多组学视角下NFT与MAP-B对储藏期间新鲜冬虫夏草代谢物及微生物组动态的影响

《Food Research International》:Multi-omics insights into the effects of NFT and MAP-B on metabolite and microbiome dynamics in fresh Ophiocordyceps sinensis during storage

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月03日 来源:Food Research International 8.8

编辑推荐:

   •NFT(-3.9 °C)+ MAP(5% O? + 10% CO? + 85% N?)可维持O. sinensis品质达30天。•鉴定出15种关键VOCs;1-辛烯-3-醇是品质劣变的相关候选指标。•主要代谢物:有机酸/衍生物、脂质和类脂质。•核心微生物属、VOCs与品质劣

  
  • •
    NFT(-3.9 °C)+ MAP(5% O? + 10% CO? + 85% N?)可维持O. sinensis品质达30天。
  • •
    鉴定出15种关键VOCs;1-辛烯-3-醇是品质劣变的相关候选指标。
  • •
    主要代谢物:有机酸/衍生物、脂质和类脂质。
  • •
    核心微生物属、VOCs与品质劣变之间的相关性。
  • •
    关键策略:控制水分、膜脂质氧化和核心微生物代谢。

引言

冬虫夏草(Berk.)Sacc.(O. sinensis)是一种由虫草菌(Clavicipitaceae)寄生于 ghost moths(Hepialidae)幼虫所形成的子实体(FB)和菌丝体(MB)复合体。其主要分布在海拔3500–5000 m的高海拔地区(Shashidhar et al., 2013)。由于其富含虫草素、虫草酸、多糖、麦角甾醇和氨基酸等生物活性成分(Baral, 2017; Yuan et al., 2022),O. sinensis具有抗肿瘤、抗病毒、抗炎、促进呼吸功能和双向免疫调节等多种药理作用,具有重要的临床价值。长期以来,O. sinensis的研究主要集中于其药理活性、人工栽培和临床应用,而其采后保鲜研究则相对滞后。干燥是最常用的保存方法,但持续高温干燥不可避免地会导致品质劣变(Zhu et al., 2013)。Xiao等人系统比较了真空冷冻干燥、烘箱干燥和空气干燥对O. sinensis形态、代谢物和抗氧化能力的影响,发现真空冷冻干燥在保持金黄色、气孔完整性和总抗氧化能力方面显著优于其他方法(Xiao et al., 2024)。Wang等人进一步采用非靶向GC–MS代谢组学揭示,空气干燥显著改变了O. sinensis的成分组成(Wang et al., 2024b):新鲜样品中有机酸及其衍生物丰度较高,而脂质和类脂分子丰度较低;赖氨酸生物合成被鉴定为最显著富集的代谢途径。
新鲜O. sinensis因其能更好地保存蛋白质和多糖的天然结构而受到高度重视。采后,虫草仍处于生理活动状态,但其高呼吸速率和高含水量使其易受环境胁迫和微生物感染,导致失水、腐烂等品质劣变。目前O. sinensis的保鲜研究主要集中在低温贮藏、-80 °C液氮速冻(Tian et al., 2020)和气调包装(MAP)。近冰点温度(NFT)贮藏是指将食品保持在低于0 °C但高于其冰点的温度下,被认为是继机械制冷和MAP之后的第三代保鲜技术(Jing et al., 2016)。研究表明,与传统的0 °C或更高温贮藏相比,NFT贮藏显著提高了保鲜效果,更能有效保持果蔬的抗氧化能力(Wang et al., 2023a; Zhao et al., 2019)。例如,NFT贮藏(-1.5 °C至-1.2 °C)显著增加了桃中的抗坏血酸、酚类和黄酮含量以及自由基清除活性(Zhao et al., 2018)。NFT贮藏(-1.9 °C)强烈抑制了杏中Na?CO?可溶性果胶和纤维素的溶解,延缓了细胞壁软化和果胶降解(Fan et al., 2019),同时完全抑制了桃果实的冷害,显著增强了超氧化物歧化酶和过氧化氢酶等抗氧化酶的活性,并通过调节脯氨酸代谢酶促进脯氨酸积累(Zhao et al., 2024)。值得注意的是,NFT技术也已应用于鲜中药材的保鲜。Wen等人报道,新鲜Codonopsis pilosula根在NFT(-1 °C)贮藏40天后与新鲜样品高度相似,其机制涉及抗氧化酶活性增加、活性氧和丙二醛积累减少以及褐变相关酶活性降低(Wen et al., 2023)。Huang等人比较了真空包装、MAP和紫外线干预对4 °C冷藏12天内O. sinensis品质的影响,发现真空包装显著将失重限制在3.49%(对照组为10.77%),而MAP(80% N? + 20% CO?)在整个贮藏期间维持了较高的虫草素水平(1.77 μg/g)(Huang et al., 2025a)。然而,现有的O. sinensis保鲜研究大多在4 °C下进行(Huang et al., 2025a)。Tan等人整合了代谢组学和转录组学,分析了甘氨酸处理和MAP结合近冰点温度条件下O. sinensis的关键代谢途径变化,鉴定出626种差异积累代谢物(Tan et al., 2026)。关于近冰点温度贮藏O. sinensis的直接研究仍然非常有限。
本研究在NFT(-3.9 °C)贮藏条件下,采用多组学整合方法(挥发性与非挥发性代谢组学以及微生物组学)系统研究了最佳MAP参数对新鲜O. sinensis品质的多组学特征。首先,进行了14天的贮藏试验,评估不同气体混合物对感官品质和质构特性的影响,并选择了最佳的MAP参数。随后,将最佳MAP条件应用于贮藏O. sinensis60天。采用顶空-固相微萃取/气相色谱-四极杆/质谱(HS-SPME-GC-TQ/MS)和超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱(UPLC-Q-Exactive-MS/MS)分析挥发性和非挥发性代谢物的动态变化。同时,进行16S rRNA/ITS扩增子测序以表征微生物多样性。旨在揭示贮藏期间挥发性化合物与微生物群落之间的相互作用,从而为优化贮藏技术和控制微生物风险提供理论基础,促进O. sinensis采后贮藏技术的科学化和标准化发展。

章节片段

材料

新鲜完整O. sinensis标本由四川品质农产品有限公司提供,采集自中国青海省果洛藏族自治州(96°54′–101°51′ E,32°31′–35°37′ N)。样品在MAP处理前24小时内采收,并通过冷链运输至成都大学实验室。仅选择质地坚硬、无病虫害和机械损伤、大小均匀的完整标本用于实验,每根

冰点测定

根据冰点测量结果,获得了样品的冻结曲线(图1a),并确定O. sinensis的冰点为-3.9 °C。在随后-3.9 °C的贮藏过程中,所有样品均保持柔软质地,未出现冻伤迹象,如无汁液泄漏,证实该温度实现了稳定的过冷NFT贮藏。

不同气体比例对感官评分的影响

如图1b所示,在4 °C贮藏14天后,MAP-B组的感官评分显著较高

结论

在NFT(-3.9 °C)条件下,MAP-B(5% O? + 10% CO? + 85% N?)处理有效地将新鲜O. sinensis的贮藏品质维持在最长30天,这通过失重减少、蛋白质含量稳定和质构劣变延缓得到证实。多组学分析揭示,脂质、有机酸和氨基酸代谢是贮藏期间最活跃的代谢途径;1-辛烯-3-醇被鉴定为与品质劣变相关的候选指标;核心微生物

CRediT作者贡献声明

李雪:撰写初稿、可视化、软件、正式分析、概念构思。胡海洋:撰写初稿、可视化、软件、方法学、正式分析、数据管理。李响:撰写-审阅与编辑、监督、项目管理、调查、资金获取。郭宁静:概念构思。白婷:项目管理。张文轩:可视化、软件。周益民:数据管理。戴亚:可视化、软件。连长林:

伦理声明

我们声明在研究过程中将保护所有参与者的权利和隐私,获得参与者的同意,并且不会强迫参与者参与研究。未经参与者知情,不发布参与者数据。参与者可随时退出研究。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能影响本文报道工作的竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本工作得到国家自然科学基金委员会(32472303)、四川省科技计划(2024YFHZ0295、2025HJRC0041)的资助。
李雪|胡海洋|李响|郭宁静|白婷|张文轩|周益民|戴亚|连长林|王佳怡|黄彤
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号