基于LC-APCI-MS/MS技术的葱属植物胆固醇检测及其在植物甾醇研究中的突破性发现

【编辑推荐】本研究通过GC-MS和LC-APCI-MS/MS技术，首次在葱属植物洋葱（Allium cepa）和香葱（Allium fistulosum L.）中检测到胆固醇（23.4和7.3 mg/100g干重），破解了植物胆固醇检测因结构相似性（如植物甾醇、羊毛甾醇）导致的低浓度识别难题，为植物源性胆固醇的代谢通路研究提供新证据。

　　

长期以来，科学界普遍认为胆固醇（Cholesterol）是动物特有的甾体化合物，而植物则以合成植物甾醇（Phytosterols）为主。然而，近年来越来越多的研究在番茄、红藻等植物中检测到微量胆固醇，这一发现对传统认知提出了挑战。但植物中胆固醇的检测面临两大难题：一是浓度极低，二是其结构与植物甾醇、羊毛甾醇（Lathosterol）高度相似，常规分析方法难以准确区分。

为破解这一难题，韩国农村发展厅资助的研究团队以葱属植物为研究对象，选取洋葱（Allium cepa）、香葱（Allium fistulosum L.）、大蒜（Allium sativum）和韭菜（Allium tuberosum Rottl.）四种同属植物，采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）、液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）结合大气压化学电离（APCI）技术，开展系统性分析。研究结果发表在《Journal of Food Composition and Analysis》，首次确认洋葱和香葱中存在胆固醇，浓度分别为23.4和7.3 mg/100g干重，而大蒜和韭菜未检出。这一发现不仅填补了葱属植物胆固醇研究的空白，更为植物与动物甾醇代谢通路的交叉研究提供了新视角。

关键技术方法
研究采用三步分析法：1）通过GC-MS分离胆固醇-TMS衍生物，特征碎片离子m/z 129、329、368和353验证结构；2）利用LC-APCI-MS/MS生成前体离子[M+H–H₂O]⁺，通过C环断裂产生m/z 161、147等关键离子；3）GC-FID定量分析。样本来自韩国本土企业提供的冻干粉末（洋葱：Buan Odi Nuae；大蒜/韭菜：Sanmaeul Co., Ltd.；香葱：Trunas Co., Ltd.）。

研究结果

1. GC-MS分析：胆固醇-TMS衍生物在A环断裂产生m/z 129和329特征峰，TMSO和甲基断裂形成m/z 368和353离子，有效区分胆固醇与植物甾醇。
2. LC-APCI-MS/MS验证：APCI正离子模式下，前体离子脱水后[M+H–H₂O]⁺在C环断裂生成m/z 161和147主导离子，侧链双断裂产生低丰度m/z 257离子。
3. 物种特异性：胆固醇仅存在于洋葱和香葱，可能与葱属植物特殊的硫代半乳糖苷代谢途径相关。

结论与意义
该研究通过多技术联用策略，解决了植物胆固醇检测的灵敏度和特异性难题。发现葱属植物中胆固醇的存在具有物种选择性，暗示其可能通过不同于典型植物甾醇合成途径的机制产生。这一成果不仅修正了"植物绝对不含胆固醇"的传统观点，更为功能性食品开发（如低胆固醇植物源替代品）和甾醇代谢进化研究提供了重要数据。研究团队特别指出，未来需进一步探究胆固醇在葱属植物中的生物合成途径及其与硫化合物的潜在关联。