迷迭香酸在冷藏大口黑鲈鱼片中的多维度保鲜机制：整合物理化学、微生物学和分子生物学的研究成果

《Food Chemistry》：Multi-dimensional freshness preservation mechanisms of Rosmarinic acid in refrigerated largemouth bass fillets: Integrating physicochemical, microbial, and molecular insights

水杨酸通过协同抗菌抗氧化机制显著延长冷藏大口黑鲈鱼片保质期4.1天，抑制产硫化氢菌及总菌数，阻断细菌群体感应信号网络，降低脂质过氧化和蛋白质氧化，维持肌原纤维结构完整。

　　

吴文博|李学青|梁行迪|高伟|孙建峰|马倩云

河北农业大学食品科学与技术学院，保定071000，中国

摘要

本研究通过协同的抗菌和抗氧化机制证明，迷迭香酸（RA）能够有效将冷藏大口黑鲈鱼片的保质期延长4.1天。RA（1–3 mg/mL）表现出广谱抗菌活性，剂量依赖性地抑制主要腐败菌（假单胞菌属和产生H₂S的细菌），并减少总活菌数和嗜冷菌数量。分子对接分析显示，RA通过高亲和力结合铜绿假单胞菌的受体（LasR: ?7.23; RhlR: ?7.09 kcal/mol），干扰AHL信号传导和细菌毒性。RA还能减轻氧化损伤，降低TBAR值、过氧化物值和蛋白质羰基化程度，同时保持Ca²⁺-ATP酶活性。结构分析证实RA保护了肌纤维蛋白，维持α-螺旋结构，限制了疏水性的增加，并延缓了肌球蛋白的降解。综合其群体感应抑制、抗氧化和蛋白质稳定作用，RA的保鲜效果优于传统防腐剂，显示出其作为多靶点水产品生物防腐剂的潜力。

引言

大口黑鲈（Micropterus salmoides）是中国非常受欢迎的淡水鱼类，因其质地紧密、营养丰富且性价比高而备受青睐。作为该国主要的水产养殖物种之一（G. Shi等人，2024年），随着养殖技术的进步，大口黑鲈的养殖规模和产量逐渐增加。根据2024年中国渔业统计年鉴，2023年淡水鲈鱼的养殖产量达到88.8万吨，比2022年增长了10.66%，显示出其广阔的市场潜力。然而，由于其高水分含量、丰富的蛋白质和多不饱和脂肪酸，大口黑鲈在冷藏储存期间容易受到微生物腐败、酶解和氧化降解的影响。此外，死后氨基酸和核苷酸的变化以及颜色和质地的改变会严重影响水产品的感官品质（Prabhakar, Vatsa, Srivastav, & Pathak, 2020年）。因此，将有效的保鲜技术融入冷链流程对于延长保质期并保持其感官和营养价值至关重要。

水产品的传统保鲜方法包括低温保存、改性气氛包装、辐照、高压处理和化学防腐剂（Qiu, Zhang, Bhandari, & Yang, 2022年）。然而，这些现有方法往往存在局限性。例如，低温保存容易形成冰晶，损伤肌肉组织（Qiao等人，2022年）；高压处理可能导致肌纤维蛋白变性（Z. Yang等人，2025年）并加速脂质氧化（L. Y. Chen, Li, Ruan, & Qian, 2024年）；此外，化学残留物可能带来健康风险（Nie等人，2025年）。鉴于这些缺点，利用天然抗菌/抗氧化化合物的生物保鲜技术作为安全、消费者友好的替代方案受到了重视。目前的方法包括使用来自植物、动物或微生物的生物活性成分制成的可食用薄膜/涂层和溶液浸渍处理（Wei等人，2024年）。这些方法在保鲜水产品方面显示出有效性：例如，蛇头鱼黏液提取物通过抑制大肠杆菌的生长，将冷藏鱼片的保质期延长了约3天（Leng等人，2022年）；而茶芒叶提取物通过抑制微生物生长和氧化指标，将太平洋白虾的腐败延迟了6天（Shiekh, Benjakul, Qi, Zhang, & Deng, 2021年）。

迷迭香酸（RA）是一种从迷迭香（Rosmarinus officinalis）中提取的水溶性酚酸化合物，具有显著的化学稳定性和多功能生物活性，包括抗菌、抗氧化和抗炎作用。此外，RA还被报道为群体感应（QS）抑制剂，能够干扰与水产品相关的病原菌（如嗜水气单胞菌（Rama Devi等人，2016年）和弧菌属（Angusamy等人，2023年）的信号传导和生物膜形成。由于这些特性，RA在化妆品、制药和食品保鲜领域得到广泛应用（Marchev等人，2021年）。先前的研究证明RA能有效减轻炸薯条的脂质氧化（Pengjuan Li等人，2021年）并降低肉饼中的丙二醛水平，从而促进健康（Z. Li等人，2010年）。然而，尽管RA具有多种功能，但关于其在水产品保鲜中的应用，尤其是对冷藏大口黑鲈的影响的研究仍然较少。

本研究系统评估了迷迭香酸（RA）对冷藏大口黑鲈（Micropterus salmoides）的保鲜效果，并与传统的抗氧化剂（山梨酸钾和维生素C）进行了比较。研究内容包括：新鲜度指标（pH值、K值、总挥发性碱性氮（TVBN））、物理性质（颜色、质地和微观结构）、微生物分析、群体感应抑制、关键酶活性（Ca²⁺-ATP酶）、蛋白质构象变化（傅里叶变换红外光谱分析（FTIR）和荧光光谱）、蛋白质降解特性（SDS-PAGE）以及游离氨基酸组成。结果表明，RA处理使保质期延长了4.1天。保质期延长和腐败抑制的主要机制源于三种关键生物活性的协同作用：强抗氧化活性（显著抑制脂质氧化和蛋白质羰基化，同时有效保护巯基免受氧化损伤）、广谱抗菌活性（分别减少总活菌数和嗜冷菌数量25.49%和7.33%），以及群体感应抑制（有效干扰酰基-高丝氨酸内酯（AHL）介导的细菌信号传导网络）。这些协同机制共同延缓了冷藏储存过程中鱼肌肉的生化降解。这一保护效果体现在储存第6天时，总TVB-N含量低于20 mg/100 g，K值保持在40%以下。这一发现确立了RA作为水产品多功能防腐剂的潜力，其明确的机制为商业应用提供了理论基础。

材料与试剂

迷迭香酸（RA，90%）购自中国邯郸的Chenguang Biotech Group Co., Ltd.。山梨酸钾（PS，98%）和维生素C（VC，98%）购自中国上海的Shanghai Yuanye Biotechnology Co., Ltd。其他化学品均为分析级。

样品制备

从中国保定当地市场采购了平均重量为750 ± 20克的新鲜大口黑鲈（Micropterus salmoides）。鱼在装有冰块的保温箱中运输至实验室，用时不超过10分钟。

储存过程中鱼片的质量变化

作为影响消费者接受度的主要新鲜度指标，颜色参数发生了显著变化（表1）。所有处理组的L*（亮度）值在储存过程中显著下降（P < 0.05），但RA、PS和VC处理组降低了这种下降幅度（P < 0.05），保持了比对照组（CK）更高的L*值。值得注意的是，由于RA的淡黄色色素，RA处理过的鱼片初始的L*值较低。这种逐渐变暗的现象可能是由于...

结论

本研究将不同浓度的RA应用于冷藏大口黑鲈作为保鲜处理。与对照组（CK）相比，RA显著延缓了鱼片的pH值上升，同时抑制了蛋白质和核苷酸的降解，并抑制了脂质氧化。此外，RA有效抑制了微生物增殖（尤其是嗜冷菌），并对假单胞菌和产生H₂S的细菌表现出杀菌作用。3 mg/mL浓度的...

CRediT作者贡献声明

吴文博：撰写初稿、方法学设计、数据整理。李学青：验证。梁行迪：方法学设计。高伟：监督。孙建峰：正式分析。马倩云：撰写、审稿与编辑、监督。

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

本研究主要得到了河北省现代农业产业体系特色海鲜创新团队（HBCT2024290206）的财政支持。我们感谢Chenguang Biotech Group Co., Ltd.的支持。