近日,我院蜂产品创新团队在国际食品领域期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》(Q1,IF=6.7)发表题为“Integrated molecular networking and NMR metabolomics for in-depth chemical profiling and characteristic marker discovery of Qinling Apis cerana honey”的研究论文。曹炜教授为论文通讯作者,郭森老师为第一作者。
蜂蜜真伪鉴别有赖于从复杂化学体系中识别稳定可靠的标志物,但单一分析技术难以兼顾化学成分的全局覆盖与目标化合物的精确结构确证。我院蜂产品创新团队以秦岭中蜂(Apis cerana)蜂蜜为研究对象,将基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱的分子网络(UHPLC-Q-TOF/MS-MN)与基于HSQC核磁共振的小分子准确识别技术(SMART)进行系统整合。该策略一方面通过分子网络呈现代谢物之间的关联关系,并借助分子注释工具(NAP)对未知结构进行推测;另一方面通过HSQC-SMART对关键小分子进行靶向结构确证,与分子网络结果形成互补,弥补了单一技术在化合物覆盖范围和结构解析能力方面的不足。
基于该策略,研究从秦岭中蜂蜂蜜中鉴定出28种次级代谢物,其中生物碱和脂质类化合物为最丰富类别。对主要馏分进行靶向分离与结构鉴定,获得6种在该蜜种中尚未见报道的化合物,包括四种生物碱(lumichrome、chestnutamide、deoxyvascinone、2-quinolone)、一种紫罗兰酮衍生物(plasiaticine I)及一种酯类(cetyl triacontanoate),这些化合物可作为中蜂蜂蜜的潜在特征标记物。为验证上述标志物的可靠性,团队采用¹H NMR代谢组学结合正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA),筛选出中蜂蜂蜜的特征1H NMR信号:δH 2.28 (t)、3.45 (s)、4.05 (t) ppm,上述信号与分离所得化合物的¹H NMR谱图相匹配,从整体代谢图谱与特征化合物两个层面进行了验证。
综上,本研究以分子网络与SMART技术进行成分发现与结构确证,经靶向分离获取特征化合物,并通过¹H NMR代谢组学结合OPLS-DA模型验证其判别效果,系统阐明了秦岭中蜂蜂蜜的化学物质基础,为秦岭中蜂蜂蜜化学成分深度表征、蜜源植物多样性和植物化学生态学研究提供了参考,亦可拓展至其他特色蜜种及农产品的真实性鉴别。该论文得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金面上项目及陕西省重点研发计划项目的支持。

UHPLC-Q-TOF/MS分子网络揭示秦岭中蜂蜂蜜代谢物关联图谱及特征化合物分布

秦岭中蜂蜂蜜化学表征与特征标志物发现的多技术联用分析策略
原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.6c04659