脂质组学揭示了大西洋鲑鱼变质过程中脂质生物标志物与挥发性化合物生成之间的关系

《Food Research International》：Lipidomics reveals the relationship between lipid biomarkers and volatile compounds formation during Atlantic salmon deterioration

　　

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  脂质组学研究揭示了冷藏大西洋鲑鱼中脂质的动态变化。
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  识别出20种关键脂质和18种关键挥发性有机化合物。
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  发现了不同脂质与挥发性有机化合物（VOCs）之间的关联。
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  提出了冷藏鲑鱼中一种可能的脂质介导的风味机制。

引言

近年来，由于大西洋鲑鱼（Salmo salar）具有优良的风味和较高的营养价值，已成为全球备受追捧的高级鱼类食材（Marvin等人，2020年）。大西洋鲑鱼对运输和储存期间的温度和环境条件非常敏感，通常需要冷藏保存（Guo等人，2024年）。冷藏有助于保持鱼类的营养价值、水分和风味，并有效减缓生化变化。然而，在富含脂肪的鱼类产品中，尤其是大西洋鲑鱼中，脂质氧化和水解是不可避免的，这导致冷藏产品的保质期缩短，质量逐渐下降，进而产生异味（Yu等人，2023年）。这一现象严重影响了大西洋鲑鱼的生产和加工，对消费者健康和安全构成了威胁。

鱼组织中的脂质氧化通常由自由基链反应驱动，生成挥发性和非挥发性化合物，包括醛类、酮类以及其他含羰基的化合物，以及胆固醇成分（Yan等人，2022年）。传统上，通过测量过氧化物、共轭二烯、游离脂肪酸（FA）以及由二次氧化产物生成的硫代巴比妥酸反应物质（TBARS）的水平来评估鱼肉中的脂质氧化程度。此外，气味是消费者判断鱼类产品质量的主要依据。脂质氧化、氨基酸降解、微生物代谢等代谢途径，以及它们之间的复杂生化反应，是鱼类变质过程中产生挥发性化合物的主要因素（Lohrasbi Nejad & Shekarchizadeh，2024年）。重要的是，脂质氧化的动态演变非常复杂，这使得将氧化过程与鱼肉中产生的挥发性有机化合物（VOCs）联系起来变得困难。脂质组学是一种强大的分析技术，可以全面表征动态变化的脂质谱型及其在组织和细胞功能中的生物学作用，同时识别和定量具有不同脂肪酸链长度和化学键数量的特定脂质（Aggarwal & Upadhyay，2026年）。近年来，基于超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）的脂质组学被广泛应用于研究脂质代谢及其相关成分，以及鉴定潜在的脂质生物标志物并阐明其在组织中的生物学功能（Fedorova等人，2026年；Gu等人，2026年）。越来越多的人关注通过脂质组学来阐明肉类储存和加工过程中脂质组成的动态变化与挥发性有机化合物（VOCs）之间的关系。例如，Zhao等人（2026年）证明脂质组学分析可以识别发酵罗非鱼中的风味前体并阐明关键风味化合物与前体脂质代谢物之间的潜在关联。Yan等人（2022年）研究了冷冻储存过程中银鱼在脂质氧化和水解过程中的脂质积累。Gu等人（2026年）利用整合生物信息学和定量脂质组学研究了冷藏猪肉储存期间脂质动态和时间依赖的脂质氧化系统之间的关系。然而，这些研究并未探讨挥发性化合物与差异脂质或脂质生物标志物之间的关系。此外，Khan（2026年）回顾了将脂质组学与风味组学结合在鱼肌肉中的研究，强调了脂质水解、氧化和释放游离脂肪酸等关键生化途径，这些途径会产生醛类、酮类、醇类、硫化物和含氮挥发性物质。因此，本研究探讨了脂质氧化、脂质标志物以及挥发性风味化合物形成之间的关系，以探索冷藏大西洋鲑鱼中脂质前体、氧化相关指标和风味形成之间的潜在联系。

为此，结合了物理化学测量、电子鼻、气相色谱-离子迁移谱（GC–IMS）、非靶向UPLC–MS/MS脂质组学、机器学习和相关性分析，以表征大西洋鲑鱼冷藏变质过程中的生化和风味变化。大西洋鲑鱼片在4?°C下储存，并评估了挥发性碱性氮（TVB-N）、TBARS、电子鼻响应（14种挥发性响应气体）和基于GC-IMS的风味化合物的变化。使用相对气味活性值（ROAV）识别和筛选关键VOCs。同时，进行UPLC-MS/MS分析以分析脂质成分，利用正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）识别差异表达的脂质，并通过京都基因组百科全书（KEGG）研究它们的代谢来源。最后，通过相关性分析进一步研究差异脂质、新鲜度指标和VOCs之间的关系，从而洞察脂质代谢对鲑鱼变质过程中风味形成的潜在贡献。

章节摘录

化学试剂

甲基红（C₁₅H₁₅N₃O₂，95%，M812770）、溴甲酚绿（C₂₁H₁₄Br₄O₅S，95%，B801810）、乙二胺四乙酸（C₁₀H₁₆N₂O₈，99.5%，E809068）和2-硫代巴比妥酸（C₄H₄N₂O₂S，≥?98%，T768874）购自麦克莱恩生物科技有限公司（中国上海）。氧化镁（MgO，≥?99.9%，20024560）、盐酸（HCl，36.0%–38.0%，100110186）、三氯乙酸（C₂HCl₃O₂，≥?99.5%，40091961）和氯仿（CHCl₃，99.9%，40064983）购自中国药业。

新鲜度指标分析

图1A和B显示了TVB-N和TBARS值的变化。作为冷藏储存过程中大西洋鲑鱼新鲜度的关键指标，它们分别代表蛋白质降解产物和脂质氧化产物的积累（Han等人，2024年）。随着储存时间的延长，鱼肉的质量逐渐恶化，这两个指标的水平逐渐升高（p?

结论

本研究结合了基于UPLC-MS/MS的脂质组学分析、GC-IMS、电子鼻分析和物理化学测量，系统研究了冷藏储存对大西洋鲑鱼新鲜度特征、脂质组成和挥发性化合物的影响。进一步探讨了关键脂质分子、新鲜度指标和VOCs之间的相关性，以阐明与品质恶化相关的潜在分子标志物。研究结果表明，脂质

CRediT作者贡献声明

郭敏强：撰写——初稿、方法学设计、实验实施、数据整理、概念构思。林宏：数据可视化、监督、资源调配、概念构思。姜鹏飞：监督。隋建新：资源调配、资金获取、概念构思。王秀丹：数据可视化、监督、资源调配。曹丽敏：监督、资源调配。王凯强：撰写——审稿与编辑、数据可视化、监督、方法学设计、资金获取、概念构思。

未引用参考文献

Agyei和Ali，2024年

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的利益冲突或个人关系。

致谢

本研究得到了中国国家重点研发计划（编号2024YFD2100401）和农业农村部与中国农业科学院的共同支持（CARS-47）的资助。

郭敏强|林宏|姜鹏飞|隋建新|王秀丹|曹丽敏|王凯强