δ-癸内酯靶向PLIN2与FABP3：多组学解析山羊乳风味掺假的结构失稳与代谢重编程机制

为解决山羊乳中非法添加δ-癸内酯（δ-decanolactone）引发的风味掺假及食品安全问题，研究人员通过代谢组学、脂质组学与蛋白质组学联合分析，结合FTIR和CLSM技术，系统揭示了该化合物通过下调PLIN2、FABP3等靶点破坏乳脂肪球膜（MFGM）完整性，导致蛋白质二级结构重组（α-螺旋降低18.3%，β-折叠增加38.1%）及166种代谢物、378种脂质、41种蛋白异常。研究为乳品质量监管提供了分子标志物，支撑了更严格的添加剂管控政策。

　　

研究背景
山羊乳因其营养丰富而备受青睐，但部分生产商为提升风味非法添加合成δ-癸内酯（δ-decanolactone），这种化合物虽天然存在于乳脂（0.22–300 μg/L），但检测发现部分样品浓度高达505.82 μg/L，远超自然水平。欧盟与中国法规（GB 2760–2024）明确禁止此类添加，但经济利益驱动下的掺假行为屡禁不止，不仅破坏市场秩序，还可能通过蛋白结合（如β-乳球蛋白）改变乳品营养结构，甚至威胁水生生态系统（RIFM评估显示其环境风险）。然而，现有研究多聚焦感官特性，对δ-癸内酯的代谢干扰机制及其对乳基质多组分（脂质、蛋白、代谢物）的协同影响缺乏系统认知。

为填补这一空白，中国的研究团队在《Food Research International》发表论文，采用纵向多组学策略，结合傅里叶变换红外光谱（FTIR）和共聚焦激光扫描显微镜（CLSM），首次全面解析δ-癸内酯对山羊乳的分子级破坏机制。

关键技术方法
研究以陕西西安牧场的新鲜山羊乳（pH 6.6±0.01，干物质12.57% wt）为样本，设置不同δ-癸内酯暴露梯度。通过代谢组学（UHPLC-Q-TOF/MS）、脂质组学（UPLC-Q-Exactive/MS）和蛋白质组学（nanoLC-MS/MS）联合分析，结合FTIR测定蛋白二级结构变化，CLSM观察MFGM形态，并利用分子对接验证δ-癸内酯与关键靶点（PLIN2、FABP3等）的相互作用。

研究结果

1. 微结构特征
FTIR显示δ-癸内酯显著改变山羊乳功能基团透射率：1700–1600 cm^?1区域的酰胺I带（蛋白特征）中α-螺旋占比下降18.3%，β-折叠增加38.1%，表明蛋白构象从有序转向松散。CLSM证实MFGM完整性受损，脂肪球聚集加剧。

2. 多组学联合分析
高剂量δ-癸内酯导致166种代谢物（如氨基酸）、378种脂质（如磷脂）、41种蛋白异常表达。关键通路分析显示，化合物通过下调脂滴包被蛋白PLIN2、脂肪酸结合蛋白FABP3和脂蛋白脂肪酶LPL，同时上调β-1,4-半乳糖基转移酶B4GALT1和黄嘌呤脱氢酶XDH，扰乱“氨基酸-脂肪酸-磷脂”代谢轴。

3. 分子对接验证
δ-癸内酯与PLIN2（结合能-7.8 kcal/mol）、FABP3（-6.2 kcal/mol）形成稳定复合物，直接抑制其功能，解释了脂质代谢紊乱和MFGM结构崩溃的分子基础。

结论与意义
研究首次揭示δ-癸内酯作为“多功能破坏剂”，通过靶向PLIN2/FABP3诱发乳基质代谢重编程与结构坍塌：①蛋白二级结构失稳降低乳化性能；②MFGM损伤加速脂肪氧化；③关键酶表达失调导致营养代谢失衡。鉴定的生物标志物（如B4GALT1、XDH）为乳品掺假检测提供工具，而多组学框架为复杂食品基质中添加剂效应研究树立新范式。成果不仅推动乳品行业标准化生产，也为全球食品安全监管提供理论依据。