《Food Research International》：A large-scale survey of neuroactive agmatine in cheeses reveals six different technological/metabolic/environmental profiles associated with its accumulation
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本研究分析了339种奶酪样本的agmatine含量，发现30.97%的样本含有agmatine，含量范围2.60-417.91 mg/kg，平均17.95 mg/kg。通过TME（技术、代谢和环境）因素分析，识别出气候、牛奶热处理、奶源、成熟时间和质地等关键因素影响agmatine积累，并提出了六种TME特征组合，为开发功能性富集agmatine的奶酪提供依据。
Bego?a Redruello | Angel Casado | Beatriz del Rio | Victor Ladero | Miguel A. Alvarez
分子微生物学小组，乳制品研究所（IPLA），西班牙高等科学研究委员会（CSIC），Francisco Pintado Fé 26号大街，33011 Oviedo，阿斯图里亚斯省
摘要
阿格马丁（Agmatine）是一种具有中枢神经系统保护作用的神经活性化合物，它可以通过微生物对L-精氨酸的脱羧作用在奶酪中积累。然而，关于奶酪中阿格马丁含量的研究很少，关于促进其积累的技术、环境和代谢（TME）因素的信息也非常有限。本研究分析了339种奶酪样品中的阿格马丁含量，这些样品代表了214个品种。其中30.97%的样品中含有阿格马丁，其含量范围为2.60 mg kg?1至417.91 mg kg?1（平均值为17.95 mg kg?1）。研究确定了与阿格马丁存在相关的六种TME（技术、环境和代谢）特征。有37种奶酪品种首次被确认为阿格马丁的来源。这些知识对于乳制品行业来说非常宝贵，有助于设计富含阿格马丁的功能性奶酪。
引言
神经活性化合物（NAC）如γ-氨基丁酸（GABA）和色氨酸在奶酪成熟过程中，分别通过微生物对谷氨酸和色氨酸的脱羧作用而积累。因此，奶酪可以成为这些化合物的良好膳食来源（Redruello等人，2020；Redruello等人，2021；Redruello等人，2024）。鉴于GABA和色氨酸在中枢神经系统（CNS）中作为神经递质和神经调节剂的各自作用，以及CNS与胃肠道（GIT）通过微生物群-GIT-CNS轴的双向相互作用，饮食对这些NAC在GIT中积累的贡献是一个活跃的研究领域（Sarkar等人，2016）。
阿格马丁也是一种NAC，它可以通过微生物对前体氨基酸L-精氨酸的脱羧作用在奶酪中积累（Casado等人，2025）。阿格马丁具有多种生理作用，这赋予了它相当大的治疗潜力。其疗效和安全性已在治疗神经性疼痛（Keynan等人，2010；Rosenberg等人，2020）和抑郁障碍（Laube & Bernstein，2017；Piletz等人，2013）方面得到验证。因此，人们越来越关注它在那些缺乏有效疗法的复杂疾病中的作用（Rafi等人，2024）。此外，硫酸阿格马丁多年来一直作为营养补充剂和运动补充剂在市场上销售（Piletz等人，2013）。
奶酪微生物群的多样性和功能性受到一些技术、代谢和环境因素（TME）的影响，例如成熟时间、气候和牛奶的来源。此外，在奶酪生产和成熟过程中有意添加或自然产生的蛋白酶也会影响产品的最终特性，包括可用于NAC生产的游离氨基酸（FAA）的可用性（Upadhyay等人，2004；Fernandez & Zu?iga，2006）。确定哪些TME因素能促进奶酪中NAC水平的提高，对于有兴趣生产富含NAC的功能性奶酪的生产者来说可能很有用。已经描述了控制奶酪中GABA和色氨酸积累的TME因素，并确定了与它们存在相关的TME特征（Redruello等人，2019；Redruello, Szwengiel, Ladero, del Rio和Alvarez，2020；2024）。实际上，具有这些特征的奶酪已被用作分泌GABA（Valenzuela等人，2019）或色氨酸（Arranz等人，2025）的细菌（主要是乳酸菌[LAB]）的来源。然而，控制奶酪中阿格马丁积累的TME因素尚未得到充分研究。迄今为止，只有十一种奶酪品种的阿格马丁含量得到了分析（Vale & Gloria，1998；Novella-Rodríguez等人，2002；Redruello等人，2013）；结果显示，巴西的Minas和Prato品种（最高含量为1.79 mg kg?1 [Vale & Gloria，1998]）、西班牙山羊奶酪（最高含量为5.25 mg kg?1 [Novella-Rodriguez等人，2002]）以及Gouda PDO、Manchego PDO、Burgos PDO和Cabrales PDO的阿格马丁含量最高，为50.77 mg kg?1（Redruello等人，2013）。如果要将奶酪视为这种NAC的膳食来源，还需要了解许多其他奶酪品种的阿格马丁含量。
此外，奶酪中的阿格马丁还是腐胺（Putrescine）的前体，腐胺是一种生物胺（BA），食品安全机构建议将其在食品中的浓度尽可能降低，因为它与心血管和神经肌肉效应（EFSA，2011）、胃肠道肿瘤的发展（Drabik-Markiewicz等人，2011）以及其他BA（如组胺）毒性的增强有关（Sanchez-Perez等人，2022）有关。此外，L-精氨酸在奶酪中的脱酰胺作用会产生鸟氨酸——这一反应会与阿格马丁的生物合成竞争。因此，了解促进奶酪中阿格马丁积累的TME因素显然非常重要。
本研究旨在增加我们对奶酪中阿格马丁及其相关代谢化合物（L-精氨酸、鸟氨酸和腐胺）含量的了解。我们对来自不同国家的339种奶酪样品进行了分析，这些样品代表了214个品种。然后研究了阿格马丁的存在与奶酪制作过程中涉及的主要TME因素之间的关系。最后，采用基于检测到的多变量关系的“数据库中的知识发现”（KDD）方法，确定了与阿格马丁积累相关的六种TME特征。总体而言，这些结果可能对希望促进产品中阿格马丁积累的乳制品行业从业者有用。
部分摘录
化学试剂
L-氨基酸（丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸）、L-鸟氨酸盐酸盐、腐胺二盐酸盐、衍生剂DEEMM（二乙基乙氧基甲基马来酸盐）、超高效液相色谱（UHPLC）内标L-氨基己二酸和氢氧化钠均购自Sigma-Aldrich
奶酪成熟过程中阿格马丁及其相关化合物的积累
1显示了339种奶酪中的游离氨基酸（FAA）、L-精氨酸、阿格马丁、鸟氨酸和腐胺的含量，以及相应的平均值、中位数和四分位数。与之前的研究相比（Diana等人，2014；Fiechter等人，2013；Galgano等人，2012；Manca等人，2015；Redruello等人，2013），本研究分析的奶酪数量较多，这解释了更宽的范围和所有化合物更高的平均值。30.97%的奶酪中含有阿格马丁（105种样品中...
结论
关于奶酪中阿格马丁含量及其积累的TME因素的知识得到了扩展。30.97%的奶酪中含有阿格马丁，含量范围为2.60 mg kg?1至417.91 mg kg?1，平均值为17.95 mg kg?1。与阿格马丁积累相关的TME因素包括气候、牛奶的热处理、牛奶的来源、成熟时间和奶酪的质地。
CRediT作者贡献声明
Bego?a Redruello：撰写 – 审稿与编辑、数据可视化、资源管理、方法论、调查、数据分析、概念化。
Angel Casado：撰写 – 审稿与编辑、方法论、数据分析。
Beatriz del Rio：撰写 – 审稿与编辑、概念化。
Victor Ladero：撰写 – 审稿与编辑、资金获取、概念化。
Miguel A. Alvarez：撰写 – 审稿与编辑、监督、资金获取、概念化。
未引用的参考文献
Chandurkar等人，2023
Del Rio, Fernandez, Redruello, Ladero和Alvarez，2024
EFSA生物危害小组（BIOHAZ），2011
Linares等人，2012
R Core团队，2021
S?rhaug和Stepaniak，1997
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究是在项目PID2020-112629RB-I00和PID2024-155760OB-100的支持下进行的，由MCIU/AEI / 10.13039/501100011033/ FEDER资助。该项目还得到了阿斯图里亚斯自治区2024–2026年科学、技术和创新计划的资助，并由FEDER资金共同资助（Grant GIC-24-057）。A.C.获得了阿斯图里亚斯自治区Severo Ochoa计划的博士学位（BP20-031）。作者还要感谢Carmen Santos和Lorea Legazpi的帮助。
