1,P0.05),其中包括糖类及其衍生物11种,有机酸13种,氨基酸7种,酮类5种,其他代谢物4种。对差异代谢物进行通路分析发现,具有显著影响(影响值1,P0.05)的代谢通路为甘油脂代谢、半胱氨酸和甲硫氨酸代谢、淀粉和蔗糖代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、三羧酸循环、谷氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成、甘油磷脂代谢。     

高级醇对啤酒风味的影响及其在啤酒生产中的控制措施

高级醇是构成啤酒酒体的重要物质 ,是啤酒酿造过程中不可避免的副产物。高级醇赋予啤酒醇厚感、泡沫细腻 ,使啤酒丰满 ,但含量太高会破坏啤酒酒体及风味。影响和控制啤酒酿造过程中高级醇含量的因素有啤酒酵母、麦芽质量、麦汁成分和发酵工艺 (如发酵温度、发酵方法、发酵度 )等。     

啤酒酵母代谢副产物高级醇的影响因素研究进展

高级醇是啤酒酿造过程中产生的副产物的主要成分,是啤酒的主要香味和口味物质之一。高级醇的生成途径有降解代谢和合成代谢两种。适量的高级醇能赋予啤酒丰满的香味和口味,增加酒体的协调性,但过量存在也是啤酒异杂味的主要来源之一。高级醇含量超过100mg／L会使啤酒口味和受欢迎程度明显降低,啤酒中高级醇含量的标准值为：下面发酵啤酒60～90mg／L;上面发酵啤酒〈100mg／L。高级醇含量主要受酵母菌种、麦汁成分以及发酵工艺条件的影响．因此生产过程应控制好这几个因素。     

啤酒酵母乙醛代谢关键酶相关性研究

乙醛是啤酒中的主要风味物质,其代谢主要来自酵母细胞。酵母中乙醇脱氢酶及乙醛脱氢酶是乙醛代谢的关键酶,对乙醛变化起着重要作用。跟踪啤酒酵母发酵过程中相对酶活力及乙醛变化,发现两种乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶的相对酶活力与发酵过程乙醛含量变化具有一定相关性。同时对低产乙醛啤酒酿酒酵母kb2-4与出发菌株啤酒酵母kb进行发酵试验,跟踪检测相对酶活力及乙醛含量,其乙醇脱氢酶Ⅰ和乙醇脱氢酶Ⅱ及乙醛脱氢酶相对酶活力均高于出发菌株,平均增幅分别为15.5%,11.6%和5%。3种酶活性的变化协同作用可以使乙醛含量降幅最大为33.8%。     

Decrease in hydrogen sulfide content during the final stage of beer fermentation due to involvement of yeast and not carbon dioxide gas purging

We observed a rapid decrease in hydrogen sulfide content in the final stage of beer fermentation that was attributed to yeast and not to the purging of carbon dioxide (CO(2)) gas. The well known immature off-flavor in beer due to hydrogen sulfide (H(2)S) behavior during beer fermentation was closely investigated. The H(2)S decrease occurred during the final stage of fermentation when the CO(2)-evolution rate was extremely small and there was a decrease in the availability of fermentable sugars, suggesting that the exhaustion of fermentable sugars triggered the decrease in H(2)S. An H(2)S-balance analysis suggested that the H(2)S decrease might have been caused due to sulfide uptake by yeast. Further investigation showed that the time necessary for H(2)S to decrease below the sensory threshold was related to the number of suspended yeast cells. This supported the hypothesis that yeast cells contributed to the rapid decrease in H(2)S during the final stage of beer fermentation.     

Mapping of Saccharomyces cerevisiae metabolites in fermenting wheat straight-dough reveals succinic acid as pH-determining factor

Fermenting yeast does not merely cause dough leavening, but also contributes to the bread aroma and might alter dough rheology. Here, the yeast carbon metabolism was mapped during bread straight-dough fermentation. The concentration of most metabolites changed quasi linearly as a function of fermentation time. Ethanol and carbon dioxide concentrations reached up to 60 mmol/100 g flour. Interestingly, high levels of glycerol (up to 10 mmol/100 g flour) and succinic acid (up to 1.6 mmol/100 g flour) were produced during dough fermentation. Further tests showed that, contrary to current belief, the pH decrease in fermenting dough is primarily caused by the production of succinic acid by the yeast instead of carbon dioxide dissolution or bacterial organic acids. Together, our results provide a comprehensive overview of metabolite production during dough fermentation and yield insight into the importance of some of these metabolites for dough properties.     

小麦啤酒有机酸组成的优化研究

分别考察了酵母种类和小麦芽品种对成品小麦啤酒有机酸组成的影响.基于德国品牌小麦啤酒的有机酸组成,确定了小麦啤酒主要有机酸的较佳组成范围,并且通过L_9(3~3)正交实验设计,最终确定了较佳的发酵工艺参数:麦汁pH5.5;接种量为1.0×10~7个/mL;主酵温度10℃.研究表明,选择产酸合理的酵母菌株和优良的小麦芽以及使用较佳发酵工艺,可以有效地降低乙酸、琥珀酸含量和增加柠檬酸含量,进而优化小麦啤酒的有机酸组成,这对改善小麦啤酒的酸感和风味都有很大的指导意义.     

板栗花啤酒发酵工艺研究

以板栗花浸提液和大麦芽为主要原料,研究板栗花啤酒发酵工艺,通过正交试验对板栗花啤酒的生产工艺参数进行优化,结合传统大麦芽啤酒发酵工艺酿造板栗花啤酒。结果表明,板栗花啤酒的最佳发酵工艺条件为5%板栗花浸提液添加量10.0 mL、接种阶段投入板栗花浸提液,主发酵温度15℃。在该条件下发酵的板栗花啤酒风味和口感最佳。     

非靶向代谢组学分析阿拉伯半乳聚糖对嗜黏蛋白阿克曼菌代谢物的影响

众多植物多糖中,阿拉伯半乳聚糖对嗜黏蛋白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila,Akk)模式菌株(DSM 22959)的促生长效果最佳.为进一步探究阿拉伯半乳聚糖对Akk代谢物的影响,本研究将阿拉伯半乳聚糖作为部分碳源对Akk进行体外发酵培养,确定了阿拉伯半乳聚糖的补充量以便于Akk发酵液样本的后续分...