基于UPLC-Q-TOF-MS脂质组学分析的热风干燥对金鲳鱼脂肪酸和脂质谱的影响

《Food Chemistry: X》：Effects of hot air drying on fatty acid and lipid profiles in golden pomfret based on UPLC-Q-TOF-MS-based lipidomics analysis

　　

金鲳鱼（Trachinotus ovatus）是一种重要的海水养殖鱼类，富含不饱和脂肪酸，然而热风干燥过程中脂质分子的动态重塑仍知之甚少。为深入分析不同干燥时长下金鲳鱼的脂质组成及动态变化，研究人员采用气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID）和超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF-MS）对脂肪酸谱和脂质组成进行了鉴定。多变量分析（正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）和通路富集分析）揭示了九个组间的整体脂质组差异。共鉴定出31种脂肪酸和412种脂质分子，其中筛选出123种差异脂质（VIP＞1）。总脂肪酸含量在8小时达到峰值。8小时与16小时组之间的差异最为显著，共有127种差异脂质映射至八条通路，包括亚油酸和花生四烯酸代谢。本研究确定8小时为脂质重塑的关键转变点，为干制金鲳鱼产品的脂质质量控制提供了分子水平支持。

论文解读：基于脂质组学揭示热风干燥过程中金鲳鱼脂质动态重塑及其关键转折点

金鲳鱼（*Trachinotus ovatus*）是我国南方沿海重要的海水养殖经济鱼类，其肌肉富含多不饱和脂肪酸（PUFA），尤其是二十二碳六烯酸（DHA）和二十碳五烯酸（EPA），具有较高的营养和商业价值。然而，高不饱和程度使金鲳鱼在加工过程中极易发生脂质氧化，导致酸败和品质劣变。热风干燥因其操作简单、成本低廉且适合规模化生产，被广泛用于水产品保鲜加工。但热风干燥过程中的较高温度和较长处理时间会加速脂质热氧化，改变脂肪酸组成并产生不良风味。已有研究主要关注干燥温度对蛋白质和脂质氧化指标的影响，或集中于发酵过程中的脂质变化，缺乏对热风干燥全过程中脂质分子层面动态重塑的系统认识。因此，研究人员开展本研究，旨在利用高分辨脂质组学技术揭示不同热风干燥时间下金鲳鱼脂质组的动态变化规律，筛选关键差异脂质，并阐明相关代谢通路，为优化干燥工艺和提升干制品品质提供分子水平依据。该论文发表于《Food Chemistry: X》。

研究人员采用了气相色谱-火焰离子化检测（GC-FID）和超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF-MS）进行脂肪酸和脂质分子鉴定。样本采集自中国湛江市，15尾金鲳鱼腹部肌肉经预处理后于57°C热风干燥0、2、4、6、8、10、12、14、16小时共九组，每个时间点等量混合为复合样本并设三次重复。脂肪酸测定采用KOH甲酯化法，脂质组学分析采用稳定同位素内标定量，数据通过MS-DIAL处理，并采用OPLS-DA、VIP值及KEGG通路富集进行多变量分析。

研究结果分述如下。3.1 脂肪酸组成分析：GC-FID检测显示，新鲜样品中不饱和脂肪酸（UFA）占73.86%，其中PUFA占50.16%。干燥过程中总脂质含量在8小时达到峰值，从初始191.14 mg/g升至279.83 mg/g，增幅46.4%，主要归因于水分蒸发引起的浓缩效应。DHA相对含量在干燥2小时后即显著下降超过1.8%，而油酸（C18:1n9c）相对含量在8小时时上升1.15个百分点。这表明高不饱和脂肪酸对热氧化高度敏感。3.2 脂质鉴定：基于UPLC-MS/MS的二级质谱碎片模式，鉴定了412种脂质，涵盖甘油脂（GL）、甘油磷脂（GP）、鞘脂（SP）和甾醇酯（ST）四大类，其中甘油脂占62.6%（258种），以甘油三酯（TG）为主；甘油磷脂占25.7%（106种），以磷脂酰胆碱（PC）为主。3.3 动态变化：TG和氧化甘油三酯（OxTG）呈双相波动，TG在4小时和10小时出现两个峰值，OxTG在2小时和8小时达到峰值，表明干燥中期氧化加剧。甘油磷脂总体呈下降趋势，其中双(单酰基甘油)磷酸酯（HBMP）在2小时达到峰值后下降87.45%。鞘脂和甾醇酯也呈先升后降或持续下降趋势，显示热风干燥对膜脂结构有明显降解作用。3.4 差异脂质筛选：OPLS-DA模型显示各干燥时间点样本可明显区分，模型R²_Y=0.833，Q²=0.662，置换检验证实模型无过拟合。VIP＞1筛选出123种差异脂质，其中LPE 20:4具有最高VIP值，其次为DG 36:3、ASG 28:2等。热图显示多数高VIP脂质在0~8小时内丰度较高，之后显著下降。3.5 差异脂质及通路富集：火山图分析显示，0小时对8小时有59种差异脂质（16种下调、43种上调），8小时对16小时差异脂质增至127种（增加115.25%），其中103种下调、24种上调，说明8小时后脂质降解加剧。KEGG富集分析表明，两个比较组的差异脂质均富集于亚油酸代谢、花生四烯酸代谢、α-亚麻酸代谢、脂肪酸生物合成、脂肪酸延长与降解等八条通路，这些通路与多不饱和脂肪酸的氧化转化紧密相关。

讨论指出，热风干燥过程中脂质同时发生水解和氧化，TG及OxTG的积累与降解体现了能量储存脂质的动态变化，而膜脂（如磷脂和鞘脂）的持续下降可能与细胞结构破坏和持水力下降有关。8小时被证实为脂质代谢从活跃重塑转向广泛降解的关键时间窗口。结论部分翻译如下：本研究通过整合GC-FID脂肪酸谱和UPLC-Q-TOF-MS非靶向脂质组学，系统绘制了金鲳鱼肌肉在九个热风干燥时间点（0–16小时）的脂肪酸和脂质分子动态图谱。共鉴定31种脂肪酸和四大类412种脂质，其中123种差异脂质（VIP>1）被筛为干燥过程的关键差异标志物。总脂肪酸含量在8小时达到峰值，并在此出现最显著的脂质组成差异。以甘油三酯为主的储能甘油脂呈现先积累后降解的双相模式，而膜结构脂质（甘油磷脂、鞘脂和甾醇酯）随干燥时间延长持续降解。特别地，8小时被确认为关键时间转折点：该阶段脂质丰度和代谢活性最高，此后（8–16小时）发生广泛的氧化降解。通路富集分析表明，亚油酸代谢、花生四烯酸代谢、脂肪酸生物合成及不饱和脂肪酸生物合成是与干燥诱导脂质变化最显著相关的通路。这些发现为理解水产品热脱水过程中的脂质变化提供了时间分辨的脂质组数据集，8小时关键点界定了监测脂质氧化的最佳时间窗口，所鉴定的关键差异脂质可作为未来工业化干燥金鲳鱼过程中脂质氧化的潜在分子标志物。上述动态规律和代谢通路为进一步研究脂质氧化的酶学机制及制定干制金鲳鱼精准质量控制策略奠定了基础。后续研究建议结合理化品质指标与感官评价，建立脂质分子变化与产品感官属性之间的定量关联。