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项目文章Food Chemistry (IF 7.514) | 脂质组学助力长牡蛎地理溯源研究

2022-04-08
中科新生命
1836

牡蛎是世界上最大的养殖和消费的海洋贝类,具有独特的保健功能和药用价值。越来越多的研究证实海洋贝类中的脂质是n-3 PUFAs的独特来源。栖息地环境,如温度和地理变化,会深刻影响海洋生物的营养成分,而目前很少有研究通过比较牡蛎的脂质特征去实现地理溯源。

2022年3月,海南大学刘中原老师团队在Food Chemistry(IF 7.514)上发表了题为“Investigation of oyster Crassostrea gigas lipid profile from three sea areas of China based on non-targeted lipidomics for their geographic region traceability”的文章。该文使用脂质组学方法对中国三个海域中的长牡蛎进行了脂质特征研究,发现地理差异对脂质含量、组成及脂质分子分布有显著影响,并进一步筛选45种脂质分子作为不同海域长牡蛎脂质的鉴别标志物。该研究将为脂质组学在水产品行业的应用提供深刻见解,并有助于食品来源追踪和污染识别。中科新生命提供了脂质组绝对定量技术服务。


研究材料

新鲜长牡蛎肉

技术路线

· 步骤1:不同海域长牡蛎脂质含量和脂质类别组成分析;

· 步骤2:不同海域长牡蛎脂质的脂肪酸组成分析;

· 步骤3:不同海域长牡蛎脂质分子分析;

· 步骤4:筛选不同海域长牡蛎脂质的鉴别标记物。

研究结果

1. 不同海域长牡蛎脂质含量和脂质类别组成分析

作者分别收集黄海(YS)、东海(ECS)和南海(SCS)地区相同规格的长牡蛎,获取新鲜长牡蛎肉进行脂质组学分析。结果发现不同海域长牡蛎脂质含量和脂质类别组成出现明显差异,具体来说YS组长牡蛎的脂质总含量明显高于ECS组和SCS组,分别为202.46、138.85和71.47 mg/g粉末。TG和DG种类是长牡蛎脂质中最主要的部分,占全部脂质的64.08-78.92%。其中,TG种类在ECS组中比例最高,其次是YS组和SCS组。PL占长牡蛎总脂质的11.46-29.28%,ECS 组中 PL 比例最高(29.28%),而 SCS 组中 PL 比例最低(11.46%)。SCS组中神经酰胺(Cer)和鞘氨醇(So)等鞘脂的百分比(3.19%)高于其他两组(图1)。结果表明长牡蛎的脂质分布受环境因素的影响较大,这与之前的研究结果一致。


图1 不同海域长牡蛎脂质含量和脂质类别组成

2. 不同海域长牡蛎脂质的脂肪酸组成分析

在不同地理区域的长牡蛎脂质中共检测到19种脂肪酸。其中C14:0、C16:0、C18:1n-9、C20:5n-3、C20:1n-9、C22:6n-3含量丰富,无论来源如何,脂质含量均超过20 mg/g。尽管脂肪酸组成几乎相同,但每种脂肪酸的含量因海域而异。例如YS组中EPA和DHA的含量分别为114.9和88.4 mg/g,而ECS组和SCS组的含量分别为100.8、46.9 mg/g和79.8、51.3 mg/g。YS组C16:2n-4、C18:1n-9、C20:5n-3、C21:5n-3、C22:4n-3、C22:6n-3含量显著高于ECS组和SCS组,导致最多的PUFA含量和更高的n-3/n-6比值。

3. 不同海域长牡蛎脂质分子分析

通过脂质组学检测共鉴定出21个亚类1155种脂质分子,其中TG 424种,PC 260种,PE 129种, Cer 99种, DG 60 种、LPC 36 种、LPE 35 种、PS 29 种、LPI 19 种、酰基肉碱(AcCa) 10 种以及其他如SM、FFA、PG、LPI。对于中性脂质,大多数 DG 和 TG 分子种类含有 PUFAs,如 EPA、DHA、C18:3n-3等。TG分子结构优选C16:0、C18:0、C18:1n-9和奇数碳脂肪酸C15:0、C17:0和C19:1。PL种类大部分存在烷基/烯基-酰基结构,PE尤其如此,因此,长牡蛎脂质可被视为缩醛磷脂的潜在来源。与中性脂质和 PL种类相比,长牡蛎脂质中的 Cer、SM 和 So 等鞘脂含量较低(图2)。


图2 不同海域长牡蛎不同脂类含量分析

4. 筛选不同海域长牡蛎脂质的鉴别标记物

PCA分析发现不同组别长牡蛎的脂质谱存在显著差异,采用PLS-DA方法对不同海域长牡蛎的脂质性状进行了判别分析(图3)。通过VIP > 1筛选出45种脂质分子,可以作为区分中国不同海域长牡蛎的潜在标志物。作者进一步绘制了包括17种 TG、12 种DG、5种PE、4种 So、3种 PS等在内的45种脂质分子的热图,可以展示不同海域脂质分子含量的变化(图4)。


图3 不同海域长牡蛎脂质PCA和PLS-DA分析

图4 不同海域长牡蛎潜在脂质分子生物标志物的热图分析

小结

文章采用脂质组学方法研究了中国不同纬度三个海域的长牡蛎脂质分布情况,结果发现存在明显差异。YS组长牡蛎的脂质含量最高,包括三酰基甘油、二酰基甘油,大多数的磷脂分子种类,而ECS组长牡蛎的磷脂酰胆碱种类居多,SCS组长牡蛎的鞘脂种类居多。进一步筛选出45种脂质分子可作为不同海域长牡蛎脂质的鉴别标志物。表明脂质组学可作为一种鉴别海洋贝类脂质性状的潜在方法。

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