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蜂蜜成熟機制研究取得新進展

蜂蜜成熟機制研究取得新進展

作者:
來源:
2021/04/02 10:32
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  近日,西北大學食品科學與工程學院曹煒教授團隊在食品科學領域國際著名學術期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》發表了題為《Molecular Mechanism of Mature Honey Formation by GC-MS- and LC-MS-based metabolomics》的學術論文,該研究通過代謝組學方法揭示了不同釀造時間的蜂蜜差異性代謝物的變化規律,實現了成熟蜂蜜和未成熟蜂蜜的精準“診斷”。

  蜂蜜是蜜蜂采集植物花蜜并結合自身分泌物經充分釀造和生物轉化最終形成的天然甜物質,該釀造過程一般持續時間為一周以上。近年來,受經濟利益和傳統生產方式的影響,養蜂業生產存在“先取稀蜜后濃縮”的生產方式,這種方式生產的蜂蜜水分含量高、易發酵、花香味淡,屬于未成熟蜂蜜。

  國際上把未成熟蜂蜜稱為水蜂蜜和假蜂蜜,是劣質蜂蜜和廉價蜂蜜的代名詞,出口價格與其他國家差距較大,影響著我國蜂產品的國際聲譽和產業發展。

  因此,成熟蜂蜜的生產是提升蜂蜜質量水平的必由之路。然而成熟蜂蜜和非成熟蜂蜜的成分差異尚缺乏充足的科學數據支撐。因此,建立差異代謝物檢測體系對于成熟蜂蜜精準“診斷”具有重要意義且極具挑戰性。

  本研究以蜜蜂蜜囊蜜、釀造1~4天的未成熟蜂蜜和成熟蜂蜜為研究對象,采用基于超高效液相色譜離子淌度-四極桿串聯飛行時間質譜的非靶向代謝組學方法,篩選出成熟蜂蜜和非成熟蜂蜜的差異代謝物9種,其中蜂源性成分癸烯二酸經氣相色譜串聯質譜的靶向代謝組學方法證實為區分成熟蜂蜜與未成熟蜂蜜的差異代謝物。

  本研究從分子水平揭示了成熟蜂蜜的形成機制,為制定成熟蜂蜜的質量標準和生產成熟蜂蜜提供理論指導,也為其它優質農產品的真偽鑒別和質量標準的制定提供借鑒。

  癸烯二酸在成熟蜂蜜(A),未成熟蜂蜜(B),蜂王漿(C)中的氣相色譜質譜圖及其離子碎片圖(D)

  Journal of Agricultural and Food Chemistry是美國化學會旗下的國際著名科學期刊,中科院分區為一區Top期刊。孫婧碩士和趙浩安博士為共同第一作者,吳黎明教授和曹煒教授為共同通訊作者,西北大學為第一署名單位。

  該研究獲得國家自然科學基金(31871876)、陜西林業科學研究重大項目(2017-01)、陜西省“特支計劃”科技創新領軍人才(TZ0389)等項目資助。

  西北大學曹煒教授蜂產品創新團隊首次在國際權威刊物上對成熟蜂蜜進行系統報道,為成熟蜂蜜產業的發展提供科學理論指導。自2001年來,研究團隊一直從事以蜂產品為主的功能性食品制造、精深加工及高值化利用,先后為企業開發了20多個產品,年產值億元,取得了顯著的社會效益和經濟效益。

論文摘要:

  蜂蜜的成熟度是評估蜂蜜質量的重要因素。然而,關于成熟蜂蜜形成的分子機理的研究很少。在這項研究中,通過基于UPLC-QTOF-MS的代謝組學方法分析了同一油菜花季節中胃蜜(蜜囊中的蜂蜜),未成熟蜜和成熟蜜樣品的不同代謝物。發現成熟蜂蜜具有與未成熟蜜截然不同的代謝特征,并獲得了9種不同的代謝產物,其中3種(包括癸二酸)積累在成熟蜂蜜中。

  通過GC-MS在油菜蜜,洋槐蜜和棗花蜜中進一步證實了癸二酸為蜜蜂起源的脂肪酸(FA),使其成為區分未成熟蜜和成熟蜂蜜的潛在標記(P <0.01)。此外,成熟蜂蜜顯示出較高的脂肪酸濃度。特別是成熟蜂蜜中3個脂肪酸的含量明顯高于未成熟蜜(P <0.05)。這項研究從脂肪酸角度揭示了從未成熟蜜到成熟蜂蜜的分子機理。

  

 

  (來源:西北大學 )

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