涨上策项目文章FOOD SCI HUM WELL（IF:5.6）| 空间代谢组鉴定黄精蒸煮过程中的糖类标志物_研究_Science_双糖

黄精（Polygonati rhizoma）作为药食两用植物，在中国已有2000年的应用历史涨上策，具备抗疲劳、抗衰老、降血糖等多种药理活性。黄精经过 “九蒸九晒” 的炮制处理，可消除生品对咽喉的刺激性，并增强其滋补功效。在蒸煮过程会使黄精的化学成分发生改变，特别是糖类物质，然而其具体的变化规律以及空间分布情况尚不明确。

近期，湖南省中药资源研究所在Food Science and Human Wellness上发表题为“Identification of markers of saccharides in Polygonati rhizoma during the steaming process by MALDI-Q-TOF mass spectrometry imaging”的研究文章。本研究基于空间代谢组学（MALDI-Q-TOF MSI）技术研究黄精炮制过程中的代谢产物，实现了糖类物质空间分布的可视化，为中药材的炮制研究提供了新的技术手段。拜谱生物为该研究提供了空间代谢组学和非靶向代谢组学的检测分析服务。

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英文标题：Identification of markers of saccharides in Polygonati rhizoma during the steaming process by MALDI-Q-TOF mass spectrometry imaging（Food Science and Human Wellness IF:5.6）

中文标题：利用MALDI-Q-TOF质谱成像技术鉴定黄精蒸煮过程中的糖类标志物

客户单位：湖南省中药资源研究所

研究材料：黄精根茎（冷冻切片）

拜谱提供技术：空间代谢组学和非靶向代谢组学

技术路线：

研究结果涨上策

1、蒸煮过程中黄精外观和颜色的变化

研究团队采用高压蒸煮法进行了2次、4次和6次蒸煮，发现黄精的颜色随着蒸煮时间的增加而逐渐变深（图1D）。在蒸煮过程中，糖类和氨基酸之间的美拉德反应被认为是导致根茎变色的主要原因。风味在蒸制过程中变得更加甜美，这可能与蒸制过程中多糖的分解有关。

图1 蒸煮过程中黄精外观和颜色的变化

2、黄精的植物化学特征

研究团队通过空间代谢组学（ MALDI-Q-TOF MSI）在正离子和负离子两种模式下获得的黄精（新鲜和分别经过2次、4次和6次蒸煮处理）的典型总体平均质谱图（图2A-B）。总共鉴定出 263 种成分，包括生物碱、含硫化合物、苯丙素类、氨基酸、核苷、有机酸、黄酮类、萜类、糖类、芳香族化合物、肽和鞘脂。

图2 黄精的植物化学特征

3、黄精根茎蒸煮过程中糖类变化的可视化

研究团队通过质谱成像技术，研究团队可视化了黄精中糖类成分的空间分布变化（图3A-E）。结果显示，单糖和二糖分布相对均匀，随蒸制次数增加含量上升。寡糖(三糖、四糖、五糖)主要存在于新鲜黄精的韧皮部。

图3 黄精根茎蒸煮过程中糖类变化的可视化

4、黄精根茎的糖类含量变化分析

研究团队通过非靶向代谢组学（UHPLC-MS/MS）分析验证了质谱成像结果（图4A-E），在蒸煮过程中，多糖逐渐分解为寡糖，随后进一步分解为单糖和双糖。单糖和双糖含量随蒸煮次数增加而上升，三糖及以上寡糖含量下降。表明甜味增强机制为，单糖和双糖的的增加使黄精甜味提升。

图4 黄精根茎的糖类含量变化分析

5、新鲜与蒸煮的黄精样品的主成分分析和聚类分析

研究团队使用主成分分析（PCA）和聚类分析对新鲜和蒸煮后的黄精样本进行分析（图5A-B）。结果显示，单糖和双糖含量的变化可以作为蒸煮过程的标志物，尤其是在第四次蒸煮后，黄精的化学成分相对稳定。

图5 新鲜与蒸煮的黄精样品的PCA和聚类分析

文章小结

本研究运用空间代谢组学技术，成功鉴定出黄精蒸煮过程中的263种成分，并明确了糖类物质的时空变化规律。研究发现，单糖和双糖的含量随蒸煮次数的增加而上升，而三糖至五糖的含量则下降，其中5种差异显著的糖类可作为蒸煮过程的标志物。该研究为深入理解黄精的炮制机制提供了新的思路，同时也为中药材的现代化研究提供了技术参考。

拜谱小结

本研究基于的空间代谢组学（MALDI-Q-TOF MSI）发现寡糖的分布规律与韧皮部的功能相关，并通过非靶向代谢组学的检测，验证了各种糖类物质的定量关系，为黄精的品质评价提供了新的指标。该研究成果中拜谱生物为其提供空间代谢组学和非靶向代谢组的检测与分析。拜谱生物可提供完善的蛋白组学、代谢组学、转录组学以及多组学联合技术服务，欢迎来电咨询！

参考文献：Liu C, Chen J涨上策, Lao J, et al. Identification of markers of saccharides in Polygonati rhizoma during the steaming process by MALDI-Q-TOF mass spectrometry imaging. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(4): 9250090. https://doi.org/10.26599/FSHW.2024.9250090

发布于：上海市

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