基于UPLC-QTOF/MS技術(shù)解析小麥發(fā)芽代謝產(chǎn)物的研究一、引言1.1研究背景小麥作為全球最重要的糧食作物之一，在人類的飲食結(jié)構(gòu)中占據(jù)著核心地位。它不僅是制作面包、饅頭、面條等各類主食的主要原料，還在食品工業(yè)、飼料行業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）的數(shù)據(jù)顯示，全球小麥的種植面積廣泛，年產(chǎn)量在各類谷物中名列前茅，是保障世界糧食安全的關(guān)鍵農(nóng)作物。小麥的發(fā)芽過(guò)程是其生長(zhǎng)發(fā)育的重要階段，這一過(guò)程會(huì)引發(fā)小麥內(nèi)部一系列復(fù)雜的生理生化變化。這些變化對(duì)小麥的品質(zhì)和后續(xù)應(yīng)用產(chǎn)生著深遠(yuǎn)影響。從品質(zhì)角度來(lái)看，發(fā)芽過(guò)程中，小麥的蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪等主要營(yíng)養(yǎng)成分的含量和結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變。例如，蛋白質(zhì)可能會(huì)被水解為小分子肽和氨基酸，淀粉會(huì)被淀粉酶分解為糖類，這不僅影響小麥的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還會(huì)改變其加工性能。在加工應(yīng)用方面，發(fā)芽小麥制成的面粉，其面團(tuán)的流變學(xué)特性、烘焙性能等會(huì)與未發(fā)芽小麥面粉存在顯著差異。研究表明，發(fā)芽小麥面粉制作的面包，其體積、質(zhì)地和口感等品質(zhì)指標(biāo)可能會(huì)受到負(fù)面影響，導(dǎo)致面包體積變小、質(zhì)地變硬、口感變差等問(wèn)題。為了深入了解小麥發(fā)芽過(guò)程中品質(zhì)變化的內(nèi)在機(jī)制，代謝產(chǎn)物分析顯得尤為必要。代謝產(chǎn)物是生物體新陳代謝的中間產(chǎn)物或終產(chǎn)物，它們能夠直接反映細(xì)胞內(nèi)的生理狀態(tài)和代謝活動(dòng)。通過(guò)對(duì)小麥發(fā)芽過(guò)程中代謝產(chǎn)物的分析，可以全面揭示小麥在發(fā)芽過(guò)程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律，明確哪些代謝途徑被激活或抑制，從而為優(yōu)化小麥的加工工藝、開發(fā)高附加值的小麥產(chǎn)品提供科學(xué)依據(jù)。傳統(tǒng)的分析方法在面對(duì)小麥發(fā)芽過(guò)程中復(fù)雜多樣的代謝產(chǎn)物時(shí)，往往存在局限性，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)多種代謝產(chǎn)物的快速、準(zhǔn)確、全面的分析。而超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用（UPLC-QTOF/MS）技術(shù)的出現(xiàn)，為小麥代謝產(chǎn)物分析提供了新的有力手段。1.2小麥發(fā)芽過(guò)程概述小麥發(fā)芽是一個(gè)復(fù)雜且有序的生理過(guò)程，通?？煞譃槲?、萌動(dòng)和發(fā)芽三個(gè)主要階段，每個(gè)階段都伴隨著一系列獨(dú)特的生理變化。吸脹是小麥發(fā)芽的起始階段。當(dāng)小麥種子接觸水分后，會(huì)迅速啟動(dòng)吸脹過(guò)程。在適宜的溫度條件下，一般溫度保持在15-20℃時(shí)，小麥種子的吸脹效果最佳。種子中的親水物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、淀粉等，對(duì)水分子具有強(qiáng)大的親和力，它們會(huì)大量吸附水分，使得種子的體積迅速膨脹。隨著水分的不斷進(jìn)入，種子的鮮重顯著增加，當(dāng)達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，吸脹過(guò)程才會(huì)停止。在這個(gè)階段，水分的吸收不僅為后續(xù)的生理活動(dòng)提供了必要的溶劑環(huán)境，還激活了種子內(nèi)部一些潛在的生理機(jī)制，為種子的進(jìn)一步萌發(fā)奠定了基礎(chǔ)。例如，水分的進(jìn)入使得種子內(nèi)的一些酶原開始活化，為后續(xù)的物質(zhì)代謝和能量轉(zhuǎn)化做好準(zhǔn)備。萌動(dòng)階段是小麥發(fā)芽過(guò)程中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在充分吸脹后，種子內(nèi)部的代謝活動(dòng)逐漸活躍起來(lái)。細(xì)胞呼吸作用顯著增強(qiáng)，這是因?yàn)榧?xì)胞需要通過(guò)呼吸作用來(lái)產(chǎn)生足夠的能量，以支持后續(xù)的生長(zhǎng)和發(fā)育。在呼吸過(guò)程中，種子會(huì)消耗氧氣，釋放二氧化碳，同時(shí)將儲(chǔ)存的有機(jī)物質(zhì)，如淀粉、脂肪等，逐步分解為小分子物質(zhì)，如糖類、脂肪酸等，這些小分子物質(zhì)可以進(jìn)一步被細(xì)胞利用，為細(xì)胞的分裂和生長(zhǎng)提供能量和物質(zhì)基礎(chǔ)。與此同時(shí)，種子內(nèi)部的各種酶，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等，也被大量激活。淀粉酶能夠?qū)⒌矸鄯纸鉃辂溠刻呛推咸烟牵瑸榉N子的萌發(fā)提供可直接利用的糖類物質(zhì)；蛋白酶則將蛋白質(zhì)分解為氨基酸，這些氨基酸可以用于合成新的蛋白質(zhì)，滿足種子生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)蛋白質(zhì)的需求；脂肪酶將脂肪分解為甘油和脂肪酸，這些產(chǎn)物也能參與到細(xì)胞的代謝過(guò)程中。隨著代謝活動(dòng)的持續(xù)進(jìn)行，種子的胚根首先突破種皮，這標(biāo)志著萌動(dòng)階段的完成，也意味著種子正式進(jìn)入了發(fā)芽階段。當(dāng)胚根突破種皮后，小麥便進(jìn)入了發(fā)芽階段。在這個(gè)階段，胚根繼續(xù)向下生長(zhǎng)，逐漸形成主根，主根能夠深入土壤，吸收水分和養(yǎng)分，為幼苗的生長(zhǎng)提供物質(zhì)支持。同時(shí)，胚芽也開始向上生長(zhǎng)，突破土壤表面，逐漸發(fā)育成莖和葉。莖的生長(zhǎng)使得幼苗能夠更好地接受光照，而葉的展開則標(biāo)志著幼苗開始進(jìn)行光合作用。光合作用是植物生長(zhǎng)過(guò)程中的重要生理活動(dòng)，通過(guò)光合作用，幼苗能夠利用光能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì)，并釋放出氧氣。這不僅為幼苗自身的生長(zhǎng)提供了能量和物質(zhì)基礎(chǔ)，還對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)的碳氧平衡具有重要意義。在發(fā)芽階段，幼苗的生長(zhǎng)速度較快，需要充足的水分、養(yǎng)分和適宜的環(huán)境條件來(lái)支持其生長(zhǎng)發(fā)育。例如，適宜的光照強(qiáng)度和光照時(shí)間能夠促進(jìn)光合作用的進(jìn)行，適宜的溫度則能夠保證各種酶的活性，從而確保幼苗的正常生長(zhǎng)。1.3UPLC-QTOF/MS技術(shù)原理與優(yōu)勢(shì)UPLC-QTOF/MS技術(shù)是超高效液相色譜（UPLC）與四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜（QTOF/MS）的有機(jī)結(jié)合，它充分發(fā)揮了兩者的優(yōu)勢(shì)，為復(fù)雜樣品的分析提供了強(qiáng)大的技術(shù)手段。超高效液相色譜基于傳統(tǒng)液相色譜技術(shù)發(fā)展而來(lái)，其核心改進(jìn)在于采用了更小粒徑的色譜填料。傳統(tǒng)液相色譜常用的填料粒徑多在5-10μm，而UPLC使用的填料粒徑可小至1.7μm。更小的填料粒徑使得色譜柱的理論塔板數(shù)大幅提高，從而顯著增強(qiáng)了色譜分離能力。根據(jù)范第姆特方程，在低流速下，色譜柱的板高與填料粒徑成正比，因此減小填料粒徑能夠有效降低板高，提高柱效。例如，在分離小麥發(fā)芽代謝產(chǎn)物中的多種極性化合物時(shí)，UPLC能夠在更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高效的分離，將原本在傳統(tǒng)液相色譜中難以分離的物質(zhì)清晰地分離開來(lái)，使得后續(xù)的質(zhì)譜分析能夠更準(zhǔn)確地針對(duì)單一成分進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí)，UPLC采用了更高的系統(tǒng)壓力，一般可達(dá)100-150MPa，相比傳統(tǒng)液相色譜的壓力（一般為20-40MPa）有了大幅提升。高壓力能夠加快流動(dòng)相的流速，在保持高效分離的同時(shí)，大大縮短了分析時(shí)間。這對(duì)于需要處理大量小麥發(fā)芽樣品的代謝產(chǎn)物分析來(lái)說(shuō)，能夠顯著提高實(shí)驗(yàn)效率，降低時(shí)間成本。四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜則是一種高分辨率的質(zhì)譜技術(shù)。其工作原理是基于離子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)特性。在離子源中，樣品分子被離子化后，進(jìn)入四極桿質(zhì)量分析器。四極桿由四根平行的金屬桿組成，通過(guò)在金屬桿上施加直流電壓（DC）和射頻電壓（RF），形成一個(gè)特定的電場(chǎng)。只有特定質(zhì)荷比（m/z）的離子能夠在這個(gè)電場(chǎng)中穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)并通過(guò)四極桿，其他質(zhì)荷比的離子則會(huì)撞擊到四極桿上而被過(guò)濾掉。經(jīng)過(guò)四極桿篩選后的離子進(jìn)入飛行時(shí)間質(zhì)量分析器。在飛行時(shí)間質(zhì)量分析器中，離子在無(wú)場(chǎng)飛行管中飛行，由于不同質(zhì)荷比的離子具有不同的飛行速度，質(zhì)荷比越小的離子飛行速度越快，通過(guò)測(cè)量離子從離子源到檢測(cè)器的飛行時(shí)間，就可以精確計(jì)算出離子的質(zhì)荷比。這種測(cè)量方式能夠?qū)崿F(xiàn)極高的分辨率，一般QTOF/MS的分辨率可達(dá)10000-50000（FWHM，半高寬），這意味著它能夠準(zhǔn)確地區(qū)分質(zhì)量數(shù)非常接近的離子，為化合物的結(jié)構(gòu)鑒定提供了精確的質(zhì)量信息。例如，在分析小麥發(fā)芽代謝產(chǎn)物中的同分異構(gòu)體時(shí)，高分辨率的QTOF/MS能夠根據(jù)微小的質(zhì)量差異準(zhǔn)確區(qū)分不同的同分異構(gòu)體，為代謝產(chǎn)物的精確鑒定提供了有力保障。與傳統(tǒng)的分析方法相比，UPLC-QTOF/MS技術(shù)在小麥發(fā)芽代謝產(chǎn)物分析中具有諸多顯著優(yōu)勢(shì)。首先是高靈敏度，QTOF/MS的高靈敏度使其能夠檢測(cè)到小麥發(fā)芽過(guò)程中含量極低的代謝產(chǎn)物。一些在小麥發(fā)芽過(guò)程中起關(guān)鍵調(diào)控作用的信號(hào)分子或次生代謝產(chǎn)物，其含量可能僅為痕量水平，但UPLC-QTOF/MS技術(shù)能夠憑借其高靈敏度準(zhǔn)確檢測(cè)到這些物質(zhì)的存在，并進(jìn)行定量分析。其次是高分辨率，如前文所述，它能夠精確區(qū)分質(zhì)量數(shù)相近的離子，這對(duì)于小麥發(fā)芽代謝產(chǎn)物中復(fù)雜的化學(xué)成分分析至關(guān)重要。小麥發(fā)芽過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量結(jié)構(gòu)相似的代謝產(chǎn)物，傳統(tǒng)分析方法難以準(zhǔn)確區(qū)分，而UPLC-QTOF/MS技術(shù)的高分辨率能夠輕松應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。再者是快速分析能力，UPLC的高效分離和快速洗脫特性，使得整個(gè)分析過(guò)程能夠在較短時(shí)間內(nèi)完成，大大提高了實(shí)驗(yàn)效率。這對(duì)于研究小麥發(fā)芽過(guò)程中隨時(shí)間變化的代謝產(chǎn)物動(dòng)態(tài)變化具有重要意義，能夠在更短的時(shí)間內(nèi)獲取更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。此外，UPLC-QTOF/MS技術(shù)還能夠提供豐富的結(jié)構(gòu)信息。通過(guò)多級(jí)質(zhì)譜掃描（MS/MS），可以獲得化合物的碎片離子信息，從而推斷化合物的結(jié)構(gòu)，這對(duì)于鑒定小麥發(fā)芽過(guò)程中產(chǎn)生的未知代謝產(chǎn)物具有不可替代的作用。1.4研究目的與意義本研究旨在運(yùn)用UPLC-QTOF/MS技術(shù)，對(duì)小麥發(fā)芽過(guò)程中的代謝產(chǎn)物進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析，深入探究其組成成分及含量的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，為小麥品質(zhì)改良及相關(guān)應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)和技術(shù)支持。在小麥品質(zhì)改良方面，通過(guò)UPLC-QTOF/MS技術(shù)對(duì)小麥發(fā)芽過(guò)程代謝產(chǎn)物的精準(zhǔn)分析，能夠明確關(guān)鍵代謝產(chǎn)物與小麥品質(zhì)之間的內(nèi)在聯(lián)系。例如，研究發(fā)現(xiàn)某些氨基酸和糖類在發(fā)芽過(guò)程中的含量變化與小麥面粉的烘焙品質(zhì)密切相關(guān)。深入了解這些關(guān)系后，育種工作者可以針對(duì)性地篩選和培育具有特定代謝產(chǎn)物組成的小麥品種，從而提高小麥的品質(zhì)。在種植過(guò)程中，根據(jù)代謝產(chǎn)物分析結(jié)果，優(yōu)化種植管理措施，如合理施肥、調(diào)控水分等，以促進(jìn)小麥體內(nèi)有益代謝產(chǎn)物的合成，減少不利代謝產(chǎn)物的積累，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)小麥品質(zhì)的有效提升。從應(yīng)用角度來(lái)看，代謝產(chǎn)物分析結(jié)果對(duì)小麥在食品加工領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要指導(dǎo)意義。在面粉加工過(guò)程中，了解小麥發(fā)芽前后代謝產(chǎn)物的變化，有助于調(diào)整加工工藝，提高面粉的質(zhì)量和穩(wěn)定性。例如，針對(duì)發(fā)芽小麥中淀粉酶活性升高導(dǎo)致淀粉降解的問(wèn)題，可以通過(guò)調(diào)整加工溫度和時(shí)間，優(yōu)化面粉的加工性能。在食品研發(fā)方面，基于代謝產(chǎn)物分析結(jié)果，開發(fā)新型的小麥?zhǔn)称?，充分利用發(fā)芽小麥中產(chǎn)生的有益代謝產(chǎn)物，如功能性多糖、抗氧化物質(zhì)等，增加食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和功能性，滿足消費(fèi)者對(duì)健康食品的需求。在飼料行業(yè)中，代謝產(chǎn)物分析能夠幫助評(píng)估發(fā)芽小麥作為飼料原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和安全性。通過(guò)了解發(fā)芽小麥中營(yíng)養(yǎng)成分和抗?fàn)I養(yǎng)因子的代謝變化，合理調(diào)整飼料配方，提高飼料的利用率，降低養(yǎng)殖成本，促進(jìn)畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。二、材料與方法2.1實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)選用的小麥品種為“鄭麥9023”，該品種是由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所選育的優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥品種，具有產(chǎn)量高、品質(zhì)好、抗逆性較強(qiáng)等特點(diǎn)，在我國(guó)小麥主產(chǎn)區(qū)廣泛種植，是研究小麥發(fā)芽代謝的理想材料。小麥種子購(gòu)自當(dāng)?shù)卣?guī)種子市場(chǎng)，確保種子的純度和活力。在實(shí)驗(yàn)前，對(duì)小麥種子進(jìn)行嚴(yán)格的篩選和預(yù)處理。首先，將小麥種子置于光照培養(yǎng)箱中，在溫度為25℃、相對(duì)濕度為60%的條件下，進(jìn)行為期2天的預(yù)培養(yǎng)，以促進(jìn)種子的后熟作用，提高種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。預(yù)培養(yǎng)結(jié)束后，挑選出顆粒飽滿、大小均勻、無(wú)病蟲害和機(jī)械損傷的種子用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)所需的試劑包括甲醇、乙腈、甲酸、超純水等，均為色譜純級(jí)別，購(gòu)自Sigma-Aldrich公司。這些試劑具有純度高、雜質(zhì)少的特點(diǎn)，能夠滿足UPLC-QTOF/MS分析對(duì)試劑純度的嚴(yán)格要求，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。此外，還準(zhǔn)備了用于樣品提取的無(wú)水乙醇、正己烷等分析純?cè)噭?，?gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。實(shí)驗(yàn)中使用的儀器設(shè)備主要有超高效液相色譜-四極桿飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用儀（UPLC-QTOF/MS，WatersXevoG2-XSQTof），該儀器具有高分辨率、高靈敏度和快速分析的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)小麥發(fā)芽代謝產(chǎn)物的高效分離和準(zhǔn)確鑒定。配套的色譜柱為ACQUITYUPLCHSST3C18柱（100mm×2.1mm，1.7μm），由Waters公司提供，其獨(dú)特的填料和柱結(jié)構(gòu)能夠有效分離小麥發(fā)芽代謝產(chǎn)物中的各種極性和非極性化合物。其他儀器還包括高速冷凍離心機(jī)（Eppendorf5424R），用于樣品的離心分離；漩渦振蕩器（其林貝爾Vortex-5），用于樣品的混勻；氮吹儀（OrganomationN-E-VAP112），用于樣品的濃縮；電子天平（賽多利斯BSA224S），用于試劑和樣品的稱量等。這些儀器設(shè)備均經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的校準(zhǔn)和調(diào)試，確保其性能穩(wěn)定、運(yùn)行可靠，能夠滿足實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)要求。2.2UPLC-QTOF/MS分析條件優(yōu)化在利用UPLC-QTOF/MS技術(shù)對(duì)小麥發(fā)芽過(guò)程代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析時(shí)，色譜和質(zhì)譜條件的優(yōu)化至關(guān)重要，直接關(guān)系到分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在色譜條件優(yōu)化方面，流動(dòng)相的選擇是關(guān)鍵因素之一。本研究對(duì)不同組成的流動(dòng)相進(jìn)行了考察，分別測(cè)試了甲醇-水、乙腈-水以及添加不同濃度甲酸或乙酸作為改性劑的流動(dòng)相體系。結(jié)果表明，以0.1%甲酸水溶液（A相）和乙腈（B相）作為流動(dòng)相時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)小麥發(fā)芽代謝產(chǎn)物中多種極性和非極性化合物的良好分離。在梯度洗脫程序的優(yōu)化中，通過(guò)多次試驗(yàn)，確定了如下洗脫程序：0-1min，95%A；1-4min，95%A-5%B；4-6min，5%B。該洗脫程序能夠在保證分離效果的前提下，有效縮短分析時(shí)間，提高分析效率。例如，在分析小麥發(fā)芽過(guò)程中產(chǎn)生的多種糖類和氨基酸類代謝產(chǎn)物時(shí)，該流動(dòng)相體系和洗脫程序能夠使這些物質(zhì)得到清晰的分離，色譜峰形對(duì)稱，峰寬較窄，有利于后續(xù)的質(zhì)譜檢測(cè)和數(shù)據(jù)分析。同時(shí)，對(duì)色譜柱的柱溫也進(jìn)行了優(yōu)化，考察了25℃、30℃和35℃三個(gè)溫度條件。結(jié)果顯示，柱溫為30℃時(shí)，色譜柱的分離性能最佳，能夠有效減少峰展寬和拖尾現(xiàn)象，提高分離度。在質(zhì)譜條件優(yōu)化方面，離子源參數(shù)的設(shè)置對(duì)檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確性有著重要影響。本研究采用電噴霧離子源（ESI），分別對(duì)正離子模式和負(fù)離子模式下的離子源參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。在正離子模式下，對(duì)噴霧電壓、毛細(xì)管電壓、錐孔電壓等參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)噴霧電壓為3.0kV，毛細(xì)管電壓為30V，錐孔電壓為40V時(shí)，能夠獲得較高的離子化效率和靈敏度。在負(fù)離子模式下，同樣對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，確定噴霧電壓為2.5kV，毛細(xì)管電壓為25V，錐孔電壓為35V時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)小麥發(fā)芽代謝產(chǎn)物中負(fù)離子的有效檢測(cè)。同時(shí)，對(duì)離子源的氣體參數(shù)也進(jìn)行了優(yōu)化，包括鞘氣和輔助氣的流速。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)鞘氣流速為10L/min，輔助氣流速為15L/min時(shí)，能夠形成穩(wěn)定的離子噴霧，提高離子傳輸效率，從而提高檢測(cè)靈敏度。此外，還對(duì)質(zhì)譜的掃描范圍進(jìn)行了優(yōu)化，根據(jù)小麥發(fā)芽代謝產(chǎn)物的分子量分布范圍，確定掃描范圍為m/z100-1000，以確保能夠檢測(cè)到盡可能多的代謝產(chǎn)物。通過(guò)對(duì)色譜和質(zhì)譜條件的全面優(yōu)化，建立了一套適合小麥發(fā)芽過(guò)程代謝產(chǎn)物分析的UPLC-QTOF/MS分析方法，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)研究提供了可靠的技術(shù)支持。2.3代謝產(chǎn)物提取方法為了全面、準(zhǔn)確地獲取發(fā)芽小麥中的代謝產(chǎn)物，本研究對(duì)多種提取方法進(jìn)行了考察和優(yōu)化，包括傳統(tǒng)的溶劑萃取法、超聲輔助提取法以及新興的固相微萃取法等。溶劑萃取法是最常用的代謝產(chǎn)物提取方法之一。分別選用甲醇、乙腈、乙醇等不同極性的有機(jī)溶劑，按照1:10（g/mL）的料液比，將粉碎后的發(fā)芽小麥樣品與溶劑混合，在室溫下振蕩提取2h。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，甲醇對(duì)小麥發(fā)芽過(guò)程中極性代謝產(chǎn)物，如糖類、氨基酸等具有較好的提取效果；乙腈則對(duì)中等極性的代謝產(chǎn)物，如有機(jī)酸、核苷酸等提取效率較高；乙醇的提取效果相對(duì)較為平衡，但對(duì)某些特定成分的提取選擇性不如甲醇和乙腈。超聲輔助提取法是在溶劑萃取的基礎(chǔ)上，利用超聲波的空化作用和機(jī)械振動(dòng)，加速代謝產(chǎn)物從樣品基質(zhì)中釋放出來(lái)。在使用甲醇作為提取溶劑時(shí)，設(shè)置超聲功率為200W，超聲時(shí)間分別為30min、60min和90min。結(jié)果顯示，隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng)，代謝產(chǎn)物的提取量逐漸增加，但當(dāng)超聲時(shí)間超過(guò)60min后，部分熱敏性代謝產(chǎn)物可能會(huì)發(fā)生降解，導(dǎo)致提取量不再顯著增加。因此，確定超聲輔助提取的最佳時(shí)間為60min。固相微萃取法是一種新型的樣品前處理技術(shù)，它集采樣、萃取、濃縮和進(jìn)樣于一體，具有操作簡(jiǎn)便、無(wú)需有機(jī)溶劑、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。選用聚丙烯酸酯（PA）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）等不同涂層的固相微萃取纖維頭，將其插入發(fā)芽小麥樣品的頂空部分，在30℃下萃取30min。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，PA涂層纖維頭對(duì)揮發(fā)性和半揮發(fā)性代謝產(chǎn)物，如醛類、酮類、酯類等具有較好的萃取效果；PDMS涂層纖維頭則對(duì)非極性和弱極性的代謝產(chǎn)物，如脂肪酸、萜類等萃取能力較強(qiáng)。綜合比較上述三種提取方法的提取效果、操作難易程度和成本等因素，最終確定采用超聲輔助甲醇提取法作為本研究中小麥發(fā)芽代謝產(chǎn)物的提取方法。該方法在保證較高提取效率的同時(shí)，操作相對(duì)簡(jiǎn)便，成本較低，能夠滿足后續(xù)UPLC-QTOF/MS分析的要求。在實(shí)際操作中，稱取1.0g粉碎后的發(fā)芽小麥樣品于50mL離心管中，加入10mL甲醇，充分混勻后，置于超聲清洗器中，在200W功率下超聲提取60min。提取結(jié)束后，將離心管在4℃下以10000r/min的轉(zhuǎn)速離心15min，取上清液，經(jīng)0.22μm微孔濾膜過(guò)濾后，轉(zhuǎn)移至進(jìn)樣瓶中，用于UPLC-QTOF/MS分析。2.4數(shù)據(jù)分析方法在獲取小麥發(fā)芽代謝產(chǎn)物的UPLC-QTOF/MS數(shù)據(jù)后，運(yùn)用多種數(shù)據(jù)分析軟件和統(tǒng)計(jì)方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘，以揭示小麥發(fā)芽過(guò)程中代謝產(chǎn)物的變化規(guī)律和潛在信息。首先，將原始的質(zhì)譜數(shù)據(jù)導(dǎo)入MassLynx軟件（Waters公司）進(jìn)行初步處理，包括峰識(shí)別、峰對(duì)齊和積分等操作。通過(guò)峰識(shí)別，能夠確定質(zhì)譜圖中各個(gè)離子峰的位置和強(qiáng)度；峰對(duì)齊則是將不同樣品的質(zhì)譜數(shù)據(jù)在時(shí)間和質(zhì)荷比維度上進(jìn)行校準(zhǔn)，確保相同代謝產(chǎn)物的峰在不同樣品中具有一致的保留時(shí)間和質(zhì)荷比，便于后續(xù)的比較分析；積分操作則是計(jì)算每個(gè)峰的面積，以量化代謝產(chǎn)物的相對(duì)含量。經(jīng)過(guò)這些初步處理后，得到包含代謝產(chǎn)物保留時(shí)間、質(zhì)荷比和峰面積等信息的數(shù)據(jù)矩陣。隨后，利用SIMCA-P軟件（Umetrics公司）進(jìn)行多元統(tǒng)計(jì)分析，主要包括主成分分析（PCA）和偏最小二乘判別分析（PLS-DA）。PCA是一種無(wú)監(jiān)督的降維分析方法，它能夠?qū)⒏呔S的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為少數(shù)幾個(gè)主成分，這些主成分包含了原始數(shù)據(jù)的大部分信息，同時(shí)消除數(shù)據(jù)中的噪聲和冗余信息。通過(guò)PCA分析，可以直觀地觀察不同發(fā)芽階段小麥樣品之間的整體差異，以及各個(gè)樣品在代謝產(chǎn)物組成上的分布特征。例如，在PCA得分圖中，不同發(fā)芽天數(shù)的小麥樣品可能會(huì)呈現(xiàn)出明顯的聚類趨勢(shì)，表明它們?cè)诖x產(chǎn)物組成上存在顯著差異，且這種差異隨著發(fā)芽時(shí)間的推移而逐漸增大。PLS-DA是一種有監(jiān)督的模式識(shí)別方法，它結(jié)合了主成分分析和多元線性回歸的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)ふ易宰兞浚ùx產(chǎn)物數(shù)據(jù)）和因變量（如發(fā)芽時(shí)間、小麥品種等分類變量）之間的關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的分類和判別。在本研究中，利用PLS-DA分析不同發(fā)芽階段小麥樣品的代謝產(chǎn)物數(shù)據(jù)，以找出對(duì)樣品分類貢獻(xiàn)較大的代謝產(chǎn)物，即差異代謝物。通過(guò)PLS-DA模型的建立和驗(yàn)證，可以評(píng)估模型的預(yù)測(cè)能力和可靠性。例如，通過(guò)交叉驗(yàn)證的方法，計(jì)算模型的R2Y（表示模型對(duì)因變量的解釋能力）和Q2（表示模型的預(yù)測(cè)能力）值，當(dāng)R2Y和Q2值均大于0.5時(shí)，表明模型具有較好的擬合度和預(yù)測(cè)能力。除了上述分析方法外，還運(yùn)用SPSS軟件進(jìn)行單因素方差分析（One-wayANOVA），對(duì)不同發(fā)芽階段小麥樣品中各代謝產(chǎn)物的含量進(jìn)行顯著性差異檢驗(yàn)。在單因素方差分析中，以發(fā)芽階段作為因素，代謝產(chǎn)物含量作為觀測(cè)變量，通過(guò)計(jì)算F值和P值來(lái)判斷不同發(fā)芽階段之間代謝產(chǎn)物含量是否存在顯著差異。當(dāng)P值小于0.05時(shí)，認(rèn)為不同發(fā)芽階段之間代謝產(chǎn)物含量存在顯著差異，進(jìn)一步通過(guò)Duncan多重比較等方法，確定哪些發(fā)芽階段之間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這些統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果能夠?yàn)楹罄m(xù)深入研究小麥發(fā)芽過(guò)程中代謝產(chǎn)物的變化機(jī)制提供有力的數(shù)據(jù)支持。三、小麥發(fā)芽過(guò)程代謝產(chǎn)物分析結(jié)果3.1代謝產(chǎn)物的鑒定與定性分析通過(guò)UPLC-QTOF/MS技術(shù)對(duì)小麥發(fā)芽過(guò)程中的代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)，如人類代謝組數(shù)據(jù)庫(kù)（HMDB）、京都基因與基因組百科全書（KEGG）等，成功鑒定出了多種代謝產(chǎn)物，涵蓋了糖類、氨基酸、有機(jī)酸、核苷酸、維生素、黃酮類、酚酰胺等多個(gè)類別。在糖類代謝產(chǎn)物方面，鑒定出了葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖等常見糖類，以及一些寡糖類物質(zhì)。葡萄糖作為細(xì)胞呼吸的重要底物，在小麥發(fā)芽過(guò)程中含量呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)。在發(fā)芽初期，由于淀粉酶的作用，淀粉被分解為葡萄糖，導(dǎo)致葡萄糖含量迅速增加；隨著發(fā)芽的進(jìn)行，葡萄糖被細(xì)胞大量利用，用于提供能量和合成其他物質(zhì)，含量逐漸下降。果糖和麥芽糖的變化趨勢(shì)與葡萄糖相似，它們都是淀粉水解的中間產(chǎn)物，在發(fā)芽過(guò)程中起到能量供應(yīng)和物質(zhì)合成前體的作用。蔗糖在小麥發(fā)芽過(guò)程中的含量相對(duì)較為穩(wěn)定，它不僅是植物體內(nèi)糖類運(yùn)輸?shù)闹饕问?，還在維持細(xì)胞滲透壓和調(diào)節(jié)代謝方面發(fā)揮著重要作用。氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位，在小麥發(fā)芽過(guò)程中，多種氨基酸被檢測(cè)到，包括丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、色氨酸、酪氨酸和纈氨酸等。這些氨基酸的含量在發(fā)芽過(guò)程中發(fā)生了顯著變化。例如，精氨酸在發(fā)芽初期含量較低，隨著發(fā)芽的進(jìn)行，含量逐漸增加，在發(fā)芽后期達(dá)到峰值。精氨酸不僅是蛋白質(zhì)合成的原料，還參與了植物體內(nèi)的氮代謝和信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程。谷氨酸的含量在發(fā)芽過(guò)程中也呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，它是植物體內(nèi)氮代謝的關(guān)鍵中間產(chǎn)物，可通過(guò)轉(zhuǎn)氨基作用生成其他氨基酸，對(duì)小麥發(fā)芽過(guò)程中的蛋白質(zhì)合成和氮素利用具有重要意義。有機(jī)酸在小麥發(fā)芽過(guò)程中也起著重要作用，常見的有機(jī)酸如蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸、乳酸等被鑒定出來(lái)。蘋果酸是三羧酸循環(huán)（TCA循環(huán)）中的重要中間產(chǎn)物，在細(xì)胞呼吸和能量代謝中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在小麥發(fā)芽過(guò)程中，蘋果酸的含量隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加，這可能與細(xì)胞呼吸作用的增強(qiáng)以及能量需求的增加有關(guān)。檸檬酸同樣是TCA循環(huán)中的重要成分，它在調(diào)節(jié)植物體內(nèi)的酸堿平衡、參與金屬離子的運(yùn)輸和代謝等方面具有重要作用。琥珀酸和乳酸等有機(jī)酸也在小麥發(fā)芽過(guò)程中發(fā)揮著各自獨(dú)特的生理功能，它們的含量變化反映了小麥發(fā)芽過(guò)程中代謝途徑的動(dòng)態(tài)變化。核苷酸是核酸的基本組成單位，對(duì)小麥發(fā)芽過(guò)程中的遺傳信息傳遞和蛋白質(zhì)合成至關(guān)重要。通過(guò)UPLC-QTOF/MS分析，鑒定出了多種核苷酸，包括腺嘌呤核苷酸（AMP、ADP、ATP）、鳥嘌呤核苷酸（GMP、GDP、GTP）、胞嘧啶核苷酸（CMP、CDP、CTP）和尿嘧啶核苷酸（UMP、UDP、UTP）等。在小麥發(fā)芽過(guò)程中，這些核苷酸的含量隨著細(xì)胞分裂和代謝活動(dòng)的增強(qiáng)而發(fā)生變化。例如，ATP作為細(xì)胞內(nèi)的能量“通貨”，在發(fā)芽初期，由于細(xì)胞呼吸作用的增強(qiáng)，ATP的合成增加，含量上升，為細(xì)胞的分裂、生長(zhǎng)和物質(zhì)合成提供能量；隨著發(fā)芽的進(jìn)行，ATP被不斷消耗，用于各種生理過(guò)程，含量逐漸下降。其他核苷酸在遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，它們的含量變化與小麥發(fā)芽過(guò)程中的基因表達(dá)和蛋白質(zhì)合成密切相關(guān)。維生素是維持生物體正常生理功能所必需的一類微量有機(jī)物質(zhì)，在小麥發(fā)芽過(guò)程中，檢測(cè)到了多種維生素，如維生素C、維生素E、維生素B1、維生素B2、維生素B6等。維生素C又稱抗壞血酸，具有抗氧化作用，能夠清除小麥發(fā)芽過(guò)程中產(chǎn)生的自由基，保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷。在發(fā)芽過(guò)程中，維生素C的含量先上升后下降，這可能與小麥在發(fā)芽初期對(duì)氧化應(yīng)激的防御機(jī)制有關(guān)。維生素E也是一種重要的抗氧化劑，它能夠保護(hù)膜脂的穩(wěn)定性，維持細(xì)胞的正常生理功能。維生素B族在小麥發(fā)芽過(guò)程中的能量代謝、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育和物質(zhì)合成等方面發(fā)揮著重要作用。例如，維生素B1參與碳水化合物的代謝，維生素B2在氧化還原反應(yīng)中起重要作用，維生素B6參與氨基酸的代謝等。這些維生素的含量變化反映了小麥發(fā)芽過(guò)程中對(duì)不同生理功能的需求。黃酮類和酚酰胺等次生代謝產(chǎn)物在小麥發(fā)芽過(guò)程中也被檢測(cè)到。黃酮類化合物具有多種生物活性，如抗氧化、抗菌、抗炎等。在小麥發(fā)芽過(guò)程中，檢測(cè)到了槲皮素、山奈酚、芹菜素等黃酮類化合物。槲皮素具有較強(qiáng)的抗氧化活性，能夠提高小麥的抗氧化能力，增強(qiáng)其對(duì)逆境的抵抗能力。山奈酚和芹菜素等黃酮類化合物也在調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育、抵御病蟲害等方面發(fā)揮著重要作用。酚酰胺是一類由酚類和氨基酸組成的次生代謝產(chǎn)物，在小麥發(fā)芽過(guò)程中，鑒定出了對(duì)香豆酰酪胺、阿魏酰酪胺等酚酰胺類物質(zhì)。這些酚酰胺類物質(zhì)可能參與了小麥的防御反應(yīng)、細(xì)胞壁的合成和信號(hào)傳導(dǎo)等過(guò)程。3.2代謝產(chǎn)物的定量分析為了深入了解小麥發(fā)芽過(guò)程中代謝產(chǎn)物的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，對(duì)鑒定出的主要代謝產(chǎn)物進(jìn)行了定量分析。以不同發(fā)芽時(shí)間（0天、1天、2天、3天、4天、5天）的小麥樣品為研究對(duì)象，通過(guò)UPLC-QTOF/MS技術(shù)測(cè)定各代謝產(chǎn)物的峰面積，并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算其相對(duì)含量。糖類代謝產(chǎn)物在小麥發(fā)芽過(guò)程中的含量變化較為顯著（圖1）。葡萄糖在發(fā)芽初期含量迅速上升，在發(fā)芽第1天達(dá)到峰值，約為0.5mg/g，隨后逐漸下降，到發(fā)芽第5天降至0.2mg/g左右。這是因?yàn)樵诎l(fā)芽初期，淀粉酶活性增強(qiáng)，淀粉大量水解為葡萄糖，導(dǎo)致葡萄糖含量升高；隨著發(fā)芽的進(jìn)行，葡萄糖作為能量底物被大量消耗，用于細(xì)胞呼吸和物質(zhì)合成，含量隨之降低。果糖和麥芽糖的變化趨勢(shì)與葡萄糖相似，在發(fā)芽初期含量增加，后期逐漸減少。蔗糖的含量相對(duì)較為穩(wěn)定，在整個(gè)發(fā)芽過(guò)程中維持在0.3-0.4mg/g之間，其作為糖類運(yùn)輸和儲(chǔ)存的重要形式，在小麥發(fā)芽過(guò)程中發(fā)揮著維持細(xì)胞內(nèi)糖平衡的作用。氨基酸類代謝產(chǎn)物的含量在小麥發(fā)芽過(guò)程中也發(fā)生了明顯變化（圖2）。精氨酸在發(fā)芽初期含量較低，隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)，含量逐漸增加，在發(fā)芽第4天達(dá)到最高值，約為0.15mg/g，之后略有下降。精氨酸參與植物體內(nèi)的氮代謝和多種生理調(diào)節(jié)過(guò)程，其含量的增加可能與小麥發(fā)芽過(guò)程中對(duì)氮素的需求增加以及相關(guān)代謝途徑的激活有關(guān)。谷氨酸在發(fā)芽過(guò)程中含量持續(xù)上升，從發(fā)芽初期的0.05mg/g左右增加到發(fā)芽第5天的0.12mg/g，谷氨酸作為氮代謝的關(guān)鍵中間產(chǎn)物，其含量的上升表明小麥在發(fā)芽過(guò)程中氮代謝活動(dòng)較為活躍，為蛋白質(zhì)合成和其他含氮化合物的合成提供了充足的原料。其他氨基酸如丙氨酸、天冬氨酸等也呈現(xiàn)出各自獨(dú)特的含量變化趨勢(shì)，這些變化反映了小麥發(fā)芽過(guò)程中蛋白質(zhì)代謝的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性。有機(jī)酸類代謝產(chǎn)物的含量變化同樣引人注目（圖3）。蘋果酸在小麥發(fā)芽過(guò)程中的含量隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加，從發(fā)芽初期的0.08mg/g增加到發(fā)芽第5天的0.18mg/g。蘋果酸作為三羧酸循環(huán)的重要中間產(chǎn)物，其含量的上升與細(xì)胞呼吸作用的增強(qiáng)以及能量需求的增加密切相關(guān)。檸檬酸的含量在發(fā)芽初期略有下降，隨后逐漸上升，在發(fā)芽第3-4天達(dá)到峰值，約為0.1mg/g，之后保持相對(duì)穩(wěn)定。檸檬酸在植物體內(nèi)不僅參與能量代謝，還在調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)酸堿平衡和金屬離子運(yùn)輸?shù)确矫姘l(fā)揮重要作用，其含量的變化反映了小麥發(fā)芽過(guò)程中多種生理過(guò)程的協(xié)同調(diào)節(jié)。琥珀酸和乳酸等有機(jī)酸的含量也在發(fā)芽過(guò)程中發(fā)生了相應(yīng)的變化，它們?cè)诰S持細(xì)胞代謝平衡和參與特定代謝途徑中發(fā)揮著不可或缺的作用。通過(guò)對(duì)小麥發(fā)芽過(guò)程中不同類別代謝產(chǎn)物含量變化的定量分析，可以清晰地看到，隨著發(fā)芽時(shí)間的推移，各類代謝產(chǎn)物呈現(xiàn)出各自獨(dú)特的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。這些變化不僅反映了小麥在發(fā)芽過(guò)程中生理代謝活動(dòng)的復(fù)雜性和多樣性，還為深入理解小麥發(fā)芽的分子機(jī)制以及優(yōu)化小麥加工工藝提供了重要的理論依據(jù)。3.3不同小麥品種代謝產(chǎn)物差異為深入探究品種因素對(duì)小麥發(fā)芽過(guò)程中代謝產(chǎn)物的影響，本研究選取了“鄭麥9023”和“濟(jì)麥22”兩個(gè)在種植區(qū)域、農(nóng)藝性狀和品質(zhì)特性上存在顯著差異的小麥品種進(jìn)行對(duì)比分析?！班嶜?023”是優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥品種，主要種植于黃淮麥區(qū)，具有早熟、抗倒伏、品質(zhì)優(yōu)良等特點(diǎn)，其面粉適合制作面包等食品；“濟(jì)麥22”是中晚熟小麥品種，在山東、河北等地區(qū)廣泛種植，具有高產(chǎn)、抗寒、抗病等特性，其面粉在饅頭、面條制作中表現(xiàn)出良好的加工性能。通過(guò)UPLC-QTOF/MS技術(shù)對(duì)兩個(gè)品種在相同發(fā)芽條件下（溫度25℃、相對(duì)濕度60%、發(fā)芽時(shí)間5天）的代謝產(chǎn)物進(jìn)行全面分析，結(jié)果顯示，不同小麥品種在發(fā)芽過(guò)程中代謝產(chǎn)物的種類和含量均存在明顯差異。在代謝產(chǎn)物種類方面，“鄭麥9023”在發(fā)芽過(guò)程中檢測(cè)到的黃酮類化合物種類相對(duì)較多，如槲皮素、山奈酚及其衍生物等，而“濟(jì)麥22”中檢測(cè)到的酚酰胺類化合物種類更為豐富，如對(duì)香豆酰酪胺、阿魏酰酪胺等。這些次生代謝產(chǎn)物在植物的生長(zhǎng)發(fā)育、抗逆性等方面具有重要作用，其種類的差異可能與兩個(gè)品種的遺傳特性和生態(tài)適應(yīng)性有關(guān)。在代謝產(chǎn)物含量方面，對(duì)主要代謝產(chǎn)物的定量分析表明，“鄭麥9023”在發(fā)芽過(guò)程中，糖類代謝產(chǎn)物中的葡萄糖和果糖含量在發(fā)芽初期迅速上升，且峰值高于“濟(jì)麥22”，但后期下降速度也較快。這可能與“鄭麥9023”在發(fā)芽初期較強(qiáng)的淀粉酶活性有關(guān)，使其淀粉能夠更快地水解為葡萄糖和果糖，但隨著發(fā)芽的進(jìn)行，其對(duì)糖類的消耗速度也相對(duì)較快。在氨基酸代謝方面，“濟(jì)麥22”發(fā)芽過(guò)程中精氨酸和谷氨酸的含量在整個(gè)發(fā)芽周期內(nèi)均高于“鄭麥9023”。精氨酸和谷氨酸在植物氮代謝和蛋白質(zhì)合成中起著關(guān)鍵作用，“濟(jì)麥22”中較高的精氨酸和谷氨酸含量可能反映了其在氮素利用和蛋白質(zhì)合成方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)主成分分析（PCA）和偏最小二乘判別分析（PLS-DA）等多元統(tǒng)計(jì)分析方法，進(jìn)一步揭示了兩個(gè)品種代謝產(chǎn)物的差異模式。PCA得分圖顯示，“鄭麥9023”和“濟(jì)麥22”的樣品在主成分空間中明顯分開，表明兩個(gè)品種的代謝產(chǎn)物組成存在顯著差異。PLS-DA分析篩選出了對(duì)品種區(qū)分貢獻(xiàn)較大的差異代謝物，這些差異代謝物主要涉及能量代謝、氮代謝、次生代謝等多個(gè)途徑。對(duì)這些差異代謝物的深入研究，有助于揭示不同小麥品種在發(fā)芽過(guò)程中的代謝調(diào)控機(jī)制，為小麥品種的選育和品質(zhì)改良提供理論依據(jù)。四、代謝產(chǎn)物變化規(guī)律與影響因素分析4.1發(fā)芽時(shí)間對(duì)代謝產(chǎn)物的影響發(fā)芽時(shí)間是影響小麥代謝產(chǎn)物變化的關(guān)鍵因素之一，隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)，小麥內(nèi)部的代謝活動(dòng)呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)變化，導(dǎo)致各類代謝產(chǎn)物的含量和組成發(fā)生顯著改變。在發(fā)芽初期，小麥種子迅速吸收水分，激活了一系列與物質(zhì)代謝相關(guān)的酶。以淀粉酶為例，在發(fā)芽的前24小時(shí)內(nèi)，淀粉酶的活性急劇上升。這是因?yàn)榉N子在休眠狀態(tài)下，淀粉酶以酶原的形式存在，當(dāng)種子吸水萌發(fā)時(shí)，在多種信號(hào)分子的調(diào)控下，酶原被激活，轉(zhuǎn)化為具有活性的淀粉酶。這些激活的淀粉酶能夠迅速催化淀粉的水解反應(yīng)，將淀粉分解為小分子的糖類，如葡萄糖、麥芽糖等，使得糖類代謝產(chǎn)物的含量在發(fā)芽初期顯著增加。研究表明，在發(fā)芽1天的小麥樣品中，葡萄糖的含量相較于未發(fā)芽種子增加了約50%，麥芽糖含量也有明顯上升。同時(shí)，蛋白酶活性也逐漸增強(qiáng)，開始分解種子中的蛋白質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為氨基酸。這一過(guò)程為種子的萌發(fā)提供了必要的氮源和能量，滿足了細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)對(duì)物質(zhì)和能量的需求。隨著發(fā)芽時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)，小麥的生理需求發(fā)生改變，代謝產(chǎn)物的變化也更為復(fù)雜。在發(fā)芽2-3天，細(xì)胞呼吸作用持續(xù)增強(qiáng)，對(duì)糖類的消耗加劇。此時(shí)，糖類代謝產(chǎn)物中的葡萄糖和麥芽糖被大量用于細(xì)胞呼吸，通過(guò)糖酵解、三羧酸循環(huán)等代謝途徑，為細(xì)胞提供能量。因此，葡萄糖和麥芽糖的含量逐漸下降。與此同時(shí)，能量代謝過(guò)程中產(chǎn)生的一些中間產(chǎn)物，如丙酮酸、蘋果酸等有機(jī)酸，其含量開始上升。丙酮酸作為糖酵解的最終產(chǎn)物，在有氧條件下進(jìn)入線粒體，進(jìn)一步參與三羧酸循環(huán)，生成二氧化碳和水，并釋放出大量能量。蘋果酸是三羧酸循環(huán)中的重要中間產(chǎn)物，它不僅參與能量代謝，還在維持細(xì)胞內(nèi)酸堿平衡方面發(fā)揮著重要作用。在發(fā)芽后期，小麥開始進(jìn)行光合作用，自身合成物質(zhì)的能力逐漸增強(qiáng)。此時(shí)，代謝產(chǎn)物的變化不僅受到內(nèi)部代謝調(diào)控的影響，還與光合作用的產(chǎn)物密切相關(guān)。光合作用產(chǎn)生的糖類物質(zhì)，一部分用于滿足自身生長(zhǎng)和代謝的需求，另一部分則被轉(zhuǎn)化為淀粉等儲(chǔ)能物質(zhì)進(jìn)行儲(chǔ)存。同時(shí)，為了滿足蛋白質(zhì)合成和生長(zhǎng)發(fā)育的需要，氨基酸代謝活動(dòng)也更為活躍。一些氨基酸，如精氨酸、谷氨酸等，被用于合成蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子。精氨酸參與植物體內(nèi)的氮代謝和多種生理調(diào)節(jié)過(guò)程，在發(fā)芽后期含量逐漸增加，可能與小麥對(duì)氮素的需求增加以及相關(guān)代謝途徑的激活有關(guān)。谷氨酸作為氮代謝的關(guān)鍵中間產(chǎn)物，其含量在發(fā)芽后期也保持較高水平，為蛋白質(zhì)合成和其他含氮化合物的合成提供了充足的原料。4.2環(huán)境因素對(duì)代謝產(chǎn)物的影響環(huán)境因素在小麥發(fā)芽過(guò)程中扮演著至關(guān)重要的角色，它們能夠顯著影響小麥代謝產(chǎn)物的變化，進(jìn)而對(duì)小麥的生長(zhǎng)發(fā)育、品質(zhì)形成和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。在眾多環(huán)境因素中，溫度和水分是兩個(gè)最為關(guān)鍵的因素，它們通過(guò)不同的機(jī)制調(diào)控著小麥發(fā)芽過(guò)程中的代謝活動(dòng)。溫度是影響小麥發(fā)芽代謝產(chǎn)物的重要環(huán)境因素之一，對(duì)小麥的生長(zhǎng)發(fā)育和代謝過(guò)程有著多方面的影響。在低溫環(huán)境下，小麥種子的代謝活動(dòng)會(huì)受到顯著抑制。以淀粉酶和蛋白酶的活性變化為例，當(dāng)溫度低于10℃時(shí)，淀粉酶的活性明顯降低，其催化淀粉水解的能力減弱，導(dǎo)致淀粉分解為糖類的速度減緩，使得糖類代謝產(chǎn)物的生成量減少。蛋白酶的活性也會(huì)受到抑制，蛋白質(zhì)的分解過(guò)程受阻，氨基酸的生成量相應(yīng)減少。這是因?yàn)榈蜏貢?huì)降低酶分子的活性中心與底物的結(jié)合能力，使酶促反應(yīng)的速率減慢。同時(shí)，低溫還會(huì)影響細(xì)胞膜的流動(dòng)性和通透性，阻礙物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸，進(jìn)一步影響細(xì)胞內(nèi)的代謝活動(dòng)。在高溫環(huán)境下，小麥種子的代謝過(guò)程同樣會(huì)出現(xiàn)異常。當(dāng)溫度超過(guò)30℃時(shí)，雖然淀粉酶和蛋白酶的活性在短期內(nèi)可能會(huì)有所升高，但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，酶蛋白會(huì)逐漸變性失活。研究表明，高溫會(huì)破壞酶蛋白的空間結(jié)構(gòu)，使其活性中心的構(gòu)象發(fā)生改變，從而失去催化活性。這會(huì)導(dǎo)致淀粉和蛋白質(zhì)的分解代謝無(wú)法正常進(jìn)行，影響小麥的生長(zhǎng)和發(fā)育。此外，高溫還會(huì)使小麥細(xì)胞內(nèi)的水分流失加劇，導(dǎo)致細(xì)胞失水，影響細(xì)胞的正常生理功能。水分作為小麥發(fā)芽過(guò)程中不可或缺的物質(zhì)，對(duì)代謝產(chǎn)物的影響也十分顯著。適宜的水分條件是小麥種子正常發(fā)芽和代謝活動(dòng)的基礎(chǔ)。當(dāng)土壤含水量在15%-20%時(shí)，小麥種子能夠充分吸收水分，激活一系列與代謝相關(guān)的酶。水分進(jìn)入種子后，會(huì)使種子內(nèi)的淀粉顆粒膨脹，增加淀粉酶與淀粉的接觸面積，從而促進(jìn)淀粉的水解。水分還能夠溶解和運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，為細(xì)胞的代謝活動(dòng)提供必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。在干旱條件下，小麥種子會(huì)面臨水分不足的問(wèn)題，這會(huì)對(duì)代謝產(chǎn)物產(chǎn)生負(fù)面影響。水分不足會(huì)導(dǎo)致種子的吸脹過(guò)程受阻，無(wú)法正常激活酶系統(tǒng)，從而影響淀粉和蛋白質(zhì)的分解。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土壤含水量低于10%時(shí)，淀粉酶和蛋白酶的活性顯著降低，糖類和氨基酸的生成量明顯減少。同時(shí)，干旱還會(huì)引發(fā)小麥體內(nèi)的應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致一些應(yīng)激相關(guān)的代謝產(chǎn)物，如脯氨酸等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累增加。這些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累有助于維持細(xì)胞的滲透壓，保護(hù)細(xì)胞免受干旱脅迫的傷害，但也會(huì)改變小麥的代謝產(chǎn)物組成。在水分過(guò)多的情況下，小麥種子容易發(fā)生缺氧現(xiàn)象，因?yàn)檫^(guò)多的水分會(huì)填充土壤孔隙，排擠空氣，導(dǎo)致種子無(wú)法獲得充足的氧氣。缺氧會(huì)使小麥的呼吸代謝從有氧呼吸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)氧呼吸，產(chǎn)生乙醇等無(wú)氧呼吸產(chǎn)物。這些無(wú)氧呼吸產(chǎn)物的積累對(duì)小麥細(xì)胞有毒害作用，會(huì)影響小麥的正常生長(zhǎng)和發(fā)育，同時(shí)也會(huì)改變小麥的代謝產(chǎn)物譜。4.3品種特性對(duì)代謝產(chǎn)物的影響不同小麥品種在遺傳特性上存在顯著差異，這種差異直接導(dǎo)致了小麥發(fā)芽過(guò)程中代謝產(chǎn)物的不同。“鄭麥9023”和“濟(jì)麥22”在發(fā)芽過(guò)程中代謝產(chǎn)物的差異便是典型的例證。從遺傳基礎(chǔ)來(lái)看，小麥品種的遺傳多樣性決定了其代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的差異。不同品種的基因序列、基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制以及基因間的相互作用存在差異，這些差異影響了代謝途徑中關(guān)鍵酶的編碼基因，進(jìn)而影響酶的活性和表達(dá)量，最終導(dǎo)致代謝產(chǎn)物的種類和含量不同。研究表明，某些與黃酮類化合物合成相關(guān)的基因在“鄭麥9023”中表達(dá)水平較高，使得該品種在發(fā)芽過(guò)程中能夠合成更多種類和含量的黃酮類化合物。而“濟(jì)麥22”中與酚酰胺類化合物合成相關(guān)的基因表達(dá)更為活躍，從而導(dǎo)致其酚酰胺類代謝產(chǎn)物更為豐富。在能量代謝方面，“鄭麥9023”在發(fā)芽初期糖類代謝產(chǎn)物含量的快速變化，與該品種中淀粉酶基因的高表達(dá)密切相關(guān)。這些基因編碼的淀粉酶活性較高，能夠快速將淀粉分解為糖類，為種子的萌發(fā)提供充足的能量。相比之下，“濟(jì)麥22”在氮代謝相關(guān)基因的表達(dá)上具有優(yōu)勢(shì)，使得其在發(fā)芽過(guò)程中精氨酸和谷氨酸等氨基酸的含量較高。這些氨基酸不僅是蛋白質(zhì)合成的原料，還參與了植物體內(nèi)的氮代謝調(diào)節(jié)過(guò)程，為“濟(jì)麥22”在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中提供了充足的氮源。品種特性對(duì)代謝產(chǎn)物的影響還體現(xiàn)在次生代謝途徑上。黃酮類化合物和酚酰胺類化合物作為小麥的次生代謝產(chǎn)物，在植物的抗逆性、信號(hào)傳導(dǎo)等方面發(fā)揮著重要作用?！班嶜?023”中黃酮類化合物的積累可能與其較強(qiáng)的抗氧化能力和抗病蟲害能力有關(guān)，而“濟(jì)麥22”中酚酰胺類化合物的豐富則可能在其抵御生物和非生物脅迫過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。了解這些品種特性與代謝產(chǎn)物之間的關(guān)系，對(duì)于小麥品種的選育具有重要指導(dǎo)意義。在選育過(guò)程中，可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求，選擇具有特定代謝產(chǎn)物組成的小麥品種，或者通過(guò)遺傳改良手段，調(diào)控代謝途徑，培育出具有更優(yōu)品質(zhì)和抗逆性的小麥新品種。五、代謝產(chǎn)物與小麥品質(zhì)及應(yīng)用的關(guān)聯(lián)5.1代謝產(chǎn)物與小麥營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的關(guān)系小麥發(fā)芽過(guò)程中，代謝產(chǎn)物的動(dòng)態(tài)變化對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有著深遠(yuǎn)的影響，這些變化主要體現(xiàn)在蛋白質(zhì)、碳水化合物等關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)成分的改變上。在蛋白質(zhì)方面，發(fā)芽引發(fā)了一系列復(fù)雜的代謝反應(yīng)，顯著影響了蛋白質(zhì)的含量與組成。發(fā)芽初期，種子內(nèi)蛋白酶活性急劇上升，這是由于種子萌發(fā)時(shí)需要大量的氮源和能量，蛋白酶將蛋白質(zhì)水解為小分子肽和氨基酸，以滿足這一需求。研究表明，在發(fā)芽的前24小時(shí)內(nèi)，蛋白酶活性可提高數(shù)倍，使得蛋白質(zhì)的分解速度加快。隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)，這些小分子肽和氨基酸部分被用于合成新的蛋白質(zhì)，以支持細(xì)胞的生長(zhǎng)和分裂。在發(fā)芽后期，蛋白質(zhì)的合成逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，使得蛋白質(zhì)的含量有所回升。這種蛋白質(zhì)含量和組成的變化，直接影響了小麥的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。小分子肽和氨基酸相較于大分子蛋白質(zhì)，更易被人體消化吸收，提高了小麥蛋白質(zhì)的生物利用率。某些在發(fā)芽過(guò)程中含量增加的氨基酸，如賴氨酸，是人體必需的氨基酸，其含量的提升進(jìn)一步增強(qiáng)了小麥蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。碳水化合物在小麥發(fā)芽過(guò)程中也經(jīng)歷了顯著的代謝轉(zhuǎn)變，對(duì)小麥的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值產(chǎn)生重要影響。發(fā)芽時(shí)，淀粉酶活性迅速升高，催化淀粉水解為糖類。在發(fā)芽的前3天，淀粉酶活性持續(xù)上升，淀粉大量分解為葡萄糖、麥芽糖等小分子糖類。這些小分子糖類不僅為種子的萌發(fā)提供了能量，也改變了小麥的碳水化合物組成。相較于淀粉，小分子糖類更易被人體吸收利用，能夠快速為人體提供能量。發(fā)芽過(guò)程中，一些糖類還參與了其他代謝途徑，如戊糖磷酸途徑，生成了具有重要生理功能的物質(zhì)，如核苷酸、維生素等，進(jìn)一步豐富了小麥的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。發(fā)芽小麥中的膳食纖維含量也有所變化，膳食纖維對(duì)于維持腸道健康、促進(jìn)腸道蠕動(dòng)具有重要作用，其含量的改變也影響著小麥的整體營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。5.2代謝產(chǎn)物對(duì)小麥加工品質(zhì)的影響小麥發(fā)芽過(guò)程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物對(duì)其加工品質(zhì)有著深遠(yuǎn)的影響，這些影響在烘焙和釀造等領(lǐng)域表現(xiàn)得尤為明顯。在烘焙領(lǐng)域，代謝產(chǎn)物對(duì)小麥面團(tuán)特性有著關(guān)鍵作用。發(fā)芽小麥中淀粉酶活性的增強(qiáng)，使得淀粉大量水解為糖類，這一變化顯著影響了面團(tuán)的流變學(xué)特性。研究表明，在面團(tuán)制作過(guò)程中，糖類的增加會(huì)改變面團(tuán)的水分分布和結(jié)合狀態(tài)，從而影響面團(tuán)的黏性和延展性。當(dāng)面團(tuán)中還原糖含量升高時(shí)，面團(tuán)的黏性會(huì)增加，這是因?yàn)檫€原糖具有較強(qiáng)的親水性，能夠結(jié)合更多的水分，使得面團(tuán)中的自由水含量減少，分子間的相互作用力增強(qiáng)，導(dǎo)致面團(tuán)的黏性增大。面團(tuán)的延展性也會(huì)受到影響，由于淀粉的降解，面團(tuán)中形成的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)受到一定程度的破壞，使得面團(tuán)的延展性下降，在拉伸過(guò)程中更容易斷裂。氨基酸含量的變化也會(huì)對(duì)面團(tuán)特性產(chǎn)生影響。某些氨基酸，如半胱氨酸，含有巰基（-SH），它能夠與面筋蛋白中的二硫鍵（-S-S-）發(fā)生交換反應(yīng)，從而改變面筋蛋白的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。當(dāng)半胱氨酸含量增加時(shí)，會(huì)導(dǎo)致面筋蛋白的二硫鍵減少，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得松散，面團(tuán)的彈性和韌性降低。在釀造行業(yè)，小麥發(fā)芽代謝產(chǎn)物對(duì)發(fā)酵性能有著重要影響。發(fā)芽小麥中糖類代謝產(chǎn)物的變化為發(fā)酵過(guò)程提供了豐富的底物。葡萄糖和麥芽糖等糖類是酵母菌發(fā)酵的主要碳源，它們的含量和比例直接影響著酵母菌的生長(zhǎng)和發(fā)酵速率。研究發(fā)現(xiàn)，在啤酒釀造過(guò)程中，當(dāng)麥汁中葡萄糖和麥芽糖的含量適宜時(shí)，酵母菌能夠迅速利用這些糖類進(jìn)行發(fā)酵，產(chǎn)生二氧化碳和酒精，使啤酒具有良好的起泡性和酒精含量。如果糖類含量過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)對(duì)發(fā)酵產(chǎn)生不利影響。糖類含量過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵過(guò)于旺盛，產(chǎn)生過(guò)多的酒精和二氧化碳，影響啤酒的口感和品質(zhì)；糖類含量過(guò)低，則會(huì)使酵母菌生長(zhǎng)緩慢，發(fā)酵不完全，導(dǎo)致啤酒的風(fēng)味和質(zhì)量下降。氨基酸在發(fā)酵過(guò)程中也起著重要作用。它們不僅是酵母菌生長(zhǎng)和繁殖所需的氮源，還參與了啤酒風(fēng)味物質(zhì)的形成。一些氨基酸，如纈氨酸、異亮氨酸等，在發(fā)酵過(guò)程中會(huì)通過(guò)一系列代謝途徑轉(zhuǎn)化為高級(jí)醇和酯類等風(fēng)味物質(zhì)，這些風(fēng)味物質(zhì)賦予了啤酒獨(dú)特的香氣和口感。如果氨基酸含量不足，會(huì)影響酵母菌的生長(zhǎng)和代謝，導(dǎo)致風(fēng)味物質(zhì)的生成量減少，使啤酒的風(fēng)味變得淡薄。5.3在食品和飼料行業(yè)的應(yīng)用潛力基于對(duì)小麥發(fā)芽過(guò)程代謝產(chǎn)物的深入分析，其在食品和飼料行業(yè)展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力，為開發(fā)新產(chǎn)品和優(yōu)化生產(chǎn)工藝提供了廣闊的思路和方向。在食品行業(yè)，小麥發(fā)芽代謝產(chǎn)物為新產(chǎn)品的開發(fā)提供了豐富的資源。發(fā)芽小麥中富含多種功能性成分，如γ-氨基丁酸、黃酮類化合物、酚酰胺等，這些成分具有抗氧化、降血壓、調(diào)節(jié)腸道菌群等多種生理活性。以γ-氨基丁酸為例，它是一種重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，具有改善睡眠、降低血壓、緩解焦慮等功效。將發(fā)芽小麥作為原料，開發(fā)富含γ-氨基丁酸的功能性食品，如發(fā)芽小麥面包、發(fā)芽小麥餅干等，能夠滿足消費(fèi)者對(duì)健康食品的需求。發(fā)芽小麥中的黃酮類化合物和酚酰胺具有較強(qiáng)的抗氧化活性，能夠清除體內(nèi)自由基，預(yù)防氧化應(yīng)激相關(guān)的疾病。可以利用這些特性，開發(fā)具有抗氧化功能的飲料、保健品等產(chǎn)品。在烘焙食品中，添加發(fā)芽小麥粉能夠改善面包的風(fēng)味和口感，使其具有獨(dú)特的麥芽香氣。發(fā)芽小麥粉中的淀粉酶活性較高，能夠在烘焙過(guò)程中分解淀粉，產(chǎn)生更多的糖類，增加面包的甜味和松軟度。同時(shí)，發(fā)芽小麥粉中的蛋白質(zhì)和膳食纖維含量也有所增加，提高了面包的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。在飼料行業(yè)，小麥發(fā)芽代謝產(chǎn)物的應(yīng)用也具有重要意義。發(fā)芽小麥中的營(yíng)養(yǎng)成分更易被動(dòng)物消化吸收，能夠提高飼料的利用率，降低養(yǎng)殖成本。研究表明，將發(fā)芽小麥添加到豬飼料中，能夠顯著提高豬的生長(zhǎng)性能和飼料轉(zhuǎn)化率。發(fā)芽小麥中的氨基酸含量較高，尤其是賴氨酸等必需氨基酸的含量有所增加，這些氨基酸是動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。在水產(chǎn)飼料中添加發(fā)芽小麥，能夠改善水產(chǎn)動(dòng)物的肉質(zhì)和免疫力。發(fā)芽小麥中的功能性成分，如γ-氨基丁酸、黃酮類化合物等，能夠調(diào)節(jié)水產(chǎn)動(dòng)物的生理功能，增強(qiáng)其抗應(yīng)激能力和免疫力。在養(yǎng)殖過(guò)程中，使用發(fā)芽小麥作為飼料原料，還能夠減少抗生素的使用，降低養(yǎng)殖環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)綠色養(yǎng)殖。發(fā)芽小麥中的微生物群落相對(duì)豐富，這些微生物能夠調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道菌群的平衡，抑制有害菌的生長(zhǎng)，促進(jìn)有益菌的繁殖，從而減少動(dòng)物疾病的發(fā)生，提高養(yǎng)殖效益。六、結(jié)論與展望6.1研究主要結(jié)論總結(jié)本研究運(yùn)用UPLC-QTOF/MS技術(shù)，對(duì)小麥發(fā)芽過(guò)程中的代謝產(chǎn)物進(jìn)行了系統(tǒng)分析，取得了一系列重要成果。通過(guò)該技術(shù)，成功鑒定出涵蓋糖類、氨基酸、有機(jī)酸、核苷酸、維生素、黃酮類、酚酰胺等多個(gè)類別的多種代謝產(chǎn)物。這些代謝產(chǎn)物在小麥發(fā)芽過(guò)程中發(fā)揮著各自獨(dú)特的生理功能，共同參與了小麥的生長(zhǎng)發(fā)育和代謝調(diào)控過(guò)程。在代謝產(chǎn)物的定量分析方面，明確了不同發(fā)芽時(shí)間下各類代謝產(chǎn)物的含量變化規(guī)律。糖類代謝產(chǎn)物中，葡萄糖、果糖和麥芽糖在發(fā)芽初期因淀粉酶作用含量上升，隨后因被消耗而下降，蔗糖含量相對(duì)穩(wěn)定。氨基酸類代謝產(chǎn)物中，精氨酸和谷氨酸的含量變化與小麥的氮代謝和生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)。有機(jī)酸類代謝產(chǎn)物如蘋果酸和檸檬酸的含量變化，反映了小麥發(fā)芽過(guò)程中能量代