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煙草所揭示菰米發芽過程中生物活性成分積累規律

作者:閆寧 褚程 來源:植物功能成分研究中心 發布日期:2019-06-28 點擊:

  近日,中國農業科學院煙草研究所煙草功能成分與綜合利用創新團隊在菰米發芽過程中生物活性成分積累規律的研究上取得重要進展,相關研究成果發表在《食品化學(Food Chemistry)》(JCR top 5%, IF = 5.399)刊物上。

  據悉,發芽是提高谷物種子生物活性成分含量和功能的一種極具前景的生物加工技術。發芽谷物既保留了豐富的維生素、礦物質、膳食纖維,又積累了多種具有保健價值的生物活性成分。作為古代皇家貢品,中國菰米含有大量的抗性淀粉、膳食纖維、酚酸、黃酮、原花青素等生物活性物質,具有較高的經濟價值和營養保健功能。目前,中國菰米發芽過程中生物活性成分積累規律未見報道。

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  煙草功能成分與綜合利用創新團隊研究發現,發芽后36h(G36)菰米種子多酚含量降到最低,發芽后120h(G120)菰米種子多酚含量達到最高,而且發芽過程中γ-氨基丁酸以及17種游離氨基酸含量不斷升高。利用同位素標記相對和絕對定量(iTRAQ)技術,從G36和G120兩個時期的菰米種子中鑒定出7031個蛋白和1144個差異蛋白。差異蛋白的KEGG富集分析表明,其主要在“代謝途徑”、“次生代謝產物生物合成”、“苯丙烷生物合成”等路徑上富集。進一步研究發現,G120時期菰米種子中的酚類合成關鍵酶(PAL、4CL、F5H、CCR、CAD)的表達水平顯著高于G36時期,而且苯丙氨酸和谷氨酸等底物在菰米種子發芽過程中不斷積累,這共同促進了多酚和γ-氨基丁酸等生物活性成分的積累。本研究為中國菰米功能因子挖掘與功能食品研發奠定了理論基礎。

  該研究得到了中國農業科學院科技創新工程、中央級公益性科研院所基本科研業務費專項和煙草研究所青年科學基金項目的支持。煙草研究所碩士研究生褚程為第一作者,閆寧副研究員為通訊作者。

  近年來,煙草功能成分與綜合利用創新團隊聚焦特種作物功能因子挖掘與功能食品研發,在國際上首次開展了中國菰米酚類成分與生物活性、中國菰米和北美菰米次級代謝組學比較以及菰米發芽過程中生物活性成分積累規律研究,重點開展了中國菰資源收集、人工栽培以及菰魚鴨種養結合等研究工作,為中國菰功能食品研發及產業化發展奠定了研究基礎。相關研究成果相繼發表于《食品化學(Food Chemistry)》(IF = 5.399)和《分子(Molecules)》(IF = 3.060)。(閆寧褚程  供稿)

  相關論文鏈接:

  (1)https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0308814619305709

  (2)https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0308814618317321

  (3) https://www.mdpi.com/1420-3049/24/9/1681

  (4) https://www.mdpi.com/1420-3049/23/11/2782

  (5) https://www.mdpi.com/1420-3049/23/7/1561


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