ef="https://book.yunzhan365.com/jtuc/kyrh/mobile/index.html">文章標題：Widely targeted metabolomics analysis reveals the effect of fermentation on the chemical composition of bee pollen

發表期刊：FOOD CHEMISTRY

發表時間：2021.12.22

影響因子：7.514

分組情況：發酵組(FBP)、未發酵組(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

蜂花粉作為一種優質食品和化妝品或醫藥產品的原料，以其豐富的營養和廣泛的治療作用而備受關注，富含多種生物活性物質，如氨基酸、脂質、脂肪酸、糖、維生素、酚類化合物等，具有較高的營養價值和商業價值。

但蜂花粉的花粉壁在很大程度上限制了花粉營養素的可用性，其外壁對酸、堿、腐蝕、生物降解和其他環境因素表現出驚人的高抗性，因此蜂花粉中的營養成分很難被人類直接吸收，而微生物發酵可以打破花粉壁，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分析的基礎上，闡明了蜂花粉發酵后代謝產物的變化，對于將發酵蜂花粉開發成具有較高營養價值和生物活性的功能性食品具有重要意義。

研究內容

01.發酵對蜂花粉壁的影響

從圖1A和圖1B可以看出，未發酵組的花粉（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通過發酵產生了變化，發酵后的蜂花粉外壁大部分沿萌發溝開裂。隨著花粉壁的破裂，內含物飛出并四處散落，形成不同大小的碎片。這些結果表明，發酵可以有效地打破蜂花粉壁并釋放內含物。

02.UBP和FBP的廣泛靶向代謝組學分析

通過代謝組學技術手段共鑒定到890種代謝物，對其進行分類整理共分為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、有機酸、黃酮類、生物堿、酚酰胺、維生素等，根據代謝物的類型和比例，其中類黃酮類（21.01%）、脂類（15.96%）、有機酸類（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，表明這些重復具有良好的同質性和可靠性。

03.UBP和FBP中差異代謝物分析

通過圖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，進一步突出了發酵影響了蜂花粉的代謝產物。此外，通過圖3B的HCA圖可以將具有相同特征的代謝物分類為一組，并識別組內具有相同特征的代謝物含量的變化程度，圖中顯示UBP和FBP明顯分為兩個不同的圖譜，表明微生物在發酵過程中的活動對蜂花粉的代謝產物也有很大影響。

在前期代謝物成分鑒定的基礎之上進一步作了差異分析，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的有444種，下調是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數據庫中進行富集分析，以確定參與蜂花粉生命活動的代謝途徑，在分析的94條代謝通路中發現半乳糖代謝、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生了重要變化。

04.UBP和FBP的化學成分差異分析

為了進一步分析UBP和FBP之間化學成分的變化，為研究發酵對蜂花粉成分奠定基礎，將每類物質作了直方圖展示，如圖4D所示，并對其中變化差異較多的大類物質作了熱圖分析發現，UBP和FBP蜂花粉中的氨基酸和衍生物（圖5A）、脂肪酸（圖5B）、有機酸（圖5C）、糖和醇（圖5D）、類黃酮（圖5E）、酚酸（圖5F）和酚酰胺（圖5G）類物質的含量發生了重大變化，進一步表明了發酵對蜂花粉物質成分的影響。

研究結論

本研究基于廣泛靶向代謝組學技術對蜂花粉發酵前后的化學成分進行了綜合分析，共鑒定到890種代謝物，其中77%（668種代謝物）為差異代謝物。研究過程中發現發酵可以將蜂花粉中復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酵后被轉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。綜上所述，發酵作為一種改善蜂花粉營養成分的技術，在擴大蜂花粉在食品工業中的應用上具有重要的發展前景。

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