发酵是一个动态的过程，其基于乳酸菌、酵母菌和丝状真菌等微生物活性维持或改善食品特性，发酵对食品的保藏、感官特性和营养品质都有重大贡献[1]。随着研究的深入和人们对发酵食品临床益处认识的增强，相关领域已经取得了显著的进展。但发酵过程中关于微生物群落结构特征、演替变化规律和功能基因的研究尚少，导致食品发酵过程中营养物质含量及其功能特性的变化难以监测[2]。许多基于色谱分析的方法已被用于监测发酵过程中产品成分的变化，但是这些方法在评价发酵过程中食品的营养和功能品质方面的应用有限[3]。
代谢组学的分析应用可以有效弥补色谱分析方法的局限性，其基于高通量检测手段可获得存在于细胞、组织和生物体的全代谢物组分。代谢组学是一门新兴的生物科学，主要利用质谱（mass spectrometry，MS）或核磁共振谱（nuclear magnetic resonance spectroscopy，NMR）等高分辨率分析仪器，研究特定生物体系（细胞、组织或生物体）在特定时间点下小分子代谢产物的变化，从而洞察生物体的生理状态，阐述生物体系的变化[4]。由于质谱具备高分辨率的仪器与分离技术的兼容性，其已发展成为代谢组学中应用最广泛的分析平台[5]。以分离为基础的质谱技术研究已经取得了重大进展，包括气相色谱-质谱联用（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）技术、液相色谱-质谱联用（liquid chromatograph-mass spectrometer，LC-MS）技术、毛细管电泳-质谱（capillary electrophoresis-mass spectrometry，CE-MS）和离子迁移率-质谱（ion mobilitymass spectrometer，IM-MS）等，它们均具有灵敏度高、速度快和高通量等特点[6]。在非靶向代谢组学研究中，高分辨的质谱仪能够分离复杂生物样本中的代谢物，增加可检测到的代谢物数量。另外，得到的数据集有助于谱库进行搜索，从而提高代谢物鉴定的准确性。
非靶向代谢组学和靶向代谢组学方法已广泛应用于揭示食品加工过程中生物活性化合物的变化。例如，Cheng 等[7]通过液相色谱-质谱联用技术和代谢组学分析方法对青砖茶发酵前后的代谢物变化进行研究，共鉴定出102 个化合物，其中茶褐素含量显著增加，儿茶素和黄酮类化合物含量明显下降，并形成一些新的酚酸和儿茶素衍生物，同时指出微生物发酵是改变茶叶感官品质的关键过程。冯云子等[8]基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱（ultra-high performance liquid chromatography-quadrupole-time-of-flightmass spectrometry，UPLC-Q/TOF-MS）技术分析高盐稀态酱油发酵过程中代谢产物的变化，筛选出34 种酱油发酵过程中的关键差异代谢产物，为酱油发酵品质的调控提供重要参考。Wang 等[9]基于UHPLC-Q/TOFMS 的代谢组学方法对中国鱼露发酵过程中的代谢谱进行表征，从鱼露样品中共鉴定出46 种代谢产物，包括氨基酸、小肽、有机酸、胺、核酸等，这些物质是鱼露营养和感官品质的关键贡献者。王越男等[10]基于UPLC-Q/TOF-MS 分析了植物乳杆菌P-8 发酵乳的代谢物变化，共鉴定出152 个代谢物，包括16 种有机酸、20 种多肽、12 种氨基酸和8 种核酸代谢物。因此，代谢组学方法可以更为全面地评价食品的营养价值，在生产和加工高品质食品时发挥更为广泛和积极的作用。
胶原蛋白肽（collagen peptides，CPs）是胶原蛋白经过水解得到的小分子生物活性肽，主要由2～20 个氨基酸残基短序列组成[11]。胶原蛋白常常被添加到功能食品中，但因其具有稳定的三重螺旋结构，且分子量较高（285～300 kDa），人体服用后导致消化吸收率较低[12]。而经水解后的鱼胶原蛋白肽具有低分子量和水溶性好等优点，易被人体小肠消化和吸收，从而发挥其生物功能[13]。目前，胶原蛋白肽在食品行业有广泛应用，主要包括作为食品功能基料、食品包装材料和食品添加剂[14]。如董世荣等[15]研究发现，添加胶原蛋白肽可以提高凝固型酸奶的持水能力，改善酸奶的黏性、硬度和咀嚼性。本研究将胶原蛋白肽添加到菠萝蜜汁中，进行混合发酵，通过UPLC-Q/TOF-MS技术，结合多元统计方法，分析比较混合发酵胶原蛋白肽-菠萝蜜汁与胶原蛋白肽、未发酵菠萝蜜汁、发酵菠萝蜜汁代谢物的差异，筛选出关键差异代谢物，并分析营养物质和风味物质变化，以期为添加胶原蛋白肽的混合式发酵工程的发展提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
罗非鱼鱼皮胶原蛋白肽：北京盛美诺生物技术有限公司；菠萝蜜（品种为马来西亚一号）：市售；冻干型乳酸菌粉-四菌复合（包括嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、干酪乳杆菌、戊糖片球菌）：山东中科嘉亿生物工程有限公司；果胶酶（30 000 U/g）：上海麦克林生化科技有限公司；甲醇、乙腈（均为质谱级）：德国Merck 公司。
1.2 仪器与设备
1290Ⅱ超高效液相色谱仪、6530 四极杆飞行时间质谱仪：德国安捷伦科技有限公司；HB 酸奶发酵机：北京浩博盛世经贸有限公司；SPX-8085H-Ⅱ生化培养箱：上海新苗医疗器械制造有限公司；MJ-BL1052A 榨汁搅拌机：美的集团股份有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 样品制备工艺
新鲜菠萝蜜去皮去核，洗净表面。将菠萝蜜果肉与蒸馏水以料液比1∶1（g/mL）混合，于榨汁搅拌机中打浆，至果肉充分破碎。添加0.01% 果胶酶，在50 ℃水浴中酶解70 min 后立即冷却。待样品冷却后用滤布（100 目筛）过滤，制成菠萝蜜原汁。将过滤后的果汁分装于250 mL 的容器中，装液量100 mL，透气封口膜封口，置于85 ℃下灭菌10 min。冷却至室温后，置于-20 ℃中备用。试验优化后，按以下方式处理不同的样品。
胶原蛋白肽溶液（collagen peptide solution，PP）：30 g 肽粉溶解于100 mL 蒸馏水中。
未发酵菠萝蜜汁（non-fermented jackfruit juice，JJ）：新鲜菠萝蜜果汁进行巴氏杀菌，得到灭菌后的未发酵菠萝蜜汁。
发酵菠萝蜜汁（fermented jackfruit juice，FJJ）：灭菌好的果汁在无菌操作台上按6 lg（CFU/mL）的接种量接种活化的乳酸菌。将接种后的菠萝蜜汁于37 ℃的酸奶发酵机内发酵24 h。
混合发酵胶原蛋白肽-菠萝蜜汁（co-fermented peptide-jackfruit juice，FPJ）：在无菌条件下，将30 g 肽粉溶解于灭菌后的果汁中，并用相同接种量的活化乳酸菌对该混合物进行接种，37 ℃下发酵24 h。
1.3.2 样品前处理
取样品加去离子水稀释10 倍，混匀。稀释后的溶液加入乙腈-甲醇-去离子水混合溶液（4∶4∶2，体积比），涡旋混匀。在超声功率250 W、30 ℃条件下超声提取15 min，离心（4 000×g，10 min，4 ℃），收集上清液，将所得滤渣和沉淀加入乙腈-甲醇-去离子水（4∶4∶2，体积比）混合溶液，重复上述方法提取2 次。合并上清液，用乙腈-甲醇-去离子水（4∶4∶2，体积比）混合溶液定容至50 mL。过滤后置于进样瓶，待上机分析。样品平行提取6 次。
1.3.3 色谱条件
色谱柱为Agilent ZORBAX RRHT Eclipse Plus C18（3.0 mm×150 mm，1.8 μm）。柱温35 ℃，进样量3 μL，流速0.4 mL/min，洗脱时间35 min。流动相A 和流动相B 分别为0.1% 甲酸水溶液和乙腈。洗脱程序：0～2 min，2%B；2～8 min，2%～10%B；8～23 min，10%～14%B；23～40 min，14%～70% B；40～40.5 min，70%～100%B；40.5～42 min，100%B。
1.3.4 质谱检测条件
检测采用四极杆飞行时间质谱仪，电喷雾电离源（electrospray ionization，ESI）进行正、负离子扫描。毛细管正模式电压3.5 kV，负模式电压3.0 kV。碎裂电压140 V，干燥气温度250 ℃，干燥气体流速8.0 L/min，喷雾器压力275.8 kPa，鞘气温度325 ℃。
1.4 数据处理
采集数据时，正离子扫描范围为100～1 000 m/z，负离子扫描范围为100～1 100 m/z。利用Mass Hunter定性分析软件对原始MS 数据进行处理，将其转换为通用数据格式（mzData）；数据归一化到总强度，导入SIMCA-P 13 软件进行多元统计分析。质谱信息定性参考METLIN、HMDB 和MassBank 等数据库，筛选差异代谢物。
2 结果与分析
2.1 色谱结果分析
本研究采用高通量UPLC-Q/TOF-MS技术采集胶原蛋白肽、未发酵菠萝蜜汁、发酵菠萝蜜汁和发酵胶原蛋白肽-菠萝蜜汁的全代谢物组分，获取较广范围内的目标性化合物，结果如图1所示。
图1 正、负离子模式下样品色谱图
Fig.1 Chromatograms of samples in the positive and negative ion mode
A.负离子扫描；B.正离子扫描。
由图1 可知，样品洗脱时间为35 min，在负离子模式下，FPJ 与FJJ、JJ 及PP 在出峰数量、时间和丰度方面均有明显差异。FPJ 的代谢产物峰主要分布在3～10、20～28 min 和30～32 min。PP 在5～10 min 处的丰度很高。FJJ 和JJ 的总离子流图比较相似，正离子模式下代谢产物峰主要集中在3～10 min 和15～28 min。这些差异表明采用代谢产物指纹图谱进行果汁鉴别具有可行性。正、负离子模式下分别鉴定出1 388 个和565 个代谢物特征。
2.2 正、负离子模式下多变量统计分析
主成分分析（principal component analysis，PCA）是一种多元统计分析方法，通过研究多变量之间的相关性，揭示多个变量之间的内部结构，初步展示样本之间代谢谱的相似性和差异。正、负离子模式下PCA 分析结果见图2。
图2 正、负离子模式下PCA 分析
Fig.2 PCA analysis of samples in the positive and negative ion mode
A.负离子扫描；B.正离子扫描。
由图2 可知，在负离子模式下，主成分1 和主成分2的贡献度分别为36.03% 和16.93%，正离子模式下分别为31.24% 和26.59%。正、负离子模式下，FPJ 与FJJ、JJ 和PP 组间均具有良好的分离度，且组内样品分布也相对聚集，表明UPLC-Q/TOF-MS 采集的数据可用于果汁区分，且这些组的代谢谱有明显差异。
在正、负离子模式下，对样品检测出的代谢物进行火山图分析，结果见图3。
图3 正、负离子模式的火山图
Fig.3 Volcano diagram of positive and negative ion modes
A～C 为负离子扫描；D～F 为正离子扫描。Δ表示显著上调；▼表示显著下调；○表示无显著差异。
火山图将代谢物在不同组别之间的变化幅度和显著性可视化，展示差异代谢物的整体分布概况，常用于大量代谢物分析比较中。其中，横坐标表示该组对比各物质的倍数变化（取以2 为底的对数），纵坐标代表t检验的P 值（取以10 为底的对数）。显著上调的代谢物以正三角表示，显著下调的代谢物以倒三角表示，非显著差异的代谢物以圆形表示。由图3 可知，FPJ 与FJJ、JJ、PP 组之间均存在显著差异且含量较高或较低以及差异不显著的代谢物。其中，在负离子模式下，FPJ组和FJJ 组、FPJ 组和JJ 组以及FPJ 组和PP 组之间分别鉴定出139、140 种和128 种差异代谢物；在正离子模式下，分别鉴定出459、450 种和496 种差异代谢物。
2.3 正、负离子模式差异代谢物鉴定分析
根据以上发现，本研究应用VIP>1.0 和Fold Change>2 作为阈值，使用代谢组学数据库对差异代谢物精准确定，筛选出80 种代谢物作为关键代谢物，结果见表1。
表1 差异代谢物质及变化情况
Table 1 Differential metabolites and their changes
序号模式化学式FJJ 组比FPJ 组JJ 组比FPJ 组PP 组比FPJ 组1 2 3 4 5 6 7 8 9 10代谢物3-O 咖啡酰基奎酸丁酯（2S，3R）-2-氨基十四碳-3-醇脱氢鞘氨醇植物鞘氨醇菝葜皂甙枇杷甙A 2-（甲硫基甲基）-3-苯基-2-丙烯醛苯乙醛三尖杉酯碱4-（2，6，6-三甲基环己-1-烯基）丁-2-烯-4-酮11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36分类醇类醇类醇类醇类醇类醇类醛类醛类生物碱酮类酯类酯类酯类氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽L-谷氨酸正丁酯3-羟基丁酸乙酯没食子酸正丙酯L-鸟氨酸L-精氨酸组氨酸D-苯丙氨酸L-天门冬氨酸D-天门冬氨酸Val Gln Thr Phe Asp Thr His Glu Phe Gln Gln Phe Asn Met Lys Tyr Asp Lys Gln Asp Ile Gly Ile Gln Asn His Ile Leu Gly Met Phe Gln Tyr Leu Gln Thr Phe Gln Ile Gln Gln Gly Gln Asp His Ala Tyr Gly++++++-+++-------+------------------C20H26O9 C14H31NO C18H37NO3 C18H39NO3 C57H96O28 C24H38O11 C11H12OS C8H8O C7H7NO2 C13H20O C9H17NO4 C6H12O3 C10H12O5 C5H12N2O2 C6H14N4O2 C6H9N3O2 C9H11NO2 C4H7NO4 C4H7NO4 C10H19N3O4 C17H23N3O7 C15H23N5O7 C19H27N5O6 C18H26N4O5S C19H28N4O7 C15H27N5O7 C8H16N2O3 C15H27N5O6 C18H31N5O4 C16H23N3O4S C20H30N4O6 C18H26N4O6 C16H29N5O6 C12H21N5O6 C10H14N4O5 C14H19N3O5相对分子质量410.154 8 229.402 0 315.278 1 317.2940 1 228.613 5 502.239 9 192.060 9 120.057 6 137.140 0 214.132 1 203.115 7 132.078 9 258.073 6 132.090 3 174.111 9 155.070 2 165.079 1 133.037 4 133.037 7 245.138 7 381.155 5 445.180 2 481.217 8 410.160 6 424.195 2 389.195 3 188.116 4 373.195 9 427.243 5 353.141 5 422.217 6 394.185 9 387.211 0 331.148 3 270.096 3 309.134 9保留时间/min 7.22 13.85 14.90 15.46 5.23 2.10 1.68 2.10 1.63 1.79 8.67 8.24 1.46 1.43 1.45 1.44 4.55 1.54 1.55 2.13 7.91 7.75 4.73 7.00 8.93 2.09 5.13 4.41 5.52 7.64 7.84 5.31 5.50 1.61 2.18 4.52↑↑↑↑↓↓↓↓↓↑↓↓↑↓↑↓↓↓↓↓↓↓↓↓↑↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↑↓↑↑↓↓↓↓↓↑↓↓↑↓↑↓↓↓↓↓↓↓↓↓↑↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↑↑↑↓↓↑↑↓↑↑↑↑↑↑↓↓↑↓↑
续表1 差异代谢物质及变化情况
Continue table 1 Differential metabolites and their changes
注：+表示正离子模式扫描；-表示负离子模式扫描；↑表示与FPJ 组相比相对丰度上调；↓表示与FPJ 组相比相对丰度下调。
序号37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70代谢物Ala Leu Gly Ala Asn Leu Val Ile Val Gln Trp Glu Ala Ser Pro Asn Pro Leu Phe Val Lys Gln Asp Ile Thr Ile Leu Ile Gly Gly Gln Ala Gly Arg Ala Gly Ala Ala Glu Asn Leu Gln Gly Gln Arg Pro Phe Arg Pro Asn Arg Gly Arg Ala Gln Ala Leu Gly Ala Gly Tyr Ala Asn Leu N-乙酰-L-谷氨酰胺L-苹果酸富基酸3-羟基十二烷二酸吲哚丙烯酸环黄铜酮14-羟基硬脂酸磷脂酰胆碱（20：5（5Z，8Z，11Z，14Z，17Z））心磷脂5'-甲硫基腺苷模式化学式C11H21N3O4 C13H24N4O5 C11H22N2O3 C10H19N3O4 C19H24N4O6 C12H20N4O6 C11H20N2O3 C14H20N2O3 C15H27N5O7 C10H20N2O4 C12H24N2O3 C8H16N2O3 C10H18N4O5 C11H22N6O4 C8H15N3O4 C15H26N4O7 C12H21N5O6 C20H30N6O4 C15H27N7O5 C8H17N5O3 C14H27N7O5 C11H21N3O4 C14H19N3O5 C13H24N4O5 C7H12N2O4 C4H6O5 C11H12O8 C12H22O5 C11H9NO2 C11H8N2O2S C18H36O3 C23H37O7P C45H82O15P2 C11H15N5O3S相对分子质量259.154 1 316.175 1 230.163 7 245.280 0 404.400 0 316.139 8 228.147 5 264.148 5 389.192 3 232.142 5 244.179 6 188.117 0 274.128 6 302.171 5 217.107 2 374.181 6 331.150 0 418.234 0 385.209 1 231.134 0 373.208 3 259.154 1 309.133 8 316.175 8 188.079 8 134.021 3 318.058 7 292.152 6 187.063 7 278.037 8 300.267 0 456.227 1 946.504 4 297.090 9 358.126 3 490.168 2 516.271 1 946.479 4 972.491 5 852.447 6 364.224 5 388.120 2 210.034 8 129.079 4保留时间/min 4.97 2.33 6.03 2.10 7.72 1.63 2.23 6.82 2.05 2.10 6.93 5.09 1.65 1.41 1.67 3.16 1.59 2.14 1.51 1.39 1.45 4.67 4.48 2.11 1.55 1.81 1.55 9.13 5.94 1.56 22.70 1.66 7.20 5.69 FJJ 组比FPJ 组JJ 组比FPJ 组PP 组比FPJ 组71 72 73 74分类寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽寡肽有机酸有机酸有机酸吲哚吲哚脂质脂质脂质核苷酸及其衍生物酚苷酚苷糖苷类固醇C16H22O9 C21H30O13 C28H38O6 C46H74O20 9.09 8.90 1.43 7.18 75 76 77 78 79 80萜类萜类萜类类黄酮呋喃烃类衍生物2-葡萄糖苷氯异丁基苯酮6'-[木糖基-（1-6）c-葡萄糖苷]氯苯乙酮甲基绿原酸F 1α，3β，22R-三羟基麦角甾-5，24E-二烯-26-酸3-O-b-D-葡萄糖苷26-O-b-D-葡萄糖基酯3-[鼠李糖基-（1-3）-葡萄糖醛酸]28-葡糖基阿酚酸枳实甙A1香兰素3-（L-薄荷氧基）丙烷-1，2-二醇缩醛棉黄素3，7，8，3'，4'-五甲基醚2-（2-噻吩基）呋喃N4-乙酰氨基丁醛--+++++++++++++++++++++++---+--+++++-+++---+C48H76O20 C44H68O16 C21H32O5 C20H20O8 C8H6OS C6H11NO2 4.83 4.73 19.85 1.71 1.58 1.40↓↓↓↓↑↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↑↑↑↑↑↓↓↓↓↑↑↓↓↓↓↓↓↑↑↓↓↑↓↑↓↓↑↓↓↑↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↑↑↑↑↓↓↓↑↑↑↓↓↓↓↓↓↑↑↓↑↓↑↓↑↓↓↑↑↓↑↑↑↑↓↑↑↑↑↑↑↑↑↑↓↓↓↓↓↓↑↑↓↓↓↑↓↓↓↓↓↓↓
2.3.1 氨基酸
由表1 可知，在检测到的氨基酸中，组氨酸、L-精氨酸、D-苯丙氨酸、天冬氨酸和L-鸟氨酸被鉴定为关键代谢物，这些氨基酸与发酵食品的独特风味有关[16]。经发酵后，FPJ 的呈味氨基酸含量发生变化，其酸味、鲜味氨基酸（天冬氨酸）含量较JJ 和FJJ 组上调，苦味氨基酸，如L-精氨酸含量低于JJ 和FJJ 组[17]。此外，L-鸟氨酸含量较FJJ、JJ 和PP 组均有所增加，L-鸟氨酸是一种非蛋白质氨基酸，在制药和食品工业中有着广泛的应用，据报道L-鸟氨酸可以改善人类健康，在缓解压力、改善人类睡眠和疲劳症状方面发挥作用，此外它对肝脏和心脏也存在一定的益处[18-20]。这些氨基酸在FPJ 组中的变化可能是蛋白质水解的结果，FPJ 组的独特口感可能是由氨基酸与糖类、酸类、酯类等其他呈味物质共同作用后产生的，在一定程度上改善口感并呈现多种风味[21]。另外，FPJ 组所提供的各类氨基酸有助于促进机体生长，维持和修复组织，对保持机体健康状态具有重要意义[22]。
2.3.2 寡肽
由表1 可知，FPJ 组除了观察到有氨基酸产生外，还有小肽的积累。据报道，在食品发酵过程中，蛋白质分解产生的各种氨基酸衍生物具有味觉活性贡献[23]。本研究共检测出42 种寡肽，占差异代谢物的大部分。
Thr-Phe-Asp、Thr-His-Glu、Ala-Tyr-Gly、Gly-Met-Phe、Glu-Asn-Leu、Gly-Gln-Ala 等水平较JJ 和FJJ 组高。虽然在本研究中没有具体研究FPJ 组中这些肽的功能和感官特性，但许多其他发酵食品的研究已经证明，小肽具有调节内分泌、抗氧化、抗高血压、免疫调节和抗血栓形成等活性，可以降低疾病风险和促进机体健康[24-25]。因此，小肽的积累提高了FPJ 的营养价值和感官品质，表明发酵过程中产生的多种小肽和氨基酸是FPJ 独特感官特性和营养品质的主要来源。
2.3.3 其他物质
由表1 可知，不同样品组间的酯类也存在明显差异，如L-谷氨酸正丁酯、3-羟基丁酸乙酯和没食子酸正丙酯。在果汁中，酯类物质的种类和含量是影响其品质和香气的主要因素[26]。FPJ 组中产生的L-谷氨酸正丁酯和3-羟基丁酸乙酯的含量高于FJJ 和JJ 组，可以赋予果汁更加丰富的口感、香气与滋味。本试验还检测出醛类差异代谢物，包括苯乙醛和2-（甲硫基甲基）-3-苯基-2-丙烯醛。研究表明，益生菌发酵果汁中醛类物质减少而酯类和醇类物质增加，主要由于益生菌将醛类物质还原为醇类物质，使醇类物质含量增加，能够为发酵汁提供独特的醇香风味，同时醇类物质也是发酵汁中酯类物质的重要前体，经发酵又会促使酯类物质增多[27-28]。此外，有机酸也会直接影响发酵产品的口感和滋味[29]。本研究发现，FPJ 组中L-苹果酸的含量较FJJ 组下降。研究发现，在发酵过程中，苹果酸的含量会下降，与之平衡的是产生大量的乳酸，说明乳酸菌以苹果酸为碳源产生乳酸，即苹果-乳酸发酵[30]。
3 结论
本研究基于UPLC-Q/TOF-MS技术，在负离子模式下，FPJ 组和FJJ 组、FPJ 组和JJ 组以及FPJ 组和PP组之间分别鉴定出139、140 种和128 种差异代谢物；在正离子模式下，分别鉴定了459、450 种和496 种差异代谢物，通过代谢组学数据库共筛选出80 种代谢物作为关键代谢物。结果表明，FPJ 组较FJJ 和JJ 组中组氨酸、L-精氨酸、D-苯丙氨酸、天冬氨酸、L-鸟氨酸、Thr-Phe-Asp、Thr-His-Glu、Lys-Tyr-Asp、Ala-Tyr-Gly、Gly-Met-Phe、Glu-Asn-Leu、Gly-Gln-Ala、L-谷氨酸正丁酯、3-羟基丁酸乙酯、没食子酸正丙酯和L-苹果酸等氨基酸、小肽、酯类、酸类和风味物质的含量发生明显变化，从而改善了FPJ 组的营养价值和感官品质。表明混合发酵胶原蛋白肽-菠萝蜜汁在开发胶原蛋白肽的相关功能食品中具有广阔的前景。
[1]MATARAGAS M,BOSNEA L.Fermented foods:New concepts and technologies for the development of new products,quality control[J].Foods,2022,11(3):441.
[2]郑心,杨番,夏程程,等.代谢组学在发酵食品研究中的应用[J].中国酿造,2019,38(7):10-15.ZHENG Xin,YANG Fan,XIA Chengcheng,et al.Application of metabolomics in the study of fermented foods[J].China Brewing,2019,38(7):10-15.
[3]KANG H J,YANG H J,KIM M J,et al.Metabolomic analysis of meju during fermentation by ultra performance liquid chromatography-quadrupole-time of flight mass spectrometry (UPLC-Q-TOF MS)[J].Food Chemistry,2011,127(3):1056-1064.
[4]LI S B,TIAN Y F,JIANG P,et al.Recent advances in the application of metabolomics for food safety control and food quality analyses[J].Critical Reviews in Food Science and Nutrition,2021,61(9):1448-1469.
[5]郭静,孙长顥,刘丽燕.代谢组学研究进展及在营养学领域的应用[J].营养学报,2020,42(4):408-412.GUO Jing,SUN Changhao,LIU Liyan.Advances in metabolomics and its application in the field of nutrition[J].Acta Nutrimenta Sinica,2020,42(4):408-412.
[6]REN J L,ZHANG A H,KONG L,et al.Advances in mass spectrometry-based metabolomics for investigation of metabolites[J].RSC Advances,2018,8(40):22335-22350.
[7]CHENG L Z,YANG Q Q,CHEN Z Y,et al.Distinct changes of metabolic profile and sensory quality during qingzhuan tea processing revealed by LC-MS-based metabolomics[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2020,68(17):4955-4965.
[8]冯云子,黄梓堃,赵谋明.基于UPLC-Q-TOF-MS技术对高盐稀态酱油发酵过程中代谢产物变化的分析[J].食品科学,2021,42(20):107-113.FENG Yunzi,HUANG Zikun,ZHAO Mouming.Changes of metabolites during the fermentation process of high-salt liquid-state soy sauce analyzed by ultra-high performance liquid chromatography-quadrupole-time-of-flight-mass spectrometry[J].Food Science,2021,42(20):107-113.
[9]WANG Y Q,LI C S,LI L H,et al.Application of UHPLC-Q/TOFMS-based metabolomics in the evaluation of metabolites and taste quality of Chinese fish sauce (Yu-lu) during fermentation[J].Food Chemistry,2019,296:132-141.
[10]王越男,米智慧,李常坤,等.基于UPLC-Q-TOF-MS 的植物乳杆菌P-8 发酵乳代谢物轮廓分析[J].食品工业科技,2019,40(11):152-160.WANG Yuenan,MI Zhihui,LI Changkun,et al.Metabolites profile analysis of fermented milk with Lactobacillus plantarum P-8 based on ultra-performance liquid chromatography-quadrupole-time of flight mass spectrometry(UPLC-Q-TOF-MS)[J].Science and Technology of Food Industry,2019,40(11):152-160.
[11]ZHAO X C,ZHANG X J,LIU D Y.Collagen peptides and the related synthetic peptides:A review on improving skin health[J].Journal of Functional Foods,2021,86:104680.
[12]SUN S S,GAO Y H,CHEN J D,et al.Identification and release kinetics of peptides from tilapia skin collagen during alcalase hydrolysis[J].Food Chemistry,2022,378:132089.
[13]CHALAMAIAH M,DINESH KUMAR B,HEMALATHA R,et al.Fish protein hydrolysates:Proximate composition,amino acid composition,antioxidant activities and applications:A review[J].Food Chemistry,2012,135(4):3020-3038.
[14]杨晓东,张杨,张寿,等.胶原蛋白肽的提取及应用研究进展[J].食品工业科技,2022,43(9):469-476.YANG Xiaodong,ZHANG Yang,ZHANG Shou,et al.Research progress in extraction and application of collagen peptides[J].Science and Technology of Food Industry,2022,43(9):469-476.
[15]董世荣,徐微,李欣,等.胶原蛋白肽对凝固型酸奶品质的影响[J].食品工业科技,2020,41(16):1-6.DONG Shirong,XU Wei,LI Xin,et al.Effect of collagen peptide on the quality of set-style yoghurt[J].Science and Technology of Food Industry,2020,41(16):1-6.
[16]耿瑞蝶,王金水.呈味氨基酸和肽对发酵食品中风味的作用[J].中国调味品,2019,44(7):176-178,183.GENG Ruidie,WANG Jinshui.Effect of flavored amino acids and peptides on the flavor of fermented foods[J].China Condiment,2019,44(7):176-178,183.
[17]ARDÖ Y.Flavour formation by amino acid catabolism[J].Biotechnology Advances,2006,24(2):238-242.
[18]MIYAKE M,KIRISAKO T,KOKUBO T,et al.Randomised controlled trial of the effects of L-ornithine on stress markers and sleep quality in healthy workers[J].Nutrition Journal,2014,13:53.
[19]SUGINO T,SHIRAI T,KAJIMOTO Y,et al.L-ornithine supplementation attenuates physical fatigue in healthy volunteers by modulating lipid and amino acid metabolism[J].Nutrition Research,2008,28(11):738-743.
[20]WU X Y,GUO X Y,ZHANG B,et al.Recent advances of L-ornithine biosynthesis in metabolically engineered Corynebacterium glutamicum[J].Frontiers in Bioengineering and Biotechnology,2020,7:440.
[21]杨冲,彭珍,熊涛.南丰蜜桔汁乳酸菌发酵过程中品质的变化[J].食品工业科技,2018,39(11):1-5,11.YANG Chong,PENG Zhen,XIONG Tao.Quality changes of Nan Feng orange juice during lactic acid bacteria fermentation[J].Science and Technology of Food Industry,2018,39(11):1-5,11.
[22]GIETZEN D W.Brain signaling of indispensable amino acid deficiency[J].Journal of Clinical Medicine,2021,11(1):191.
[23]ZHAO C J,SCHIEBER A,GÄNZLE M G.Formation of taste-active amino acids,amino acid derivatives and peptides in food fermentations-A review[J].Food Research International,2016,89(Pt 1):39-47.
[24]SHIVANNE GOWDA S G,NARAYAN B,GOPAL S.Bacteriological properties and health-related biochemical components of fermented fish sauce:An overview[J].Food Reviews International,2016,32(2):203-229.
[25]ZAMYATNIN A A.Structural-functional diversity of the natural oligopeptides[J].Progress in Biophysics and Molecular Biology,2018,133:1-8.
[26]张璐,梁锦,黄天姿,等.单一及混合益生菌发酵猕猴桃果汁的香气成分分析[J].食品科学,2021,42(24):213-220.ZHANG Lu,LIANG Jin,HUANG Tianzi,et al.Analysis of aroma components of fermented kiwifruit juice inoculated with single and mixed probiotics[J].Food Science,2021,42(24):213-220.
[27]仵白敏.复合益生菌发酵葡萄汁工艺优化与营养特性研究[D].北京:中国农业科学院,2020.WU Baimin.Study on optimization of fermentation process and nutritional characteristics of grape juice by compound probiotics[D].Beijing:Chinese Academy of Agricultural Sciences,2020.
[28]欧阳晶,陶湘林,李梓铭,等.高盐辣椒发酵过程中主要成分及风味的变化[J].食品科学,2014,35(4):174-178.OUYANG Jing,TAO Xianglin,LI Ziming,et al.Analysis of changes in the main components and volatile components in fermented chili with high salt content[J].Food Science,2014,35(4):174-178.
[29]陈树俊,郑婕.复合果蔬发酵汁有机酸动态分析及体外模拟消化抗氧化活性和功能成分分析[J].食品科学,2021,42(7):90-97.CHEN Shujun,ZHENG Jie.Dynamic analysis of organic acids in a mixture of vegetable and fruit juices during fermentation and changes in antioxidant activity and functional constituents during simulated gastrointestinal digestion[J].Food Science,2021,42(7):90-97.
[30]MULTARI S,CARAFA I,BARP L,et al.Effects of Lactobacillus spp.on the phytochemical composition of juices from two varieties of Citrus sinensis L.Osbeck:'Tarocco' and 'Washington navel'[J].LWT-Food Science and Technology,2020,125:109205.