应用笔记 - 磁共振

确定有利的发酵特性基于 NMR 的代谢组

"分析阐明了在发酵食品生产中发生的 LAB 关键代谢途径中涉及的各种代谢物之间的差异"

"这些分析揭示了 参与实验室主要代谢途径的各种代谢物 在发酵食品生产中"

全球食品制造商通常使用乳酸菌 (LAB) 生产发酵食品,包括蔬菜、乳制品、 肉,鱼和面包。这些食源微生物转化分子,如 作为葡萄糖成化合物称为代谢物,这会影响食物的 功能和营养质量,以及其味道和香气。

广泛的实验室菌株目前用于食品发酵, 具有多种发酵特性的细菌。 科学家越来越有兴趣确定哪些菌株 表现出理想的代谢活动。然而,化学分析 这要求可能是劳动密集型和耗时的。

在食品研究所,国家农业和食品 日本筑波研究组织(NARO),研究人员萨托鲁 托米塔和团队最近使用布鲁克生物平的 NMR 技术 研究基于 NMR 的代谢组学在 区分物种和菌株依赖性发酵 实验室的特性。

代谢组是指综合定性和定量 生物系统中数千种代谢物的分析 如生物体、细胞和组织。

评估方法在区分这些方面的能力 特点,托米塔和他的同事分析了发酵蔬菜 已接种了六种乳酸菌品种 六种L.布雷维斯菌株的果汁

布鲁克的Avance-500光谱仪,配备碳/质子CPDUL CryoProbe,样品喷射自动样品更换器和自动 软件图标MR用于获取NMR光谱和布鲁克的脉冲 程序zgpr用于获取 1HNMR光谱的代谢分析。

使用布鲁克技术,提供并配备检测和 测量整个代谢组化学空间的代谢物, 托米塔和团队鉴定了53种代谢物。代谢物配置文件 从发酵的蔬菜汁获得揭示之间的差异 各种代谢物参与发生的关键代谢途径 在生产发酵食品期间。

分析清楚地将样品分离成接种的样品。 同化发酵物种(只产生乳酸的) 和异质发酵物种(那些产生乳酸的发酵物种 除了其他酸和酒精)。这种分离主要是 通过显性代谢物量的差异解释,即 乳酸、乙醇、曼尼托和醋酸。

对于同化发酵,分析表明 六种低丰度代谢物,即乙酰胺、p-羟基酚 酸、苯甲酸、甘油磷碱和硫酸。对于 异质发酵,贡献者是食肉素,甲胺, 和γ丁酸(GABA)。

L.布雷维斯的进一步 分析表明,菌株依赖性 发酵特性的差异,主要依赖于 细菌使用蔗糖和柠檬酸来转化谷氨酸的能力 酸成伽马-氨基丁酸(GABA),酪氨酸变成酪胺。

作者说,他们在歧视 LAB 菌株的菌株依赖型发酵特性,以及 发现有关代谢物负责的信息 这些特征表明,基于NMR的代谢组学可以 作为一种用于筛选 LAB 菌株的高通量方法。

研究小组还建议,可以使用实时 NMR 代谢组 进一步深入了解某些动态代谢变化 菌株,并有助于应用其发酵特性 发酵食品的生产。

参考

  • 托米塔、S等人对依赖应变的快速歧视 基于 NMR 的乳酸杆菌菌株的发酵特性 发酵蔬菜汁的代谢组。Plos 一。2017;12:e0182229.