榛子油贮藏过程中脂质的综合脂质组学分析

背景介绍

榛子油脂含量高（50.23~60.88 g/100 g DW），且富含单不饱和脂肪酸(MUFAs)、多不饱和脂肪酸(PUFAs)、α-生育酚和甾醇等。榛子可改善血脂水平，还可具有抗动脉粥样硬化的作用。食用油在加工和储存过程中由于自动氧化和光敏氧化而产生氢过氧化物，被分解为醛、酮和其他碳基化合物，并产生哈喇味。此外，还会导致亲脂性生物活性物质的损失，如类胡萝卜素、α-生育酚、植物甾醇和多不饱和脂肪酸等。氧化后食用油有多种危害，长期食用可导致许多疾病。除传统表征油脂氧化的方法和物理检测方法外，近年来一些新技术（高分辨率质谱和多元统计分析）也得到了广泛应用，但目前对榛子油氧化过程中脂质组和相关代谢途径的变化研究较少。

在本研究中，我们通过脂质组学对榛子油的氧化脂质进行了表征，通过多变量统计分析确定了氧化过程中脂质的显著差异，并研究了相关的代谢途径，有利于榛子油的品质评价及开发应用。

实验方法

干燥榛子脱壳后在60℃下、40-50MPa下压榨30 min，随后3500 rpm转速离心后得到榛子油。采用Schaal烘箱加速氧化法模拟了榛子油在室温下的储存情况：榛子油置于无色透明玻璃瓶中，在62℃的高温中氧化24天，每隔24 h摇晃一次，并随机改变它们在培养箱中的位置。每3天取样，并将油保存在-20℃的棕色瓶中待测。采用四极杆飞行时间质谱仪(LC-Q-TOF MS)定性分析脂质。

结果与分析

在榛子油样品中共鉴定出103种脂质（图1），被分为3种脂质类(GL、GP和SP)和10个亚类。GLs有2个亚类，GPs有7个亚类，SPs有1个亚类。新鲜榛子油样品的总脂质浓度为1250304.0109 nmol/g，榛子油样品中TGs的比例最高（>98%），其次是DGs、PAs、PEs和PCs等。

图1. (A)榛子油中鉴定出的脂质亚类；(B)榛子油中不同脂质亚类的相对百分比

在加速氧化后（>24天），总脂质含量显著降低了1.70倍。未氧化和氧化榛子油样品的不同脂类存在显著差异；然而，在不同阶段的氧化过程中没有观察到这些差异。通过对大量的脂质组学数据进行多元统计分析，并将数据可视化（图2）。采用无监督模式识别的PCA分析，初步了解组间的总体代谢差异和组内样本的差异；通过PLS-DA进一步分析了榛子油在不同氧化阶段的脂质代谢的差异；PLS-DA的加载图表明TG类的脂质种类是区分榛子油的最重要变量；PLS-DA的R²和Q²值分别为0.930和0.882，表明PLS-DA模型可靠性高。

图2. 对榛子油加速氧化作用下检测到的脂质种类进行无监督和有监督的多变量分析。(A)PCA评分图；(B)PLS-DA评分图；(C)PLS-DA加载图；(D)PLS-DA交叉验证图

相关热图分析表明：多数脂类高度相关，同一亚类的脂质呈正相关，亚类内的脂质相关性强于不同亚类间的脂质。一种脂质的变化可能会引起其他脂质的变化，进而影响榛子油的氧化过程。选择了7个最相关的代谢途径（图3），其中甘油磷脂和甘油脂途径是最重要的代谢途径，其次是亚油酸代谢和α-亚麻酸代谢。

图3. (A)榛子油贮藏过程中51种显著不同的脂质的相关热图分析；(B)榛子油储存过程中重要代谢途径的代谢组学图

结论

本研究采用UPLC-QTOF-MS方法对榛子油在加速贮藏24 d过程中进行非靶向脂质组学分析。鉴定出103种脂类的10个亚类，证实了贮藏对榛子油脂类的影响。通过多变量统计分析，鉴定出51种显著不同的脂质。通过生物信息学分析，检测了榛子油贮藏过程中最重要的7条代谢途径。阐明了榛子油的脂质组成及贮藏条件对植物油脂质组成的影响。本研究结果进一步阐述了榛子油贮藏氧化机理。鉴定出的显著不同的脂质和相关代谢途径，有助于榛子油的进一步研究，促进榛子油的开发和应用。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.132050

供稿人：

李甜