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风干时间调控鸭肉关键香气形成的蛋白质组学解析:基于(E,E)-2,4-癸二醛的生物标志物发现与代谢通路调控
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月11日 来源:Food Research International 7.0
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针对风干鸭肉香气形成机制不明的科学问题,山东团队通过蛋白质组学与挥发组学联用技术,首次揭示Perilipin 1等关键蛋白通过氨基酸代谢、蛋白质修饰和脂肪酸降解途径调控(E,E)-2,4-癸二醛等20种关键香气物质的形成,为优化传统风干工艺提供分子靶点。该研究发表于《Food Research International》,推动肉类风味精准调控技术发展。
鸭肉风干过程中诱人的香气从何而来?传统工艺背后隐藏着怎样的分子密码?这项由鲁东大学团队发表在《Food Research International》的研究,首次揭开了风干时间调控鸭肉关键香气形成的蛋白质组学奥秘。作为中华传统美食的代表,北京烤鸭的独特风味历来归功于烤制工艺,但最新证据表明,前期风干阶段(15°C、30%相对湿度)对生肉香气物质的积累具有决定性作用。尽管已知蛋白质氧化会通过释放游离氨基酸促进烤制过程中的美拉德反应,但风干阶段蛋白质如何参与香气形成的机制仍是未解之谜。更棘手的是,工业化生产中风干时间的控制缺乏科学依据,导致产品风味稳定性不足。
研究团队运用非标记定量蛋白质组学(Label-free proteomics)结合气相色谱-质谱(GC-MS)技术,对42日龄北京鸭进行0-24小时风干处理。通过生物信息学分析差异表达蛋白,结合香气活性值(OAV)筛选关键风味物质。技术路线涵盖:1)动物分组与风干处理(n=15,分5时间点);2)GC-MS鉴定挥发性有机物;3)串联质谱TMT标记定量蛋白质组;4)KEGG通路富集分析。
醛类和醇类,特别是(E,E)-2,4-癸二醛是风干鸭肉主要香气贡献者
在检测到的50种香气物质中,醛类和醇类占比达60%,其中(E,E)-2,4-癸二醛具有最高香气活性值(OAV>1000),成为区分不同风干阶段的生物标志物。该不饱和醛呈现时间依赖性积累,24小时含量较初始提升8.3倍,赋予产品特征性的脂肪香。
差异表达蛋白主要调控氨基酸代谢、蛋白质修饰和脂肪酸降解
6-24小时样本中鉴定到147个差异蛋白,KEGG分析显示其显著富集于三大通路:①支链氨基酸降解途径(如BCAT1);②蛋白质翻译后修饰(如热休克蛋白HSPB1);③脂肪酸β-氧化关键酶(ECI1)。值得注意的是,脂滴包被蛋白Perilipin 1表达量变化与(E,E)-2,4-癸二醛浓度呈强正相关(r=0.92),暗示其通过调控脂质水解间接影响醛类生成。
Perilipin 1、Anapl_06479和Akr1b10_3是调控关键香气形成的重要蛋白
通过构建蛋白-香气物质关联网络,发现三个核心调控因子:①脂肪动员关键蛋白Perilipin 1,其磷酸化水平变化可能促进甘油三酯水解;②醛酮还原酶Akr1b10_3,可能参与醛类物质代谢平衡;③功能未知蛋白Anapl_06479,与硫化物生成显著相关。分子对接显示Perilipin 1的Ser155
磷酸化位点与脂酶结合自由能降低2.4 kcal/mol。
这项研究首次建立风干时间-蛋白质组-香气物质的三维关联模型,提出"蛋白质修饰-底物释放-风味前体转化"的级联调控机制。实践层面,发现Perilipin 1磷酸化程度可作为工艺优化指标,为开发快速风干技术(如电场辅助)提供理论依据。理论层面,突破传统仅关注烤制阶段的研究局限,填补了风干过程中蛋白质动态变化与风味形成的知识空白。团队特别指出,未来需验证关键蛋白的功能突变体对香气的影响,并探索微生物-蛋白质互作在长期风干中的作用。
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