使用Caco-2单层细胞和DPPC脂质体模型，研究了核桃粉提取的抗氧化肽YR-10的跨上皮转运和膜扩散途径

《Food Bioscience》：The transepithelial transport and membrane diffusion pathways of the walnut meal-derived antioxidant peptide YR-10 were investigated using Caco-2 monolayer cells and DPPC liposome models

本研究通过非靶向脂质组学分析，利用液相色谱/质谱联用技术对6种印度小米品种的59个样品进行脂质分析，首次鉴定出羟基脂肪酸酯类物质。结果表明，小米富含甘油酯和磷脂，不同品种在脂肪酸组成及健康促进指数上存在显著差异，为开发功能性食品提供了理论依据。

　　

Kumari Suraksha|Divyavani Gowda|Chandra Nayaka Siddaiah|Tara Satyavathi Chellapilla|Shu-Ping Hui|Siddabasave Gowda B. Gowda

北海道大学全球食品资源研究生院，日本札幌市北区西9丁目北9，邮编060-0809

摘要

小米是一种小籽粗粮，因其潜在的营养保健作用而在管理代谢紊乱方面受到关注。尽管小米在南亚和非洲广泛食用，但其生物活性脂质成分仍大部分未被探索。在这项研究中，使用液相色谱/质谱技术对6种印度小米品种的59个样本进行了非靶向脂质组学分析。共鉴定出219种脂质，其中甘油脂含量最高，其次是甘油磷脂。粟米的多不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例最高，总脂质含量也最高。小小米显示出最高的健康促进指数，而指小米则表现出较高的多不饱和脂肪酸水平，反映了其更有利的营养成分。本研究首次鉴定出印度小米中的羟基脂肪酸酯类。这种脂质分析突显了小米作为功能性食品的潜力，并强调了进一步研究其对代谢健康作用的生物活性脂质的必要性。

引言

全球人口的增长和水资源的短缺促使人们转向更可持续、耐旱的作物（Abedin等人，2022年）。其中，小米被视为一种有前景的解决方案。由于小米能够在恶劣的气候条件下生长，它们常被称为“未来的智能食品”（Lokesh等人，2022年）。它们的生物学和技术特性使其成为主食的重要组成部分，是可持续农业和全球营养策略的关键要素（Sharma等人，2021年）。小米属于禾本科，是一种小籽的一年生暖季粗粮。这些谷物在世界不同地区被用作食物、饲料和牲畜饲料。2023年，印度的小米产量估计为1300万吨，巩固了该国作为最大小米生产国的地位（https://www.fao.org/faostat/en/）。小米主要在亚洲和非洲的半干旱农业生态区种植，全球年产量约为3000万吨，其中印度、尼日尔和中国是主要生产国（Muskan等人，2025年）。印度约占全球小米产量的40%（约1200万吨），主要种植区域包括拉贾斯坦邦、卡纳塔克邦、马哈拉施特拉邦、古吉拉特邦和中央邦。在这些地区，小米作为主食，通过适应水资源有限和低投入的生产系统来保障粮食和营养安全（Nayak等人，2025年）。根据种植面积和谷物大小，小米可分为主要小米和次要小米。主要小米包括珍珠粟（Pennisetum glaucum）和高粱（Sorghum bicolour）；这些谷物可以直接食用。次要小米包括稗草（Echinochloa属）、褐顶粟（Urochloa ramosa）、科多粟（Paspalum scrobiculatum）、指小米（Eleusine coracana）和小粟（Panicum sumatrense）以及粟米（Setaria italica）（Harish等人，2024年）。

从营养角度来看，小米富含宏量和微量营养素（包括铁和锌）、膳食纤维、氨基酸和酚类化合物，具有多种营养价值。其多样的生物活性成分赋予了多种药理作用，如抗糖尿病、抗动脉粥样硬化、抗肿瘤、抗菌和心脏保护作用，从而有助于预防和管理心血管疾病、肥胖、癌症和皮肤疾病等代谢和慢性疾病（Harish等人，2024年）。小米是抗氧化剂和矿物质的丰富来源，对哮喘、偏头痛、高血压、动脉粥样硬化和糖尿病心血管并发症具有治疗潜力（Bunkar，2021年；Deshpande等人，2015年；Srilekha等人，2019年）。小米中的生物活性化合物如维生素、蛋白质和多酚可以增强胆囊功能，促进皮肤水润和弹性，减轻炎症，并具有抗衰老作用（Verma等人，2023年；Yang等人，2022年）。由于其丰富的营养成分和促进健康的化合物，小米不仅被认可为主食，也被视为具有显著治疗潜力的功能性食品。

尽管小米传统上因其耐旱性和碳水化合物含量而受到重视，但它们也含有丰富的脂质成分，表明其具有未被充分利用的营养保健价值。脂质是疏水或两亲性分子，在各种生物过程中起着关键信号传导和能量储存的作用（H. Zhang等人，2021年）。脂质分为八类：脂肪酸（FA）、甘油磷脂（GP）、甘油脂（GL）、鞘脂（SP）、甾醇脂（ST）、糖脂、萜醇脂和多酮类（Fahy等人，2005年）。在小米中，脂质主要集中在胚芽、果皮和糊粉层（Rooney，1978年）。总脂质含量基于种子干重占4%至9%，主要由中性脂质（约80–85%，主要是三酰甘油）组成，而磷脂（约11–16%）和糖脂（约2–5%）占剩余部分（Dhavamani等人，2024年）。脂质组学是一种基于组学的、系统的、定性和定量的方法，用于在分子水平上分析生物样本中的多种脂质。它在生物医学、医疗保健和食品营养科学等多个领域发挥了重要作用（Wenk，2005年）。常用的脂质组学分析技术包括带有或不带色谱分离的磁共振或质谱（Boti等人，2021年；Singh等人，2019年；Wu等人，2019年）。实际上，我们的实验室使用了液相色谱/线性离子阱四极杆轨道阱质谱（LC/LTQ-Orbitrap-MS）来分析食品和生物样本中的脂质（Nath & Siddabasave等人，2024年；Siddabasave等人，2022年；Jayaprakash等人，2024年）。最近对高粱和粟米的研究揭示了丰富的饱和脂肪酸（SFAs）谱型，包括棕榈酸、单不饱和脂肪酸（MUFAs）如油酸，以及多不饱和脂肪酸（PUFAs）如亚油酸。此外，在高粱中还鉴定出一类新的生物活性脂质——羟基脂肪酸酯（FAHFAs）（Nath & Siddabasave等人，2024年）。FAHFAs由羟基脂肪酸通过羟基与其他脂肪酸酯化而成，存在于哺乳动物组织和食物中，具有抗炎、抗氧化、提高胰岛素敏感性和调节代谢的功能（Nath & Suraksha等人，2025年）。FAHFAs与缓解糖尿病、与肥胖相关的炎症以及与脂质过氧化和氧化应激相关的状况有关（Kokotou，2020年；Yore & Syed等人，2014年）。Li等人（2024年）最近综述了FAHFAs作为肥胖相关疾病治疗候选物的详细功能。FAHFAs是广泛存在于食物中的膳食脂质，包括人乳（Michael等人，2025年）、植物油、水果、谷物、茶叶和发酵产品（Olajide & Cao，2022年）。最近的研究在未发酵米糠和Aspergillus oryzae发酵的糙米/米糠中发现了多种FAHFA变体（Watanabe等人，2022年），在小麦和大米中分别检测到112种和30种FAHFA家族（An等人，2023年）。珍珠粟的种子干基含脂质7.2%，主要为甘油脂（85%），其中三酰甘油是主要成分。磷脂（12%）以溶血磷脂酰胆碱为主，而糖脂（3%）包括菜籽甾醇、豆甾醇和半乳糖苷二酰甘油（Osagie & Kates，1984年）。小小米（如小粟、科多粟和稗草）的主要脂质成分是亚油酸、油酸和棕榈酸。这些脂质包括磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱和溶血磷脂酰胆碱；以及单半乳糖二酰甘油、甾醇糖苷和二半乳糖二酰甘油（Sridhar & Lakshminarayana，1992年）。尽管已有针对个别小米品种的脂质组学数据，但涵盖多种印度小米品种和品种的全面全谷物脂质组学分析仍较为有限。特别是，除高粱外，新型生物活性脂质（如FAHFAs）的出现和分布尚未得到充分研究，这限制了对其营养保健价值和膳食意义的理解。此外，先前的研究没有同时表征广泛小米样本中的FAHFAs和主要脂质类别，也没有应用衍生化辅助的MS/MS方法来详细表征小米来源的FAHFAs的结构。因此，本研究旨在通过使用高灵敏度的LC/MS全面分析六种小米品种和59个品种的全谷物脂质组，结合FAHFAs的靶向鉴定和结构分析，填补这一空白。鉴于小米的广泛食用及其作为营养密集型和功能性食品的地位，详细了解其脂质组成对于制定基于证据的营养建议和开发增值产品至关重要。

材料

LC/MS级溶剂（包括异丙醇、氯仿和甲醇）购自Wako Pure Chemical Industries, Ltd.（日本大阪）。用作LC/MS洗脱剂添加剂的醋酸铵溶液（1 M）购自Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯）。用于质谱的EquiSPLASH LIPIDOMIX定量标准品和油酸-d₉内标购自Avanti Polar Lipids, Inc.（美国阿拉巴马州，目录编号：330731-1EA）

六种小米品种的脂质分析和主成分分析

通过HPLC/LTQ Orbitrap-MS在正负模式下分析了全谷物面粉的脂质组谱。利用MS-Dial软件根据精确质量和MS/MS行为对219种脂质分子进行了标注。通过内标方法鉴定和相对定量后，应用稀疏偏最小二乘判别分析（sPLS-DA）对不同品种的脂质进行了区分

结论

这是首次使用LC/MS全面分析59种小米品种中的新型羟基脂肪酸酯（FAHFAs）及其他脂质类别的报告。该方法包括脂质提取和通过衍生化进行多种脂质的敏感直接检测。通过广泛的MS/MS碎片化，确认了FAHFAs和其他脂质的鉴定，提供了高置信度的脂质类别和分子物种水平鉴定

作者贡献声明

Kumari Suraksha：撰写——初稿、验证、方法学、数据分析。Divyavani Gowda：撰写——审阅与编辑、监督、方法学、数据分析。Chandra Nayaka Siddaiah：撰写——审阅与编辑、资源准备、概念构思。Tara Satyavathi Chellapilla：撰写——审阅与编辑、数据分析。Shu-Ping Hui：撰写——审阅与编辑、监督、资源准备。Siddabasave Gowda B. Gowda：撰写——审阅与编辑、监督、资源准备、项目协调

未引用参考文献

Castro-Gómez, Garcia-Serrano, Visioli和Fontecha, 2015

Filip, Hribar和Vidrih, 2011

Gowda, Fuda, Tsukui, Chiba和Hui, 2020

Gowda等人，2020

Gowda等人，2020

Liberati-?izmek等人，2019

Martínez-Ramírez, Riecan, Cajka和Kuda, 2023

Nath等人，2024

Nystr?m, Sch?r和Lampi, 2012

Yore, Syed, Moraes-Vieira等人，2014

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究工作。

致谢

作者衷心感谢北海道大学全球食品资源研究生院（GFR）的支持。本研究得到了日本文部科学省（MEXT奖学金）的资助。此外，该研究还得到了日本学术振兴会（KAKENHI，资助编号：25 K00258）的资助。作者还感谢Yogesh Kumar博士在手稿修订过程中的宝贵建议。