ef="https://book.yunzhan365.com/jtuc/kyrh/mobile/index.html">文章標(biāo)題：Widely targeted metabolomics analysis reveals the effect of fermentation on the chemical composition of bee pollen
發(fā)表期刊：FOOD CHEMISTRY
發(fā)表時(shí)間：2021.12.22
影響因子：7.514
分組情況：發(fā)酵組(FBP)、未發(fā)酵組(UBP)
分析圖：主成分分析圖、層次聚類熱圖、火山圖、KEGG富集分析圖
研究背景
蜂花粉作為一種優(yōu)質(zhì)食品和化妝品或醫(yī)藥產(chǎn)品的原料，以其豐富的營(yíng)養(yǎng)和廣泛的治療作用而備受關(guān)注，富含多種生物活性物質(zhì)，如氨基酸、脂質(zhì)、脂肪酸、糖、維生素、酚類化合物等，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和商業(yè)價(jià)值。
但蜂花粉的花粉壁在很大程度上限制了花粉營(yíng)養(yǎng)素的可用性，其外壁對(duì)酸、堿、腐蝕、生物降解和其他環(huán)境因素表現(xiàn)出驚人的高抗性，因此蜂花粉中的營(yíng)養(yǎng)成分很難被人類直接吸收，而微生物發(fā)酵可以打破花粉壁，在一定程度上可以提高生物利用度和吸收率。
本研究在廣泛靶向代謝組學(xué)分析的基礎(chǔ)上，闡明了蜂花粉發(fā)酵后代謝產(chǎn)物的變化，對(duì)于將發(fā)酵蜂花粉開(kāi)發(fā)成具有較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生物活性的功能性食品具有重要意義。
研究?jī)?nèi)容
01.發(fā)酵對(duì)蜂花粉壁的影響
從圖1A和圖1B可以看出，未發(fā)酵組的花粉（UBP）呈橢圓形，壁完整緊湊；圖1C和圖1D中可以看到花粉粒的形態(tài)通過(guò)發(fā)酵產(chǎn)生了變化，發(fā)酵后的蜂花粉外壁大部分沿萌發(fā)溝開(kāi)裂。隨著花粉壁的破裂，內(nèi)含物飛出并四處散落，形成不同大小的碎片。這些結(jié)果表明，發(fā)酵可以有效地打破蜂花粉壁并釋放內(nèi)含物。
02.UBP和FBP的廣泛靶向代謝組學(xué)分析
通過(guò)代謝組學(xué)技術(shù)手段共鑒定到890種代謝物，對(duì)其進(jìn)行分類整理共分為17類，包括氨基酸及其衍生物、糖醇類、核苷酸及其衍生物、脂類、有機(jī)酸、黃酮類、生物堿、酚酰胺、維生素等，根據(jù)代謝物的類型和比例，其中類黃酮類（21.01%）、脂類（15.96%）、有機(jī)酸類（10.79%）、氨基酸及其衍生物類（10.45%）和酚酸類（10.34%）是五類主要代謝物（圖2B）。在HCA圖中，同組的樣本聚在一起，表明這些重復(fù)具有良好的同質(zhì)性和可靠性。
03.UBP和FBP中差異代謝物分析
通過(guò)圖3主成分分析，我們可以看出UBP和FBP樣品分別位于PCA圖中的兩邊，表明兩組之間具有不同的代謝譜，進(jìn)一步突出了發(fā)酵影響了蜂花粉的代謝產(chǎn)物。此外，通過(guò)圖3B的HCA圖可以將具有相同特征的代謝物分類為一組，并識(shí)別組內(nèi)具有相同特征的代謝物含量的變化程度，圖中顯示UBP和FBP明顯分為兩個(gè)不同的圖譜，表明微生物在發(fā)酵過(guò)程中的活動(dòng)對(duì)蜂花粉的代謝產(chǎn)物也有很大影響。
在前期代謝物成分鑒定的基礎(chǔ)之上進(jìn)一步作了差異分析，共篩選到了668種差異代謝物，在火山圖（圖4A）中我們可以看出上調(diào)的有444種，下調(diào)是224種，分為16種不同類別，主要包括類黃酮（21.96%）、脂類（15.87%）、氨基酸及其衍生物（11.83%）、有機(jī)酸（11.38%）和酚酸類（8.53%）（圖4B）。
如圖4C所示，將差異代謝物映射到KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行富集分析，以確定參與蜂花粉生命活動(dòng)的代謝途徑，在分析的94條代謝通路中發(fā)現(xiàn)半乳糖代謝、黃酮和黃酮醇生物合成代謝、乙氧基酸和二羧酸代謝、戊糖磷酸代謝和C5支化二元酸代謝途徑發(fā)生了重要變化。
04.UBP和FBP的化學(xué)成分差異分析
為了進(jìn)一步分析UBP和FBP之間化學(xué)成分的變化，為研究發(fā)酵對(duì)蜂花粉成分奠定基礎(chǔ)，將每類物質(zhì)作了直方圖展示，如圖4D所示，并對(duì)其中變化差異較多的大類物質(zhì)作了熱圖分析發(fā)現(xiàn)，UBP和FBP蜂花粉中的氨基酸和衍生物（圖5A）、脂肪酸（圖5B）、有機(jī)酸（圖5C）、糖和醇（圖5D）、類黃酮（圖5E）、酚酸（圖5F）和酚酰胺（圖5G）類物質(zhì)的含量發(fā)生了重大變化，進(jìn)一步表明了發(fā)酵對(duì)蜂花粉物質(zhì)成分的影響。
研究結(jié)論
本研究基于廣泛靶向代謝組學(xué)技術(shù)對(duì)蜂花粉發(fā)酵前后的化學(xué)成分進(jìn)行了綜合分析，共鑒定到890種代謝物，其中77%（668種代謝物）為差異代謝物。研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)發(fā)酵可以將蜂花粉中復(fù)雜的大分子降解為單糖、氨基酸和短鏈脂肪酸，從而更容易被人體吸收和利用。此外，蜂花粉中的黃酮苷元和酚酸相連的糖苷在發(fā)酵后被轉(zhuǎn)化為了更多的黃酮苷元和酚酸，如槲皮素、山奈酚、鼠李素和異鼠李素等，是蜂花粉中重要的功能活性物質(zhì)。綜上所述，發(fā)酵作為一種改善蜂花粉營(yíng)養(yǎng)成分的技術(shù)，在擴(kuò)大蜂花粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用上具有重要的發(fā)展前景。
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