[科研进展]食用菌豆豉非挥发性代谢物的非靶向代谢组学及抗氧化能力的动态变化分析

近日，中国农业科学院都市农业研究所植物与人体健康医用机理创新团队联合成都大学、阿联酋大学、中山大学和新加坡科学技术与研究局等研究人员，在国际食品期刊《Food Chemistry》（影响因子8.8）上发表了题为“Untargeted metabolomics analysis of non-volatile metabolites and dynamic changes of antioxidant capacity in Douchi with edible mushroom by-products”的研究性论文，系统研究了食用菌豆豉（EMD）的非挥发性代谢物及抗氧化活性。植物与人体健康机理创新团队骨干科学家刘宏艳博士与新加坡科学技术与研究局首席甘人友研究员为本文共同通信作者，成都大学食品与生物工程学院研究生荣培秀和植物与人体健康医用机理创新团队科研助理何晓琴为本文共同第一作者。这项工作得到了成都市重点研发支撑计划重大科技应用示范项目和中国农业科学院创新工程的支持。

文章概述：

豆豉是中国传统的发酵调味品之一，通常分为四种类型，包括毛霉菌型，曲霉菌型，根霉型和细菌型豆豉。在发酵豆豉的生产过程中，涉及许多复杂的反应，包括微生物反应代谢、酶催化、油脂氧化、氨基酸降解和褐变反应。这些反应使大分子被水解成更小的分子，比如氨基酸，多肽和酚类物质，促进人体对豆制品消化和吸收。除此之外，EMD在发酵过程中产生的发现初级和次级代谢物，表现出较强的抗氧化活性。但是目前，整个发酵过程中，豆豉的代谢产物及抗氧化活性尚不清楚。因此，本研究基于UHPLC-MS/MS非靶向代谢组学方法，对EMD发酵过程中的非挥发性代谢物及其抗氧化能力的动态变化进行分析。

结果与展望：

本研究基于UPLC-MS/MS 的代谢组学分析，研究了发酵过程中EMD代谢物谱的变化，共检测到695 种非挥发性代谢物。通过对相邻发酵时间点样品的两两比较分析，发现在制曲和发酵后前5天EMD代谢物发生了最显著的变化（见图1）。同时，在检测到的366种差异代谢物中，类黄酮化合物和氨基酸及其衍生物是两种主要的差异代谢物，这表明发酵过程中发生了类黄酮化合物的生物转化和蛋白质的降解。EMD的抗氧化能力随着发酵时间的延长而增强（见图2），这与类黄酮化合物、氨基酸及其衍生物、游离脂肪酸、A族皂苷和酚酸等生物活性成分有关。除此之外，结果还表明，不同发酵阶段EMD的非挥发性代谢物和抗氧化能力差异显著。本研究为食用菌和大豆共发酵产物的开发提供了理论依据。

图1. 基于分类的差异代谢物分析

图2. 食用菌豆豉（EMD）的抗氧化能力

参考文献：

Rong P X#, He X Q#, Ayyash M, Liu Y, Wu D T, Geng F, Li H B, Ng S B, Liu H Y*, Gan R Y*. Untargeted metabolomics analysis of non-volatile metabolites and dynamic changes of antioxidant capacity in Douchi with edible mushroom by-products[J]. Food Chemistry, 2024, 431: 137066.

文章链接：

https://doi. org/10.1016/j.foodchem.2023.137066.