草鱼(Ctenopharyngodon idella),又称鲩鱼,隶属硬骨鱼纲、鲤形目、鲤科、草鱼属,与鲢鱼、鳙鱼和青鱼并称为“四大家鱼”,是我国养殖产量最高的淡水经济鱼类[1]。草鱼肉质肥嫩、口感鲜美,是制备鱼糕、鱼丸等鱼糜制品的主要原料,同时也是酸菜鱼预制菜的重要食材[2]。草鱼富含不饱和脂肪酸、多种微量元素和维生素,具有较高的食用价值,同时经济实惠,深受消费者喜爱。
不冻液冷冻也称作浸渍冷冻,是指以液体冷却剂作为传热介质,使食品直接或间接接触冷却剂并迅速降温与冻结的新型冷冻技术[3]。该技术具有冻结速率快、时间短、能耗低及冻结产品品质高等优点,目前已广泛应用于水果、蔬菜、猪肉和水产品等食品加工领域。常用的不冻液成分主要包括水、NaCl、CaCl2、蔗糖、乙醇、乙二醇和甘油等。Galetto等[4]研究发现,草莓在-20 ℃的30% CaCl2溶液中冷冻,解冻时汁液损失率较普通冷冻组减少51%,有效降低草莓中水分向环境中迁移。董佳等[5]对比传统空气冷冻和浸渍冷冻对鲟鱼品质的影响,结果表明,浸渍冷冻的冻结速率是传统空气冷冻的12.47 倍,且浸渍冷冻对鲟鱼肌纤维破坏小,能够较好维持鲟鱼贮藏品质。Zhao Xi等[6]探究不同冻结方式对红鼓鱼肌肉品质和肌原纤维蛋白特性的影响,结果表明,浸渍冷冻在保持鱼片新鲜度和保留鱼片蛋白质结构方面表现出与液氮冷冻相同的优势。
脂质组学作为量化和分析食品脂质的新兴技术,能够全面解析脂质分子谱、相互作用网络及代谢通路,进而揭示不同脂质分子的生物学功能,实现生物标志物的精准鉴别,可为食品品质评价提供重要依据[7]。脂质组学不仅能够对鱼类产品中的氧化产物进行定量分析,评估其氧化稳定性,还能系统研究不同处理方式对鱼类产品脂质组成的影响[8-9]。例如,Yan Hongbo等[10]通过基于液相色谱-质谱(liquid chromatography-mass spectrography,LC-MS)的脂质组学分析发现,带鱼在4 ℃冷藏6 d后,磷脂酰胆碱(phosphatidyl cholines,PC)、磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE)、甘油三酯(triacylglycerols,TG)及甘油二酯(diacylglycerols,DG)更易发生氧化或水解反应。Fang Chuandong等[11]基于LC-MS技术证实,冻藏带鱼肌肉的脂质侧链修饰、骨架断裂及分解作用会导致其脂质分布特征发生改变。
目前,预制菜产业的发展高度依赖冷冻技术,但冷冻过程可能导致冰晶形成、蛋白质变性及脂质氧化等问题,从而对产品的新鲜度、质地与风味造成不利影响。随着预制菜产业的快速发展,市场对鱼类预制菜产品的新鲜度、色泽、气味及口感等感官特性提出更高要求,如何提升其品质控制水平、阐明其在冻藏过程中的劣变机理,成为制约产品发展的关键问题。彭斌等[12]利用非靶向脂质组学技术对草鱼低温冷藏过程中的脂质变化进行解析,发现冷藏9 d后草鱼肉脂质组成出现明显变化,鞘脂代谢和甘油磷脂代谢是影响冷藏草鱼肉脂质劣变的重要代谢途径。刁玉段[13]利用蛋白组学技术探究草鱼肌肉在冻藏过程中蛋白质组变化,发现冻藏24 周蛋白质组变化程度远大于冻藏12 周。然而,目前鲜见不同冻藏温度对浸渍冷冻鲩鱼肉品质和脂质组成的影响研究,因此,本研究对鲩鱼肉进行浸渍冷冻,并探究冻藏温度对鲩鱼肉品质的影响,基于脂质组学技术重点分析不同冻藏温度对鲩鱼肌肉组织脂质组成和生物标志物的影响,为鱼类预制菜产品品质控制与劣变机理研究提供参考。
鲩鱼(平均质量(1.50±0.25)kg) 市购;高聚合尼龙面料复合聚乙烯袋 河北网世包装有限公司。
硫代巴比妥酸 国药集团化学试剂有限公司;三氯乙酸 上海凌峰化学试剂有限公司;乙二胺四乙酸二钠、盐酸 广州化学试剂厂;食用乙醇浸渍冷冻剂广州精诚仪器有限公司;PCA平板计数琼脂培养基广东环凯微生物科技有限公司;硼酸、甲基红 福晨(天津)化学试剂有限公司;氧化镁 天津大茂化学试剂厂;溴甲酚绿 天津天新精细化工开发中心;甲基叔丁基醚(methyl tert-butyl ether,MTBE)、二氯甲烷(dichloromethane,DCM) 德国CNW Technologies公司。
极速锁鲜冷冻机 广州安富环保科技有限公司;Spectrum SP-756P紫外-可见分光光度计 上海光谱仪器有限公司;PEIOU SKD-800自动凯氏定氮仪上海沛欧分析仪器有限公司;Vanquish超高效液相色谱仪、Orbitrap Exploris 120高分辨质谱仪 赛默飞世尔科技(中国)有限公司;Kinetex C18色谱柱(2.1 mm×100 mm,2.6 μm) 美国Phenomenex公司。
1.3.1 样品处理
新鲜鲩鱼敲晕、去鳞、去内脏,将其对半切开,去除鱼骨、鱼皮,洗净沥干水分后切片,将处理好的鲩鱼片随机分为3 组,其中2 组鱼片装入高聚合尼龙面料复合聚乙烯袋,确保鱼片呈单层,真空密封。基于食品安全、低成本等因素考量,选取75%(V/V)食用乙醇作为载冷剂,将真空包装鱼片于75%食用乙醇中浸渍冷冻15 min,随后置于-18、-35 ℃贮藏0、7、15、30 d,测定指标前,使用常温流水解冻15 min。其中,-18、-35 ℃冻藏组分别记为ICF-18、ICF-35,新鲜鲩鱼肉作为对照组,记为FGC。
1.3.2 硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)值测定
参考GB 5009.181—2016《食品安全国家标准 食品中丙二醛的测定》[14]中的分光光度法测定样品TBARS值。
1.3.3 总挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)含量测定
参考GB 5009.228—2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》[15]中的自动凯氏定氮仪法测定样品TVB-N含量。
1.3.4 菌落总数测定
参考GB 4789.2—2022《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》[16]测定样品菌落总数。
1.3.5 脂质组成测定
低温条件下,精确称取贮藏15 d样品25 mg至微量离心管中,依次加入匀浆珠、200 μL水和480 μL预冷提取液(MTBE∶甲醇=5∶1,V/V,含同位素标记内标),涡旋混匀30 s,35 Hz匀浆4 min,冰水浴超声(40 kHz、500 W)5 min,重复3 次。完成提取后将样品于-40 ℃静置1 h,4 ℃、3 000 r/min离心15 min,取300 μL上清液于微量离心管,低温真空干燥后加入200 μL提取液(DCM∶甲醇=1∶1,V/V)复溶,涡旋30 s,冰水浴超声(40 kHz、500 W)10 min,4 ℃、12 000 r/min离心15 min,取100 μL上清液进行超高效液相色谱-串联四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱分析。
色谱条件:Kinetex C18色谱柱(2.1 mm×100 mm,2.6 μm),流动相A为含10 mmo1/L甲酸铵的60%(V/V)乙腈溶液,流动相B为含10 mmol/L甲酸铵的乙腈-异丙醇(1∶9,V/V),进样体积2 μL。质谱条件:在Xcalibu 4.4软件控制下采集一级与二级质谱数据。参数设置:鞘气流速30 arb、辅助气流速10 arb、毛细管温度320 ℃(正离子模式)或320 ℃(负离子模式)、全扫描分辨率60 000、二级质谱分辨率15 000、碰撞能量15/30/45(归一化碰撞能量模式),喷雾电压3.8 kV(正离子模式)或-3.4 kV(负离子模式)。
1.3.6 感官评价
参考GB/T 37062—2018《水产品感官评价指南》[17]列出的部分水产品感官评价特性描述,参考生鱼片及其他熟制水产品感官评价项目和描述制定水煮鲩鱼肉感官评价标准(表1)。具体评价流程:冷冻鲩鱼肉经15 min清水解冻后于沸水中涮45 s,由10 名经过专业培训的感官评价员(男女各5 名)对鱼肉外观形态、色泽、口感和气味进行独立评价,取感官评分平均值,各指标均以25%权重计算最终评分。
表1 水煮鲩鱼肉感官评价标准Table 1 Sensory evaluation criteria for boiled grass carp meat
指标评价标准8~105~70~4外观形态鱼肉完整散,开无现明象显破碎或少鱼量肉破较碎为完或散整开,存现在象鱼呈肉碎松肉散状,色泽鱼淡黄肉呈色,自表然面的光白泽色度或略良好带色泽较好发,黑有现轻象微暗淡或变暗色淡无现光象严泽重,口感无咀粗嚼糙性感好或,颗肉粒质感细,腻味爽道脆鲜,美咀嚼颗性粒一般感,,略略有有粗腥糙味感或咀嚼性腥差味,严滋重味较差,气味香无气异浓味郁或刺且鼻自然气味,香味较淡,鲜味不明显无香刺味鼻,有气异味味或
所有实验平行3 次,结果表示为平均值±标准差。使用SPSS 26.0软件对数据进行统计分析,采用单因素方差分析进行显著性检验,P<0.05表示差异显著。
2.1.1 TBARS值
TBARS值是评价肉类及水产品在冻藏程中脂肪氧化程度的重要指标。鱼肉不饱和脂肪酸氧化产生的醛类物质(主要为丙二醛)可与硫代巴比妥酸发生显色反应,在532 nm波长处产生特征吸收峰,通过测定吸光度可定量反映丙二醛含量变化,进而评估脂肪氧化程度。由图1可知,鲩鱼肉TBARS值随冻藏时间延长呈上升趋势,ICF-18、ICF-35组TBARS值均在冻藏30 d达到最大值,分别为0.367、0.360 mg/kg,差异显著(P<0.05)。相较于-18 ℃冻藏,-35 ℃冻藏鲩鱼肉TBARS值更低,上升速率缓慢,表明浸渍冷冻后于-35 ℃冻藏能有效延缓鲩鱼肌肉组织脂肪氧化酸败速率,有效维持鱼肉新鲜度,这与Park等[18]关于不同冻藏温度对鲭鱼品质影响研究结果一致,其研究证实,相较于-50 ℃和-18 ℃冻藏,-60 ℃冻藏条件下鲭鱼TBARS值最低,能最大限度减少脂肪降解。
图1 冻藏温度与时间对鲩鱼肉TBARS值的影响
Fig. 1 Effects of frozen storage temperature and time on the TBARS value of grass carp meat
小写字母不同表示组间差异显著(P<0.05)。图2、3同。
2.1.2 TVB-N含量
TVB-N主要为动物性食品腐败过程中蛋白质分解产生的碱性含氮物质,其含量是衡量食品腐败变质的重要指标。根据GB 2733—2015《食品安全国家标准 鲜、冻动物性水产品》[19]规定,淡水鱼虾类水产品的TVB-N含量应不超过20 mg/100 g。该指标与食品营养价值呈负相关,TVB-N含量越高,表明蛋白质分解越严重,氨基酸破坏程度越大,水产品的贮藏品质越差。由图2可知,ICF-18、ICF-35组鲩鱼肉TVB-N含量均随冻藏时间延长而逐渐升高,在冻藏30 d达到最大值,分别为8.17、7.93 mg/100 g,均在GB 2733—2015规定限制范围内。冻藏过程中,ICF-18组TVB-N含量较ICF-35组稍高,但2 组并无显著差异(P>0.05)。这是由于TVB-N含量主要受微生物增殖及内源酶对含氮化合物分解作用影响,而真空包装可降低鱼肉中需氧菌活性,延缓蛋白质分解,从而减缓TVB-N含量上升。李大鹏等[20]研究发现,真空包装鲤鱼片TVB-N含量在冷藏期间的上升速率显著低于普通包装组,且pH值异常波动得到有效控制。同时,浸渍冷冻技术通过快速降温避免较大冰晶形成,减少细胞结构的机械损伤,从而降低内源酶释放,进一步减缓蛋白质分解进程。
图2 冻藏温度与时间对鲩鱼肉TVB-N含量的影响
Fig. 2 Effects of frozen storage temperature and time on the TVB-N content of grass carp meat
2.1.3 菌落总数
菌落总数是评价鱼肉新鲜度的重要指标之一。由图3可知,经浸渍冷冻和解冻处理后,鲩鱼肉菌落总数在冻藏初期呈现明显下降趋势,这主要是由于冷冻降温过程中冰晶的形成与生长对微生物细胞结构造成了物理损伤,从而导致部分微生物失活。在后续冻藏过程中,菌落总数呈现小幅上升趋势,-18 ℃冻藏鲩鱼肉菌落总数增长速率在7~15 d较-35 ℃缓慢。冻藏过程中,ICF-18、ICF-35组菌落总数存在显著差异(P<0.05),贮藏30 d时,分别达4.90、4.86(lg(CFU/g))。这一结果充分证明,采用浸渍冷冻技术进行快速冻结并结合低温贮藏,能够有效抑制微生物的生长繁殖,从而更好地维持鱼肉的新鲜品质,以-35 ℃冻藏效果更好。
图3 冻藏温度与时间对鲩鱼肉菌落总数的影响
Fig. 3 Effects of frozen storage temperature and time on the TVC of grass carp meat
2.2.1 鲩鱼肉脂质代谢物分类
从新鲜和浸渍冷冻后-18 ℃和30 ℃冻藏15 d鲩鱼肉中共检出2 602 种脂质分子,分属6 类和82 个亚类,依据LIPID MAPS脂质分类法,以上脂质代谢物可分为脂肪酰(fatty acyls,FA)、甘油酯(glycerolipids,GL)、甘油磷脂(glycerophospholipids,GP)、鞘脂类(sphingolipids,SP)、固醇脂(sterol lipids,ST)和异戊烯醇脂(prenol lipids,PR),占比分别为2.92%、42.54%、36.86%、16.22%、1.34%和0.12%。分析可知,鲩鱼肉脂质主要组分为GL,其次是GP和SP。其中,脂质分子数量最多的脂质亚类为TG、二酰基甘油羧基羟甲基胆碱(diacylglyceryl carboxyhydroxymethylcholine,DGCC)、PC、醚氧化磷脂酰胆碱(ether linked oxidized phosphatidylcholine,EtherOxPC),占比分别为22.46%、15.09%、9.11%和7.07%。
TG作为鱼类能量储存的主要形式,其含量和脂肪酸组成直接影响鱼肉的营养价值和代谢特征[21]。PC则是鱼肉肌肉组织细胞膜的主要结构磷脂,在调节细胞结构、细胞膜流动性和信号传导方面具有重要作用,其代谢与能量调控和抗逆性密切相关[22]。值得注意的是,TG和PC代谢变化可影响肉品氧化挥发性风味物质的形成,进而影响肉品风味品质[23-24]。此外,EtherOxPC作为一类特殊的氧化修饰磷脂,除参与物质运输等过程外,其代谢产物氧化醚磷脂酰胆碱在细胞信号传导和膜稳定性维持中具有重要调控作用[25]。
2.2.2 多元统计分析
本研究基于主成分分析(principal component analysis,PCA)和正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)对新鲜鲩鱼肉和浸渍冷冻后-18 ℃与-35 ℃冻藏15 d鲩鱼肉脂质组差异进行分析。
2.2.2.1 PCA
PCA得分散点图中,样本点分布越靠近,表明组间脂质代谢物种类和含量越相似,反之,则整体脂质代谢水平差异越大。由图4可知,所有样本均位于95%置信区间内,但呈现明显的组间分离模式。其中,FGC组与ICF-18、ICF-35组样本点空间分布较远,表明经浸渍冷冻后冻藏,鲩鱼肉脂质组发生显著变化;ICF-18组与ICF-35组样本点整体也呈现分离趋势,表明不同冻藏温度对速冻鲩鱼肉脂质组也存在显著影响。
图4 PCA得分散点图
Fig. 4 Score scatter plots of principal component analysis
A. FGC vs. ICF-18;B. FGC vs. ICF-35;C. ICF-18 vs. ICF-35。图5、6同。
2.2.2.2 OPLS-DA
OPLS-DA可过滤代谢物中与分类变量不相关的正交变量,获取更可靠的代谢物组间差异与实验组的相关程度信息。OPLS-DA得分图中,样本点间横向距离越远表明组间差异越大,纵向距离越近表明组内重复性越好。由图5可知,FGC组、ICF-18组和ICF-35组样本点呈现良好的组内聚集性和组间分离性,表明组间差异显著。ICF-18组和ICF-35组TBARS值在冻藏15、30 d时均呈现出显著差异(P<0.05),这与OPLS-DA和PCA结果具有一致性,证实浸渍冷冻后于不同温度下冻藏对鱼肉脂质组存在显著影响。
图5 OPLS-DA得分散点图
Fig. 5 Score scatter plots of orthogonal partial least squaresdiscriminant analysis
为检验OPLS-DA模型的可靠性,对模型进行置换检验,通过随机改变分类变量Y的排列顺序,多次(n=200)建立对应的OPLS-DA模型以获取随机模型的R2和Q2[22],OPLS-DA模型验证参数如表2所示,3 个模型的Q2均大于0.7,表明置换检验中超过140 个随机分组模型的预测能力优于建立的OPLS-DA模型,模型有效,无过度拟合,具有良好鉴别和预测能力。
表2 OPLS-DA模型验证参数Table 2 Parameters of the orthogonal partial least squares-discriminant analysis models
组别RX2RY2Q2FGC vs. ICF-180.5121.0000.896FGC vs. ICF-350.5340.9990.778ICF-18 vs. ICF-350.5200.9980.751
2.2.3 差异脂质筛选
单变量统计分析(univariate analysis,UVA)注重代谢物水平的独立变化,多元变量统计分析(multivariate statistics,MVA)则更加注重代谢物之间的关系及其在生物过程中的促进/拮抗关系,本研究结合UVA和MVA结果筛选差异脂质。以P<0.05和OPLS-DA模型PC1变量投影重要性(variable importance in projection,VIP)>1 作为筛选标准,FGC组、ICF-18组和ICF-35组之间的差异脂质如表3所示。ICF-18组相较于FGC组共鉴定出453 种显著差异脂质,其中265 种脂质上调,包括24 种FA、89 种GL、102 种GP、1 种PR、45 种SP和4 种ST;188 种脂质下调,包括2 种FA、40 种GL、95 种GP、1 种PR、45 种SP和5 种ST。ICF-35组相较于FGC组共鉴定出290 种显著差异脂质,其中160 种脂质上调,包括5 种FA、35 种GL、82 种GP、35 种SP和3 种ST;130 种脂质下调,包括8 种FA、47 种GL、44 种GP、2 种PR、25 种SP和4 种ST。ICF-35组相较于ICF-18组共鉴定出237 种显著差异脂质,其中115 种脂质上调,包括1 种FA、27 种GL、68 种GP和19 种SP;122 种脂质下调,包括20 种FA、54 种GL、32 种GP、1 种PR和15 种SP。
表3 上调与下调差异脂质统计Table 3 Statistics of up-regulated and down-regulated differential lipids
组别差异脂质数量上调差异脂质数量下调差异脂质数量FGC vs. ICF-18453265188FGC vs. ICF-35290160130ICF-18 vs. ICF-35237115122
与FGC组相比,冻藏组差异脂质占比较高的为GP,其次为GL。GP作为细胞膜主要成分,其动态变化可能与速冻过程中细胞膜流动性改变和氧化应激有关。研究表明,冷冻会破坏细胞膜结构,导致GP在磷脂酶作用下水解生成游离脂肪酸,进而通过脂氧合酶途径生成风味物质或氧化产物(如醛类等)[26-27]。GL作为生物体内主要储能物质,其衍生物(如磷脂)是细胞膜核心成分,可调控物质跨膜运输和信号传递,维持肌肉细胞完整性。长期冷藏过程中,低温虽能抑制酶活性,但脂质氧化反应仍持续进行。例如,多不饱和脂肪酸(如二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸)氧化导致GL含量下降并生成醛酮类物质[28]。相较于FGC组,ICF-18组90%以上DG和FA显著上调,而ICF-35组85%以上DG下调。DG作为TG合成的前体物质,通过二酰基甘油酰基转移酶催化形成TG,这一过程在能量储存和抗冻适应中具有重要作用[29-30]。在速冻和冻藏过程中,冰晶会破坏鱼肉肌肉组织细胞膜结构,导致各类脂质暴露在氧化环境中,造成PC等脂质丰度增加,但同时低温可显著降低脂肪酶活性,延缓脂质劣变[31]。ICF-35组绝大多数FA相较于ICF-18组显著下调,仅有1 种上调,这是由于低温抑制脂肪酶活性,从而延缓脂肪氧化分解进程,使得FA 积累减少。
2.2.4 火山图分析
火山图可直观展示组间脂质差异的整体分布情况,其中散点大小代表OPLS-DA模型VIP值,散点越大,VIP值越大。由图6可知,显著上调的脂质分子包括PC(O-38:5;1O)、磺基脂(sulfonolipid,SL)(15:3;O/26:4)、神经酰胺(ceramides,Cer)(20:0;3O/22:1;(2OH))、TG(O-8:0_8:0_16:2)等;显著下调的脂质分子包括磷脂酸(phosphatidic acid,PA)(24:2_22:5)、FA(17:0)、溶血磷脂酰胆碱(lysophosphatidylcholines,LPC)(42:12)、N-酰基甘氨酸(N-acyl glycine,NAGly)(16:0/18:2)等。
图6 FGC、ICF-18和ICF-35组间差异脂质火山图
Fig. 6 Volcano plots of differential lipids between FGC, ICF-18 and ICF-35
FC.差异倍数(fold change)。
两两对比显著上调/下调的前10 种差异脂质如表4~6所示。相较于FGC组,ICF-18组上调脂质中4 种为SP、下调脂质中8 种为GP;ICF-35组上调脂质中5 种为SP,下调脂质中4 种为GL。相较于ICF-18组,ICF-35组上调脂质中5 种为GP、下调脂质中6 种为GL。经浸渍冷冻处理后,SP上调最为显著,虽然其在总脂质中占比较小,但其在生物膜形成、细胞增殖和凋亡等生理过程中发挥着至关重要的作用[32]。相较于FGC组,冷冻处理组SP上调可能与低温引发的细胞膜结构调整相关,SP作为信号分子参与应激响应,尤其在低温环境下可能激活膜流动性调节机制。相较于ICF-18组,ICF-35组GP上调可能是因为-35 ℃低温环境能更有效地抑制磷脂酶活性,进而延缓GP分解。此外,TBARS值反映的氧化腐败主要源于富含多不饱和脂肪酸的GP和GL,结合差异脂质筛选结果,即冻藏组GP和GL占差异脂质比例较高(43.47%和28.40%),且相较于ICF-18组,ICF-35组GP上调、FA下调现象,浸渍冷冻能有效抑制脂肪酸败,在相同冻藏时间下,更低温度冻藏能进一步延缓酸败过程。综合理化品质指标和脂质组学分析可知,浸渍冷冻结合-35 ℃冻藏能够较好地维持鲩鱼肉品质,使其品质特征最接近新鲜样品,保藏效果最好。
表4 FGC vs. ICF-18组间差异脂质(前10 种)Table 4 Top 10 differential lipid of FGC vs. ICF-18
注:Hex2Cer.二己糖神经酰胺(dihexosylceramide);SMGDG.精子脂质单半乳糖二酰甘油(seminolipid monogalactosyldiacylglycerol);PG.磷脂酰甘油(phosphatidylglycerol);LNAPE. N-酰基-溶血磷脂酰乙醇胺(N-acyl-lysophosphatidylethanolamine);SHexCer.硫酸己糖基神经酰胺(sulfated hexosyl ceramides)。
差异脂质分子式脂质类别VIP值P值变化SL(15:3;O/26:4)C41H69NO5SSP1.681 53.47×10-6上调Hex2Cer(18:1;2O/24:1)C54H101NO13SP1.424 35.20×10-6上调FA(14:0)C14H28O2FA1.686 37.98×10-6上调SMGDG(O-10:028:4)C47H84O12SGL1.688 42.17×10-5上调_DGCC(17:122:5)C49H83NO8GL1.682 54.13×10-5上调_PC(O-38:5;1O)C46H84NO11PGP1.674 27.93×10-5上调PC(O-34:2;1O)C42H82NO9PGP1.680 91.07×10-4上调Hex2Cer(18:1;2O/24:2)C54H99NO13SP1.593 61.08×10-4上调PG(18:022:5;O)C46H81O12PGP1.680 21.31×10-4上调_Hex2Cer(31:4;2O)C43H75NO13SP1.655 71.46×10-4上调PA(24:222:5)C49H83O8PGP1.690 55.04×10-6下调_FA(17:0)C17H34O2FA1.650 41.88×10-5下调PC(O-16:018:2)C42H82NO7PGP1.646 99.62×10-5下调_LNAPE(43:8)C48H80NO8PGP1.683 41.01×10-4下调LNAPE(24:5/N-2:0)C31H52NO8PGP1.676 81.64×10-4下调PC(O-16:018:1;O)C42H84NO10PGP1.669 44.06×10-4下调_PC(O-35:7)C43H74NO7PGP1.665 64.48×10-4下调SHexCer(33:1;2O)C39H75NO11SSP1.640 54.86×10-4下调PC(O-16:022:6)C46H82NO7PGP1.662 55.46×10-4下调_LPC(42:12)C50H78NO7PGP1.600 95.61×10-4下调
表5 FGC vs. ICF-35组间差异脂质(前10 种)Table 5 Top 10 differential lipid of FGC vs. ICF-35
注:LNAPS. N-酰基-溶血磷脂酰丝氨酸(N-acyl-lysophosphatidylserine);CAR.酰基肉碱(acylcarnitine);SM.鞘磷脂(sphingomyelin);MGDG.单半乳糖二酰甘油(monogalactosyldiacylglycerols)。
差异脂质分子式脂质类别VIP值P值变化Cer(20:0;3O/22:1;(2OH))C42H83NO5SP1.830 15.77×10-5上调TG(O-8:0_8:0_16:2)C35H64O5GL1.793 69.99×10-5上调SL(15:3;O/26:4)C41H69NO5SSP1.827 71.87×10-4上调TG(17:0_18:0_18:1)C56H106O6GL1.804 62.36×10-4上调Hex2Cer(34:7;2O)C46H75NO13SP1.848 37.58×10-4上调LNAPS(46:9)C52H84NO10PGP1.748 58.81×10-4上调DGCC(15:0_18:5)C43H73NO8GL1.751 71.03×10-3上调Cer(14:0;2O/12:1;O(FA(17:0))C43H83NO5SP1.805 61.06×10-3上调CAR(15:1)[C22H42NO4]+FA1.720 81.21×10-3上调SHexCer(35:3;3O)C41H75NO12SSP1.768 31.56×10-3上调LPC(42:12)C50H78NO7PGP1.546 55.51×10-5下调NAGly(16:0/18:2)C36H65NO5FA1.845 46.10×10-5下调SHexCer(36:5;3O)C42H73NO12SSP1.832 98.94×10-5下调DG(18:2_24:6)C45H72O5GL1.818 31.19×10-4下调PG(18:3_22:6)C46H73O10PGP1.830 41.74×10-4下调SM(35:1;3O)C40H81N2O7PSP1.820 51.79×10-4下调TG(O-16:4_8:0_16:4)C43H68O5GL1.775 81.92×10-4下调MGDG(O-10:0_18:0)C37H72O9GL1.801 42.85×10-4下调SL(21:0;O/21:2)C42H81NO5SSP1.778 03.43×10-4下调DG(20:1_20:3)C43H76O5GL1.827 53.52×10-4下调
表6 ICF-18 vs. ICF-35组间差异脂质(前10 种)Table 6 Top 10 differential lipid of ICF-18 vs. ICF-35
注:DGDG.双半乳糖二酰甘油(digalactosyldiacylglycerols);PI.磷脂酰肌醇(phosphatidylinositols)。
PC(18:5_18:5)C44H68NO8PGP1.865 31.08×10-4上调FA(17:0)C17H34O2FA1.826 61.45×10-4上调TG(17:0_18:0_18:1)C56H106O6GL1.838 12.56×10-4上调MGDG(O-11:0_28:6)C48H82O9GL1.814 64.02×10-4上调DG(O-22:6_18:0)C43H74O4GL1.832 84.04×10-4下调-3下调差异脂质分子式脂质类别VIP值P值变化LPC(38:10)C46H74NO7PGP1.805 65.33×10-4上调PI(18:0_20:4;4O)C47H83O17PGP1.737 75.80×10-4上调DGDG(O-9:0_24:6)C48H80O14GL1.827 26.36×10-4上调SL(19:0;O/19:0)C38H77NO5SSP1.502 01.14×10-3上调PE(18:1_20:4;2O)C43H76NO12PGP1.753 91.43×10-3上调PC(27:0)C35H70NO8PGP1.799 63.24×10-3上调PC(O-16:4_18:1)C42H76NO7PGP1.871 13.01×10-4下调DG(20:1_22:5)C45H76O5GL1.819 83.27×10-4下调FA(18:0)C18H36O2FA1.824 55.54×10-4下调NAGly(18:2/18:2)C38H65NO5FA1.847 96.97×10-4下调FA(22:2)C22H40O2FA1.603 61.21×10-3下调DG(O-16:1_22:6)C41H68O4GL1.839 91.47×10-3下调TG(8:0_16:2_18:5)C45H72O6GL1.826 62.19×10TG(O-8:0_14:1_18:5)C43H72O5GL1.780 12.29×10-3下调TG(O-8:0_8:0_16:0)C35H68O5GL1.414 02.78×10-3下调
由图7可知,经浸渍冷冻和冻藏后,鲩鱼肉感官评分总体低于FGC组,尤其是气味和口感。冻藏初期,各组感官评分接近,尤其是外观形态和色泽,冻藏15 d后仍与新鲜样品基本保持一致。冻藏30 d后,ICF-35组各项感官指标最接近新鲜样品,外观形态、色泽、口感和气味评分分别为9.0、9.0、8.4、7.6,感官评价总分为8.5。ICF-18组外观形态、色泽、口感和气味评分分别为9.0、8.8、8.0、7.5,感官评价总分为8.3,ICF-18组除外观形态外,其气味等感官指标评分均低于ICF-35组。这表明浸渍冷冻结合更低温冻藏能有效保持鲩鱼片口感等感官特性,解冻后能较好地还原其本味。

图7 浸渍冷冻后冻藏7(A)、15(B)、30 d(C)鲩鱼肉感官评分雷达图
Fig. 7 Radar charts of the sensory scores of immersion-frozen grass carp meat stored at different frozen temperatures for 7 (A), 15 (B), and 30 d (C)
由脂质组学分析结果可知,FA和GP含量较为丰富。FA在加热过程中易发生氧化降解,生成醛类、酮类等挥发性物质,这些化合物可贡献青草味和油脂香,然而不饱和脂肪酸过度氧化时产生的短链醛酮类物质则会导致鱼腥味等不良风味形成[33]。磷脂作为各类风味物质的重要前体物质,在鱼肉风味形成过程中发挥着重要作用。以PC、PE等为代表的GP在磷脂酶作用下释放脂肪酸,并在蒸煮过程中进一步水解产生大量氢过氧化物,而氢过氧化物则进一步分解产生呋喃类、醇类、酮类、羰基化合物等多种风味物质,赋予食品肉香和坚果香等特征风味[34]。相较于ICF-18组,ICF-35组GP显著上调、FA显著下调,表明不同冻藏温度下鲩鱼肉中风味前体物质组成存在差异,结合感官评价可知,这种差异可能是导致不同处理组样品烹煮后呈现不同风味特征的重要原因。
由表7可知,菌落总数、TBARS值和感官评分之间呈极显著相关(P<0.01),即综合感官评分等品质指标可较好反映鲩鱼肉冻藏劣变情况,进一步表明-35 ℃冻藏更有助于鲩鱼肉保鲜。
表7 不同冻藏温度下鲩鱼肉品质指标间Pearson相关系数Table 7 Pearson correlation coefficients between quality indicators of grass carp meat stored at different frozen temperatures
注:**.极显著相关(P<0.01)。
组别指标菌落总数TBARS值菌落总数ICF-18TBARS值-0.828**菌落总数ICF-35TBARS值-0.770**感官评分0.768**-0.921**感官评分0.783**-0.833**
本研究探究浸渍冷冻技术结合不同冻藏温度对鲩鱼肉品质及脂质组成的影响,结果表明,-35 ℃冻藏较-18 ℃能更显著抑制TBARS值、TVB-N含量和菌落总数上升,使鱼肉感官品质更接近新鲜状态。脂质组学分析表明,浸渍冷冻结合冻藏可显著影响鱼肉脂质分子组成,其中差异脂质占比较高的为GP和GL,SP脂质上调最为显著。同时,相较于-18 ℃冻藏,-35 ℃冻藏能更有效抑制脂质氧化分解,表现为GP上调、FA下调,进一步揭示了浸渍冷冻和低温冻藏对鲩鱼脂质组成变化的影响,可为鱼类预制菜产品在贮藏过程中脂质劣变与风味形成的相互作用机制提供参考,为相关预制菜产品质量提升提供科学参考。
[1] 郑善坚, 胡金春, 叶嘉政, 等. 开化清水草鱼营养组成及肉质品质分析[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(6): 1343-1348. DOI:10.16178/j.issn.0528-9017.20221174.
[2] 温利, 田明礼, 安玥琦, 等. 不同养殖模式对草鱼的营养与食用品质的影响[J]. 华中农业大学学报(自然科学版), 2022, 41(3): 244-251.DOI:10.13300/j.cnki.hnlkxb.2022.03.028.
[3] 刘书来, 张振宇, 唐文燕, 等. 不冻液冻结乌鳢块冻藏过程中品质变化[J]. 食品科学, 2019, 40(1): 256-262. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20171026-300.
[4] GALETTO C D, VERDINI R A, ZORRILLA S E, et al. Freezing of strawberries by immersion in CaCl2 solutions[J]. Food Chemistry,2010, 123(2): 243-248. DOI:10.1016/j.foodchem.2010.04.018.
[5] 董佳, 胡嘉杰, 王庆, 等. 液体浸渍冷冻对鲟鱼贮藏过程中品质的影响[J]. 食品科学, 2017, 38(5): 281-287. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201705046.
[6] ZHAO X, WANG L, WANG J X, et al. Eあects of diあerent freezing methods on muscle qualities and myofibrillar protein properties of red drum (Sciaenops ocellatus) during storage[J]. International Journal of Refrigeration, 2024, 165: 199-208. DOI:10.1016/j.ijrefrig.2024.05.021.
[7] LI Q Q, ZHAO Y, ZHU D, et al. Lipidomics profiling of goat milk,soymilk and bovine milk by UPLC-Q-Exactive Orbitrap mass spectrometry[J]. Food Chemistry, 2017, 224: 302-309. DOI:10.1016/j.foodchem.2016.12.083.
[8] SECCI G, PARISI G. From farm to fork: lipid oxidation in fish products. A review[J]. Italian Journal of Animal Science, 2016, 15(1):124-136. DOI:10.1080/1828051x.2015.1128687.
[9] YU X N, LI L Q, XUE J, et al. Effect of air-frying conditions on the quality attributes and lipidomic characteristics of surimi during processing[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2020, 60: 102305. DOI:10.1016/j.ifset.2020.102305.
[10] YAN H B, JIAO L, FANG C D, et al. Chemical and LC-MS-based lipidomics analyses revealed changes in lipid profiles in hairtail (Trichiurus haumela) muscle during chilled storage[J]. Food Research International, 2022, 159: 111600. DOI:10.1016/j.foodres.2022.111600.
[11] FANG C D, CHEN H S, YAN H B, et al. Investigation of the changes in the lipid profiles in hairtail (Trichiurus haumela) muscle during frozen storage using chemical and LC/MS-based lipidomics analysis[J]. Food Chemistry, 2022, 390: 133140. DOI:10.1016/j.foodchem.2022.133140.
[12] 彭斌, 徐林菊, 余诚玮, 等. 脂质组学解析草鱼肉在低温冷藏中的脂质变化[J]. 食品工业科技, 2024, 45(20): 23-33. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2024030044.
[13] 刁玉段. 直接浸渍冻结对冻藏草鱼保鲜效果的影响和机制研究[D].无锡: 江南大学, 2022. DOI:10.27169/d.cnki.gwqgu.2022.002297.
[14] 国家卫生和计划生育委员会. 食品安全国家标准 食品中丙二醛的测定: GB 5009.181—2016[S]. 北京: 中国标准出版社, 2017: 3-5.
[15] 国家卫生和计划生育委员会. 食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定: GB 5009.228—2016[S]. 北京: 中国标准出版社, 2017:3-5.
[16] 国家卫生健康委员会, 国家市场监督管理总局. 食品安全国家标准食品微生物学检验 菌落总数测定: GB 4789.2—2022[S]. 北京: 中国标准出版社, 2022: 1-4.
[17] 国家标准化管理委员会, 国家市场监督管理总局. 水产品感官评价指南: GB/T 37062—2018[S]. 北京: 中国标准出版社, 2018: 12-28.
[18] PARK D H, LEE S, KIM E J, et al. Freshness of deep frozen mackerel and croaker during long-term storage[J]. International Journal of Food Properties, 2021, 24(1): 89-104. DOI:10.1080/10942912.2020.1858865.
[19] 国家卫生和计划生育委员会. 食品安全国家标准 鲜、冻动物性水产品: GB 2733—2015[S]. 北京: 中国标准出版社, 2015: 11-13.
[20] 李大鹏, 秦娜, 王回忆, 等. 鲤鱼片真空包装与盐腌处理在冷藏过程中的品质变化规律研究[J]. 渔业现代化, 2015, 42(5): 39-43.DOI:10.3969/j.issn.1007-9580.2015.05.008.
[21] 李云凯, 徐敏. 鲨类的脂质代谢及其生理生态作用[J]. 水产学报,2021, 45(8): 1438-1450. DOI:10.11964/jfc.20200912397.
[22] 陈慧, 葛迎港, 胡希立, 等. 基于脂质组学探究冻藏温度对星康吉鳗(Conger myriaster)脂质变化的影响[J]. 食品与发酵工业, 2024,50(22): 294-301. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038127.
[23] MAN L M, REN W, QIN H X, et al. Characterization of the relationship between lipids and volatile compounds in donkey, bovine, and sheep meat by UHPLC-ESI-MS and SPME-GC-MS[J]. LWT-Food Science and Technology, 2023, 175: 114426. DOI:10.1016/j.lwt.2023.114426.
[24] LI J, ZHANG J Q, YANG Y Y, et al. Comparative characterization of lipids and volatile compounds of Beijing Heiliu and Laiwu Chinese black pork as markers[J]. Food Research International, 2021, 146:110433. DOI:10.1016/j.foodres.2021.110433.
[25] DONOVAN E L, PETTINE S M, HICKEY M S, et al. Lipidomic analysis of human plasma reveals ether-linked lipids that are elevated in morbidly obese humans compared to lean[J]. Diabetology &Metabolic Syndrome, 2013, 5(1): 24. DOI:10.1186/1758-5996-5-24.
[26] 张凯华, 臧明伍, 王守伟, 等. 磷脂分子调控畜禽肉品质研究进展[J].食品科学, 2024, 45(8): 303-311. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20231225-207.
[27] CHANG W C, WU H Y, YEH Y, et al. Untargeted foodomics strategy using high-resolution mass spectrometry reveals potential indicators for fish freshness[J]. Analytica Chimica Acta, 2020, 1127: 98-105.DOI:10.1016/j.aca.2020.06.016.
[28] 王馨云, 谢晶. 不同冷藏条件下金枪鱼的水分迁移与脂肪酸变化的相关性[J]. 食品科学, 2020, 41(5): 200-206. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190303-017.
[29] XIANG X J, JI R L, HAN S Z, et al. Differences in diacylglycerol acyltransferases expression patterns and regulation cause distinct hepatic triglyceride deposition in fish[J]. Communications Biology,2024, 7: 480. DOI:10.1038/s42003-024-06022-x.
[30] XU L, WU J, ZHAO Y C, et al. Salicylic acid-mediated diacylglycerol/triacylglycerol conversion affects the freezing tolerance of Arabidopsis[J]. Plant Growth Regulation, 2022, 98(2): 249-258.DOI:10.1007/s10725-022-00850-9.
[31] WANG Y Y, ZHANG H. Tracking phospholipid profiling of muscle from Ctennopharyngodon idellus during storage by shotgun lipidomics[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2011,59(21): 11635-11642. DOI:10.1021/jf2030852.
[32] MERRILL A H, SULLARDS M C, ALLEGOOD J C, et al.Sphingolipidomics: high-throughput, structure-specific, and quantitative analysis of sphingolipids by liquid chromatography tandem mass spectrometry[J]. Methods, 2005, 36(2): 207-224.DOI:10.1016/j.ymeth.2005.01.009.
[33] 徐永霞, 白旭婷, 冯媛, 等. 基于GC-IMS和化学计量学分析海鲈鱼肉蒸制过程中风味物质的变化[J]. 食品科学, 2021, 42(22): 270-275.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20201219-221.
[34] CUI S, WANG B, ZHOU Z, et al. Integrated volatolomics and lipidomics analysis reveal the characteristic flavor formation mechanism in steamed large yellow croaker (Pseudosciaena crocea)[J].Food Bioscience, 2024, 62: 105113. DOI:10.1016/j.fbio.2024.105113.
Effects of Different Frozen Storage Temperatures on the Quality and Lipid Composition ofImmersion-Frozen Grass Carp (Ctenopharyngodon idella) Meat
CHEN Ruizhi, ZHANG Wenjun, LUO Shucan, et al. Effects of different frozen storage temperatures on the quality andlipid composition of immersion-frozen grass carp (Ctenopharyngodon idella) meat[J]. Meat Research, 2026, 40(6): 49-57.(in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20250703-218. http://www.rlyj.net.cn