《Food Chemistry》:Label-free quantitative proteomics to reveal the potential mechanism of
Lycium barbarum leaves extract-ε-polylysine?sodium lactate complex coating on the stability of Tan mutton
编辑推荐:
•制备了含有枸杞(Lycium barbarum)叶提取物、ε-聚赖氨酸(ε-PL)和乳酸钠(SL)的复合涂层,并将其应用于保存滩羊肉。•滩羊肉的保质期延长了12天。•采用无标记蛋白质组学揭示了该涂层的保鲜机制。•鉴定出15种差异表达蛋白,作为该涂层保存滩羊肉的潜在生物标志物
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制备了含有枸杞(Lycium barbarum)叶提取物、ε-聚赖氨酸(ε-PL)和乳酸钠(SL)的复合涂层,并将其应用于保存滩羊肉。
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滩羊肉的保质期延长了12天。
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采用无标记蛋白质组学揭示了该涂层的保鲜机制。
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鉴定出15种差异表达蛋白,作为该涂层保存滩羊肉的潜在生物标志物。
引言
滩羊是中国具有重要农业价值的本土品种,以其卓越的肉质、独特的风味和显著的营养效益而广为人知(Jia等,2021)。鲜肉富含水分和蛋白质,为细菌生长提供了理想的营养基础。此外,微生物增殖受到环境因素的加速,包括适中的温度和湿度、中性pH值以及较长的储存时间(Luong等,2020)。微生物代谢的发生会严重损害肉质,导致令人不快的异味、变色、黏性表面沉积物的形成,甚至有害物质的积累,如微生物毒素和生物胺。与此同时,氧化降解是影响肉类感官品质的另一个关键因素。例如,储存过程中肌红蛋白的自氧化会导致不理想的变色。在储存过程中,肌红蛋白的自氧化会导致变色,而脂质和蛋白质的氧化会产生醛类和酮类等挥发性化学物质,从而带来令人不快的异味(Al-Dalali等,2022)。这些氧化副产物显著降低了消费者的感知和接受度。因此,旨在抑制微生物活性和延缓氧化过程的方法,是推动鲜肉冷链保鲜技术进步的核心。
为缓解这些问题,研究人员开发了各种方法来维持肉质,如紫外线(UV)处理(Wang等,2023)、光热灭菌(Wang等,2024)、低温等离子体(Zhang等,2025)以及真空和气调包装(MAP)(Yan等,2024)。这些技术已成功应用于各种食品保鲜场景中,并为延长保质期和确保食品安全提供了有效的解决方案。然而,每种技术都具有影响其适用于不同场景的特定特征。例如,紫外线和近红外(NIR)介导的光热灭菌在表面去污方面非常有效,但要求在供应链的整个过程中保持持续的照射(Huang等,2025;Wang等,2023)。MAP涉及额外的气体注入程序,这可能会增加操作复杂性和成本。此外,食品包装市场一直被石油基合成塑料所主导,因其成本低、机械强度高以及优异的阻隔性能。然而,大多数传统包装材料不可生物降解,其处置引发了环境问题。此外,增塑剂等化学成分可能会迁移到食品表面,存在潜在的食品安全风险(Xie等,2023)。在此背景下,开发兼具抗菌和可生物降解特性的包装材料已成为肉品保鲜领域的一个突出的研究重点。
值得注意的是,食用涂层的出现为食品保鲜提供了一种可行且环保的解决方案。它被描述为一种直接涂覆在食品表面的薄层可食用物质,具有优异的阻隔性能、抗菌活性和抗氧化能力。它可以显著抑制腐败并延长产品的保质期(Ma等,2025)。先前的研究证实,天然抗氧化剂可以减少脂肪和蛋白质氧化,为开发更健康的肉制品提供了一种可行的方法。Alirezalu等(2021)发现,含荨麻提取物的ε-PL涂层将鲜牛肉的保质期延长至12天。Zhao等(2021)发现一种基于壳聚糖、掺入植物多酚的涂层,证明它能有效地抑制冷藏草鱼片的微生物生长和氧化变质,同时显著增强其质构特性并延长保质期。此外,目前的研究已证明,将ε-PL添加到壳聚糖、乳酸钠(SL)、海藻酸盐和植物提取物等材料中可以显著改善薄膜和涂层的性能,包括拉伸强度、延伸性以及综合质量(Mancini & Ramanathan, 2008)。此外,由于其卓越的抗菌和抗氧化性能,在肉品保鲜方面也显示出巨大潜力。尽管越来越多的研究探索了食用涂层在肉品保鲜中的积极作用,但肉品保鲜过程中分子变化的机制仍知之甚少。深入理解这些机制可以大大有助于制定有效的防止肉品腐败的策略。因此,本研究旨在从蛋白质组学的角度解释食用涂层处理肉品与未处理肉品之间的差异,从而为肉品保鲜提供创新策略。
枸杞叶(Lycium barbarum leaves,LBL)作为枸杞种植的副产品,近期作为一种富含生物活性化合物的来源受到了关注。植物化学研究表明,LBL含有丰富的类黄酮和酚酸,其中绿原酸、芦丁和咖啡酸是主要成分(Niu等,2021)。在这些成分中,绿原酸是一种强效自由基清除剂,已被证明能有效地抑制肉品体系中的脂质和蛋白质氧化(Dong等,2009)。芦丁是一种黄酮醇糖苷,具有抗氧化和抗菌活性,有助于在储存期间保持肉质(Najafi等,2021)。值得注意的是,先前的研究已经证明了LBL类黄酮对肉质的保护效果。Han等(2022)报告称,从LBL中提取的类黄酮显著抑制了冷藏储存过程中羊肉丸中TVB-N的积累,并延缓了pH值、酸值和过氧化值的升高,且具有剂量依赖性。此外,这些类黄酮有效保持了质构特性和感官质量,表明它们作为肉制品中天然抗氧化剂的潜力。
本工作系统地评估了添加LBLE的ε-PL-SL复合涂层下滩羊肉在储存期间的储存质量演变,包括pH、色泽、保水性和TVB-N值。此外,主要考察了储存期间的蛋白质氧化特性和结构变化。通过无标记蛋白质组学分析,对蛋白质组变化进行了全面表征,随后进行生物信息学分析以阐明这些变化背后的分子机制。结果表明了复合涂层对滩羊肉蛋白质氧化和结构降解的保护机制,为增强肉制品的营养品质和卫生性能提供了有价值的见解。
章节片段
材料
新鲜滩羊肉采购自星海食品有限责任公司(宁夏吴忠)。羊只按中国国家标准GB/T19477–2018规定的标准规程进行屠宰。背最长肌放在无菌袋中,在2小时内冰运至实验室。干枸杞叶购自同心路市场(中国银川)。ε-PL(Mw < 5000 Da)和SL(60% w/w,食品级)由金丹乳酸科技有限公司提供。
pH变化
pH值是评估肉质新鲜度的关键指标。通常,pH值低于6.6的冷鲜肉被认为是可食用的。如图1A所示,新鲜滩羊肉的初始pH值为5.63。随着储存时间的延长,CC组和CK组的pH值均呈总体上升趋势。第4天时,CC组的pH显著低于CK组(P < 0.05)。这种差异可能归因于SL中存在乳酸分子
结论
本研究采用无标记蛋白质组学方法研究了添加LBLE的ε-PL-SL涂层对超低温滩羊肉在储存期间的品质属性和保鲜机制的影响。基于实验发现,该涂层有效延缓和减轻了超低温滩羊肉的品质劣变,使其保质期延长了12天。此外,总共鉴定出162种与结构蛋白、能量代谢、蛋白周转以及相关的差异表达蛋白(DAPs)
CRediT作者贡献声明
郭俊军:撰写——初稿,方法学,调查,数据整理。马海洋:撰写——初稿,方法学,调查,数据整理。郭美:撰写——审阅和编辑,数据整理。张雨欣:验证,监督。任越:验证,监督。杨旭:调查。孔星辰:调查。刘贵山:项目管理。
未被引用的参考文献
Jia等,2021
Jia等,2021
Jongberg、Lund、Waterhouse和Skibsted,2011
Tang等,2015
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
作者感谢国家自然科学基金委员会2025年度项目(项目编号:32560574);宁夏回族自治区自然科学基金委2024年项目(项目编号:2024AAC03109);中国银川市科学技术计划项目2025年度(项目编号:YCHT2025274)。
郭俊军|马海洋|郭美|张雨欣|任越|杨旭|孔星辰|刘贵山