Published March 29, 2024 | Version v1
Publication Open

Metabolomic analysis reveals the positive effects of Rhizopus oryzae fermentation on the nutritional and functional constituents of adlay millet seeds

Creators

  • 1. Baise University
  • 2. Agriculture and Food
  • 3. Peking University
  • 4. Shenzhen University

Description

Abstract Adlay millet seeds are well known for excellent health benefits. However, using fungal fermentation to improve their nutritional and functional constituents and the underlying mechanisms has not been thoroughly investigated. Herein, we used Rhizopus oryzae as starter and applied metabolomics combining with quantitative verification to understand the changes of the nutritional and functional profiles of adlay millet seeds. Results showed that a total of 718 metabolites from 18 compound classes were identified. The fermentation with R. oryzae varied 203 differential metabolites, of which 184 became more abundant and 19 got less abundant, and many components such as amino acids, nucleotides, vitamins, flavonoids, terpenoids, and phenols significantly increased after the fermentation process. Interestingly, we found that R. oryzae synthesized high levels of two important beneficial compounds, S-adenosylmethionine (SAMe) and β-Nicotinamide mononucleotide (β-NMN), with their contents increased from 0.56 to 370.26 μg/g and 0.55 to 8.32 μg/g, respectively. KEGG analysis of enriched metabolites revealed the amino acid metabolic pathways were important for conversion of the primary and secondary metabolites. Specifically, aspartate can up-regulate the biosynthesis of SAMe and β-NMN. These findings improved our understanding into the effects of R. oryzae fermentation on enhancing the nutritional and functional values of cereal foods.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

خلاصة بذور الدخن Adlay معروفة بفوائدها الصحية الممتازة. ومع ذلك، لم يتم التحقيق بدقة في استخدام التخمير الفطري لتحسين مكوناتها الغذائية والوظيفية والآليات الأساسية. هنا، استخدمنا Rhizopus oryzae كبداية وطبقت الأيضات جنبًا إلى جنب مع التحقق الكمي لفهم التغيرات في الملامح الغذائية والوظيفية لبذور الدخن adlay. أظهرت النتائج أنه تم تحديد ما مجموعه 718 مستقلبًا من 18 فئة مركبة. تنوع التخمير مع المستقلبات التفاضلية R. oryzae 203 مستقلبات تفاضلية، منها 184 أصبحت أكثر وفرة و 19 أصبحت أقل وفرة، وزادت العديد من المكونات مثل الأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات والفيتامينات والفلافونويدات والتربينويدات والفينولات بشكل كبير بعد عملية التخمير. ومن المثير للاهتمام، وجدنا أن R. oryzae توليف مستويات عالية من اثنين من المركبات المفيدة الهامة، S - adenosylmethionine (SAMe) و β - Nicotinamide mononucleotide (β - NMN)، مع زيادة محتوياتها من 0.56 إلى 370.26 ميكروغرام/غرام و 0.55 إلى 8.32 ميكروغرام/غرام، على التوالي. كشف تحليل KEGG للمستقلبات المخصبة أن مسارات التمثيل الغذائي للأحماض الأمينية كانت مهمة لتحويل المستقلبات الأولية والثانوية. على وجه التحديد، يمكن للأسبارتات تنظيم التركيب الحيوي لـ SAMe و β - NMN. حسنت هذه النتائج فهمنا لآثار تخمير الأوريزاي على تعزيز القيم الغذائية والوظيفية لأطعمة الحبوب.

Translated Description (French)

Résumé Les graines de mil Adlay sont bien connues pour leurs excellents bienfaits pour la santé. Cependant, l'utilisation de la fermentation fongique pour améliorer leurs constituants nutritionnels et fonctionnels et les mécanismes sous-jacents n'a pas été étudiée de manière approfondie. Ici, nous avons utilisé Rhizopus oryzae comme amorce et la métabolomique appliquée en combinaison avec la vérification quantitative pour comprendre les changements des profils nutritionnels et fonctionnels des graines de mil adlay. Les résultats ont montré qu'un total de 718 métabolites de 18 classes de composés ont été identifiés. La fermentation avec R. oryzae a varié 203 métabolites différentiels, dont 184 sont devenus plus abondants et 19 sont devenus moins abondants, et de nombreux composants tels que les acides aminés, les nucléotides, les vitamines, les flavonoïdes, les terpénoïdes et les phénols ont considérablement augmenté après le processus de fermentation. Fait intéressant, nous avons constaté que R. oryzae synthétisait des niveaux élevés de deux composés bénéfiques importants, la S-adénosylméthionine (SAMe) et le mononucléotide β-nicotinamide (β-NMN), avec leurs teneurs augmentées de 0,56 à 370,26 μg/g et de 0,55 à 8,32 μg/g, respectivement. L'analyse KEGG des métabolites enrichis a révélé que les voies métaboliques des acides aminés étaient importantes pour la conversion des métabolites primaires et secondaires. Plus précisément, l'aspartate peut réguler à la hausse la biosynthèse de la SAMe et de la β-NMN. Ces résultats ont amélioré notre compréhension des effets de la fermentation de R. oryzae sur l'amélioration des valeurs nutritionnelles et fonctionnelles des aliments céréaliers.

Translated Description (Spanish)

Las semillas de mijo Adlay son bien conocidas por sus excelentes beneficios para la salud. Sin embargo, el uso de la fermentación fúngica para mejorar sus componentes nutricionales y funcionales y los mecanismos subyacentes no se ha investigado a fondo. En este caso, utilizamos Rhizopus oryzae como iniciador y aplicamos la metabolómica combinada con la verificación cuantitativa para comprender los cambios de los perfiles nutricionales y funcionales de las semillas de mijo adlay. Los resultados mostraron que se identificaron un total de 718 metabolitos de 18 clases de compuestos. La fermentación con R. oryzae varió 203 metabolitos diferenciales, de los cuales 184 se volvieron más abundantes y 19 se volvieron menos abundantes, y muchos componentes como aminoácidos, nucleótidos, vitaminas, flavonoides, terpenoides y fenoles aumentaron significativamente después del proceso de fermentación. Curiosamente, encontramos que R. oryzae sintetizó altos niveles de dos compuestos beneficiosos importantes, S-adenosilmetionina (SAMe) y mononucleótido de β-nicotinamida (β-NMN), con sus contenidos aumentados de 0.56 a 370.26 μg/g y 0.55 a 8.32 μg/g, respectivamente. El análisis KEGG de metabolitos enriquecidos reveló que las vías metabólicas de los aminoácidos eran importantes para la conversión de los metabolitos primarios y secundarios. Específicamente, el aspartato puede regular positivamente la biosíntesis de SAMe y β-NMN. Estos hallazgos mejoraron nuestra comprensión de los efectos de la fermentación de R. oryzae en la mejora de los valores nutricionales y funcionales de los alimentos de cereales.

Files

latest.pdf.pdf

Files (4.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:8d9130806a665ebd391ff1e03ebbd1fc
4.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يكشف التحليل الأيضي عن الآثار الإيجابية لتخمير الجذور الأوريزية على المكونات الغذائية والوظيفية لبذور الدخن
Translated title (French)
L'analyse métabolomique révèle les effets positifs de la fermentation de Rhizopus oryzae sur les constituants nutritionnels et fonctionnels des graines de mil adlay
Translated title (Spanish)
El análisis metabolómico revela los efectos positivos de la fermentación de Rhizopus oryzae en los componentes nutricionales y funcionales de las semillas de mijo adlay

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4393309055
DOI
10.21203/rs.3.rs-4097492/v1

Is supplement to
https://openalex.org/W4252091787 (Other)
https://openalex.org/W2883858990 (Other)
https://openalex.org/W2364255240 (Other)
https://openalex.org/W2359301948 (Other)
https://openalex.org/W2347293523 (Other)
https://openalex.org/W2332842058 (Other)
https://openalex.org/W2318704679 (Other)
https://openalex.org/W2062627734 (Other)
https://openalex.org/W2001303018 (Other)
https://openalex.org/W1510582089 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1972326829
  • https://openalex.org/W1990749143
  • https://openalex.org/W1990867868
  • https://openalex.org/W2067605845
  • https://openalex.org/W2136055326
  • https://openalex.org/W2156961332
  • https://openalex.org/W2168978421
  • https://openalex.org/W2169999050
  • https://openalex.org/W2344675239
  • https://openalex.org/W2557965571
  • https://openalex.org/W2573121869
  • https://openalex.org/W2588872748
  • https://openalex.org/W2620979859
  • https://openalex.org/W2790027344
  • https://openalex.org/W2790623723
  • https://openalex.org/W2943240689
  • https://openalex.org/W2966698935
  • https://openalex.org/W2981212960
  • https://openalex.org/W2995880934
  • https://openalex.org/W3004183777
  • https://openalex.org/W3005785400
  • https://openalex.org/W3016208404
  • https://openalex.org/W3018338716
  • https://openalex.org/W3021426784
  • https://openalex.org/W3092819650
  • https://openalex.org/W3094189343
  • https://openalex.org/W3116434720
  • https://openalex.org/W3154549695
  • https://openalex.org/W3167585393
  • https://openalex.org/W3198669059
  • https://openalex.org/W3208390647
  • https://openalex.org/W3210486995
  • https://openalex.org/W3210848315
  • https://openalex.org/W3213740264
  • https://openalex.org/W3216424548
  • https://openalex.org/W4200398091
  • https://openalex.org/W4210913466
  • https://openalex.org/W4229052484
  • https://openalex.org/W4251578310
  • https://openalex.org/W4366452194
  • https://openalex.org/W4381598132