基于GC-MS代謝組學(xué)方法研究了同一產(chǎn)地不同品種小米的代謝產(chǎn)物。用甲醇溶液提取極性代謝組份，N,O-雙(三甲基硅基)三氟乙酰胺(BSTFA)衍生化處理，通過GC-MS分離鑒定代謝產(chǎn)物的。結(jié)果表明，同一產(chǎn)地兩個不同品種小米共發(fā)現(xiàn)了53種代謝產(chǎn)物。古龍小米（GL）有48種代謝產(chǎn)物，其中優(yōu)勢代謝產(chǎn)物為亞油酸、2-亞麻酰基-rac-甘油；禾紳小米代謝產(chǎn)物有32種，優(yōu)勢代謝產(chǎn)物為亞油酸、甘油。對比發(fā)現(xiàn)，古龍小米有21種差異代謝產(chǎn)物；禾紳小米有5種差異代謝產(chǎn)物。對兩個品種小米差異代謝產(chǎn)物的代謝途徑初探，發(fā)現(xiàn)古龍小米的葡萄糖代謝途徑、脂肪酸代謝途徑、氨基酸代謝途徑和三羧酸循環(huán)都比禾紳小米對應(yīng)的代謝途徑更活躍，推測古龍小米的代謝產(chǎn)物多是因?yàn)槠浯x速率快于禾紳小米（HS）的代謝速率。
雜糧（coarse cereals）是具備“天然、綠色、營養(yǎng)、健康”品類特征的一類糧食。雜糧營養(yǎng)豐富，其營養(yǎng)價(jià)值大多優(yōu)于主糧(小麥和水稻)。當(dāng)前，我國政府實(shí)施的“健康中國”戰(zhàn)略為健康食品市場發(fā)展提供了十分有利的政策機(jī)遇和空間，雜糧作為很好的營養(yǎng)素來源也是未來健康食品的主力軍，未來可期。隨著我國居民膳食要求的安全化向營養(yǎng)均衡的深入，對“雜糧”食品的要求也更“深入化、精細(xì)化、營養(yǎng)均衡化”。小米（Setaria italica (L.) Beauv. var. germanica (Mill.) Schrad.）是雜糧的一種，是北方廣泛種植的雜糧作物之一，它具有一定的保健功能，深加工后能生產(chǎn)出易消化、高營養(yǎng)、高附加值的產(chǎn)品。

代謝組學(xué)是研究生物體內(nèi)內(nèi)源性代謝產(chǎn)物及其變化規(guī)律的一門科學(xué)。代謝組學(xué)在食品中的應(yīng)用主要是研究食品代謝成分 [9,10]，日漸成為探索食品獨(dú)特的品質(zhì)最方便的方法之一。氣相色譜-質(zhì)譜結(jié)合代謝組學(xué)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等各個領(lǐng)域，如大米代謝產(chǎn)物[12]的產(chǎn)地鑒別，綠豆代謝產(chǎn)物分離鑒定等。

本文利用GC-MS聯(lián)用技術(shù)分離鑒定同一產(chǎn)地兩個不同品種小米的代謝產(chǎn)物，分析了兩種小米的差異代謝產(chǎn)物和各自的優(yōu)勢代謝產(chǎn)物，進(jìn)一步探討了代謝途徑的差異。本研究為小米的選育和品種改良提供參考，同時相應(yīng)數(shù)據(jù)也可作為小米產(chǎn)品精深加工利用的依據(jù)。

1材料與方法

1.1 材料與試劑

在肇源縣古龍鎮(zhèn)進(jìn)行的田間試驗(yàn)獲得的小米樣品，品種分別為：古龍貢米（GL）、禾紳小米（HS）在相同田間管理?xiàng)l件下同時生長，同時收獲，收貨后儲藏在-80 ℃冰箱備用，三個生物學(xué)重復(fù)用于代謝產(chǎn)物測定。

N,O-雙(三甲基硅基)三氟乙酰胺(BSTFA)，美國麥克林公司；分析純甲氧胺鹽酸鹽、色譜級吡啶(≥99.9%)，美國Sigma-Aldrich公司；色譜級甲醇、乙腈、異丙醇，美國賽默飛世爾科技公司，代謝產(chǎn)物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，美國Sigma-Aldrich公司和國家藥品和生物制品控制研究所（北京，中國）；色譜級用水，美國米利波爾公司的Milli-q水凈化系統(tǒng)。

1.2 儀器與設(shè)備

三重四極桿型GC-MS-TQ8040(配備的EI離子源)，日本島津技術(shù)有限公司；自動進(jìn)樣器為AOC-5000，日本島津技術(shù)有限公司；CR3i multifunction型離心機(jī)，美國賽默飛世爾科技公司；DGG-9140A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；DRP-9082型電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；氮吹濃縮裝置MTN-2800D，天津奧特塞恩斯儀器有限公司；1000μL、200μL移液槍，賽默飛世爾科技公司。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 小米樣品預(yù)處理

選取完整、成熟的小米樣品，放入研缽研磨，研磨好的粉末樣品儲存于-80 °C冰箱待分析。

1.3.2 代謝產(chǎn)物提取

分別稱取50 mg粉末小米樣品于2 mL EP管，加入800 μL 80%甲醇和10 μL內(nèi)標(biāo)（2-氯苯丙氨酸）移入EP管快速渦旋30 s混勻，均質(zhì)放入超聲波清洗機(jī)35 °C超聲9.0 min，超聲提取過程每1min劇烈振搖1次，而后置于4 °C離心機(jī)，12000 r/min離心10 min，離心后取200 µL上清液轉(zhuǎn)移至GC進(jìn)樣小瓶（1.5 mL自動進(jìn)樣瓶），氮吹。

1.3.3 衍生化處理

取30 µL甲氧銨鹽酸吡啶溶液至濃縮后的樣品中，快速混勻至完全溶解，置于37 °C恒溫箱1 h，取出后加入30 µL的三氟乙酰胺（BSTFA）在70 °C烘箱1 h進(jìn)行衍生化處理。

1.3.4 GC-MS分析

（1）色譜條件

用自動取樣器注入1 µL樣品溶液，儀器參數(shù)設(shè)定為：進(jìn)樣口溫度280 °C，EI 離子源溫度230 °C，四極桿溫度150 °C，高純氦氣（純度大于 99.999%）作為載氣，不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣量1.0 μL。升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟?0 °C，維持2 min，10 °C /min 的速度升至320 °C，并維持6 min，然后在80 °C下溫度平衡6 min，然后再注入下一次樣品。

（2）質(zhì)譜條件

離子源溫度230 ℃，接口溫度300 ℃，溶劑切割時間2 min，采集模式Q3 Scan，采用全掃描模1.3.5數(shù)據(jù)分析與繪圖得到的數(shù)據(jù)與美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）標(biāo)準(zhǔn)譜庫對比分析，得到的代謝產(chǎn)物信息在京都市基因與基因組百科全書（KEGG數(shù)據(jù)庫）中搜索比對，確認(rèn)代謝產(chǎn)物和代謝途徑，文中的表格運(yùn)用Excel表格繪制成三線表，圖采用Origin繪圖工具制作完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 GC-MS的代謝產(chǎn)物的分離與鑒定

古龍貢米（GL）和禾紳小米（HS）的GC-MS總離子流圖如圖1和圖2所示，由代謝譜圖中分離度、分辨率以及基線的穩(wěn)定性來看，本次實(shí)驗(yàn)分離鑒定方法的條件選擇是有效的，兩譜圖的總離子流圖大致相似，但是在25.0 min ~ 27.0 min時間段存在不同。

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