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加州杏仁植物营养素与健康效益的全面解析:生物活性物质的代谢组学与脂质组学突破
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月01日 来源:Food Chemistry 8.5
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本研究通过LC-MS结合非靶向代谢组学和脂质组学技术,系统分析了Monterey、Nonpareil等加州杏仁品种及其巴氏杀菌处理后的代谢差异,首次鉴定出530种植物化学成分(含6种新发现生物活性物质),揭示巴氏杀菌通过改变脂肪酸谱和提升多酚类含量增强氧化稳定性,为杏仁功能食品开发和精准营养推荐提供分子基础。
杏仁作为全球最受欢迎的树坚果之一,其富含的健康脂肪、蛋白质和矿物质早已被广泛认知。然而,隐藏在杏仁中的生物活性成分及其分子机制仍是未被充分探索的领域。尽管过去20年有超过175项研究证实杏仁对心血管、代谢健康的益处,但现有数据库如LOTUS仅收录了91种杏仁代谢物,远未揭示其全貌。这种认知缺口限制了杏仁作为功能性食品的开发潜力,也阻碍了针对不同品种和处理方式的精准营养推荐。
为突破这一局限,由国外研究团队领衔的联合课题组在《Food Chemistry》发表了开创性研究。研究人员采用液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)结合非靶向代谢组学和脂质组学方法,对加州主栽杏仁品种(Nonpareil、Independence、Monterey)及其巴氏杀菌处理样本进行系统分析。通过SPEX冷冻研磨制备样本后,分别用乙醇和乙酸乙酯双溶剂提取,利用Hypersil C18/PFP双柱系统进行分离,采用MS-DIAL软件进行峰解卷积和CSI-FingerID计算机辅助注释,最终构建了迄今最完整的杏仁代谢图谱。
代谢特征解析显示,所有杏仁样本共检出212种代谢物和318种脂质,较公共数据库提升4倍。脂质占比达50%,其中甘油三酯(47.8%)和甘油磷脂(32.7%)为主力军,不饱和脂肪酸占比高达70.4%。尤为重要的是,巴氏杀菌处理引发显著代谢重编程:热敏感物质如亚麻酸(18:3)降低23%,而多酚类和黄酮苷(如橙皮苷)因糖苷键断裂增加35%,使抗氧化潜力提升。
脂质稳态研究发现,不同品种间脂质谱高度保守,仅巴氏杀菌样本出现磷脂酰胆碱(如1-棕榈酰-2-花生四烯酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱)的积累,这源于热处理诱导的复杂脂质解离。主成分分析(PCA)显示非巴氏杀菌样本(NN)自成簇群,其特有的脂肪酸酰胺(如油酰胺)含量较处理组低42%,这可能影响睡眠调节功能。
在生物活性物质方面,研究首次在杏仁中发现6种新型功能成分,包括具有神经保护作用的(R)-松属素和调节骨代谢的鹰嘴豆素A。热图分析揭示所有品种均稳定含有β-谷甾醇(降胆固醇活性)和异鼠李素(抗炎),其浓度差异不超过15%。值得注意的是,表儿茶素通过增强肠道屏障功能(体外实验显示跨上皮电阻提升2.1倍)和α-亚麻酸(骨密度相关)的协同作用,可能解释杏仁对多器官系统的保护效应。
这项研究不仅将杏仁已知代谢物数量扩展至530种,更通过巴氏杀菌效应图谱为食品加工工艺优化提供依据。发现的17种经临床验证的生物活性物质(含6种新发现成分),覆盖从免疫调节到认知功能的10大健康领域,为杏仁作为功能性食品的应用奠定分子基础。未来研究可针对特定生物活性成分(如异鼠李素衍生物)开展机制探索,并建立代谢特征与临床结局的关联模型,推动个性化营养策略的发展。
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