《Innovative Food Science & Emerging Technologies》:Effect of a static magnetic field on the quality of sturgeon during supercooled storage
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摘要本研究调查了鲟鱼在冷藏(R)、过冷储存(SC)和静磁场辅助过冷储存(SC-SMF)条件下质量和蛋白谱的变化。结果表明,SC-SMF 处理抑制了鱼肉中的菌落总数(TVC)、挥发性盐基氮(TVB-N)和硫代巴比妥酸反应产物(TBARS),同时减少了水分迁移和水分流失。它还减轻
摘要
本研究调查了鲟鱼在冷藏(R)、过冷储存(SC)和静磁场辅助过冷储存(SC-SMF)条件下质量和蛋白谱的变化。结果表明,SC-SMF 处理抑制了鱼肉中的菌落总数(TVC)、挥发性盐基氮(TVB-N)和硫代巴比妥酸反应产物(TBARS),同时减少了水分迁移和水分流失。它还减轻了氧化蛋白变性,并保持了肌原纤维蛋白(MP)的结构稳定性。蛋白质组学分析显示,与 SC-SMF 组相比,R 组和 SC 组的蛋白变化更为显著,这与观察到的肉质劣化模式一致。鱼肉蛋白降解和质量劣化与氧化磷酸化、核糖体、黏着斑、坏死性凋亡和肌肉细胞骨架等信号通路有关。通过调节与黏着斑和肌肉细胞骨架通路相关的蛋白表达,SC-SMF 更好地保持了鲟鱼肌肉蛋白的完整性。总之,SC-SMF 在储存期间保持鲟鱼质量方面显示出巨大的潜力。
引言
鲟鱼肉营养丰富,因此在储存和运输过程中特别容易因蛋白和脂质氧化、酶降解以及微生物代谢而加速营养流失和质量劣化(Tan, Hu, et al., 2023; Tan, Li, & Shang, 2023)。因此,应用适当的保鲜技术来维持宰后新鲜度至关重要。正常冷藏(R)中高内源性酶活性和微生物的快速增殖加速了鱼质的劣化。虽然冷冻可以延长保质期,但冰晶形成会破坏细胞结构,解冻往往导致质地软化和蛋白变性,限制了满足消费者需求的能力。
过冷储存(SC)是一种新型保鲜技术,将食物温度保持在熔点以下但过冷点以上的亚稳态范围内。该方法通过防止内部冰晶形成、减缓生理代谢和抑制微生物生长,更好地保持了冷藏肉的营养价值和储存质量(Lin et al., 2024; Stonehouse & Evans, 2015)。然而,过冷状态本质上是不稳定的,因为温度波动、冷却速率和含水量等因素会影响成核温度(Lin et al., 2024; Rabbi et al., 2024)。过冷状态稳定性的丧失会诱导冻结,并导致质量劣化问题,包括蛋白变性和保水性降低。研究表明,静磁场(SMF)可以通过削弱水分子间的氢键和抑制冰核形成来延长食品的过冷状态(Kaur & Kumar, 2020; You et al., 2025)。Jiang 等人(2024)使用 10 mT 静磁场将蓝莓的过冷点降至?7.27 ± 0.74 °C,并成功在?6 °C 下维持过冷状态 35 天。Hengxun 等人(2022)发现,7.98–8.15 mT 的静磁场降低了牛肉的成核温度,在?4 °C 下维持过冷状态 14 天,同时还减缓了水分迁移速率和蛋白变性程度。Wang 等人(2024)发现,在 SC(?3 °C)储存条件下进行 4 mT 静磁场处理有效抑制了猪肉冻结,改善了保水性,并延缓了蛋白变性。现有研究主要集中在水果、蔬菜和畜禽肉上,而静磁场辅助过冷技术(SC-SMF)在鲟鱼保鲜方面的应用仍需进一步研究。
蛋白质组学提供了蛋白质结构、功能、修饰、相互作用和丰度的见解,并已成功应用于揭示鱼肉加工和储存过程中质量变化的机制(Yao et al., 2022)。迄今为止,关于静磁场对鲟鱼过冷期间关键蛋白和代谢通路影响的报告尚不可用。因此,本研究调查了静磁场在过冷期间对鲟鱼质量和蛋白变化的影响,并使用 DIA 蛋白质组学阐明延缓氧化蛋白变性的潜在机制。本研究的发现将为 SC-SMF 在水产品保鲜中的应用提供理论基础。
部分摘要
材料与实验设计
鲟鱼(杂交鲟,Huso dauricus ♀ × Acipenser schrenckii ♂),平均体重 5 ± 1 kg,体长 90 ± 10 cm,由四川天全润兆鲟鱼产业有限公司(中国四川)提供。本研究使用了三条鲟鱼,并进行了三次独立的储存试验,每次试验使用一条鱼。鲟鱼被斩首、去内脏,并在低温条件下于 2 小时内运送到实验室。去除皮肤后,背部
TVC、TVB-N 和 TBARS 的变化
如图 1(A) 所示,各组细菌菌落总数在储存期间逐渐增加。R 组的菌落计数迅速上升,在第 6 天达到 8.64 lg (CFU/g),超过了国际食品微生物规格委员会(ICMSF)规定的最大限值(7 lg CFU/g)(Carroll & Paulson, 2012)。随后,菌落增长率逐渐下降。静磁场可以通过改变 DNA 稳定性、增加氧化
结论
本研究评估了冷藏(R)、过冷(SC)和 SC-SMF 在 18 天储存期间对鲟鱼肉质量和蛋白变化的影响。结果表明,SC-SMF 更好地保持了鲟鱼的储存质量,并延缓了蛋白氧化和降解。储存 18 天后,SC-SMF 组保持了较低的 TBARS 和 TVC 值,TVB-N 含量为 15.17 mg/100 g,比 SC 组低 2.25 mg/100 g。滴水损失、低场核磁共振(LF-NMR)和磁共振成像(MRI)结果进一步证明
CRediT 作者贡献声明
Zhiying Quan:写作 – 审阅与编辑,写作 – 原稿,验证,调查。Yexin Chen:调查。Yuan Ma:写作 – 审阅与编辑,验证,方法学,概念化。Yanjin Li:调查。Xiaorong Gou:调查。Na Yang:方法学。
Zhiying Quan|Yexin Chen|Yuan Ma|Yanjin Li|Xiaorong Gou|Na Yang
食品与生物工程学院,西华大学,中国成都,611743