生鲜鸡肉货架期短的问题，显著制约其生产、运输与销售环节[1]。而鸡肉作为中国第2大肉类消费品，兼具高蛋白、高不饱和脂肪酸、低脂肪、富矿物质、维生素及低成本的特点，高度契合消费者需求[2]。研究表明，温度是决定肉品货架期和质量的主要原因[3]。降低温度可抑制肉品中酶蛋白水解和脂质氧化，抑制微生物活动，有效保持生鲜肉品质[4]，且对鸡肉组织结构破坏最小，因此低温被认为是目前肉类保鲜贮藏的最优方法之一。
目前肉品主要采用低温冷藏和冷冻保鲜2 种方式。然而，冷藏能耗大、成本高，保质期较短[5]；冷冻易引起蛋白质变性和质构的破坏，且解冻时汁液流失，严重影响生鲜肉的品质和风味[6]。冰温保鲜技术是一种新型的低温保鲜技术，既可以延长肉制品的货架期，又能够使产品保持较高的营养品质[7]。研究[8]表明，冰温保鲜技术已经广泛应用于水产品贮藏。相比之下，冰温技术在畜禽肉，尤其是鸡肉中的应用研究仍处于起步阶段。这主要源于鸡肉冰温贮藏的控制要求更为严苛[9]，限制了其推广。因此，系统评估冰温贮藏对鸡肉品质的影响，并与冷藏、冷冻进行对比，对明确其应用潜力至关重要。探究适宜的冰温贮藏条件，将为鸡肉产品的冷链物流精准控制与品质提升提供关键的理论依据和数据支持。
本研究以略阳乌鸡为实验材料，在分析冷藏（4 ℃）、冰温（0 ℃）、冷冻（-20 ℃）3 种贮藏条件下肉品质变化的基础上，通过非靶向代谢组学阐明不同贮藏温度下的代谢物组成，了解其动态变化规律，旨在为鸡肉的生产加工、贮藏保鲜、运输销售等环节提供理论数据和技术指导，也为禽类产业高质量发展提供借鉴。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
略阳乌鸡 陕西省略阳县黑河人家农业发展有限公司。
硫代巴比妥酸（分析纯） 上海蓝季科技发展有限公司；三氯乙酸（分析纯） 天津市大茂化学试剂厂；乙二胺四乙酸二钠（分析纯） 西安沃尔森生物技术有限公司；丙二醛乙缩醛（纯度97%） 上海麦克林生化科技股份有限公司；L-2-氯苯丙氨酸、甲醇、乙腈、甲酸、异丙醇（均为分析纯） 美国赛默飞世尔科技公司。
1.2 仪器与设备
BSA224S-CW电子天平 德国赛多利斯科学仪器有限公司；SPH-103B摇床 上海世平实验设备有限公司；ChillSafe 8-30水浴锅 基因科技（上海）股份有限公司；Infinite 200 Pro酶标仪 帝肯（上海）贸易有限公司；FB20 pH计 奥豪斯仪器（上海）有限公司；Brookfield CT3质构仪 美国Brookfield公司；BCD-277低温冰箱 博西华家用电器有限公司；UHPLC-Q Exactive HF-X系统 美国赛默飞世尔科技公司；HSS T3色谱柱（100 mm×2.1 mm，1.8 µm）沃特世科技（上海）有限公司。
1.3 方法
1.3.1 样品处理
购买相同饲养条件下7 月龄略阳乌鸡16 只，均为同一批次、相同饲养条件（玉米-豆粕型基础日粮），宰前静养12 h并经短途（＜30 min）运输后，在实验场所进行宰杀。样品处理在恒温无菌室（（20±2）℃）中进行，所有解剖器械均经4 ℃预冷；宰杀后20 min内完成胸肌取样，并遵循独立、即时原则：每个样品在剔除脂肪与筋膜后立即用无菌自封袋独立包装、排气密封，确保从处理完成到入箱贮藏的间隔不超过5 min。最后，将所有样品随机分配至4、0、-20 ℃条件下贮藏，并分别于0、1、3、5、7 d进行指标测定。BM0为新鲜鸡肉，BM3_0为0 ℃贮藏3 d鸡肉，BM3_4为4 ℃贮藏3 d鸡肉，BM3_20为-20 ℃贮藏3 d鸡肉，其余依此类推。
1.3.2 质构测定
将鸡肉切成3 cm×3 cm×1 cm的大小，采用质构仪进行测定，测定模式采用质地剖面分析。测前速率1.0 mm/s，测试速率1.0 mm/s，返回速率1.0 mm/s，压缩比50%，循环次数：2 次，探头类型TA5。测定结果主要取硬度、咀嚼性2 个指标。
1.3.3 丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量测定
参照GB 5009.181—2016《食品安全国家标准 食品中丙二醛的测定》。
1.3.4 pH值测定
取1 g鸡肉剪碎之后加入9 mL无菌水，浸泡30 min并不断搅拌，之后用pH计进行测定，样品平行测定3 次，取平均值。
1.3.5 非靶向代谢组学分析
将3 个温度下贮藏0、3、7 d的样品液氮速冻后送至上海美吉生物医药科技有限公司进行非靶向代谢组学测定。
1.3.5.1 代谢物提取
将50 mg鸡肉浸入400 μL含0.02 mg/mL内标（L-2-氯苯丙氨酸）的提取液（甲醇∶水＝4∶1，V/V）中，使用冷冻组织研磨仪研磨6 min（-10 ℃、50 Hz），低温超声提取30 min（5 ℃、40 kHz），-20 ℃下静置30 min后，离心15 min（4 ℃、1 300×g），取上清。
1.3.5.2 代谢物分析
液相色谱-串联质谱（tandem mass spectrometry，MS/MS）分析使用UHPLC-Q Exactive HF-X系统进行。3 μL样品经HSS T3色谱柱（100 mm×2.1 mm，1.8 µm）分离后进入MS检测。流动相A为95%水+5%乙腈（含0.1%甲酸），流动相B为47.5%乙腈+47.5%异丙醇+5%水（含0.1%甲酸）。样品质谱信号采集采用正、负离子扫描模式，质量扫描范围为m/z 70～1 050。鞘气流速50 psi，辅助气流速13 psi，辅助气加热温度425 ℃，正离子模式喷雾电压设置为3 500 V，负离子模式喷雾电压设置为-3 500 V，离子传输管温度325 ℃，归一化碰撞能为20%、40%、60%循环碰撞能。一级MS分辨率60 000，二级MS分辨率7 500，采用数据依赖采集模式进行 数据采集。
1.3.5.3 代谢组学数据采集与处理
上机完成之后，原始数据导入代谢组学处理软件Progenesis QI（Waters Corporation，Milford，USA）进行基线过滤、峰识别、积分、保留时间校正、峰对齐，最终得到一个保留时间、质荷比和峰强度的数据矩阵，同时将MS和MS/MS信息与代谢公共数据库人类代谢组数据库（The Human Metabolome Database，HMDB）（http://www.hmdb.ca/）和Metlin（https://metlin.scripps.edu/）进行匹配，得到代谢物信息。对搜库后的数据矩阵进行预处理，为减小样品制备及仪器不稳定带来的误差，用总和归一化法对样品质谱峰的响应强度进行归一化。其次，采用R语言中的ropls包（Version 1.6.2）对预处理后的数据矩阵进行主成分分析（principal component analysis，PCA）和偏最小二乘判别分析（partial least squares-discriminant analysis，PLS-DA），并使用7 次循环交互验证评估模型的稳定性。显著差异代谢物的选择基于PLS-DA模型得到的变量投影重要性（variable importance in projection，VIP）和student’s t检验P值确定，VIP＞1、P＜0.05的代谢物为显著差异代谢物。
为进一步解析差异代谢物的生物学功能，基于京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）数据库进行通路富集分析，采用Benjamini-Hochberg（BH）方法对P值进行校正，当经校正的P＜0.05时，认为此通路存在显著富集情况。同时，采用R 4.2.1软件（pROC包）绘制受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线，计算曲线下面积（area under the curve，AUC）及95%置信区间（confidence interval，CI），评估标志物的区分效能。
1.4 数据分析
非靶向代谢组学分析在6 个独立实验中进行（n＝6），其他分析在3 个独立实验中完成。使用GraphPad Prism 10.1.2软件进行数据统计分析与图表绘制，差异显著性水平设为P＜0.05。
2 结果与分析
2.1 不同贮藏条件下鸡肉的品质变化
2.1.1 质构指标
如图1a所示，与冷藏0～7 d相比，冰温贮藏延缓了鸡肉硬度的增加速率，而冷冻贮藏下，鸡肉的硬度持续降低。Choi等[10]指出，4 ℃贮藏条件下鸡胸肉因蛋白质变性导致水合作用降低，引发水分形态转化与总体流失，因此冷藏条件下硬度增加与水分流失较快有关。而冷冻贮藏中，硬度降低与冰晶重结晶对肌肉组织的破坏加剧有关[11]。
图1 贮藏温度对鸡肉品质的影响
Fig. 1 Influence of storage temperature on the quality of chicken
如图1b所示，冷藏鸡肉的咀嚼性与冰温条件下变化规律相似，而冷冻贮藏时，鸡肉的咀嚼性在0～7 d呈现稳定的下降趋势。卢骁等[12]研究指出，冷冻条件下肌原纤维蛋白降解程度增大，导致肌原纤维发生碎片化，故使肉品的咀嚼性降低。综上所述，冷藏和冰温条件有利于维持肉品的咀嚼性，但冷藏会因水分流失导致鸡肉硬度快速升高；而冷冻贮藏则会严重破坏肉品组织结构，造成咀嚼性与口感下降。
2.1.2 新鲜度
MDA是脂质过氧化的终产物之一，其含量可以反映细胞或组织遭受氧化应激的程度，常用于评估肉制品的脂质氧化程度[13]。如图1c所示，与冷藏0～3 d相比，冰温和冷冻贮藏条件下鸡肉的MDA含量变化均较为稳定，说明贮藏3 d内，冰温和冷冻贮藏可一定程度维持肉品的新鲜度。贮藏7 d时，冷藏、冰温和冷冻组的MDA含量分别为0 d时的2.49、1.90、1 倍，氧化程度由高到低依次为冷藏＞冰温＞冷冻。冷藏条件下细胞骨架蛋白降解速率加快，脂质过氧化程度加剧，故新鲜度下降明显，而冷冻贮藏更有利于维持鸡肉的新鲜度。
pH值在一定程度上能够直接反映鸡肉的新鲜度。如图1d所示，贮藏1 d时，生鲜鸡肉的pH值均下降，归因于屠宰后肌糖原无氧酵解导致乳酸积累[14]。而冷藏1～7 d时，鸡肉的pH值上升趋势明显，尤其在冷藏5 d时，肉品已降为二级鲜度（pH 6.2～6.5），此趋势是由于冷藏条件下，微生物和细菌酶分解更多蛋白质和含氮化合物，产生碱性物质，如氨和胺类[15]。然而，冰温与冷冻贮藏鸡肉在7 d内仍维持一级鲜度（pH 5.8～6.2）。综上可知，贮藏短期（≤3 d）内，冰温和冷冻条件下鸡肉新鲜度较高；然而，对于长期贮藏，冷冻能在一定程度上抑制蛋白降解与脂质氧化，相比冷藏和冰温可有效维持鸡肉的新鲜度。
2.2 代谢组学质量评估与总代谢物注释
为阐明不同贮藏温度对鸡肉代谢物变化的影响，采用非靶向代谢组学对代谢物进行检测。对数据质量进行严格把控，通过内标（L-2-氯苯丙氨酸）的Z-score值进行监测，其全程稳定在2 倍标准差范围内，证实了整个检测过程的稳定性。如图2a所示，数据质量评估显示，原始质控（quality control，QC）样本中高达84.49%的代谢物其峰面积的相对标准偏差（relative standard deviation，RSD）小于30%。在此基础上，使用PLS-DA建立代谢物表达量与样本类别之间的关系模型，实现对样品类别的预测。如图2b所示，来自7 个处理组的样品被PC1（方差贡献率31.3%）和PC2（方差贡献率18%）区分开，累计方差贡献率49.30%。每个样品组中6 个重复样品及QC组较紧密聚集在一起，证实了所得数据的高重复性和可靠性[16]。值得注意的是，冷冻贮藏3 d和7 d的2 组样品分离程度小，进一步说明冷冻条件下样品之间的代谢物差异较小。如图2c所示，200 次置换检验的结果表明，Q2回归线与Y轴的截距小于0.05，说明模型稳健、可靠，未发生过拟合现象。
图2 PLS-DA模型与总代谢物注释
Fig. 2 Cross-validation of PLS-DA model and annotation of total metabolites
非靶向代谢组学共鉴定到991 个代谢物，通过HMDB对所注释到的684 个代谢物进行亚类层级的化合物分类，如图2d所示，氨基酸、肽和类似物，碳水化合物及其结合物，脂肪酸及其结合物占比较高，注释到的代谢物分别为190、51、27 个。此结果说明，在冷藏、冰温、冷冻贮藏相关的代谢过程中，氨基酸类代谢、碳水化合物代谢、脂肪酸代谢可能是最活跃的三大核心代谢途径。同时，占比34.43%的代谢物被归为“其他”类别，这一现象是非靶向代谢组学由于数据库覆盖不全及方法通用性限制所面临的共同挑战[17]，也提示在已知核心通路外仍存在大量未知代谢过程。因此，后续研究需在验证已注释代谢物的同时着力于未知代谢物的鉴定，以全面揭示鸡肉贮藏的代谢调控网络。
2.3 不同贮藏条件下鸡肉代谢物分析
代谢物相关性分析可挖掘代谢物间的关联规律与功能集群，揭示代谢通路关联性，为解析不同贮藏条件下鸡肉代谢机制及品质影响原因提供关键支撑。通过层级聚类、Pearson相关性算法、欧氏距离算法对代谢物进行相关性分析，如图3a所示，肌酸与三氟乙酸、N,N-二异丙基乙胺、3-甲基-1-丁胺等呈高度显著负相关（P≤0.001）。已有研究[18]指出，肌酸补充剂会影响猪肉的保水性、肌细胞能量状态，故肌酸含量下降可能会破坏鸡肉等肉类基础品质。异丙硝唑与L-鹅肌肽、N-乙酰基-3-甲基组氨酸呈高度显著正相关（P≤0.001）。异丙硝唑是一种人工合成的硝基咪唑类广谱抗菌药物[19]，本研究中其含量与多种肽段呈高度显著正相关（P≤0.001），提示该药物通过抑制腐败菌生长间接减少肽类降解，从而维持肌肉抗氧化稳态[20]。该相关性分析结果可能为解析肉质变化机制提供了代谢网络层面的线索。
图3 不同贮藏温度下鸡肉代谢物相关性分析图与火山图
Fig. 3 Correlation matrix plot and volcano plot of differential metabolites in chicken meat at different storage temperatures
为进一步解析不同贮藏温度下鸡肉中代谢物的变化，根据VIP＞1、P＜0.05和FC＞1，进一步筛选显著差异代谢物。通过火山图和差异代谢物雷达图对3 个温度下贮藏、不同时期的鸡肉差异代谢物进行可视化分析。同时进行KEGG通路富集分析，采用BH方法对P值进行校正，当经过校正的P＜0.05时，认为此通路存在显著富集情况。
2.3.1 不同贮藏条件下鸡肉差异代谢物的变化
本研究选取贮藏0（基线）、3（品质变化初期）、7 d（货架期末期）这3 个时间点的鸡肉样品进行分析。冷藏条件下，通过对比0 d和3 d的代谢物，共筛选到190 个差异代谢物（图3b，107 个上调、83 个下调），对差异代谢物进行分析（图4a）发现，缬氨酸-色氨酸的log2 FC最大，表示其上调的FC最大。缬氨酸、色氨酸均为必需氨基酸，不仅是鸡肉蛋白的组成单元[21]，且可与肉中的核苷酸（如鸟苷酸）协同作用，增强鲜味[22]，二者上调FC最大，说明冷藏3 d时可能由于内源性蛋白酶的活跃，将大分子蛋白质水解为游离氨基酸。而组氨酸-缬氨酸-亮氨酸的下调FC最大，说明功能肽降解可能影响肉品抗氧化性与质构稳定性。
图4 不同贮藏温度下鸡肉差异代谢物FC
Fig. 4 Fold change of differential metabolites at different storage temperatures
通过对比冷藏3 d和7 d的代谢物，共筛选到200 个差异代谢物（图3c，127 个上调、73 个下调）。如图4b所示，苯丙氨酸-苏氨酸-赖氨酸上调FC最大，癸烷-1-磺酸下调FC最大。苯丙氨酸-苏氨酸-赖氨酸的显著上调标志着蛋白质降解进入深度阶段，新鲜度下降。癸烷-1-磺酸是一类含硫脂肪酸衍生物，可通过多种机制与细胞膜发生相互作用[23]，其显著下调可能与贮藏后期细胞膜脂质氧化或降解，导致细胞膜通透性增加、结构破损有关。
冰温下贮藏3 d后，共筛选到309 个差异代谢物（图3d，173 个上调、136 个下调）。对差异代谢物进行可视化发现（图4c），缬氨酸-色氨酸上调FC最大，红花苷A1下调FC最大。冰温下缬氨酸-色氨酸的上调幅度高于冷藏，说明风味提升更显著。红花苷A1核心功能是抗氧化、抑制脂类氧化、保护细胞膜完整性[24]，其在冰温贮藏初期可能抑制脂质氧化，维持细胞膜完整性，从而延缓肉质劣变。红花苷A1对鸡肉的延缓氧化作用与水产品（如鲭鱼）中主要依赖抑制内源蛋白酶活性以防止质构软化的主导机制存在显著差异[8]，这种差异可能源于物种间肌肉组织生化构成的根本不同。禽类胸肌作为快缩肌，其糖原代谢与氧化应激响应更为剧烈[25]；而鱼类肌肉富含不饱和脂肪酸，对蛋白酶介导的降解更为敏感[26]。因此，本研究揭示，红花苷A1可能作为禽肉类冰温保鲜的特异性调控轴，参与调控低温条件下肌肉的氧化稳定性与代谢平衡。后续将外源添加红花苷A1或其前体物质，验证其是否通过增强鸡肉氧化稳定性来达到保鲜效果。
冰温贮藏后期（3～7 d），共筛选到258 个差异代谢物（图3e，153 个上调、105 个下调），其中与贮藏3 d和新鲜鸡肉的差异代谢物相比，上调差异代谢物减少20 个，下调减少31 个。红花苷A1上调FC最大，苯丙氨酸-苏氨酸-赖氨酸下调FC最大（图4d）。冰温贮藏3 d时红花苷A1下调，贮藏7 d时反而显著上调，这可能是冰温贮藏的关键特征，推测是由于冰温下肌肉组织中结合态的红花苷A1被缓慢释放，或通过代谢转化生成更多游离态红花苷A1。未来的研究将通过柱层析技术精确分离与定量游离态和结合态红花苷A1，并同步检测肌肉组织中关键糖苷酶的活性变化，以直接证实或修正当前的推测，从而明晰其具体的转化路径。同时，苯丙氨酸-苏氨酸-赖氨酸下调FC最大，说明蛋白质降解被抑制，新鲜度持续维持。
在冷冻贮藏前、后期，分别筛选到291 个（图3f，153 个上调、138 个下调）和139 个（图3g，71 个上调、68 个下调）显著差异代谢物，其中上调FC最大的差异代谢物分别为异亮氨酸-天冬酰胺和苯丙氨酸-苏氨酸-赖氨酸，下调FC最大的分别为苯丙氨酸-苏氨酸-赖氨酸和环腺苷二磷酸核糖（图4e、f）。前期筛选到的差异代谢物数量（291 个）远多于后期（139 个），说明样品在刚进入冷冻环境时经历了强烈的刺激，细胞代谢发生了剧烈、广泛的调整以适应低温环境。苯丙氨酸-苏氨酸-赖氨酸在前期大幅下调，在后期却大幅上调，这说明代谢调控是动态和阶段性的，在贮藏后期，蛋白质的降解可能仍在持续，导致其在细胞内积累。环腺苷二磷酸核糖作为钙离子动员剂，参与细胞内钙信号的调节[27]，其显著下调说明在长期冷冻贮藏中，细胞的信号转导活动，特别是钙信号通路已受显著抑制。冷冻贮藏中，冰晶形成与初期氧化反应会影响鸡肉品质[28]，而钙信号通路被抑制后，细胞低温应激调节能力下降，更易受冰晶损伤且氧化反应加剧[29]。虽然冷冻7 d鸡肉品质未显劣变，但环腺苷二磷酸核糖下调引发的钙信号抑制已为后续品质下降埋下隐患。
2.3.2 不同贮藏条件下鸡肉差异代谢物的KEGG通路富集
冷藏贮藏前期，KEGG通路富集（图5a）发现，半胱氨酸和蛋氨酸代谢、β-丙氨酸代谢显著富集，提示蛋白质开始降解。冷藏后期，乙醛酸和二羧酸代谢富集（图5b），与脂类氧化、二羧酸积累相关[30]，直接反映冷藏后期氧化应激加剧。此外，赖氨酸降解通路的出现是肉品贮藏中的典型特征，该通路会促进生物胺类物质积累，进而导致肉品新鲜度下降并产生异味[31]。
图5 不同贮藏条件下鸡肉差异代谢物的KEGG通路富集（前10 条通路）
Fig. 5 KEGG pathway enrichment of differential metabolites in chicken meat under different storage conditions (top 10 pathways)
冰温贮藏过程中，显著富集的10 条代谢通路与冷藏条件下高度一致（图5c、d）。值得注意的是，甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢，半胱氨酸和蛋氨酸代谢在冰温贮藏下7 d才显著，而在冷藏条件下3 d已有迹象。说明冰温下蛋白质降解更慢，游离氨基酸积累温和，既维持了风味物质的生成，又避免了胺类物质的过量生成。
对冷冻贮藏前、后期的差异代谢物富集通路进行分析发现，贮藏前期，辅因子生物合成、谷胱甘肽代谢显著富集（图5e、f）。谷胱甘肽是核心抗氧化物质[32]，辅因子参与酶促反应[33]，二者富集一定程度说明冷冻初期肉品可能因冰晶损伤引发强烈氧化应激，细胞通过激活抗氧化通路和辅因子合成来抵御损伤。贮藏后期，铁死亡、亚油酸代谢、甘油磷脂代谢的出现，说明氧化应激加剧，脂类氧化仍在缓慢进行，可能进一步加剧肌肉纤维结构的不可逆损伤[34]。针对铁死亡通路，后面还需系统检测脂质过氧化终产物4-羟基壬烯醛、细胞内游离铁离子浓度及谷胱甘肽过氧化物酶4的活性，验证该通路与肌纤维损伤的因果关系。目前已有研究[35]表明，冰晶重结晶诱发肌纤维膜机械破裂，激活膜结合磷脂酶，导致甘油磷脂级联降解，因此甘油磷脂代谢是否加剧冰晶对细胞膜的破坏也是后续关注的焦点。
综上所述，冷藏贮藏前期蛋白降解启动，后期氧化应激加剧；冰温贮藏代谢通路激活延迟，实现蛋白降解与风味平衡；冷冻贮藏初期，抗氧化防御激活，后期脂类氧化与结构损伤持续。这表明不同贮藏温度通过调控肉品关键代谢通路的动态变化，直接决定了其品质劣变的速率与方向。
2.3.3 不同贮藏条件下鸡肉中潜在标志物的筛选
结合3 个贮藏温度下鸡肉的代谢特征分析，苯丙氨酸-苏氨酸-赖氨酸与缬氨酸-色氨酸具备作为不同贮藏条件鉴别的核心标志物潜力。其中，缬氨酸-色氨酸在冷藏、冰温前期的上调幅度差异，苯丙氨酸-苏氨酸-赖氨酸在冷藏、冰温后期的上下调幅度差异，及冷冻前后期呈现的“降-升”动态变化，能够清晰区分不同贮藏条件。进一步构建ROC曲线，量化标志物的区分效能。如图6所示，缬氨酸-色氨酸、苯丙氨酸-苏氨酸-赖氨酸在冷藏与冰温前后期的AUC、95% CI上下限均为1，但在冷冻前、后期的AUC仅有0.25，说明这2 个标志物只在区分冷藏和冰温3 d及7 d表现出非常高的潜力。本研究基于单一批次样本的发现仍需通过多批次验证和交叉验证来进一步确认其普适性，后续研究将致力于在不同饲养批次的样本中验证这些标志物的稳定性，并探索建立基于高效液相色谱的快速检测方法，以提升其产业应用价值。
图6 潜在标志物区分不同贮藏条件下鸡肉的ROC曲线
Fig. 6 Receiver operating characteristic curves for potential biomarkers for distinguishing chicken meat under different storage conditions
2.4 不同贮藏条件下鸡肉差异代谢物与品质劣化的关联性分析
通过将代谢物与其他理化指标进行相关性分析，从而衡量2 个变量因素的相关密切程度，同时确定引起这种关联的主要代谢物。热图展示了不同贮藏条件下筛选出的前20 个差异代谢物与冷藏鸡肉品质性状的相关系数矩阵（图7）。如图7a所示，冷藏条件下，pH值与D-核酮糖-5-磷酸呈高度显著负相关（P≤0.001），D-核酮糖-5-磷酸是磷酸戊糖途径的中间代谢物[36]，其积累可能与pH值变化导致的代谢通量重分配有关，从而影响鸡肉的品质。为明确该途径的实际激活程度及其与pH值变化的因果关联，后续需进一步测定关键限速酶（如葡萄糖-6-磷酸脱氢酶）的活性，为该代谢重分配机制提供直接证据。pH值与L-赖氨酸、L-脯氨酸呈高度显著正相关（P≤0.001），Zhou Cunliu等[37]研究L-赖氨酸对猪肉肠理化性质的影响，研究表明，与对照组相比，赖氨酸提高了pH值，说明L-赖氨酸和肌原纤维蛋白之间的相互作用影响了猪肉香肠的理化性质。硬度、咀嚼性与棕榈酰肉碱分别呈高度显著（P≤0.001）、极显著（0.001＜P≤0.01）负相关。已有研究表明，在日粮中添加左旋肉碱可降低滴水损失、改善嫩度[38]，而棕榈酰肉碱是左旋肉碱参与脂肪酸代谢的产物，由此可推测棕榈酰肉碱可能通过影响脂肪酸代谢进而对肉品的质构产生影响。如图7b所示，冰温贮藏中，鸟苷5′-单磷酸（guanosine 5′-monophosphate，GMP）与4 个指标均具有强相关性。在鸡肉贮藏过程中，GMP作为重要的鲜味化合物，可以产生一些香味物质[39]，说明冰温贮藏有利于肉品风味物质的形成。如图7c所示，冷冻贮藏下，硬度、咀嚼性与N-乙酰组氨酸呈高度显著正相关（P≤0.001），表明较高水平的N-乙酰组氨酸有助于改善产品的质构特性。此前有研究已证实组氨酸能有效增强鸡肉糜的硬度、咀嚼性并促进其形成紧密的凝胶网络结构[40]，然而，其衍生物N-乙酰组氨酸是否具有相似功能，尚需通过进一步实验予以验证。后期可基于这些关键代谢物与品质的关联规律，针对性优化贮藏技术，减少健康风险的同时平衡营养与安全。
图7 鸡肉贮藏期间品质变化与代谢物的相关性分析
Fig. 7 Correlation analysis between quality changes and metabolites during chicken storage
3 结 论
本研究通过整合物理品质、新鲜度指标与代谢组学，系统阐述冷藏、冰温、冷冻贮藏对鸡肉品质与代谢规律的调控机制。结果表明，冷藏贮藏3 d后品质明显劣化，代谢特征表现为蛋白质降解与生物胺通路的富集，导致MDA含量激增、pH值快速上升。冰温贮藏表现出最优的综合保鲜效能，其通过延缓蛋白质降解与脂质氧化进程维持品质。冷冻虽能有效抑制微生物活动，维持新鲜度，但低温引起的独特的代谢响应，如贮藏后期甘油磷脂代谢与铁死亡通路富集，揭示了冰晶对细胞膜的持续性氧化损伤，最终造成肌纤维结构破坏与咀嚼性显著下降。Pearson相关性分析表明，D-核酮糖-5-磷酸、L-赖氨酸、GMP等代谢物与不同贮藏条件下的鸡肉品质变化密切相关，但本研究尚未阐明这些代谢物与品质指标之间的具体分子互作机制及关键代谢通路的调控节点，这是研究的主要局限性。未来研究可进一步聚焦关键代谢物与品质变化的分子互作机制，挖掘贮藏条件影响鸡肉品质的核心调控通路，基于代谢组学筛选的特征标志物开发精准化、高效化的鸡肉保鲜技术。
[1] 马丽娜, 樊艳凤, 周倩, 等. 不同包装方式对冷鲜鸡肉贮藏品质的影响[J]. 食品安全质量检测学报, 2025, 16(10): 11-18. DOI:10.19812/j.cnki.jfsq11-5956/ts.20250321002.
[2] Connolly G, Campbell W W. Poultry consumption and human cardiometabolic health-related outcomes: a narrative review[J].Nutrients, 2023, 15(16): 3550. DOI:10.3390/nu15163550.
[3] Augustyńska-Prejsnar A, Hanus P, Ormian M, et al. The effect of temperature and storage duration on the quality and attributes of the breast meat of hens after their laying periods[J]. Foods, 2023, 12(23):4340. DOI:10.3390/foods12234340.
[4] Han Guilian, Li You. A review of inhibition mechanisms of surimi protein hydrolysis by different exogenous additives and their application in improving surimi gel quality[J]. Food Chemistry, 2024,456: 140002. DOI:10.1016/j.foodchem.2024.140002.
[5] Gu Minghui, Zhang Dequan, Li Cheng, et al. In-depth metaproteomics analysis reveals the protein profile and metabolism characteristics in pork during refrigerated storage[J]. Food Chemistry, 2024, 459:140149. DOI:10.1016/j.foodchem.2024.140149.
[6] Zhang Renyu, Realini C E, Kim Y H B, et al. Challenges and processing strategies to produce high quality frozen meat[J]. Meat Science, 2023, 205: 109311. DOI:10.1016/j.meatsci.2023.109311.
[7] Wang Bo, Liang Jiamin, Zhou Changyu, et al. Research progress on the effect and mechanism of superchilling preservation technology on meat quality control[J]. Foods, 2024, 13(20): 3309. DOI:10.3390/foods13203309.
[8] Cui Pengbo, Liang Jianqin, Cheng Tianyu, et al. Research progress on preservation technology of Scomber japonicus[J]. Journal of Fisheries of China, 2024, 48(7): 079801. DOI:10.11964/jfc.20231214277.
[9] 刘茵茵, 葛庆联, 陈大伟, 等. 冰温和冷鲜贮藏对鸡肉品质变化的影响[J]. 中国家禽, 2018, 40(24): 34-38. DOI:10.16372/j.issn.1004-6364.2018.24.008.
[10] Choi J H, Shakeri M, Kim W K, et al. Water properties in intact wooden breast fillets during refrigerated storage[J]. Poultry Science, 2024, 103(3): 103464. DOI:10.1016/j.psj.2024.103464.
[11] 向迎春, 吴丹, 黄佳奇, 等. 冻藏过程中冰晶对水产品品质影响的研究现状[J]. 食品研究与开发, 2018, 39(12): 187-193. DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2018.12.036.
[12] 卢骁, 董鹏程, 张一敏, 等. 微冻贮藏对牛肉保水性的影响[J]. 食品科学, 2021, 42(7): 253-259. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200330-430.
[13] Domínguez R, Pateiro M, Gagaoua M, et al. A comprehensive review on lipid oxidation in meat and meat products[J]. Antioxidants, 2019,8(10): 429. DOI:10.3390/antiox8100429.
[14] 吴非凡, 茆建昱, 丁洛阳, 等. 影响羊肉pH变化的因素及其糖原代谢通路机制的研究进展[J]. 动物营养学报, 2020, 32(2): 571-577.DOI:10.3969/j.issn.1006-267x.2020.02.012.
[15] 郭江南, 蒋云升, 崔繁荣, 等. 新疆风干牛肉贮藏期间微生物变化研究[J]. 食品工业科技, 2016, 37(13): 323-327. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2016.13.058.
[16] Zhang Naixin, Chen Qiaochu, Zhang Peipei, et al. Quartet metabolite reference materials for inter-laboratory proficiency test and data integration of metabolomics profiling[J]. Genome Biology, 2024, 25(1): 34. DOI:10.1186/s13059-024-03168-z.
[17] Blaženović I, Kind T, Ji Jian, et al. Software tools and approaches for compound identification of LC-MS/MS data in metabolomics[J].Metabolites, 2018, 8(2): 31. DOI:10.3390/metabo8020031.
[18] Young J F, Bertram H C, Rosenvold K, et al. Dietary creatine monohydrate affects quality attributes of Duroc but not Landrace pork[J]. Meat Science, 2005, 70(4): 717-725. DOI:10.1016/j.meatsci.2005.03.008.
[19] 佟芳荻, 潘晓敏, 邱国林, 等. LC-MS/MS检测动物源性食品中12 种激素类、硝基咪唑类和酰胺醇类药物残留[J]. 食品安全导刊, 2023(14): 53-57; 62. DOI:10.16043/j.cnki.cfs.2023.14.016.
[20] 王辉. 富含鹅肌肽的鲣鱼抗氧化肽的制备及活性研究[D]. 广州: 华南理工大学, 2021. DOI:10.27151/d.cnki.ghnlu.2021.005645.
[21] 周雪松, 赵谋明, 林伟锋, 等. 鸡肉蛋白质组成与分离研究[J]. 食品与发酵工业, 2005(10): 9-12. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.2005.10.003.
[22] 潘见, 杨俊杰, 朱双杰, 等. 四种不同品种猪肉滋味成分差异研究[J]. 食品工业科技, 2015, 36(14): 161-164; 74. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2015.14.025.
[23] Sondhi P, Lingden D, Stine K J. Structure, formation, and biological interactions of supported lipid bilayers (SLB) incorporating lipopolysaccharide[J]. Coatings, 2020, 10(10): 981. DOI:10.1039/c1lc20073a.
[24] Zhou Yuzhi, Ma Hongyu, Chen Huan, et al. New acetylenic glucosides from Carthamus tinctorius[J]. Chemical and Pharmaceutical Bulletin,2006, 54(10): 1455-1456. DOI:10.1248/cpb.54.1455.
[25] Abasht B, Mutryn M F, Michalek R D, et al. Oxidative stress and metabolic perturbations in wooden breast disorder in chickens[J]. PLoS ONE, 2016, 11(4): e0153750. DOI:10.1371/journal.pone.0153750.
[26] Chi Yongzhou, Luo Meilin, Ding Chengcheng. The role of microbiota in fish spoilage: biochemical mechanisms and innovative preservation strategies[J]. Antonie van Leeuwenhoek, 2025, 118(7): 89.DOI:10.1007/s10482-025-02101-z.
[27] Guse A H, da Silva C P, Berg I, et al. Regulation of calcium signalling in T lymphocytes by the second messenger cyclic ADP-ribose[J].Nature, 1999, 398: 70-73. DOI:10.1038/18024.
[28] 唐修君, 樊艳凤, 葛庆联, 等. 不同贮藏条件下鸡肉肌苷酸含量的变化规律[J]. 食品工业科技, 2019, 40(2): 266-270. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2019.02.046.
[29] 王艳芳, 林捷, 郑华. 冷冻鸡肉品质的研究进展[J]. 肉类研究, 2013,27(12): 28-31. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-201312008.
[30] Zhang Xiao, Gao Ting, Deng Senwen, et al. Fasting induces hepatic lipid accumulation by stimulating peroxisomal dicarboxylic acid oxidation[J]. Journal of Biological Chemistry, 2021, 296: 100622.DOI:10.1016/j.jbc.2021.100622.
[31] 梁菡峪, 曹淑瑞, 郑小玲, 等. 肉类贮藏过程中FAA和BAs变化规律及腐败标识物确定[J]. 食品工业科技, 2014, 35(11): 309-314.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2014.11.060.
[32] Starlard-Davenport A, Palani C D, Zhu X, et al. Innovations in drug discovery for sickle cell disease targeting oxidative stress and NRF2 activation: a short review[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2025, 26(9): 4192. DOI:10.3390/ijms26094192.
[33] Cristobal J R, Nagorski R W, Richard J P. Utilization of cofactor binding energy for enzyme catalysis: formate dehydrogenasecatalyzed reactions of the whole NAD cofactor and cofactor pieces[J]. Biochemistry, 2023, 62(15): 2314-2324. DOI:10.1021/acs.biochem.3c00290.
[34] 刘嘉琪, 王慧平, 张鑫, 等. 原料肉冻藏品质劣变机制及其改善策略[J].食品科学, 2024, 45(8): 321-330. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230627-210.
[35] 崔晓颖, 赵鑫琦, 刘春云, 等. 冰晶形貌对反复冻融肉体系稳定性影响的研究进展[J]. 食品科学, 2022, 43(11): 214-221. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210410-139.
[36] Stincone A, Prigione A, Cramer T, et al. The return of metabolism:biochemistry and physiology of the pentose phosphate pathway[J].Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society, 2015,90(3): 927-963. DOI:10.1111/brv.12140.
[37] Zhou Cunliu, Li Jun, Tan Shengjiang. Effect of L-lysine on the physicochemical properties of pork sausage[J]. Food Science and Biotechnology, 2014, 23: 775-780. DOI:10.1007/s10068-014-0104-6.
[38] James B W, Tokach M D, Goodband R D, et al. Interactive effects of dietary ractopamine HCl and L-carnitine on finishing pigs: II. Carcass characteristics and meat quality[J]. Journal of Animal Science, 2013,91(7): 3272-3282. DOI:10.2527/jas.2011-4287.
[39] Wang Shanyu, Jian Chong, Zhao Ling, et al. Relationship between physicochemical properties, non-volatile substances, and microbial diversity during the processing of dry-cured Spanish mackerel[J].Food Research International, 2025, 200: 115501. DOI:10.1016/j.foodres.2024.115501.
[40] 王新颖, 毛云, 牛希跃, 等. 氨基酸种类及添加量对乳化鸡肉香肠品质特性的影响[J]. 现代食品科技, 2024, 40(5): 150-161.DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2024.5.0456.