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为探究萌发对奇亚籽营养储备的影响,研究人员以 ORURO? 品种为材料,利用蛋白质组学和脂质组学,监测其萌发过程中贮藏蛋白和脂质的变化。发现显著分子重塑,表明萌发可提升奇亚籽对人类的营养价值。
奇亚籽,这种来自唇形科的植物种子,因富含 Omega-3(ω-3)和 Omega-6(ω-6)脂肪酸,且拥有理想的 ω-3/ω-6 比例,以及高达 30% 的油脂和 19% 的蛋白质,早已成为营养界的 “明星”。它的种子中,营养物质存储于脂滴(Lipid Droplets, LDs)和蛋白体中。然而,当种子萌发时,这些储备的营养物质如何被调动以支持幼苗生长,以及这一过程能否为食品应用带来更优质的营养储备,一直是科研人员关注的焦点。此前,关于奇亚籽萌发过程中贮藏分子命运的研究报道较少,虽有文献指出萌发可能增加蛋白质、纤维和总酚类化合物含量,但具体的生化和代谢变化机制尚不明确。在此背景下,法国相关研究机构的科研人员开展了深入研究,试图揭开奇亚籽萌发过程中营养物质变化的神秘面纱,该研究成果发表在《Food Chemistry》上。
为了探寻奇亚籽萌发过程中的奥秘,研究人员以适应欧洲温带气候的 ORURO? 品种为研究对象,该品种于 2013 年起在法国南部种植,其种子于 2021 年生长季田间收获。研究中主要运用了蛋白质组学和脂质组学两种关键技术。蛋白质组学方面,通过变性缓冲液提取奇亚籽蛋白质,在变性和还原条件下进行聚丙烯酰胺凝胶分离,聚焦于总提取物和纯化脂滴中丰度差异显著的蛋白质;脂质组学则对种子及脂滴中的脂质组成进行分析。
种子吸水与萌发条件
研究首先测定了奇亚籽在 4°C 和 25°C 下的吸水动力学。将干燥成熟种子(Mature Seeds, MS)称重后,置于培养皿的 Whatman 纸上吸水,每个时间点设置三个生物重复(n),每组 50 粒种子,以此了解种子萌发初期的水分吸收规律。
成熟奇亚籽蛋白质鉴定
通过蛋白质组学分析发现,成熟奇亚籽中最丰富的贮藏蛋白为 11S 球蛋白。同时,在脂滴中证实了油质蛋白(Oleosin)和热激结构域蛋白(Heat Shock Domain Protein, HSD)的存在。利用特异性抗体的免疫化学方法,检测到不同植物共有的 S1、S2、S4 和 S5 型油质蛋白,揭示了脂滴蛋白组成的多样性。
脂质组成分析
成熟奇亚籽油脂主要由三酰甘油(Triacylglycerols, TAGs)组成,研究还鉴定出脂滴中抗氧化分子如生育酚异构体的存在,这些成分可能影响脂滴保护油脂免受氧化的能力。此外,研究发现萌发过程中发生了显著的分子重塑,涉及脂质和贮藏蛋白的分解与调动。
研究结论表明,奇亚籽萌发过程中,贮藏蛋白和脂质经历了显著的生化和代谢变化。11S 球蛋白作为主要贮藏蛋白,在萌发过程中可能被分解为氨基酸,以支持幼苗生长;脂滴中的三酰甘油被动员,为萌发提供能量和物质基础。油质蛋白在脂滴结构稳定和脂质动员中发挥重要作用,其不同亚型的检测为理解脂滴功能提供了新视角。抗氧化分子的存在及其在萌发中的变化,可能影响奇亚籽油脂的氧化稳定性和营养价值。
这项研究的重要意义在于,首次系统揭示了奇亚籽萌发过程中脂质和贮藏蛋白的动态变化规律,为利用萌发技术提升奇亚籽的营养价值提供了理论依据。通过蛋白质组学和脂质组学的结合,鉴定出关键蛋白和脂质成分及其变化,为开发富含优质蛋白和健康油脂的奇亚籽食品奠定了基础。此外,研究结果还为其他油籽作物的萌发机制研究和营养品质改良提供了参考,有助于推动功能性食品的开发和应用,在平衡人类饮食中 ω-3/ω-6 比例、改善脂质代谢等方面具有潜在的应用价值。