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代謝組學(xué)助力羅非魚(yú)口感和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的研究

瀏覽次數(shù):802 發(fā)布日期:2022-6-30  來(lái)源:中科新生命

熱加工是一種常見(jiàn)的魚(yú)類(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)、核苷酸類(lèi)、脂類(lèi)、氨基酸類(lèi)物質(zhì)居多。接著作者使用層次聚類(lèi)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LPCAMPGln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。
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