代謝組學(xué)助力羅非魚(yú)口感和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的研究
熱加工是一種常見(jiàn)的魚(yú)類加工方法，包括煮、蒸、空炸等方法。魚(yú)肉加工過(guò)程中脂質(zhì)氧化和美拉德反應(yīng)是產(chǎn)生揮發(fā)性風(fēng)味的主要因素，有研究發(fā)現(xiàn)魚(yú)類風(fēng)味的改善取決于一些代謝產(chǎn)物之間的協(xié)同作用和相互作用。目前對(duì)魚(yú)類熱加工的研究主要集中在熱加工引起的熱量損失、質(zhì)地、顏色和基本營(yíng)養(yǎng)的宏觀變化上，缺乏關(guān)于熱加工引起的魚(yú)類代謝變化的研究數(shù)據(jù)。
2021年9月，中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所趙永強(qiáng)老師團(tuán)隊(duì)在Food Chemistry上發(fā)表了題為“Application of UHPLC-Q-TOF-MS/MS metabolomics approach to investigate the taste and nutrition changes in tilapia fillets treated with different thermal processing methods”的文章。該文使用基于UHPLC-Q-TOF-MS /MS的非靶向代謝組學(xué)方法系統(tǒng)研究了不同熱加工方法對(duì)羅非魚(yú)小分子代謝產(chǎn)物的影響，探討影響羅非魚(yú)口感和營(yíng)養(yǎng)特征的化合物。該研究結(jié)果可為羅非魚(yú)最佳熱加工工藝的選擇提供依據(jù)，有助于提高羅非魚(yú)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。中科新生命參與了該研究中非靶代謝組的相關(guān)工作。
研究材料
羅非魚(yú)魚(yú)片
技術(shù)路線
步驟1：對(duì)不同熱加工處理的羅非魚(yú)魚(yú)片進(jìn)行代謝物分析；
步驟2：差異代謝物的篩選與相關(guān)性分析；
步驟3：不同代謝產(chǎn)物對(duì)羅非魚(yú)魚(yú)片口感和營(yíng)養(yǎng)成分的影響。
研究?jī)?nèi)容
1. 對(duì)不同熱加工處理的羅非魚(yú)魚(yú)片進(jìn)行代謝物分析
作者將大小相近的魚(yú)片隨機(jī)分成四組，一組生魚(yú)片作為對(duì)照，其余三組分別做了煮、蒸和空炸加工處理，然后對(duì)不同熱加工處理的羅非魚(yú)魚(yú)片進(jìn)行代謝組學(xué)檢測(cè)和分析。在鑒定到的代謝物中，有機(jī)酸類、核苷酸類、脂類、氨基酸類物質(zhì)居多。接著作者使用層次聚類分析更全面地展示不同熱加工方法處理的羅非魚(yú)魚(yú)片之間代謝物表達(dá)模式的差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)生魚(yú)片組和熱加工后的羅非魚(yú)魚(yú)片很容易區(qū)分，空炸處理與蒸和煮處理有顯著差異，蒸和煮處理方法對(duì)羅非魚(yú)魚(yú)片代謝產(chǎn)物的影響相似（圖1）。
圖1 不同熱加工方法處理的羅非魚(yú)魚(yú)片代謝物的熱圖分析
2．差異代謝物的篩選與相關(guān)性分析
作者進(jìn)一步對(duì)檢測(cè)結(jié)果做了統(tǒng)計(jì)分析研究，PCA分析發(fā)現(xiàn)在一定程度上可以區(qū)分生魚(yú)片和加工羅非魚(yú)魚(yú)片，且正離子模式優(yōu)于負(fù)離子模式。OPLS-DA分析顯示與生魚(yú)片組相比，不同熱加工處理對(duì)羅非魚(yú)魚(yú)片中代謝物的組成有較大的影響。根據(jù)差異代謝物篩選標(biāo)準(zhǔn)（VIP>1，p<0.05），與生魚(yú)片組相比，在不同熱加工處理的羅非魚(yú)魚(yú)片樣品中鑒定出42種不同的代謝物，且三個(gè)對(duì)比組中常見(jiàn)差異代謝物的所有表達(dá)趨勢(shì)一致。將顯著差異代謝物之間進(jìn)行相關(guān)性分析用于評(píng)估各種代謝物的相互依賴性，結(jié)果表明煮和蒸處理對(duì)代謝物變化的影響相似，而空炸處理則顯著不同(圖2，圖3)。
圖2 不同對(duì)比組OPLS-DA分析
圖3 不同對(duì)比組差異代謝物相關(guān)性分析
3．不同代謝產(chǎn)物對(duì)羅非魚(yú)魚(yú)片口感和營(yíng)養(yǎng)成分的影響
作者進(jìn)一步通過(guò)提高篩選標(biāo)準(zhǔn)（VIP>2，p<0.05）篩選差異代謝物，以尋找對(duì)分組貢獻(xiàn)大的組分。在蒸/生、煮/生和空炸/生三組中，共篩選出23種不同的代謝物，根據(jù)面積歸一化法計(jì)算羅非魚(yú)魚(yú)片中不同代謝物的相對(duì)含量，進(jìn)一步表明蒸和煮兩種處理方法對(duì)羅非魚(yú)魚(yú)片代謝產(chǎn)物表達(dá)趨勢(shì)的影響相似，與空炸處理有顯著差異。還分析了代謝產(chǎn)物及其對(duì)熱加工羅非魚(yú)魚(yú)片味道和營(yíng)養(yǎng)含量的影響。如AMP可以抑制水產(chǎn)品的苦味，是一種很好的風(fēng)味增強(qiáng)劑，熱加工處理可以增加AMP含量，提高羅非魚(yú)魚(yú)片的口感。為了驗(yàn)證代謝分析的結(jié)果，采用HPLC法對(duì)不同熱處理方法處理的羅非魚(yú)魚(yú)片中LPC、AMP和Gln的含量進(jìn)行了定量檢測(cè)，結(jié)果表明新鮮羅非魚(yú)肉中這些物質(zhì)的含量與熱處理后的含量有顯著差異（圖4，圖5）
圖4 不同熱加工方法下羅非魚(yú)魚(yú)片中差異代謝產(chǎn)物的相對(duì)含量
圖5 不同熱加工方法下羅非魚(yú)魚(yú)片中LPC、AMP和Gln的含量
小結(jié)
作者使用非靶向代謝組學(xué)方法研究了生、蒸、煮、空炸羅非魚(yú)魚(yú)片中的代謝產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)羅非魚(yú)魚(yú)片經(jīng)熱加工后的差異化合物主要是脂肪、氨基酸和核苷酸，這些化合物對(duì)羅非魚(yú)魚(yú)片的口感和營(yíng)養(yǎng)有重要影響，表明代謝組學(xué)是水產(chǎn)品熱加工質(zhì)量檢測(cè)的有效方法。
標(biāo)簽：
代謝組學(xué) 中科新生命
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