一种新型发芽食品的开发：发芽对油菜中植酸、硫代葡萄糖苷和脂质组成的影响

1. Germination promoted the degradation of phytic acid and glucosinolates in rapeseed.

2. 389 lipid molecules were identified in rapeseed using non-targeted lipidomics.

  随着发芽时间的延长，脂质含量显着降低(p <0.05)。脂肪酸值和芥酸含量的变化与脂质含量的变化相反。未发芽油菜籽中脂质含量为0.35±0.002 g/g DW，约占总质量的30%。随着发芽时间的延长，脂质含量从0.35±0.002 g/g DW下降到0.30±0.003、0.19±0.002、0.11±0.002，然后是0.09±0.001 g/g DW(Fig. 2A)。脂肪酸值随着发芽时间的延长而增加(Fig. 2B)，发芽促进脂肪分解代谢，增加脂肪酸含量，发芽第4天油菜籽脂肪酸含量是未发芽油菜籽的3.45倍。芥酸是油菜籽特有的脂肪酸。发芽过程中芥酸含量稳定且显着增加（p < 0.05) (Fig. 2C)。其含量在发芽第四天达到峰值，为1.33±0.01%，约为未发芽油菜籽的1.10倍。

Fig. 2. Effects of germination on rapeseed lipid metabolism. Crude content (A), fatty acid value (B), and erucic acid content (C) in rapeseeds on different germination days.

  不同发芽天数油菜籽中脂质的正负离子流如Fig. 3A所示。在五组油菜籽中，利用UPLC-QTOF-MS方法鉴定出389种脂质代谢物。这些代谢物可分为四大类，即脂肪酸(FAs)、甘油酯，甘油磷酯和鞘脂。分级聚类树状图可以用来评估样本之间的相似性。不同发芽天数的油菜籽最终被分为两组，并以树状图(Fig. 3B)的形式呈现。此外，它还表明了对不同发芽天数的油菜籽脂质谱进行测定的结果是非常较好的，根据树状图和热图的结果，这五组油菜籽可以被分为两类。从PCA中提取了前两个主要组分（PC1和PC2），它们的贡献率分别为50.9%和10.0%（(Fig. 3C)。OPLS-DA得分图(Fig. 3D)显示，除了未发芽和发芽一天的油菜籽外，不同发芽阶段的样本被分开，并且样本之间存在显著差异。这五组油菜籽彼此分离，结果与PCA结果一致。

Fig. 3. Total ion chromatogram of lipid molecular species from rapeseeds on different germination days under positive and negative ion mode (A). Hierarchical cluster dendritic diagram in rapeseeds on different germination days under positive and negative ion mode (B). PCA score plot (C) and OPLS-DA score plot (D) of identified lipids in rapeseeds on different germination days.

  展示了三个主要常见类别（甘油酯、脂肪酸（FA）、磷脂（PL））在油菜籽发芽过程中的脂质含量变化。发芽导致了脂质组成的巨大变化，其程度与发芽时间成正比(Fig. 4A)。甘油酯作为最大的脂类，在所有样本中占据了最显著的比例(Fig. 4B-F)。随着发芽时间的延长，TAG的含量减少，但DAG、MAG和脂肪酸的含量增加。在发芽过程中，PL的含量下降。磷脂含量在发芽第二天迅速减少，而在第二、第三和第四天的发芽过程中没有显著差异。

Fig. 4. Quantity difference of lipid species between ungerminated and different germination days rapeseeds (A), and variation of lipid species content in rapeseeds on different germination days (B). Only changes with fold change >1 and statistical significance (p < 0.05) were taken into account.

  Fig. 5A , C, E展示了未发芽油菜籽和发芽天数不同的油菜籽在数量上的重大变化，。Fig. 5B , D, F展示了表型改变系数(FC)大于1.5或小于0.6的各种脂类，包括TAG、DAG和MAG。已鉴定出以下差异性甘油酯：1d相对于0d有17种(7种上调，10种下调),2d相对于0d有50种(16种上调，34种下调),3d相对于0d有62种(37种上调，25种下调),4d相对于0d有82种(29种上调，53种下调)。

Fig. 5. Quantity (A, C, E) and type (B, D, F) difference of glycerides between ungerminated and different germination days rapeseed sprouts. Only changes with fold change >1.5 or <0.6 and statistical significance (p < 0.05) were taken into account.

  在Fig. 6A中，展示了每个发芽阶段不饱和脂肪酸的比例。所有样品的单不饱和脂肪酸(MUFAs)比例都高于多不饱和脂肪酸(PUFAs)。MUFAs的比例先增加后减少。然而，PUFAs的变化趋势与MUFAs的变化趋势相反。在所有样品中，发现了17种不同的UFAs(Fig. 6B)，对未发芽的油菜籽和每天发芽的油菜籽的FAHFAs含量进行了详细比较（Fig. 6C-D），只有一种FAHFA(18:2–18:3)显著变化。这种脂质含量随着发芽时间的延长显著增加，并呈现出逐渐上升的趋势。脂质分子中增加最多的是FAHFA(18:0–24:0)(FC > 10)。这种FAHFA在未发芽的油菜籽中未被发现，但在发芽的第一天就富集了。尽管一些FAHFA脂质分子的含量在发芽过程中减少，但发芽种子的总FAHFA含量明显高于未发芽种子(Fig. 6C).所有油菜籽中PLs含量的变化如Fig. 6E-F所示。具有显著2倍变化的PLs数量变化Fig. 6E所示。无向上调还是下调，发芽第一天与未发芽油菜籽之间的数量差异约为20，而在剩余的发芽时间内的数量差异超过40。

Fig. 6. Proportion of unsaturated fatty acids (A), type difference of unsaturated fatty acids between ungerminated and different germination days rapeseeds (B), the area of total FAHFAs (C), type difference of FAHFAs between ungerminated and different germination days rapeseeds (D) quantity difference of phospholipid between ungerminated and different germination days rapeseeds (E) and phospholipid composition in rapeseeds on different germination days (F). Only changes with fold change >2 or <0.5 and statistical significance (p < 0.05) were taken into account.