本文档属于类型a,即报告了一项原创性研究的学术论文。以下是对该研究的综合报告:
本研究的主要作者包括Yuping Zhang、Jingyu Li、Zixu Zeng、Xiangru Wei、Nigel P. Brunton、Yanqing Yang、Peng Gao、Jiangtao Xing、Pi Li、Fangjie Liu、Rui Liu、Qianqian Li、Huan Liu和Jianxun Li。他们分别来自中国烟台的大学生物纳米技术研究所、中国北京的热门Fisher Scientific公司、爱尔兰都柏林大学的农业与食品科学学院以及中国农业科学院食品科学技术研究所。该研究发表于期刊《Food Research International》,并于2025年发表。
本研究的主要科学领域是食品科学与技术,特别是肉类保新鲜技术。猪肉因其高含量的不饱和脂肪酸易发生氧化和酸败,导致品质下降和经济损失。尽管已有一些研究探讨了猪肉氧化与腐败的机制,但关于其新鲜度的可靠生物标志物以及这些标志物的形成过程仍未得到系统研究。本研究旨在通过脂质组学(lipidomics)和挥发性物质组学(volatilomics)的方法,探索储存猪肉中新鲜度生物标志物及其形成过程,为肉类的有效储存和保鲜提供技术支持。
研究流程主要包括以下几个步骤:
材料准备
研究选取了18头8个月大的迷你猪作为研究对象。所有动物实验均经过烟台大学动物使用伦理委员会批准。实验过程中,猪肉样品在4°C下成熟1天后,分割成200克的里脊肉块,并在聚丙烯托盘中密封储存。样品分别在0、1、3、5、7和9天进行检测。
氧化指标测定
研究通过测定过氧化值(peroxide value)和总挥发性碱氮(TVB-N)来评估猪肉在储存期间的脂质和蛋白质氧化水平。过氧化值的测定依据中国国家标准(2023年),而TVB-N的测定则基于自动凯氏氮分析仪(Kjeltec 2300)进行分析。
挥发性物质组学分析
挥发性物质通过Thermo Scientific™ Trace™ 1310气相色谱仪和Orbitrap质谱仪进行检测。研究使用固相微萃取(SPME)技术收集挥发性物质,并通过气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)进行分离和鉴定。挥发性物质的定量采用2-甲基-3-庚酮作为内标,并通过气味活性值(OAV)评估其贡献。
脂质组学分析
脂质分子通过超高效液相色谱-高分辨质谱(UHPLC-HRMS)进行分析。样品经过氯仿-甲醇溶液提取后,通过UHPLC和Orbitrap Exploris 240质谱系统分离和鉴定。脂质分子的信息与ChemSpider、m/zVault等数据库进行比对,并通过mzLogic算法进行验证。
统计分析
研究使用Duncan多重范围检验和Fisher最小显著差异检验进行显著性分析,并通过正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)筛选潜在的氧化酸败生物标志物。
新鲜度下降
研究结果表明,猪肉在储存期间(4°C,0-9天)的过氧化值和TVB-N显著增加,表明脂质和蛋白质氧化水平随时间上升。特别是TVB-N在第9天达到15.99 mg/100 g,超过了新鲜度的阈值(15 mg/100 g)。
挥发性物质的变化
研究共检测到54种挥发性物质,其中醛类(如己醛)、酮类和醇类是最丰富的组别。储存期间,大多数含羰基(carbonyl)的挥发性物质(如己醛、乙酸、十六烷酸甲酯)的浓度显著增加。特别是乙酸和PC O-20:3被确定为最可靠的新鲜度生物标志物。
脂质分子的变化
研究共鉴定出1185种脂质分子,包括323种磷脂酰胆碱(PC)、194种甘油三酯(TG)和191种磷脂酰乙醇胺(PE)。这些脂质分子在储存期间的浓度显著下降,表明它们在挥发性物质形成中起关键作用。
本研究首次阐明了乙酸和PC O-20:3作为区分猪肉新鲜度水平的潜在生物标志物。结果表明,挥发性物质的形成主要归因于磷脂和中性脂质的变化。研究为肉类工业提供了技术支持,建议开发天然抗氧化剂以抑制脂质水解和氧化,从而延长肉类的新鲜度。
本研究还详细探讨了脂质分子与挥发性物质之间的相关性,特别是磷脂和中性脂质在挥发性物质形成中的重要作用。这些发现为进一步研究肉类的氧化和腐败机制提供了理论基础。
本研究通过多组学方法系统探讨了猪肉在储存期间的氧化和腐败机制,为肉类保鲜技术提供了新的科学依据和技术支持。