基于代谢组学技术的玛咖产地鉴别
玛咖（Lepidium meyeniiWalp.）是十字花科独行菜属1 a生或2 a生的草本植物，原产地位于海拔3 700～4 500 m的秘鲁安第斯山脉。玛咖根是主要的食用部位，在南美药食兼用的历史已有数千年之久，享有南美人参的称号。
中国检验检疫科学研究院的张宏蕊、张九凯、陈 颖*等人通过基于代谢组学技术的液相色谱-质谱方法对不同产地的玛咖进行全扫描分析，根据靶标和非靶标代谢组学方法筛查鉴定玛咖代谢物，分析各产地代谢物差异，旨在为玛咖的产地鉴别和质量评价提供参考。
1、超高效液相色谱-四极杆串联飞行时间质谱代谢组学分析
不同产地玛咖的出峰时间大体一致，但出峰数量和丰度存在差异。秘鲁、四川和云南产地的玛咖出峰数量相对较多，四川玛咖在12～16 min丰度很高，秘鲁玛咖在5～6 min丰度较高，说明不同产地代谢物组分种类和含量都具有一定的差异。
2、化学计量学分析
经过数据挖掘和比对后，为减少信号的冗余并对数据进行降维处理，选择单一同位素（同位素类型中m/z值最低的信号）的峰进行化学计量学分析，其他峰去除后在正离子模式下共检测到731个峰，负离子模式下检测到240个峰。为能区分玛咖的各个产地，在正负离子模式下分别进行无监督PCA，但结果表明各产地玛咖广泛分散，没有明确的划分。在此基础上进行有监督的OPLS-DA，45份玛咖可以根据产地来源被分成5组，秘鲁组（n=9）、云南组（n=9）、四川组（n=9）、新疆组（n=9）、西藏组（n=9）。各点代表检测到的各个峰，越靠近原点的离子表示各产地均能检测到，越靠近外面的离子代表各产地的差异性离子。
3、非靶标代谢产物鉴定
标志物经过筛选后由Formula Finder软件根据母离子的精确质量数、母离子同位素组成以及碎片离子的信息进行元素组成的确定。该软件能够根据MS排名和MS/MS排名对所推导的分子式进行排序，排名靠前的分子式比较准确。同时，该软件能够反映理论计算和实验的同位素组成差异和离子m/z值的差异。实验中推测得到的分子式的质量误差小于5×10－6，具有较高的可信度。
4、靶标代谢产物鉴定
本研究在不同产地玛咖中共鉴定出了28种代谢物，包括13种玛咖酰胺、3种玛咖烯、3种芥子油苷、2种生物碱、3种甾醇、1种多酚、3种黄酮，均为玛咖常见的代谢物，表明此方法覆盖度较好。
5、代谢物差异性分析
颜色代表了代谢物的丰度高低，颜色由绿色到黑色再到红色代表着代谢物丰度逐渐升高。结果显示，玛咖酰胺和玛咖烯在5个产地的玛咖中均检测到，且在所有代谢物中丰度较高，表明这2种代谢物是玛咖中的主要代谢物质。其中四川、西藏、云南3个产地的玛咖酰胺含量相对较高，秘鲁的玛咖烯和生物碱3-苄基-1,2-二氢-N-羟基吡啶-4-甲醛含量最高，西藏的豆甾醇和菜子甾醇含量较高，新疆的黄酮类物质含量较高。
结 论
已有研究大多以玛咖酰胺一类代谢物进行产地的区分，忽略了其他代谢物的产地差异。本研究采用基于超高效液相色谱-四极杆串联飞行时间质谱的代谢组学方法结合OPLS-DA成功区分了玛咖产地，分析了各个产地的玛咖多种代谢物，更加全面地阐述了产地对代谢物产生的影响。利用非靶标代谢组学分析鉴定出15种产地标志物，可用于玛咖产地的区分。利用靶标代谢组学分析共鉴定出28种玛咖代谢物，其丰度以热图形式呈现，反映了代谢物在不同产地的分布情况。玛咖中丰度较高的代谢物为玛咖酰胺和玛咖烯，其次为生物碱和甾醇。结果证明代谢组学技术结合化学计量学方法可以为玛咖的产地鉴别提供依据。
本文《基于代谢组学技术的玛咖产地鉴别》来源于《食品科学》2019年40卷20期217-226页，作者：张宏蕊，张九凯，韩建勋，邢冉冉，郑磊，陈颖。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181102-024。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
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修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅
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