《Food Chemistry》:Integrated targeted lipidomics and electronic nose analyses reveal lipid composition differences between chicken meat with varying fat levels and odor dynamics during cold storage
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肌内脂肪(IMF)沉积影响鸡肉质构和风味,本研究通过靶向脂质组学和电子鼻技术对比分析高(H-IMF)与低(L-IMF)IMF鸡肉的脂质组成及风味差异。发现H-IMF肉中三酰甘油(TAG52:0)和磷脂(PC18:2/18:2)显著富集,单酰甘油(MAG18:1/MAG18:2)减少,其水分保持能力、嫩度和风味更优,但风味在冷冻储存中下降更明显。差异脂质与关键香气化合物呈正相关/负相关。研究结果为优化鸡肉品质和储存策略提供理论依据。
林忠振|余春林|张东浩|唐远|王宇飞|余松航|杨超武|刘一平
中国四川省农业大学动物科学技术学院,农业农村部畜禽多组学重点实验室、畜禽育种国家重点实验室以及四川省畜禽种质资源与生物技术育种重点实验室
摘要
肌内脂肪(IMF)能够提升肉质,但其沉积机制仍不明确。本研究利用靶向脂质组学技术和电子鼻技术分析了高(H-IMF)和低(L-IMF)脂肪含量的鸡胸肉中的脂质和风味成分。在H-IMF肉中,甘油三酯和磷脂(尤其是TAG52:0(16:0)和PC(18:2/18:2))的含量高于L-IMF肉,而单酰甘油(主要是MAG(18:1)和MAG(18:2))的含量则较低。H-IMF肉具有更好的持水能力、嫩度和风味。其增强的香气主要归因于醛类、酮类、烷烃、氮化物和芳香化合物。然而,冷冻储存后香气差异会减弱,尤其是H-IMF肉在长时间储存后香气下降更为明显。PE(18:0/20:5)、PG(16:0/18:0)和CE(18:1)与关键香气化合物呈显著正相关,而MAG(18:2)和MAG(20:3)则呈负相关。这些发现为IMF沉积机制提供了新的见解,有助于制定针对不同肉质特征的冷藏策略。
引言
肌内脂肪(IMF)主要位于肌膜和外膜之间,与肌纤维紧密相关(Hausman等人,2014年),是形成肉中大理石花纹的结构基础。IMF储存在肌内脂肪细胞中,其积累受到这些细胞数量和大小的限制(Lin等人,2022年)。肌内脂肪细胞来源于成纤维脂肪生成前体细胞(FAPs),后者通过谱系特异性分化由间充质干细胞衍生而来(X. Li, Fu等人,2020年)。在脂肪生成过程中,FAPs成熟为脂肪细胞。IMF对肉质起着关键作用,其适当沉积可改善肉的颜色、嫩度和风味。然而,在鸡肉中,尤其是鸡胸肉中,IMF含量远低于畜肉,这显著影响了其口感。
肉质是食用体验的关键因素,但生肉通常缺乏强烈的香气。在鸡胸肉中,烹饪前的主要挥发性化合物包括挥发性酸、酯类和醇类,其中己醛和(E)-2-庚醛是最显著的香气成分(Ayseli等人,2014年)。烹饪后的肉香通过多种途径形成,包括美拉德反应、脂质氧化、硫胺素分解和碳水化合物降解(Bleicher等人,2022年)。目前关于烹饪肉香的研究主要集中在炖煮这一烹饪方法上,其中香气化合物的产生主要由脂质氧化驱动(Sohail等人,2022年)。由于IMF是脂质氧化的底物,其含量和组成对最终香气特征有显著影响。因此,了解与IMF水平相关的脂质组成差异对于揭示鸡肉风味形成的分子机制至关重要。
屠宰和加工后,肉极易变质,冷藏是最常用的保存方法(Jia等人,2021年),因为它能有效抑制微生物活动并延缓变质。然而,冷藏会导致风味质量下降,这种影响会随着时间推移而加剧(Sabikun等人,2019年)。值得注意的是,肉的风味会随储存温度的不同而变化,冰点是一个关键阈值。冷藏甚至可以增强某些风味特征并提高肉的嫩度,而短期冷冻储存的负面影响较小(Coombs等人,2017年)。长时间冷冻储存后,鸡胸肉和鸡腿肉的持水能力和pH值会下降,而肉的色泽会随着储存时间的延长而变浅(Sabikun等人,2019年)。在分子水平上,这些变化可能是由于肉中脂质的侧链修饰、骨架断裂和氧化水解所致,最终改变了风味前体的物理化学性质和组成(Fang等人,2022年)。鉴于脂质在这些变化中的关键作用,研究冷冻储存期间脂质组成与风味演变之间的关系对于优化肉类储存策略至关重要。
随着全球肉类产量的持续增加,肉质越来越影响消费者的购买决策。尽管鸡肉是一种经济实惠的蛋白质来源,但其质地和风味往往不尽如人意,限制了其在市场上的竞争力。提高鸡胸肉中的IMF含量被认为是改善食用品质的最有效策略之一(Gong等人,2023年)。然而,目前关于IMF的研究主要集中在品种(J. Li等人,2022年)、年龄(Zhao等人,2024年)和沉积部位(Lin等人,2025年)等因素上,而不同IMF含量的鸡肉之间的脂质组成差异仍不清楚。了解IMF的脂质沉积偏好,排除其他干扰因素,可以为鸡肉品质的遗传改良提供精确的数据。因此,本研究在同一品种和年龄条件下生成了高IMF和低IMF含量的鸡胸肉的脂质组学谱型,并比较了肌肉纤维特性和肉质差异。此外,还研究了不同冷藏时间点肉味的动态变化。这些结果将揭示有利于IMF沉积和香气形成的脂质分子,并为不同肉质特征的肉类在冷藏过程中的香气变化提供参考。
伦理声明
所有涉及动物的实验程序均遵循NIH(国家研究委员会)《实验室动物护理和使用指南》进行。动物使用方案于2024年3月12日获得四川农业大学动物伦理与福利委员会的审查和批准(批准编号20240170)。
样品制备
共有400只雌性鸡在中国成都的大恒家禽育种有限公司饲养,饲养条件一致。
IMF含量对鸡胸肉组织学特性和肉质的影响
在L-IMF组中,鸡胸肉的平均IMF含量为2.26%(图1A),而在H-IMF组中为5.04%(图1B)。IMF的分布显示,较大的脂肪团块主要位于肌膜中的结缔组织中,位于肌纤维束之间;而较小的脂滴则更广泛分布在内膜中的结缔组织中,位于单个肌纤维之间。与L-IMF组相比,H-IMF组的脂肪积累更多
讨论
肉质主要通过外观、嫩度、多汁性和风味来评估。肉的外观通过颜色测量来量化,包括色泽(L?)、红色(a?)和黄色(b?)。本研究中发现,IMF含量较高的肉黄色明显较低,这与我们之前的观察结果一致,即黄色会随着年龄增长和IMF沉积的增加而显著降低(Li, Yang, Ran等人,2021年;Jin等人,2020年)。
结论
总结来说,不同IMF含量的鸡胸肉之间的脂质组成差异主要体现在甘油三酯(TGs)和磷脂(phospholipids)上。在不同表达的脂质分子中,所有类型的TAGs在H-IMF肉中含量更高,其中TAG52:0(16:0)是最主要的物种。相比之下,所有类型的MAGs在L-IMF肉中含量更高,主要是MAG(18:1)和MAG(18:2)。磷脂在H-IMF肉中也更丰富,尤其是PC(18:2/18:2)。
CRediT作者贡献声明
林忠振:撰写——原始草稿、方法论、概念构思。
余春林:验证、软件应用。
张东浩:实验研究、数据分析。
唐远:资源获取、数据管理。
王宇飞:监督。
余松航:撰写——审稿与编辑。
杨超武:项目管理。
刘一平:资金筹措。
未引用参考文献
Li等人,2020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CARS-41专项基金、四川省国家现代农业产业技术创新团队(资助编号:SCCXTD-2026-24)和四川省农业科学院原创创新项目(资助编号:YSCX2035-004)的支持。感谢Bullet Edits Limited对手稿的语言编辑和校对工作。