基于代谢组学研究红曲霉奶酪的代谢产物特征.pdf

徐杏敏，郑远荣，刘振民，等.基于代谢组学研究红曲霉奶酪的代谢产物特征 J.食品工业科技，2023，44（21）：1829.doi:10.13386/j.issn1002-0306.2023030126XUXingmin,ZHENGYuanrong,LIUZhenmin,etal.StudyontheCharacteristicsofMetabolitesinMonascusCheeseBasedonMetabolomicsJ.Science and Technology of Food Industry,2023,44(21):1829.(in Chinese with English abstract).doi:10.13386/j.issn1002-0306.2023030126 未来食品 基于代谢组学研究红曲霉奶酪的基于代谢组学研究红曲霉奶酪的代谢产物特征代谢产物特征徐杏敏1,2，郑远荣2，刘振民2,*，孙嘉2，贾向飞1,2（1.上海海洋大学食品学院，上海201306；2.光明乳业股份有限公司乳业研究院，上海乳业生物工程技术研究中心，乳业生物技术国家重点实验室，上海200436）摘要：为研究红曲霉奶酪的代谢产物特征，以红曲霉奶酪 BC20、红曲霉奶酪 ZX-99 为实验组，以市售青霉奶酪、白霉奶酪为对照组，采用非靶向代谢组学方法对 4 款奶酪所涉及的低分子量代谢产物进行差异分析，将仅在实验组中差异富集（VIP1，P2）且实验组间无显著差异（VIP1，P0.05）的代谢产物认为是红曲霉奶酪这一品类的特征。结果表明，在正、负离子模式下鉴定到的 2510 个代谢物中，有 23 个物质初步认为是红曲霉奶酪的代谢产物特征。其中，葫芦素 e、夫西地酸、喹那普利、甲基多巴、苔黑酚、甘草皂苷 h2、阿夫唑嗪、25-去乙酰基利福喷丁这 8 个物质具有一定有益活性。通过实验组与对照组的比较，发现有 10 条共同的差异代谢途径，其中蛋白质消化和吸收通路的富集程度较高，与氨基酸相关的通路占比最大，这两类通路所涉及的差异代谢产物中，丙酸、DL-酪氨酸、高三尖杉酯碱、2-异丙基苹果酸、肌酸、琥珀酸的物质含量在两款红曲霉奶酪中显著增加（P1，P2)and had nosignificant difference between the experimental groups(VIP1，P0.05)were considered as the characteristics ofMonascuscheese.Theresultsshowedthatamongthe2510metabolitesidentifiedinpositiveandnegativeionmodes,23substances were preliminarily considered as characteristic metabolites of Monascus cheese.Eight of these substances,including cucurbitacin e,fusidic acid,quinapril,methyl dopa,orcinol,licoricesaponin h2,alfuzosin,and 25-desacetylrifapentinhadcertainbeneficialactivities.Throughcomparisonbetweentheexperimentalgroupsandcontrolgroups,there收稿日期：20230310基金项目：市国资委企业创新发展和能级提升项目（2022013）。作者简介：徐杏敏（1997），女，硕士研究生，研究方向：乳品科学与技术，E-mail：。*通信作者：刘振民（1974），男，博士，教授级高级工程师，研究方向：乳品研究与开发，E-mail：。第44卷第21期食品工业科技Vol.44No.212023年11月ScienceandTechnologyofFoodIndustryNov.2023were10identicaldifferentialmetabolicpathways.Theenrichmentdegreeoftheproteindigestionandabsorptionpathwaywas relatively high,and the proportion of pathways related to amino acids was the largest.Among the differentialmetabolitesinvolvedinthesetwopathways,thesubstancecontentsofpropionicacid,DL-tyrosine,homoharringtonine,2-isopropylmalicacid,creatine,andsuccinicweresignificantlyincreasedinthetwoMonascuscheeses(P0.05).Thisstudyprovides a theoretical basis for defining the Monascus cheese,regulating metabolic direction and enriching beneficialmetabolites.Key words：Monascus；mold-fermented cheese；non-targeted metabolomics；characteristics of metabolites；metabolicpathway随着国人生活水平的提升和西方饮食文化的融入，我国霉菌奶酪市场有逐渐增长的趋势。发酵菌株的选择对奶酪品质的影响至关重要，目前用于奶酪成熟的霉菌主要是青霉和白霉，但此类产品并不完全符合国人口味。青霉奶酪通常蛋白水解及脂肪分解的程度较高，产品含盐量高且入口刺激辛辣1。白霉奶酪是表面覆盖白色真菌的软质奶酪，常见的有布里奶酪、卡蒙贝尔奶酪，奶味浓郁，但是带有一定霉味、菌菇味，与中国传统饮食的口味存在一定差异。因此，有必要尝试使用其他种类的霉菌进行奶酪制作，以研制更加适合国人口味的霉菌奶酪。我国拥有许多历史悠久的可食用菌株，红曲霉便是其中一种，常用于大米、豆腐等食品的加工，已被长期食用，具有一定食用安全性，所以具备加工奶酪的潜力。此外，红曲霉还可以产生红曲色素、-氨基丁酸、莫纳可林 K 及其他生物活性化合物，有望用于生物功能乳制品的开发。迄今为止，已有研究者成功将红曲霉用于加工霉菌成熟奶酪，开发了红曲霉类卡蒙贝尔干酪2、红纹奶酪3，在此基础上优化加工工艺，开发出软质4、半软质、硬质等不同质地的红曲霉奶酪。红曲霉奶酪是一款新型霉菌成熟奶酪，其滋、气味较国外部分霉菌成熟奶酪（例如：蓝纹奶酪）更加温和，具有实现产业化的潜力。虽然研究人员对红曲霉奶酪开展了一系列的研究，包括对奶酪成熟期间理化性质、蛋白水解、挥发性及非挥发性风味物质的种类及变化等57。然而，目前暂无对红曲霉奶酪特征代谢产物的相关研究报道。随着红曲霉奶酪产业化的推进，急需研究红曲霉奶酪这一品类的代谢产物特征，探究红曲霉奶酪与其他霉菌成熟干酪的具体差异，分析差异代谢通路，为后续产品的改进及有益代谢产物的富集提供理论依据。红曲霉菌株 BC20 与 ZX-99 是本实验室优选出的两株可用于制作霉菌干酪的优良菌株，利用它们制作的奶酪具有良好的风味，且奶酪中桔霉素含量低于国标检测限（25g/kg）8，食用安全。此外，青霉奶酪和白霉奶酪是最具代表性的霉菌成熟奶酪。因此，本研究以红曲霉奶酪 BC20、红曲霉奶酪 ZX-99 为实验样品，以接受度较高的一款市售青霉奶酪（蓝纹奶酪）、一款市售白霉奶酪（布里奶酪）作为对照样品。通过非靶向代谢组学的方法来表征 4 款奶酪中的低分子量代谢产物，通过差异分析初步推断出属于红曲霉奶酪的代谢产物特征，并分析红曲霉奶酪的特征差异代谢通路，为之后定义红曲霉奶酪以及红曲霉奶酪的风味调控、有益代谢产物富集提供参考依据。1材料与方法1.1材料与仪器生牛乳、稀奶油光明乳业股份有限公司；商业发酵剂 FLORA、STI-13科汉森（中国）有限公司；凝乳酶（酶活力：890IMCU/g）北京多爱特生物科技有限公司；红曲霉菌株 BC20、ZX-99乳业生物技术国家重点实验室；琪雷萨蓝纹奶酪（生产日期：2021 年 11 月 16 日）丹麦阿尔乐公司；法兰希布里奶酪（生产日期：2021 年 8 月 26 日）西诺迪斯食品（上海）有限公司；乙腈美国 Merck 公司；乙酸铵美国 Sigma 公司；甲醇、氨水美国 Fisher 公司。1300 系列 A2 型生物安全柜美国 ThermoSci-entific 公司；PRACTUM124-1CN 电子天平北京赛多利斯科学仪器有限公司；HVE-50 高压蒸汽灭菌锅日本 HIRAYAMA 公司；奶酪槽英国 Armfiled公司；HPP110 奶酪成熟箱德国 MEMMERT 公司；QT-1Votex 振荡器上海琪特分析仪器有限公司；JY92-II 超声破碎仪、SCIENTZ-1LS 离心浓缩仪宁波新芝生物科技股份有限公司；5430R 低温高速离心机上海比朗仪器制造有限公司；VanquishLC超高效液相色谱系统、QExactive 系列 OrbitrapExploris480 质谱仪美国 Thermo 公司；ACQUITYUPLCBEHAmide 色谱（柱 1.7m，2.1mm100mmcolumn）美国 Waters 公司。1.2实验方法1.2.1奶酪的制作根据徐杏敏等9方法，使用菌株 BC20 与 ZX-99 进行红曲霉奶酪的制备与取样。工艺流程：原料乳标准化杀菌并冷却添加商业发酵剂添加凝乳酶凝乳后切割装模成型盐水腌渍晾干涂抹红曲霉发酵液成熟。取样方式：整块奶酪表皮与内部混合均匀后取样。1.2.2样品前处理奶酪样品在 4 环境下缓慢解冻后，取适量样本加入预冷甲醇/乙腈/水溶液（2:2:1，v/v/v），涡旋混合，4、40kHz 超声 20min，20静置 10min，14000g4 离心 20min，取上清真空干燥（2000r/min，15，真空度小于 50Pa），质谱分析时加入 100L 乙腈水溶液（乙腈:水=1:1，v/v）复第44卷第21期徐杏敏，等：基于代谢组学研究红曲霉奶酪的代谢产物特征19溶，涡旋，14000g4 离心 15min，取上清液进样分析。1.2.3色谱条件参考 ZHANG 等10方法，采用超高效液相色谱系统（UHPLC）HILIC 色谱柱将奶酪样品进行分离，柱温 25，流速 0.3mL/min，进样量2L，流动相 A 为水+25mmol/L 乙酸铵+25mmol/L氨水，流动相 B 为乙腈。梯度洗脱程序：01.5min，98%B；1.512min，B 从 98%线性变化至 2%；1214min，2%B；1414.1min，B 从 2%线性变化至98%；14.117min，98%B；进样器温度 4。1.2.4质谱条件采用电喷雾电离（Electronsprayionization，ESI）正离子和负离子模式对样品进行检测。ESI 源及质谱设置参数如下：雾化气辅助加热气1（Gas1）：60，辅助加热气 2（Gas2）：60，气帘气（CUR）：30psi，离子源温度：600，喷雾电压（ISVF）5500V（正负两种模式）；一级质荷比检测范围：801200Da，分辨率：60000，扫描累积时间：100ms，二级采用分段式采集方法，扫描范围是 701200Da，二级分辨率：30000，扫描累积时间：50ms，动态排除时间：4s。1.3数据处理采用 XCMS 软件分析由 UHPLC-Q-Exactive/MS得到的原始数据，对数据的完整性进行检查，去除组内缺失值超过 50%的代谢物，不参与后续分析，删除极值，并对数据进行总峰面积归一化，以确保各样本间和代谢物间可平行性比较。SIMCA14.1 软件进行多维统计分析（数据经 Pareto-scaling 预处理），SPSS26.0 进行 t 检验显著分析，火山图及热图由生信平台（https:/bio- Inkscape 软件进行标注。单维统计分析及其余数据由 EXCEL 处理。根据OPLS-DA模型获得的变量权重值（Variableimportancefortheprojection，VIP），将P1，差异倍数（Foldchange，FC）2 或0.5，证明模型稳定可靠。为避免模型发生过拟合，经过 200 次置换检验对模型进行检验以确保模型的有效性。如图 3 所示，有机酸及其衍生物脂质和类脂分子有机杂环化合物未分类物质苯类有机氧化合物苯基丙烷和聚酮有机氮化合物核苷、核苷酸及其类似物生物碱和衍生物木酯素、新木酯素和相关化合物有机硫化合物均相非金属化合物碳氢化合物的衍生物有机1,3-偶极化合物有机卤素化合物26.488%24.091%15.124%10.661%10.124%5.331%3.471%1.736%1.281%0.826%0.331%0.289%0.083%0.083%0.041%0.041%图1合并正负离子鉴定到的代谢物在各化学分类的数量占比Fig.1Proportionofmetabolitesidentifiedbycombiningpositiveandnegativeionsineachchemicalclassification20食品工业科技2023 年11月Q2截距小于零，说明模型不存在过拟合，稳健性良好。这些结果表明，OPLS-DA 清楚地区分了不同的奶酪样本，且组内平行样品无明显偏差。2.2红曲霉奶酪的代谢产物特征分析为分析红曲霉奶酪与其他霉菌成熟奶酪（青霉奶酪、白霉奶酪）相比所具备的代谢产物特征，通过红曲霉奶酪 BC20 分别与青霉奶酪、白霉奶酪，红曲霉奶酪 ZX-99 分别与青霉奶酪、白霉奶酪这 4 个比较组的差异倍数（Foldchange，FC）、显著性水平（P-value，P）对鉴定到的 2510 个代谢物进行筛选。各组正、负离子模式下的火山图，如图 4 所示，红色散点对应的物质在红曲霉奶酪中显著上调，蓝色散点对应的物质在红曲霉奶酪中显著下调，黑色散点对应的物质在红曲霉奶酪与其他霉菌奶酪中差异不显著或差异倍数在 0.52 之间，直观地展示了红曲霉奶酪较其他两款霉菌奶酪代谢物质显著变化的情况，并对有定性名称且变量权重值（Variableimportancefortheprojection，VIP）1 的显著性差异代谢物，选择表达变化上调的 TOP5 和下调的 TOP5 进行标记，标记物质的详细信息见表 1、表 2。结合火山图与表 1、表 2 可知，红曲霉奶酪 BC20、红曲霉奶酪 ZX-99 分别与青霉奶酪、白霉奶酪的4 个比较组中，代谢物质上调及下调的情况差异较大，这说明实验组所选择的两款红曲霉奶酪各具特色，后续对于两款红曲霉奶酪各自特色的代谢产物进行筛选后，保留下的共同富集代谢产物对于红曲霉奶酪这一品类的初步描述具有较高的准确性。同时，也说明青霉奶酪与白霉奶酪之间的代谢物存在较大差异，对照组的选择对于目标物的筛选具有较好的排除干扰作用。由VIPAC、AD、BC、BD1、FCAC、AD、BC、BD2、PAC、AD、BC、BD2，VIPAB1，PAB0.05，得到16个POS、7个NEG代谢物，此为两款红曲霉奶酪与青霉奶酪、白霉奶酪相比所共有的显著富集代谢产物（且这 23 个代谢物在两款红曲霉奶酪间没有显著差异），可初步判断红曲霉奶酪这一品类代谢产物的共同特征，物质信息如表 3 所示。对表 3 中的物质进行信息检索，发现有 8 个物质具有一定有益生物活性或药理活性。其中，4 个物质具有抗菌活性，分别是夫西地酸14、甘草皂苷h215、苔黑酚16以及 25-去乙酰基利福喷丁17；2 个物质具有抗炎活性，分别是葫芦素 e18、甘草皂苷h215；2 个物质具有抗氧化活性，分别是葫芦素 e18、苔黑酚19；2 个物质具有抗瘤防癌活性，分别是葫芦POS(OPLS-DA)1.00046 t280000060000040000020000002000004000006000001.51.00.500.51.01.00005 t1(106)ABCDa 正离子模式NEG(OPLS-DA)1.00035 t21.5e+0061.0e+0060.5e+00600.5e+0061.0e+0062.51.50.50.51.51.00001 t1(106)b 负离子模式ABCDA1A2A3A4A5A6B1B2B3B4B5B6C1C2C3C4C5C6D1D2D3D4D5D6A1A2A3A4A5A6B1B2B3B4B5B6C1C2C3C4C5C6D1D2D3D4D5D6图2OPLS-DA 得分图Fig.2OPLS-DAscoresplots注：A 为红曲霉奶酪 BC20，B 为红曲霉奶酪 ZX-99，C 为青霉奶酪，D 为白霉奶酪。POS(OPLS-DA):Validate modelR2=(0.0,0.0644),Q2=(0.0,0.308)0.60.40.200.20.40.200.20.40.60.81.0200 permutations 2 componentsR2Q2a 正离子模式R2Q20.60.40.200.20.40.60.200.20.40.60.81.0200 permutations 2 componentsb 负离子模式NEG(OPLS-DA):Validate modelR2=(0.0,0.0226),Q2=(0.0,0.3)图3OPLS-DA 置换检验图Fig.3OPLS-DApermutationtestplots第44卷第21期徐杏敏，等：基于代谢组学研究红曲霉奶酪的代谢产物特征21素 e20,21、苔黑酚22；3 个物质对心血管疾病的治疗有一定帮助，分别是喹那普利23、甲基多巴24以及甘草皂苷 h215；1 个物质对良性前列腺增生及下尿路症状有治疗作用，为阿夫唑嗪25。抗菌及抗氧化物质的富集对于食品的保存具有较大积极作用，抗炎、抗瘤防癌及缓解心血管疾病物质的富集将给食用者带来一定益生效果。诸多研究表明，红曲霉的代谢产物红曲色素具有抗菌、抗氧化、降血压的作用26-27，但其具体活性物质仍未明确，该研究发现的夫西地酸、甘草皂苷h2、苔黑酚、25-去乙酰基利福喷丁、葫芦素 e、喹那普利、甲基多巴可能是红曲色素呈现相应活性的关109876543210108642log10(P-value)log2(Fold Change)a 正离子模式(A vs C)上调下调024681010119876543210108642log10(P-value)log2(Fold Change)b 负离子模式(A vs C)上调下调0246810987654321012108642log10(P-value)log2(Fold Change)c 正离子模式(A vs D)上调下调0246812101011987654321010128642log10(P-value)log2(Fold Change)d 负离子模式(A vs D)上调下调0246810129876543210108642log10(P-value)log2(Fold Change)e 正离子模式(B vs C)上调下调0246810109876543210108642log10(P-value)log2(Fold Change)f 负离子模式(B vs C)上调下调0246810987654321010128642log10(P-value)log2(Fold Change)g 正离子模式(B vs D)上调下调02468101210987654321010128642log10(P-value)log2(Fold Change)h 负离子模式(B vs D)上调下调024681012图4不同奶酪比较组的火山图Fig.4Volcanomapofdifferentcheesecomparisongroups注：A 为红曲霉奶酪 BC20，B 为红曲霉奶酪 ZX-99，C 为青霉奶酪，D 为白霉奶酪；FC2；P1、VIPAB1；FCAC、AD、BC、BD2；PAC、AD、BC、BD0.05、PAB0.05。第44卷第21期徐杏敏，等：基于代谢组学研究红曲霉奶酪的代谢产物特征25物有高三尖杉酯碱，2-异丙基苹果酸，肌酸，DL-色氨酸，DL-酪氨酸，L-苏氨酸，赖氨酸，丙酮酸，琥珀酸，酮亮氨酸，甜菜碱等。以上举例的 11 个代谢物同时为 2.2 中分析所得的显著差异代谢产物，其中丙酮mTOR signaling pathwayGABAergic synapseProtein digestion and absorptionSynaptic vesicle cycleD-Arginine and D-ornithine metabolismFc epsilon Rl signaling pathwayArginine biosynthesisValine,leucine and isoleucine biosynthesisAlanine,aspartate and glutamate metabolismAminoacyl-tRNA biosynthesisMineral absorptionRetrograde endocannabinoid signalingGlycine,serine and threonine metabolismbeta-Alanine metabolismBiosynthesis of amino acidsNeuroactive ligand-receptor interactionButanoate metabolismBiosynthesis of various secondary metabolites-part 3Arginine and proline metabolismABC transportersCompound numbera A vs CEnriched KEGG Pathways(Top 20)1234567891011121314151617181920212223242526270P-value0.010.020.030.040.05Compound numberb A vs DEnriched KEGG Pathways(Top 20)1234567891011121314151617181920212223242526270P-value0.010.020.030.040.05mTOR signaling pathwayGABAergic synapseProtein digestion and absorptionLong-term depressionAlanine,aspartate and glutamate metabolismMineral absorptionValine,leucine and isoleucine biosynthesisSynaptic vesicle cycleOxytocin signaling pathwayCitrate cycle(TCA cycle)ABC transportersGlycine,serine and threonine metabolismVitamin digestion and absorptionNeuroactive ligand-receptor interactionArginine and proline metabolismBiosynthesis of amino acidsBiosynthesis of various secondary metabolites-part 3Pyrimidine metabolismAminoacyl-tRNA biosynthesisbeta-Alanine metabolismCompound numberc B vs CEnriched KEGG Pathways(Top 20)12345678910111213141516171819202122232425262928270P-value0.010.020.030.040.05mTOR signaling pathwayProtein digestion and absorptionValine,leucine and isoleucine biosynthesisGABAergic synapseAminoacyl-tRNA biosynthesisMineral absorptionAlanine,aspartate and glutamate metabolismGlycine,serine and threonine metabolismArginine biosynthesisRetrograde endocannabinoid signalingBiosynthesis of amino acidsPantothenate and CoA biosynthesisButanoate metabolismPhenylalanine metabolismNeuroactive ligand-receptor interactionGlutathione metabolismABC transporters2-Oxocarboxylic acid metabolismSynaptic vesicle cycleCitrate cycle(TCA cycle)Compound numberd B vs DEnriched KEGG Pathways(Top 20)12345678910111213141516171819202122232425260P-value0.010.020.030.040.05mTOR signaling pathwayGABAergic synapseValine,leucine and isoleucine biosynthesisProtein digestion and absorptionRegulation of lipolysis in adipocytesCitrate cycle(TCA cycle)Glycine,serine and threonine metabolismAldosterone synthesis and secretionAlanine,aspartate and glutamate metabolismMineral absorptionPyrimidine metabolismABC transportersAminoacyl-tRNA biosynthesisPhenylalanine metabolismButanoate metabolismGlycerophospholipid metabolismTyrosine metabolismPurine metabolismBiosynthesis of amino acidsPyruvate metabolism图5不同奶酪比较组的 KEGG 富集通路图Fig.5KEGGenrichmentpathwaymapofdifferentcheesecomparisongroups注：A 为红曲霉奶酪 BC20，B 为红曲霉奶酪 ZX-99，C 为青霉奶酪，D 为白霉奶酪。横坐标为各 KEGG 代谢通路中包含的差异表达代谢物数目；纵坐标为各 KEGG 代谢通路；柱侧数字代表该通路中差异代谢物个数与所有注释到该通路代谢物个数的比值；颜色表示富集分析的 P 值，颜色越深 P 值越小，富集程度越显著。26食品工业科技2023 年11月酸、酮亮氨酸、甜菜碱的物质含量在两款红曲霉奶酪中显著减少，高三尖杉酯碱、2-异丙基苹果酸、肌酸、DL-酪氨酸、琥珀酸的物质含量在两款红曲霉奶酪中显著增加。异戊酸具有刺激性和酸败的味道，在浓度极低时则呈现出甜润的果香，丙酮酸具有酸味和醋酸气味，这两个物质在两款红曲霉奶酪中的含量相对较小，可能是红曲霉奶酪较青霉奶酪、白霉奶酪口味更加温和的原因之一。甜菜碱有甜味，可为奶酪增添风味，同时具备抗炎、抗氧化等活性，可为奶酪带来一定益生效果31，但其含量在两款红曲霉奶酪中相对较小，后续可尝试通过代谢的定向调控来富集此类物质。丙酸对食品具有防腐保鲜的作用，但具有一定刺激性气味，后续可对红曲霉奶酪中的丙酸进行定量，研究其在奶酪中适宜的浓度范围。琥珀酸具有酸味，阈值为 0.039%，有研究表明其对红腐乳的风味特征起重要作用32，故琥珀酸可能是红曲霉发酵制品的共有特征物质。通过 KEGG 代谢途径富集分析，由蛋白质消化和吸收通路的富集程度及共有差异代谢通路中氨基酸相关通路的占比可知，蛋白质和氨基酸这两部分对于红曲霉奶酪具有较大的生物学重要性，后续研究可重点关注相关部分所涉及的节点物质，可能是定向调控的关键。对于红曲霉的功能性代谢产物，较为熟知的有具有降脂功效的莫纳克林 K33、可降压凝神的-氨基丁酸34以及可作为着色剂或提供抗菌性的红曲色素26。除此之外，在 KEGG 代谢途径所涉及的产物中又发现了一些新的显著富集功能性代谢产物，例如高三尖杉酯碱、2-异丙基苹果酸、肌酸。高三尖杉酯碱（Homoharringtonine，HHT）是一种可从三尖杉属植物中提取获得的生物碱，被广泛应用于血液病的治疗，且具有一定抗肿瘤活性3537，其物质含量在红曲霉奶酪 BC20 中最高，是青霉奶酪中的 55 倍、白霉奶酪中的 63 倍。2-异丙基苹果酸（2-Isopropylmalicacid，2-IPMA）具有温和的抗菌及抗氧化活性且无细胞毒性，适宜应用于食品防腐剂38，其物质含量在红曲霉奶酪 BC20 中最高，是青霉奶酪中的 84 倍、白霉奶酪中的 193 倍。肌酸（Creatine，Cr）主要存在于动物源食物中，是一种功能性膳食补充剂，具有改善机体能量代谢、促进肌细胞发育、抗氧化等生物学功能3940，在红曲霉奶酪中的物质含量是其他两款奶酪的 24 倍。通过代谢途径与代谢产物的结合，有望通过定向代谢调控，进行红曲霉生物功能乳制品的研发，使产品更具益生功能。3结论两款红曲霉奶酪、一款青霉奶酪、一款白霉奶酪之间的差异代谢产物中共鉴定出 2510 种代谢物，有23 个代谢物在红曲霉奶酪 BC20 与红曲霉奶酪 ZX-99 中共同富集且在红曲霉奶酪组间无显著差异，初步判断这些物质为红曲霉奶酪代谢产物的特征。同时，有研究表明这 23 个代谢物中，有 8 个物质具有抗菌、抗炎、抗氧化、抗瘤防癌、缓解心血管疾病等生物或药理活性，分别是夫西地酸、甘草皂苷 h2、阿夫唑嗪、苔黑酚、25-去乙酰基利福喷丁、葫芦素 e、喹那普利、甲基多巴，为红曲霉奶酪带来了一定益生功能。通过 KEGG 代谢通路分析，确定了 10 条差异代谢通路，包括 ABC 转运、蛋白质消化和吸收、氨基酸类代谢通路等。一些与这些代谢途径相关的特征代谢产物具有抗菌、抗氧化、抗肿瘤等功效，例如高三尖杉酯碱、2-异丙基苹果酸、肌酸，对于生物功能乳制品的开发极具参考价值。目前通过代谢组学系统全面的表征了红曲霉奶酪与其他霉菌成熟奶酪在代谢产物方面的差异，为红曲霉奶酪的定义、目标代谢方向的调控以及有益代谢物质的富集提供了一定依据。但由于非靶向代谢组学在检测过程中并未对代谢产物定量，故暂不明确红曲霉奶酪中富集的有益物质是否达到起效浓度，后续可研究该类物质在红曲霉奶酪中的具体含量以及经消化后对人体的影响。在分析过程中，部分代谢物质的具体功能暂无相关文献表明，后续可尝试研究其具体功能及调控方法。目前，由于同时具备食用安全性、奶酪成熟能力以及风味优势的红曲霉菌株较为稀缺，故该研究只选用了两株红曲霉所制成的奶酪进行分析。但是，红曲霉菌株的种类非常丰富，不同红曲霉菌株之间存在一定差异。因此，后续可寻找更多适宜用于奶酪成熟的风味优势红曲霉菌株，并对更多红曲霉奶酪的代谢产物进行分析，以便更全面、准确地认识其代谢产物特征。参考文献1CARONT,PIVERMLE,PRONAC,etal.StrongeffectofPenicillium roquefortipopulationsonvolatileandmetaboliccom-poundsresponsibleforaromas,flavorandtextureinbluecheesesJ.InternationalJournalofFoodMicrobiology，2021，354：109174.2孙颜君,孙颜杰.红曲霉在类 Camembert 干酪生产中的应用研究J.食品工业科技，2016，37（13）：167172.SUNYJ,SUNYJ.ApplicationofMonascusintheproductionofCamembertimita-tionJ.Science and Technology of Food Industry，2016，37（13）：167172.3JIAOJK,ZHENGZQ,LIUZM,etal.Studyofthecomposi-tional,microbiological,biochemical,and volatile profile of red-veinedcheese,aninternalMonascus-ripenedvarietyJ.FrontiersinNutrition，2021（8）：649611.4焦晶凯,刘振民,郑远荣,等.红曲霉对白霉干酪理化及流变特性的影响J.食品科学，2021，42（24）：117122.JIAOJK,LIUZM,ZHENGYR,etal.EffectofMonascusasanadjunctstarteronphysicochemical and rheological properties of white mold cheeseJ.FoodScience，2021，42（24）：117122.5YUHN,LIUZM,HANGF,etal.EffectofMonascussp.asanadjunctstarteronphysicochemicalpropertiesandproteolysisinsemi-hardcheesesduringripeningJ.FoodScienceandBiotech-nology，2016，25（3）：785793.6WUSM,YUHN,LIUZM,etal.InfluenceofMonascuspurpureus BD-M-4onthephysicochemicalproperties,proteolysis第44卷第21期徐杏敏，等：基于代谢组学研究红曲霉奶酪的代谢产物特征27andvolatilecompoundsofsurfacemould-ripenedcheeseJ.FoodScienceandBiotechnology，2019，28（1）：129138.7JIAOJK,LIUZM,ZHENGYR,etal.AnovelapplicationofMonascus 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