天津大学：质谱成像研究腊八蒜绿变过程中物质空间分布变化

展源 2023-04-03

天津大学陈海霞教授团队：质谱成像研究腊八蒜绿变过程中物质空间分布变化 Food Research International

●天津大学药物科学与技术学院硕士研究生李楠楠和博士研究生李淑琴（共同第一作者），陈海霞教授（通讯作者）等在国际食品期刊《Food Research International》(IF：7.425/Q1 Top)上发表了题为“A novel visualization method for the composition analysis of processed garlic by MALDI-TOF imaging mass spectrometry (MSI) and Q-TOF LC-MS/ MS”的研究论文。

大蒜（Allium sativum L）因其独特的风味和口感以及对健康的益处，在亚洲、欧洲和美国等世界许多地区被作为香料广泛使用。腊八蒜是一种传统的中国食物，由醋浸泡大蒜制成的。腊八蒜在中国北方的冬天很受欢迎，因为它具有独特的风味和口感。腊八蒜的另一特别之处在于它在加工过程中逐渐变绿，其质地也发生了变化。目前关于腊八蒜色素的研究较多，但多集中在模型体系上。由于大蒜绿变过程中存在复杂的反应体系，目前尚不清楚大蒜绿变过程中与色素相关的物质的变化及其空间分布。因此，该研究旨在利用MALDI-TOF MSI和Q-TOF LC-MS/MS技术研究腊八蒜绿变过程中糖、氨基酸、有机硫化合物和皂苷等低分子量化合物的时空分布，并探讨这些化合物在加工过程中的变化，为实际大蒜绿化过程中色素前体和色素的研究提供更多信息，有利于大蒜相关产品的开发。

成果介绍

该研究首次采用LC-MS/MS和MALDI-TOF MSI相结合的方法，对腊八蒜绿变过程中主要的低分子量化合物在植物组织中的定位进行了检测分析。研究发现，在腊八蒜绿变过程中发生了化合物的转化和向醋溶液的浸出。不同时期大蒜片的不同组织空间中分布着不同的化合物。在加工过程中，有机硫化合物逐渐减少并转化为一些色素成分。精氨酸是大蒜中的主要氨基酸，并参与了大蒜的绿色形成过程，并且研究结果提示大蒜绿变的途径涉及多种氨基酸，且一个氨基酸可能参与多个途径。

利用MALDI-TOF MSI技术，在大蒜皮中发现了4种可能的皂苷。一些低分子量的化合物，包括谷氨酸、天冬酰胺酪氨酸、GSAMC和大蒜素在真叶中含量较高。此外，显微图像表明色素前体并不存在于细胞内，而是处于在细胞结构之外，且前体的变绿过程与细胞结构的破坏密切相关。由于MALDI-TOF MSI检测微量浓度化合物能力有限，因此LC-MS/MS可以作为研究过程的有力补充。由于大蒜绿变过程中多种成分的变化，其营养和活性也可能发生着变化，有些活性随着新色素物质的生成活性提高，有些活性伴随机硫化合物等的减少而降低。