**基于LC-MS与HSSPME-GC-MS的马冈鹅（Anser cygnoides）与匈牙利鹅（Anser anser）生肉品质及挥发性化合物的比较特征研究**

《Food Chemistry: X》：Comparative characterization of meat quality and volatile compounds in raw meat from Magang geese ( Anser cygnoides) and Hungarian geese ( Anser anser) based on LC-MS and HSSPME-GC-MS

　　

肉品质不仅包括外观和食用品质性状，还涵盖营养价值和感官属性，从而直接影响消费者对肉制品的接受度和健康认知。鹅是全球年屠宰量第三大的家禽品种，中国产量达510万吨。由于其独特的脂肪酸谱，特别是高比例的多不饱和脂肪酸，鹅肉日益受到关注。然而，中国的鹅产业高度区域化，主要依赖本土地方品种，而部分外来鹅品种也被引入用于商业生产或杂交。马冈鹅（Magang geese）和匈牙利鹅（Hungarian geese）分别是中国本土品种和西方改良品种的典型代表。尽管两者在生长性能、肉品质性状、加工适宜性和市场需求方面存在显著差异，但对其营养组成和风味相关代谢特征的系统比较仍然有限，其潜在的生化机制也尚未被充分阐明。代谢组学已成为阐明肉品质生化基础的强大分析策略。非靶向液相色谱-质谱联用（LC-MS）方法能够全面分析与营养价值和鲜度相关的非挥发性代谢物，而顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HSSPME-GC-MS）则可灵敏表征与肉香气和风味相关的挥发性有机化合物（VOCs）。在本研究中，研究人员以马冈鹅（Anser cygnoides）和匈牙利鹅（Anser anser）为代表，比较了中国本土品种与西方改良品种的鹅肉品质差异。研究人员采用基于LC-MS的代谢组学与HSSPME-GC-MS相结合的综合策略，表征了生胸肌中非挥发性代谢物和挥发性化合物的变异。本研究旨在阐明胸肌营养组成和风味相关化学特征中品种依赖性差异的生化基础，从而为育种改良和产品差异化提供科学依据。

**论文解读：马冈鹅与匈牙利鹅生肉品质及挥发性化合物的比较特征研究**

**一、研究背景与意义**

肉品质（meat quality）是决定消费者接受度的核心要素，涵盖外观、食用品质、营养价值和感官属性等多个维度。鹅作为全球第三大家禽品种，在中国年产量达510万吨。鹅肉因其富含多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids）的独特脂肪酸谱而备受关注，被认为在营养方面优于部分红肉。然而，中国鹅产业高度区域化，长期以本土地方品种为主，同时部分西方改良品种也被引入用于商业生产或杂交育种。马冈鹅（Magang goose, MG）是著名的中国本土品种，以生长快、肉味鲜美著称，具有“三黑”（黑头、黑喙、黑蹼）的外观特征；匈牙利鹅（Hungarian goose, HB）由匈牙利Holdobaki Goose Corporation培育，是兼具优质羽绒和高产蛋性能的兼用品种。尽管这两个品种在生长性能、肉品质性状和加工适宜性方面存在显著差异，但对其营养组成和风味相关代谢特征的系统比较仍然匮乏，其潜在的生化机制尚未被阐明。

近年来，代谢组学（metabolomics）已成为解析肉品质生化基础的有力工具。然而，整合非挥发性代谢物谱与挥发性风味化合物谱对不同鹅品种进行比较研究的报道仍十分少见。此外，虽然生肉的香气相对温和，但部分存在于生肉中的挥发性化合物可能在烹饪后持续存在，且生肉的气味特征也可能在购买前影响消费者接受度。因此，本研究旨在通过综合运用LC-MS代谢组学与HSSPME-GC-MS挥发物组学，系统比较马冈鹅与匈牙利鹅胸肌中非挥发性代谢物和挥发性化合物的差异，揭示品种依赖性肉品质差异的生化基础，为鹅的育种改良和产品差异化提供科学依据。

**二、主要技术方法概述**

研究人员选取同一商业养殖场、相同环境和管理条件下饲养至70日龄的马冈鹅和匈牙利鹅各20只（均为雄性），同日屠宰后采集胸肌（Pectoralis major）和腿肌（Gastrocnemius）样本。肉品质评价包括物理性状（pH_24h、肉色、压榨损失和剪切力）和近组成（水分、肌内脂肪和蛋白质），采用近红外食品分析仪进行测定。肌纤维形态经苏木精-伊红染色（H&E染色）后利用Image-Pro Plus软件进行定量分析。非挥发性代谢物分析采用LC-MS平台（Thermo Orbitrap Exploris 120质谱仪），使用ACQUITY UPLC HSS T3色谱柱进行分离，在正负离子模式下采集数据，经Compound Discoverer 3.3软件处理，结合PSNGM自建数据库及mzCloud、LIPID MAPS、HMDB等公共谱库进行代谢物注释，并通过PCA、OPLS-DA等多元统计方法筛选差异代谢物，再利用KEGG通路富集分析揭示关键代谢通路。挥发性化合物分析采用HSSPME-GC-MS平台（Agilent 8890 GC-7000D三重四极杆质谱仪），使用DVB/CAR/PDMS纤维萃取，DB-5MS色谱柱分离，在SIM模式下进行广泛靶向采集，基于自建数据库结合保留时间、保留指数和特征离子进行化合物注释。此外，还组织了10名经过培训的评审员对生肉样品的血腥味、刺激性气味、鱼腥味、臭鸡蛋味和氨味五种香气属性进行定量描述感官分析（quantitative descriptive sensory analysis）。

**三、主要研究结果**

**（1）马冈鹅与匈牙利鹅在肉品质性状和肌纤维特征方面的差异**

对胸肌和腿肌的肌纤维形态和肉品质性状进行比较分析，结果表明品种与肌肉组织类型在肌纤维直径和横截面积方面存在显著交互作用（P < 0.05）。两个品种的腿肌肌纤维直径均显著大于胸肌，约为胸肌的2.5倍。MG鹅腿肌的肌纤维直径显著小于HB鹅。在物理性状方面，HB鹅腿肌的压榨损失显著低于其他组别；所有组别的剪切力与肌纤维直径呈正相关趋势，胸肌的剪切力低于腿肌。在近组成方面，MG鹅腿肌的蛋白质和水分含量高于HB鹅，而HB鹅表现出更高的肌内脂肪（intramuscular fat, IMF）沉积。在两个品种中，胸肌的蛋白质含量均高于腿肌，但IMF含量低于腿肌。总体而言，与HB鹅相比，MG鹅腿肌的蛋白质和水分含量更高，而HB鹅的压榨损失更低、IMF沉积更多。

**（2）鹅肉代谢组学特征**

采用LC-MS对鹅胸肉进行代谢组学分析，共检测并注释了787种代谢物，分为10个主要类别，主要包括脂质和类脂分子（186种）、有机酸及其衍生物（164种）、有机杂环化合物（114种）、苯类化合物（63种）和有机氧化合物（46种）等。PCA分析显示两组间存在显著的代谢异质性，能够明显区分。这些结果表明，鹅肉代谢组以脂质和类脂分子、有机酸及其衍生物、有机杂环化合物和苯类化合物为主，组内变异有限，不同品种之间分离良好。

**（3）差异代谢物的鉴定与比较**

通过OPLS-DA模型（R2X = 0.22, R2Y = 1.00, Q2 = 0.611）进行配对比较，以VIP > 1且P < 0.05为标准筛选差异代谢物。相较于HB组，MG组中有94种代谢物下调、54种上调。下调最显著的代谢物以脂质和类脂分子为主，包括LysoPC (P-18:1/0:0)（溶血磷脂酰胆碱）、1-硬脂酰-2-花生四烯酰-PS（1-stearoyl-2-arachidonoyl-PS）、二高-γ-亚麻酸乙酯（dihomo-γ-linolenic acid ethyl ester）、香叶基磷酸酯（geranyl phosphate）和PC (P-15:0/0:0)等，以及一些参与肌肉能量生成和氨基酸代谢的关键中间产物，如乙酰辅酶A（acetyl coenzyme A）、泛酸（pantothenic acid）、L-酪氨酸（L-tyrosine）等。上调的代谢物主要为有机酸及其衍生物，包括鹅肌肽（balenine）、L-精氨酸（L-arginine）、L-脯氨酸（L-proline）、肌肽（l-carnitine）、肌苷（inosine）、尿酸（uric acid）、S-腺苷同型半胱氨酸（S-adenosylhomocysteine）和甲硫腺苷（methylthioadenosine）等。

**（4）差异代谢物的功能富集分析**

KEGG通路富集分析表明，差异代谢物主要参与了与肌肉发育密切相关的通路，包括氨酰-tRNA生物合成（aminoacyl-tRNA biosynthesis）、氨基酸生物合成（biosynthesis of amino acids）、蛋白质消化吸收（protein digestion and absorption）和嘌呤代谢（purine metabolism）。相关性分析揭示了多个与肌肉代谢密切相关的代谢物簇：色氨酸和乙酰辅酶A形成正相关簇，而十四烷酸（tetradecanoic acid）和天冬氨酸（aspartate）与该簇呈强负相关。

**（5）HSSPME-GC-MS挥发性代谢物谱分析**

通过HSSPME-GC-MS在鹅胸肉中共检测并注释了821种挥发性化合物，分为11个化学类别，其中醛、酮和酯类最为丰富（30.21%），其次为烃类（23.75%）和醇类及胺类（16.69%）。使用相对气味活性值（relative odour activity value, rOAV）估计了挥发性化合物对香气的潜在贡献。通过OPLS-DA模型（R2X = 0.749, R2Y = 0.914, Q2 = 0.615）筛选差异代谢物，结果显示MG组中仅有3种化合物下调，21种化合物上调。下调的化合物主要为脂质氧化相关的酮类和醇类，如6-庚烯-3-酮（6-hepten-3-one）、3,5-二甲基-4-辛酮（3,5-dimethyl-4-octanone）和4-甲基-环己烷甲醇（4-methyl-cyclohexanemethanol）。上调的化合物主要包括烃类、醇类、酮类、内酯类、酚类和有机酸酯类，如三甲基辛烷（trimethyl-octane）、壬烯-2-醇（nonen-2-ol）、甲基呋喃酮（methyl-furanone）、甲氧基苯酚（methoxy-phenol）和丁二酸二甲酯（dimethyl succinate）。与酯香和果香描述符相关的化合物表现出比坚果香、青草香、花香、椰子香和胶香更高的预测贡献值。定量描述感官分析显示，MG和HB组在五种香气属性强度上无显著差异（P > 0.05）。相关性网络分析进一步表明，N,N-二丁基甲酰胺（N,N-dibutyl-formamide）作为中心节点，与L-酪氨酸、L-色氨酸、异亮氨酰脯氨酸（isoleucylproline）等多种代谢物呈强相关性。

**四、讨论总结与研究结论**

本研究系统揭示了遗传背景对鹅肉品质的深刻塑造作用。HB鹅因较高的IMF沉积和较低的压榨损失，表现出优良的保水能力（water-holding capacity, WHC）和脂质蓄积特征，其胸肌中磷脂等脂质相关代谢物的富集与这一表型一致。MG鹅则以较高的蛋白质、水分含量以及氨基酸和核苷酸代谢物（如L-精氨酸、L-脯氨酸、鹅肌肽、肌苷和尿酸）的上调为特征，这些化合物在蛋白质周转、嘌呤代谢和能量稳态中发挥关键作用，且与肉的风味相关化学特征有关。通路富集分析确认品种间的代谢差异主要集中在氨基酸代谢、嘌呤代谢和碳水化合物代谢通路。

挥发性化合物谱分析进一步揭示，MG鹅胸肉中与果香、甜香相关的酯类和醇类丰度更高，而与脂质氧化相关的酮类和醇类丰度较低，提示MG品种可能在减少生肉异味相关的挥发性化合物方面具有一定优势。这些挥发性化合物的变化模式与非挥发性脂质代谢物谱一致，提示品种特异的脂质代谢差异可能共同影响鹅肉的非挥发性和挥发性化合物组成。

**研究结论**：综上所述，本研究证明品种通过协调调控肌肉结构、营养沉积和代谢通路而强烈影响鹅肉品质。匈牙利鹅表现出更高的肌内脂肪和更低的压榨损失，反映出增强的脂质蓄积和保水能力；马冈鹅则表现出更高的蛋白质和水分含量。整合代谢组学和挥发物组学分析揭示，HB鹅肉富含脂质相关代谢物，尤其是磷脂类，而MG鹅肉含较高水平的氨基酸、核苷酸和有机酸，这可能与品种间风味相关化学特征的差异有关。生胸肉的挥发性谱分析进一步揭示了品种特异的挥发性化合物差异，MG表现出更高的酯类和醇类丰度及降低的脂质氧化衍生化合物。本研究结果为鹅品种选择、营养管理和品质导向生产提供了科学参考。