基于色譜與核磁共振技術(shù)在傳統(tǒng)腌制冬瓜的代謝組學(xué)研究.pdf

1、在中國(guó)江浙一帶，腌冬瓜十分常見(jiàn)。目前國(guó)內(nèi)冬瓜的腌制方法主要是采用傳統(tǒng)發(fā)酵法，但由于其菌群組成復(fù)雜，代謝物質(zhì)成分繁多，目前國(guó)內(nèi)尚缺乏統(tǒng)一的腌冬瓜產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，急切需要研究掌握冬瓜腌制過(guò)程的產(chǎn)品組成或微生物代謝產(chǎn)物的分析，并了解冬瓜腌制過(guò)程中發(fā)酵菌種的代謝規(guī)律及發(fā)酵機(jī)理，這對(duì)制定腌冬瓜的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或提升傳統(tǒng)腌冬瓜產(chǎn)品質(zhì)量具有十分重要的意義。
　　本文首先對(duì)冬瓜腌制過(guò)程中鹵水樣品的pH、酸度、乳酸菌總數(shù)、酵母菌總數(shù)、細(xì)菌總數(shù)、還原糖含量的

2、變化進(jìn)行分析；接著對(duì)冬瓜腌制不同時(shí)期（腌制0天、5天、10天、15天和20天）的鹵水進(jìn)行糖類(lèi)和氨基酸類(lèi)這兩類(lèi)主要代謝成分進(jìn)行高效液相色譜（HPLC）分析與評(píng)估。最后采用代謝組學(xué)分析技術(shù)1H NMR，分析以上5個(gè)不同腌制時(shí)期的整體代謝成分，結(jié)合主成分分析（Principle Content Analysis，簡(jiǎn)稱(chēng) PCA）和正交矯正偏最小二乘法-判別分析（Orthogonal Single Collection Partial Least

3、 Squares-Discriminant Analysis，簡(jiǎn)稱(chēng)OPLS-DA）方法尋找冬瓜腌制過(guò)程中代謝產(chǎn)物之間的差異性并獲得特征性代謝物，探討冬瓜腌制過(guò)程中代謝物質(zhì)的變化和形成過(guò)程。
　　結(jié)果表明，冬瓜腌制前10天鹵汁的pH發(fā)生緩慢下降，第10天后有一個(gè)快速下降的過(guò)程，直至最后3.7左右并趨于穩(wěn)定；酸度測(cè)定結(jié)果從1.24g·kg-1對(duì)數(shù)上升到最終的3.11g·kg-1，并趨于穩(wěn)定；乳酸菌、酵母菌和細(xì)菌的總數(shù)在腌制前10天呈現(xiàn)

4、一個(gè)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，到腌制第10天達(dá)到一個(gè)高峰，菌體數(shù)量分別達(dá)到107、106和107數(shù)量級(jí)，腌制結(jié)束時(shí)，三種菌體的數(shù)量比各自最大時(shí)減少了二分之一；還原糖的含量在腌制前10天迅速下降，后期趨于相對(duì)平穩(wěn)。
　　在整個(gè)腌制過(guò)程中，利用HPLC共檢出14種氨基酸和7種可溶性糖，在腌制過(guò)程中氨基酸總量明顯上升而糖的含量明顯下降。氨基酸檢測(cè)結(jié)果經(jīng) PCA分析，發(fā)現(xiàn)腌制10天與腌制第15天后無(wú)顯著性差異，主要含有纈氨酸、甲硫氨酸和組氨酸，其余

5、腌制時(shí)期氨基酸組分與濃度構(gòu)成比例差異較大；腌制開(kāi)始（0天）時(shí)主要含有天冬氨酸、異亮氨酸、谷氨酸和苯丙氨酸，腌制至第5天主要含有4-氨基丁酸、蘇氨酸、精氨酸、鳥(niǎo)氨酸、賴(lài)氨酸以及色氨酸。利用HPLC結(jié)合PCA研究復(fù)雜腌制體系中氨基酸種類(lèi)及變化來(lái)反映腌冬瓜產(chǎn)品質(zhì)量是可行的。利用DEAE Sephrose Fast Flow柱對(duì)粗冬瓜多糖（Wax gourd polysaccharide,簡(jiǎn)稱(chēng) WGPS）進(jìn)行了純化，獲得了不同時(shí)期的各個(gè)純化組分

6、。腌制0天時(shí)可溶性糖含量最高為24.75μg·mL-1，相比未純化的總糖測(cè)定，提取率達(dá)到了40％。在腌制第15天時(shí)可溶性糖含量有很大的回升，其中甘露糖濃度達(dá)到最大，但該時(shí)期的糖濃度仍低于腌制0天的濃度。冬瓜腌制不同時(shí)期氨基酸和糖的含量和種類(lèi)發(fā)生了較大的變化，反映了冬瓜腌制過(guò)程其環(huán)境條件、微生物種群結(jié)構(gòu)及數(shù)量等變化的相關(guān)性。
　　通過(guò)1H NMR分析，整個(gè)腌制時(shí)期獲得36種代謝物。由PCA得分圖分析結(jié)果，除了腌制第10天和15天外，

7、其余相鄰腌制時(shí)期的代謝物具有差異性；腌制前5天的特征性代謝物質(zhì)是 L-鼠李糖、乳酸、脂肪酸、精氨酸、N-氨酰谷氨酸、琥珀酸、磷酸膽堿、谷氨酸、鳥(niǎo)氨酸、賴(lài)氨酸和β-葡萄糖；腌制第5天到10天的特征代謝物是乳酸、琥珀酸、甘氨酸、脯氨酸和膽堿；腌制第15天到20天的特征代謝物為乳酸、琥珀酸、甘氨酸、甘露醇、膽堿和α-酮戊二酸。通過(guò)PCA得分圖中獲知的相鄰取樣點(diǎn)之間存在的差異與微生物的生長(zhǎng)規(guī)律趨勢(shì)和腌制環(huán)境相符。腌制開(kāi)始的5天里，代謝物發(fā)生的變