通过SPME-GC–MS、分子对接和脂质组学技术，解析草鱼（Ctenopharyngodon idellus）不同组织部位鱼油中的风味和脂质成分的解剖学结构代码

《Food Chemistry》：Unlocking the anatomical code of flavor and lipids in grass carp ( Ctenopharyngodon idellus) fish oil from different tissue parts by SPME-GC–MS, molecular docking, and lipidomics

该研究系统评估了草鱼脑、肌肉、皮肤、内脏和骨骼油脂的脂质组学与挥发性有机物特征，发现103种VOCs（以辛醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛为主）及1051种脂质，其中内脏油PUFA含量最高达41.41%，且磷脂酰乙醇胺与关键VOCs通过OR1D2受体的π-π/疏水相互作用关联。研究揭示了组织特异性脂质组成与风味形成的机制，为草鱼副产品高值化利用提供科学依据。

　　

周慧娟|徐林川|白俊如|翁琳琳|余成伟|胡明明|钟必正|李金林|涂宗才|彭斌

江西省南昌师范学院生命科学学院，国家常规淡水鱼类加工研发分中心，中国江西南昌330022

摘要

本研究全面评估了来自草鱼不同组织（脑、肌肉、皮肤、内脏和骨骼）的鱼油的脂质谱和风味特征。共鉴定出103种挥发性有机化合物（VOCs），主要为烃类、醛类和醇类，以及1051种脂质。VOCs在不同组织间表现出显著差异；52种关键VOCs能有效区分不同鱼油的风味，其中辛醛和(E,E)-2,4-十二二烯醛是主要的风味贡献者。分子对接分析表明，OR1D2通过π-π/疏水相互作用与关键VOCs（如丁香酚、对伞花烃、苯乙烯）紧密结合。脂质组学分析显示，甘油磷脂（GP，47.15%）和甘油脂（GL，39.00%）占主导地位。内脏油中的多不饱和脂肪酸（PUFAs）含量最高（41.41%），其中GL中的PUFAs主要位于sn-1,3位点，GP中的PUFAs主要位于sn-2位点。相关性分析证实脂质（磷脂乙醇胺）与VOCs之间存在强烈关联，表明脂质是风味的关键前体。这些发现支持利用不同组织的鱼油来提升草鱼副产品的价值。

引言

草鱼（Ctenopharyngodon idellus）是中国产量最高的淡水养殖鱼类。根据《中国渔业统计年鉴》的数据，其年产量连续十年超过550万吨，占全国淡水水产养殖总产量的18%以上。草鱼对中国食品产业至关重要。其产品（活鱼、鱼糜、罐头食品）的价值超过166亿美元，是一个具有战略意义的行业（Guo等人，2023年）。然而，加工过程中会产生大量副产品，尽管这些副产品富含宝贵的脂质，但往往未被充分利用。通常，鱼肉及内脏、皮肤、头部和骨骼等副产品是提取鱼油的重要来源。

多项研究已经报道了草鱼的脂质谱和化学组成。例如，Wang等人（2019年）利用脂质组学方法系统研究了草鱼肌肉的脂质组成，发现甘油脂和磷脂是主要脂质类别，其中含有花生四烯酸（AA）和二十二碳五烯酸（DPA）的磷脂乙醇胺（PE）显著富集。基于液相色谱-质谱（LC-MS）的技术平台能够鉴定出草鱼组织中的1000多种脂质分子，涵盖甘油脂（GL）、甘油磷脂（GP）和鞘脂（SP）等七大类（Hao等人，2024年）。然而，现有文献主要集中在肌肉组织上，对皮肤、内脏、头部和骨骼等加工副产品中的脂质关注较少。传统的鱼油生产主要利用加工副产品，包括内脏（肝脏和肠道）、骨骼和皮肤，尽管它们具有很高的生物价值，但仍未得到充分利用。值得注意的是，内脏组织中的磷脂和胆固醇含量较高，多不饱和脂肪酸（PUFAs）的比例明显高于肌肉脂质（Hao等人，2024年）。尽管草鱼肌肉在烹饪和营养方面受到了广泛研究，但从其不同解剖部位提取的油脂的全面特性研究仍较为有限。

脂质在加工和储存过程中的稳定性至关重要，因为它们的降解会直接影响水产品的质量。特别是脂质作为重要的内源性营养物质，主要通过脂质过氧化及其与蛋白质的相互作用来影响产品质量（Ying等人，2025年）。这种过氧化过程是产生挥发性有机化合物（VOCs）的根本原因，如醛类、醇类和烃类，这些化合物构成了鱼油的独特香气，并对其感官接受度和市场价值起着关键作用（Li、Bai等人，2025年）。新兴的加工技术，包括用于预制水产品的非热物理场技术，为更好地保存这些宝贵脂质和减缓质量下降提供了有希望的途径（Ying等人，2024年）。Zhao等人（2023年）的研究分析了草鱼五个不同部位（背部肌肉、皮肤、肠道、腹部、鳍和鳃）中的VOCs，发现这些组织间的风味特征存在显著差异，这很可能源于它们不同的脂质组成。此外，分子对接（MD）技术已开始应用于挥发性风味研究，以阐明关键气味物质与嗅觉受体在分子层面的相互作用（Bai等人，2025年）。然而，尽管人们对淡水鱼油的研究兴趣日益增加（Wang等人，2025年），但直接研究草鱼油中组织特异性脂质谱与其风味特征之间相互作用的系统研究仍然不足。目前文献中缺乏关于不同解剖部位（如内脏、肌肉、骨骼和皮肤）的脂质组成如何通过氧化途径决定其独特挥发性风味特征的连贯理解。

本研究旨在通过全面评估草鱼不同部位（包括骨骼、内脏、肌肉、脑和皮肤）提取的鱼油的脂质谱和VOCs来填补这一空白。具体目标如下：（1）确定各部位的总脂质含量和脂肪酸组成，特别关注二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）；（2）使用GC–MS和MD等先进分析技术鉴定和分析VOCs；（3）比较不同部位的脂质和风味特征，并讨论导致这些差异的潜在因素。

材料

本研究使用的活草鱼是中国常见的养殖品种，购自江西省南昌市农产品交易市场。鱼的数量为12条，平均年龄约为2岁，平均重量为3.00±0.30公斤。所有鱼均为养殖场饲养，反映了市场的典型供应情况。在运输到实验室的过程中，草鱼始终被放置在装有清洁水的容器中。分析所用试剂包括分析级正己烷、色谱级甲醇、异丙醇和乙腈。

草鱼不同部位鱼油的挥发性风味分析

通过SPME-GC–MS方法分析了来自不同草鱼组织的鱼油中的VOCs（表S1）。在鱼油中检测到103种挥发性化合物，这五种组织之间的成分和含量存在显著差异（p < 0.05）。这些化合物包括41种烃类、25种醛类/酮类、17种醇类、6种酯类化合物、8种杂环化合物和1种抗氧化剂。在不同部位的鱼油中分别检测到42、28、19、49和49种挥发性化合物。

讨论

本研究系统地分析了草鱼不同部位（包括内脏、肌肉、骨骼、皮肤和脑）鱼油的脂质谱和VOCs特征。研究结果揭示了脂质组成和风味特征在不同组织间的显著差异，为草鱼副产品的鱼油生产提供了有价值的见解。

结论

本研究系统地阐明了草鱼中组织特异性脂质与挥发性风味之间的关系，为针对性利用不同鱼油副产品奠定了科学基础。在五种组织鱼油中鉴定出103种VOCs和1051种脂质。关键醛类和酮类（如辛醛、壬醛和(E,E)-2,4-十二二烯醛）主导了内脏油和皮肤油的风味特征。鱼油的风味差异源于OR1D2的作用。

作者贡献声明

周慧娟：研究、数据分析、概念构建。 徐林川：软件应用、数据分析、概念构建。 白俊如：软件应用、方法学研究、数据分析。 翁琳琳：软件应用、方法学研究、数据分析。 余成伟：撰写、审稿与编辑。 胡明明：方法学研究、数据分析。 钟必正：软件应用、方法学研究。 李金林：数据可视化、项目管理、方法学研究、资金获取。 涂宗才：项目管理、研究。

未引用参考文献

Liu等人，2023年

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了国家重点研发计划（2024YFD2401601）、江西省自然科学基金（20242BAB25407、20232BAB215060）、国家自然科学基金（32260635）以及CARS专项基金（CAR-45）的支持。