啤酒大麥和麥芽代謝組學(xué)研究進(jìn)展

俞 志 敏， 張 鎂 慧， 趙 雪， 張 倩 瑜， 欒 靜

( 大連工業(yè)大學(xué) 生物工程學(xué)院, 遼寧 大連 116034 )

0 引 言

啤酒大麥麥芽是啤酒釀造的主要原料，由大麥經(jīng)過浸麥、發(fā)芽和焙焦制成。大麥通過制麥過程合成或激活水解酶。水解酶將大麥中的淀粉、蛋白和多糖等大分子物質(zhì)，水解成酵母可以利用的小分子物質(zhì)，同時(shí)提供啤酒特有的色香味。因此，大麥品質(zhì)、大麥發(fā)芽、大分子物質(zhì)水解和麥芽質(zhì)量對(duì)啤酒質(zhì)量都扮演著重要角色[1]。

代謝組學(xué)是近二十年發(fā)展起來的一門對(duì)動(dòng)物、植物和微生物細(xì)胞中所有分子質(zhì)量低于1 ku的代謝物進(jìn)行定性和定量分析的新技術(shù)，是繼基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)之后系統(tǒng)生物學(xué)的另一重要的研究方向，是目前組學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一[2]。鑒于啤酒大麥?zhǔn)瞧【漆勗斓闹饕希滟|(zhì)量直接影響到啤酒釀造和啤酒品質(zhì)，研究者嘗試將代謝組學(xué)技術(shù)應(yīng)用于啤酒大麥研究中，并在分析啤酒大麥的代謝標(biāo)志物、代謝路徑和代謝產(chǎn)物變化，以及評(píng)價(jià)啤酒大麥對(duì)麥芽品質(zhì)、啤酒釀造和啤酒質(zhì)量等方面取得了一定的新成果[3]。本文對(duì)啤酒大麥代謝組學(xué)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為推動(dòng)代謝組學(xué)技術(shù)在啤酒大麥研究領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 啤酒大麥簡述

1.1 啤酒大麥

大麥(HordeumvulgareL.)屬禾本植物，在我國，是繼水稻、小麥、玉米之后的第四大谷類作物，有釀造、飼用、食用等多種用途[4]。適用于釀酒的大麥有很多，不同品種大麥的外部形態(tài)和釀造性能都不相同，通過選育后進(jìn)行小型制麥與釀酒實(shí)驗(yàn)，利用形態(tài)選種、雜交育種、誘變育種、基因轉(zhuǎn)化技術(shù)等方法選出適合釀酒的啤酒大麥。

1.2 啤酒大麥分類

大麥主要分為皮大麥和裸大麥兩種，皮大麥又稱帶殼大麥、有稃大麥，目前用于啤酒釀造和動(dòng)物飼料，裸大麥又稱“米麥”，如青稞就是裸大麥。皮大麥從形態(tài)上看相差無幾，只是啤酒大麥的釀造特性對(duì)大麥籽粒性狀和內(nèi)在質(zhì)量有特殊需求。研究顯示，二棱大麥(Hordeumvulgaressp. distichon Hsü.)是大麥種的一個(gè)亞種，制得麥芽質(zhì)量好，是釀造啤酒的優(yōu)良品種[5]。近年來，國內(nèi)外研究者以基因雜交等手段選育適宜釀造其他遺傳性狀不改變的新品種。

1.3 大麥基因組建立

2000年美國加州大學(xué)開始進(jìn)行大麥基因組測(cè)序工作。2017年4月27日，國際大麥基因組測(cè)序聯(lián)盟(International Barley Sequencing Consortium，IBSC)在《Nature》公布了大麥基因組精細(xì)圖譜的研究成果。大麥基因組全長5.1 Gb，含有3.9萬多個(gè)蛋白編碼基因，且多數(shù)為多拷貝，形成了復(fù)雜的基因家族，并富含轉(zhuǎn)座因子，因此全基因組測(cè)序工作難度巨大。國際大麥測(cè)序聯(lián)盟耗費(fèi)了近10年時(shí)間，綜合運(yùn)用了包括染色體構(gòu)象作圖和生物納米作圖等多種最先進(jìn)的測(cè)序和組裝技術(shù)，利用約2.5 Tb大麥基因組測(cè)序數(shù)據(jù)，組裝完成了一個(gè)包含4.79 Gb的大麥高質(zhì)量參考基因組序列，每條染色體均被排成一個(gè)線性分子，其中94.8%的組裝序列明確定位在大麥各條染色體上。高質(zhì)量的大麥基因組參考序列是大麥遺傳育種、并為其他組學(xué)研究取得突破性成果的重要支撐[6]。

2 代謝組學(xué)概念及研究方法

2.1 代謝組學(xué)概念

1998年，“代謝組(metabolome)”一詞首先由Oliver等[7]定義為“一個(gè)生物體合成的所有代謝物”。2001年，F(xiàn)iehn[8]提出“代謝組學(xué)”(metabomics或metabonomics)，用于研究生物體和細(xì)胞中小分子代謝物成分及其動(dòng)態(tài)變化。Metabonomics和metabolomics分別是對(duì)代謝物動(dòng)態(tài)信息研究和單個(gè)體系靜態(tài)研究的生物學(xué)方法。

2.2 代謝組學(xué)研究方法

代謝組學(xué)是一個(gè)快速發(fā)展的技術(shù)平臺(tái)，其研究對(duì)象包括各種動(dòng)物、植物和微生物中的小分子代謝產(chǎn)物。由于樣品性質(zhì)和研究內(nèi)容不同，對(duì)其進(jìn)行樣品處理、檢測(cè)和分析的方法也有不同。本文以檢測(cè)大麥代謝物為例，涉及的流程包括樣品收集、代謝物提取、代謝物檢測(cè)和分析鑒定、數(shù)據(jù)處理和解釋。

2.2.1 樣品收集

植物樣品在培養(yǎng)過程中，受種子資源、谷物質(zhì)量和培養(yǎng)環(huán)境等多種因素的影響，為了避免代謝組學(xué)分析時(shí)產(chǎn)生誤差，需要嚴(yán)格控制培養(yǎng)條件，減少試驗(yàn)樣本之間的差異，同時(shí)盡量選取表型一致的平行樣品，增加取樣數(shù)量，降低試驗(yàn)誤差。試驗(yàn)樣品取樣后，要迅速對(duì)樣品進(jìn)行淬滅處理。淬滅是迅速降低或終止細(xì)胞內(nèi)代謝酶活性，停止代謝反應(yīng)，保證樣品能夠反映實(shí)時(shí)的代謝信息。液氮冷凍和高氯酸猝滅技術(shù)是植物和動(dòng)物代謝組學(xué)研究中主要使用的滅活方法[9]。

2.2.2 代謝物提取

代謝物提取效果直接影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。谷物代謝物的提取方法有物理法和化學(xué)法。物理法包括微波法、超聲波法、機(jī)械研磨法、煮沸法和液氮凍融法等?；瘜W(xué)法包括乙醇提取、高氯酸提取、甲醇提取和氯仿提取等[10]。本實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)，采用物理化學(xué)結(jié)合的提取方法對(duì)大麥中代謝物提取效果較好，如70%熱乙醇提取法、液氮甲醇提取法和超聲甲醇提取法等，這些方法可以更有效地大范圍提取大麥中代謝產(chǎn)物。Zhao等[11]研究發(fā)現(xiàn)利用80%丙酮可以有效地對(duì)大麥中酚類化合物進(jìn)行提取。Frank等[12]利用二氯甲烷提取水稻中的脂肪，然后利用甲醇、鹽酸和正己烷分別提取得到糖、糖醇、氨基酸和有機(jī)酸等極性成分。另外，Dong等[13]利用固相微萃取技術(shù)對(duì)大麥中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行提取。

2.2.3 代謝物分離鑒定

代謝產(chǎn)物的分離、鑒定和分析是代謝組學(xué)技術(shù)的核心部分。植物代謝物的多樣性超過動(dòng)物和微生物，而且濃度相差7～9個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)這些代謝物分析需要高靈敏度、高效率、高分辨率、高通量的分析平臺(tái)。目前，對(duì)于植物代謝物的分離和分析最常用的是氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(gas chromatography mass spectrometry，GC-MS)和液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(liquid chromatography mass spectrometry，LC-MS)，每種技術(shù)都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)[14]。GC-MS是最先應(yīng)用于植物代謝組研究的技術(shù)，可以分析揮發(fā)性和衍生化的樣品，具有高靈敏度、高分辨率，并有標(biāo)準(zhǔn)化合物數(shù)據(jù)庫可用來鑒定和分析。但GC-MS的缺點(diǎn)是不適合分析不易揮發(fā)、熱不穩(wěn)定、分子質(zhì)量較大和極性強(qiáng)的代謝物，并且分析前需要對(duì)樣品進(jìn)行衍生化處理[15]。LC-MS具有高靈敏度、高分辨率和高效率等優(yōu)點(diǎn)，可分離不易揮發(fā)、熱不穩(wěn)定、分子質(zhì)量較大的代謝物，尤其對(duì)皂苷、生物堿、酚酸和生物胺等植物代謝物的分離更有優(yōu)勢(shì)[16]。另外，核磁共振技術(shù)(nuclear magnetic resonance，NMR)是一種預(yù)處理簡單、樣品量少、高通量、無偏差且易于進(jìn)行實(shí)時(shí)代謝物鑒定的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。但缺點(diǎn)是檢測(cè)范圍小、靈敏度低，在植物代謝組研究中應(yīng)用較少[17]。毛細(xì)管電泳質(zhì)譜聯(lián)用(capillary electrophoresis mass spectrometry，CE-MS)對(duì)于強(qiáng)極性、帶電代謝物的分析是一種有效的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，而且其快速高效，無須樣品預(yù)處理[18]。

2.2.4 數(shù)據(jù)分析

代謝物數(shù)據(jù)收集后，利用主成分分析(principal component analysis，PCA))、分層聚類分析(hierarchical clustering analysis，HCA)、非線性映射(nonlinear mapping)和人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)(artificial neural networks，ANN)等數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法，結(jié)合生物信息學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析和總結(jié)，得到代謝物信息及其之間的聯(lián)系，構(gòu)建代謝網(wǎng)絡(luò)模型，找出生物標(biāo)志物[19]。分析代謝物信息時(shí)，常用植物代謝數(shù)據(jù)庫有BioCyc、EMP、MctaCyc等。但目前仍然缺乏一個(gè)代謝數(shù)據(jù)系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫，仍需大量的科研工作者對(duì)植物代謝組學(xué)進(jìn)行研究，共同推進(jìn)代謝組學(xué)數(shù)據(jù)庫建設(shè)。

3 代謝組學(xué)在啤酒大麥研究中的應(yīng)用

作為應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的新興研究方向，代謝組學(xué)已在疾病診斷和治療、藥物毒理和動(dòng)物模型、食品營養(yǎng)和安全、微生物改造和代謝研究、植物育種和抗性研究及基因功能闡明等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用[20]。目前，代謝組學(xué)在啤酒大麥種植和種子質(zhì)量、大麥對(duì)致病微生物防御、啤酒大麥發(fā)芽及麥芽質(zhì)量等方面研究取得了新的突破和進(jìn)展。

3.1 大麥種植和種子質(zhì)量的代謝組學(xué)研究

在植物育種過程中會(huì)出現(xiàn)大量的植物表型，為了得到理想的種子資源需要進(jìn)行多年篩選。因此通過高通量分析技術(shù)可以縮短種子的選育時(shí)間，降低育種成本。植物代謝物可以作為評(píng)價(jià)植物質(zhì)量指標(biāo)的生物標(biāo)記，可以加速植物育種的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。Heuberger等[21]通過分析大麥代謝物譜研究基因和環(huán)境因素對(duì)大麥代謝表型的影響，闡明了啤酒大麥的制麥性能和大麥代謝譜的關(guān)系。作者利用超高液相色譜(ultra high performance liquid chromatography，UHPLC)-MS對(duì)72個(gè)分別來源于不同地點(diǎn)的二棱和六棱優(yōu)良啤酒大麥樣品的代謝譜進(jìn)行分析，共檢測(cè)到27 420個(gè)代謝物?；蚝铜h(huán)境因素對(duì)大麥代謝物和制麥質(zhì)量指標(biāo)會(huì)產(chǎn)生相似的影響。216個(gè)初級(jí)和次級(jí)代謝物，包括胺類、氨基酸、生物堿、多酚類和脂類，與20個(gè)制麥質(zhì)量指標(biāo)具有相關(guān)性。這一結(jié)果表明，大麥代謝物和制麥質(zhì)量指標(biāo)被基因和環(huán)境因素共同調(diào)控，因此可以利用大麥代謝物作為生物標(biāo)記選育具有優(yōu)良制麥性能的大麥品種。

大麥等谷物的生長、發(fā)育和結(jié)實(shí)與高鹽、低溫、干旱和重金屬污染等不良物理環(huán)境的影響緊密相關(guān)，屬于非生物環(huán)境脅迫。大麥種植很多處于這種非生物脅迫的環(huán)境，因此利用系統(tǒng)生物學(xué)方法對(duì)大麥非生物脅迫的耐受機(jī)理進(jìn)行研究，在此基礎(chǔ)上選育優(yōu)良的大麥品種，從而提高啤酒大麥的制麥和釀造性能。Widodo等[22]利用代謝組學(xué)方法研究了兩種不同耐鹽能力的大麥品種Sahara 和Clipper對(duì)鹽脅迫應(yīng)答的代謝物差異，結(jié)果表明Sahara比Chipper葉片中Na+含量更高，壞死率較低，耐鹽能力相對(duì)較強(qiáng)。這兩種大麥的代謝物不同，在Chipper中，某些氨基酸、多胺和腐胺等化合物增加，這些代謝物累積與鹽脅迫下的低生長率和葉片壞死有關(guān)。在Sahara中，部分糖類、代謝循環(huán)中間產(chǎn)物和與細(xì)胞保護(hù)相關(guān)代謝物產(chǎn)生積累現(xiàn)象，這些變化可能與Sahara葉片細(xì)胞防護(hù)和葉片對(duì)高Na+的耐受能力有關(guān)，這一結(jié)果對(duì)于選育優(yōu)良的耐鹽大麥品種具有一定的指導(dǎo)意義。在大麥的成熟期，水分過高也會(huì)影響大麥產(chǎn)量和制麥性能。Wu等[23]利用代謝組學(xué)方法研究了兩種西藏野生型和兩種培育型大麥在灌漿期遭受水環(huán)境脅迫的代謝物變化。當(dāng)面臨水環(huán)境脅迫時(shí)，野生型大麥XZ147的β-淀粉酶活性提高和β-葡聚糖含量顯著減低，同時(shí)賴氨酸含量升高，吲哚-3-乙酸含量降低，H2O2體內(nèi)更穩(wěn)定。結(jié)果表明野生大麥XZ147在大麥育種和提高水環(huán)境脅迫研究方面具有廣泛地應(yīng)用前景。

3.2 大麥對(duì)致病微生物防御的代謝組學(xué)研究

當(dāng)大麥?zhǔn)艿讲≡那秩緯r(shí)，會(huì)產(chǎn)生初級(jí)免疫應(yīng)答反應(yīng)，此反應(yīng)屬于生物脅迫環(huán)境。大麥細(xì)胞在識(shí)別病原物以后，會(huì)產(chǎn)生一系列反應(yīng)，從而激活抗病反應(yīng)，抵擋外來入侵，代謝物在這一系列反應(yīng)中起到重要的作用，這種反應(yīng)需要初級(jí)代謝途徑提供能量、還原力和碳骨架，從而實(shí)現(xiàn)能量的合成和調(diào)控。Balmer等[24]以小麥和大麥為樣本研究發(fā)現(xiàn)了100多種與赤霉病抗性相關(guān)的性狀位點(diǎn)，赤霉病抗性存在多重機(jī)制。對(duì)Qfhs.ndsu-3BS位點(diǎn)的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，此位點(diǎn)的功能是參與脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol，DON)轉(zhuǎn)化為低毒的DON-3-O-葡萄糖苷(deoxynivalenol-3-O-glucoside，D3G)的過程。Tomas等[25]研究受病原侵染的樣品中，病原菌侵入大麥以后，通常會(huì)使大麥的正常代謝受到干擾以滿足其營養(yǎng)需求，研究發(fā)現(xiàn)它能夠刺激寄生大麥種子的萌發(fā)以及促使叢枝真菌菌絲的分枝以建立真菌和植物的共生關(guān)系。通過分析不同抗性品種大麥的非目標(biāo)性代謝組學(xué)，得到一些與抗病性有關(guān)的關(guān)鍵代謝物，這些代謝物可以起到輔助育種的作用，大麥的抗性相關(guān)代謝物，如茉莉酸、雙氫-7-羥基苦甘藍(lán)酮、山萘酚-3-O-葡萄糖苷-7-O-鼠李糖苷、4-甲氧桂皮酸等含量的增加與DON/D3G濃度的增加呈正相關(guān)。1961年首次在大麥幼苗中發(fā)現(xiàn)苯丙氨酸解氨酶(phenglalanine ammonia lyase，PAL)，催化次生物質(zhì)代謝。PAL的作用機(jī)理是催化由苯丙氨酸轉(zhuǎn)化為各種酚類物質(zhì)過程的初步反應(yīng)，為類黃酮和酚類終產(chǎn)物提供前體，發(fā)揮多種生理功能，如抵抗病原體侵害及保持花粉活力等。該酶在不同組織、因素調(diào)節(jié)下，含量水平及其基因表達(dá)方式有不同。

3.3 大麥發(fā)芽的代謝組學(xué)研究

發(fā)芽是指種子吸脹后開始的一系列有序的生理過程和形態(tài)變化過程，是植物發(fā)育的重要階段。發(fā)芽過程中涉及大量的代謝過程，這些代謝過程會(huì)導(dǎo)致種子中的代謝物水平顯著變化。因此，代謝組學(xué)可以作為一種有效的方法對(duì)谷物種子發(fā)芽進(jìn)行研究。Gorzoika[26]和Feenstra[27]等利用GC-MS對(duì)水稻種子和玉米種子發(fā)芽過程的代謝譜變化進(jìn)行研究。在食品釀造領(lǐng)域，利用啤酒大麥發(fā)芽制成麥芽的過程稱之為制麥。制麥過程包括浸麥、發(fā)芽和焙焦，其中發(fā)芽是制麥過程的關(guān)鍵步驟，其伴隨著一系列顯著的代謝物含量變化，這對(duì)于啤酒釀造至關(guān)重要。Frank等[28]利用GC-MS 分析了制麥過程中大麥代謝物，鑒定發(fā)現(xiàn)173個(gè)代謝物，包括固醇類、氨基酸和生物胺等，并進(jìn)一步確定了這些代謝物隨制麥過程進(jìn)行的變化規(guī)律。為了提高麥芽質(zhì)量，赤霉素(GA)被廣泛應(yīng)用于制麥工業(yè)。Huang等[29]利用GC-MS分析了在制麥過程中添加GA條件下兩種西藏野生大麥XZ72和XZ95的代謝物變化，結(jié)果表明GA處理使大麥水解酶活性顯著提高，從而促使麥芽中糖類和氨基酸含量顯著增加，這有助于識(shí)別大麥發(fā)芽的影響因子和提高麥芽質(zhì)量。但是，大量的工作需要進(jìn)一步完善，包括需要對(duì)不同品種、不同種植地和不同氣候來源的大麥代謝組學(xué)進(jìn)行研究，判斷制麥過程是否具有相似的變化。同時(shí)還需要發(fā)現(xiàn)生物標(biāo)記代謝物能夠反映大麥種子質(zhì)量和制麥工藝條件。這些標(biāo)記代謝物會(huì)被用以選擇優(yōu)良的啤酒大麥和改善制麥工藝，最終制備出優(yōu)質(zhì)的麥芽。為了達(dá)到這一目的，目前研究人員進(jìn)行了大量的工作。Gorzolka等[26]利用基質(zhì)輔助激光解吸附(matrix assisted laser desorption ionization，MALDI)-MS成像技術(shù)在制麥過程中檢測(cè)到48種大麥代謝物，包括脂質(zhì)類、寡糖和抗真菌劑等，并對(duì)這些代謝物在大麥種子上進(jìn)行特異性定位。比常規(guī)液體提取代謝物、GC或LC分析，MS鑒定更加直觀和準(zhǔn)確。該研究的意義在于脂質(zhì)譜的變化和定位會(huì)顯著影響啤酒釀造和啤酒感官質(zhì)量；通過MS成像定位技術(shù)可以形象地觀察胚乳溶解，確定啤酒大麥的最佳制麥性能；抗真菌代謝物的詳細(xì)定位將有助于闡明這些代謝物的生理功能，達(dá)到提高谷物天然抗病能力的目標(biāo)，最終提高谷物產(chǎn)量和品質(zhì)。

3.4 麥芽質(zhì)量的代謝組學(xué)研究

麥芽是啤酒釀造的主要原料，麥芽的質(zhì)量直接影響啤酒的質(zhì)量。為了使麥芽能在啤酒釀造中得到合理的使用，必須了解掌握其特性。目前，研究人員對(duì)麥芽中的代謝物及其對(duì)麥芽質(zhì)量的影響進(jìn)行了廣泛的研究。啤酒脂質(zhì)含量會(huì)影響啤酒泡沫的穩(wěn)定性，并導(dǎo)致啤酒老化。啤酒中脂質(zhì)含量和種類取決于啤酒原料麥芽和釀造工藝。Bravi等[30]分析了不同品種大麥和制麥工藝對(duì)麥芽中脂質(zhì)含量的影響。結(jié)果表明不同品種大麥制成的麥芽呈現(xiàn)出不同脂肪酸含量和不同脂肪酸組成，證實(shí)了麥芽脂質(zhì)含量對(duì)麥芽釀造性能產(chǎn)生負(fù)面影響。啤酒中酚類物質(zhì)具有抗氧化性，能夠提高啤酒風(fēng)味穩(wěn)定性，防止啤酒老化。啤酒酚類物質(zhì)主要來源于原料麥芽。Leitao等[31]利用HPLC法對(duì)麥芽中15中酚類化合物進(jìn)行分析，并進(jìn)一步確定這些化合物與麥芽抗氧化能力的相關(guān)性。結(jié)果表明原花青素B3和原飛燕草素B3在麥芽中含量最高，同時(shí)對(duì)提高麥芽抗氧化能力貢獻(xiàn)最大。目前，研究人員利用代謝組學(xué)對(duì)麥芽風(fēng)味形成進(jìn)行了廣泛的研究。Yahya等[32]對(duì)大麥焙焦過程中麥芽代謝物的形成進(jìn)行了研究。在焙焦過程中通過美拉德反應(yīng)、焦化反應(yīng)和熱解作用形成了15種主要的風(fēng)味化合物，這些化合物將決定麥芽色度、風(fēng)味和質(zhì)量，在此基礎(chǔ)上可以通過調(diào)控焙焦工藝制備各種釀造需要的麥芽。Dong等[13]利用固相微萃取GC-MS對(duì)被鐮刀霉侵染的麥芽的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，霉菌侵染將對(duì)麥芽風(fēng)味產(chǎn)生顯著的負(fù)面作用，表現(xiàn)為麥芽中乙醛、酮類、醇類、有機(jī)酸、酯類和呋喃等揮發(fā)性物質(zhì)含量顯著增加。

4 展 望

目前，啤酒大麥代謝組學(xué)研究尚處于發(fā)展階段。由于啤酒大麥中代謝物的復(fù)雜多樣，啤酒大麥代謝組學(xué)研究的每個(gè)步驟都存在問題需要解決：

(1)有關(guān)啤酒大麥中代謝物提取的研究仍處于探索階段，許多文獻(xiàn)中的研究方法和結(jié)果是矛盾的，這是因?yàn)槿狈υu(píng)價(jià)提取方法的標(biāo)準(zhǔn)流程，是亟待解決的關(guān)鍵問題。

(2)在分析方法方面，啤酒大麥樣品的組成非常復(fù)雜和多樣，這使得代謝組學(xué)不可能只采用一種方法對(duì)其進(jìn)行分析。采用多種技術(shù)相結(jié)合，從多角度、多層次進(jìn)行全組分研究，解析所有譜峰，是啤酒大麥代謝組學(xué)分析技術(shù)的發(fā)展方向。

(3)隨著代謝組學(xué)的發(fā)展，必須建立系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的代謝組學(xué)數(shù)據(jù)庫，包括代謝物圖譜、代謝標(biāo)志物等信息，并且豐富代謝組與基因組、蛋白質(zhì)組、轉(zhuǎn)錄組的數(shù)據(jù)庫相互聯(lián)系，形成系統(tǒng)生物學(xué)關(guān)聯(lián)性，為育種和制麥調(diào)控提高理論基礎(chǔ)。

(4)篩選特異性的代謝標(biāo)記物已成為代謝組學(xué)的研究熱點(diǎn)。代謝標(biāo)志物的確定只是代謝組學(xué)研究的初級(jí)目標(biāo)，如何深入揭示代謝標(biāo)志物的作用機(jī)制和應(yīng)用領(lǐng)域，闡明代謝標(biāo)志物與大麥品質(zhì)、制麥工藝、麥芽質(zhì)量和啤酒釀造等品質(zhì)性能的相關(guān)性，是代謝組學(xué)研究重點(diǎn)和難點(diǎn)。

啤酒在生活中不可或缺，隨著對(duì)啤酒大麥代謝組學(xué)研究的深入，各種分析檢測(cè)手段更新和生物信息學(xué)豐富，代謝組學(xué)必將為研究提供全面、多維的角度，為人們從整體、全面的視角理解啤酒大麥代謝提供無限可能。盡管目前對(duì)啤酒大麥代謝研究不夠深入，但隨著代謝分析技術(shù)的發(fā)展，各種數(shù)據(jù)不斷完善，對(duì)啤酒大麥代謝組學(xué)的探索之路將更加寬廣。