《Food Chemistry: X》：The formation mechanisms of egg quality and flavor of Taihu goose egg white during low-temperature storage
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本研究聚焦太湖鹅蛋清在4℃贮藏过程中品质与风味形成的机理不明问题，通过运用LC-MS/MS代谢组学技术，系统揭示了其动态代谢变化，鉴定出384种差异代谢物，并明确了D-氨基酸代谢、氨基酸生物合成等关键通路。该工作为优化鹅蛋贮藏工艺、提升其品质与风味提供了重要的理论基础。
鹅蛋因其高蛋白和高能量而受到消费者青睐，然而，关于鹅蛋风味，特别是蛋清风味的来源和形成机制，长期以来并不清晰。以往的研究多集中在蛋黄的风味贡献上，因为蛋黄富含脂肪，是产生醛、酮等挥发性风味物质的主要部位。相比之下，蛋清虽然富含人体必需氨基酸，具有优异的发泡和凝胶特性，但其在整体风味中的作用常常被低估。实际上，蛋清中的非挥发性代谢物，如氨基酸及其衍生物、有机酸、核苷酸等，是构成食物“滋味”（taste）的关键组分。与此同时，鸡蛋的品质在贮藏过程中会发生变化，低温（如4℃）贮藏是常见的保鲜手段，它能有效抑制微生物生长、减缓蛋白质变性和蛋清稀化，从而延长货架期。但对于太湖鹅蛋这种高产品种，其蛋清在低温贮藏期间，内部发生了哪些具体的代谢变化？这些变化又如何影响其最终的品质和风味？这些问题亟待解答。
为此，研究人员开展了一项系统的研究。他们以24枚未受精的太湖鹅蛋为样本，在4℃条件下分别贮藏1天（D1）、15天（D15）、30天（D30）和60天（D60）。研究首先评估了贮藏过程中13项蛋品质量指标的变化，随后利用基于液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）的广泛靶向代谢组学（widely targeted metabolomics）技术，对蛋清样本中的小分子代谢物进行了全面的定性和定量分析，并结合多元统计分析，旨在阐明太湖鹅蛋清在低温贮藏期间代谢的动态变化及其与品质、风味形成相关的机制。
本研究运用了多个关键技术方法。首先，对鹅蛋进行了包括蛋重、蛋壳强度、蛋清高度、哈氏单位（HU）等在内的蛋品质分析。其次，核心方法是基于LC-MS/MS的代谢组学分析，通过多重反应监测（MRM）模式对代谢物进行定量。样本队列来源于中国苏州香云太湖鹅有限公司的健康产蛋高峰期鹅只所产的蛋。最后，利用主成分分析（PCA）、正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）、Mfuzz聚类以及京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析等生物信息学方法，对代谢组学数据进行了深入挖掘和阐释。
3.1. 贮藏过程中蛋品质的测定
研究发现，在测定的13项蛋品质指标中，有4项在不同贮藏阶段存在显著差异。蛋壳亮度（L*）在D15和D30时显著低于D1和D60。蛋壳强度在D15时显著高于D1。最为有趣的变化发生在蛋清高度和哈氏单位上：蛋清高度在D30时达到峰值，显著高于D1、D15和D60，而在D60时则显著低于前期。哈氏单位的变化趋势与蛋清高度类似，D60时显著低于D1和D15。这一发现挑战了哈氏单位作为通用新鲜度指标的可靠性，因为在本研究的低温条件下，其值并未像预期那样持续下降，反而在中期（D30）有所上升，表明对于鹅蛋的低温贮藏，可能需要建立新的品质评价标准。
3.2. 太湖鹅蛋蛋清在贮藏过程中的代谢谱
代谢组学分析共鉴定出761种代谢物，归属于16个类别。其中，氨基酸及其代谢物占比最高（29.96%），其次是有机酸及其衍生物（12.22%）和核苷酸及其代谢物（10.38%）。这表明鹅蛋清中的主要代谢物是与滋味相关的非挥发性成分，而非贡献香气的挥发性物质。主成分分析显示，尽管不同贮藏阶段的代谢物整体上有重叠，但D60的样本在PC1正轴上聚集，与D1和D15的分布（主要在PC1负轴）有所分离，D30则与其他组有重叠，提示其可能是贮藏过程中的一个关键过渡点。OPLS-DA模型进一步证实了不同贮藏阶段蛋清的代谢谱存在显著差异。
3.3. 太湖鹅蛋蛋清在贮藏过程中的差异代谢物
通过筛选，共得到384种差异代谢物。随着贮藏时间延长，差异代谢物的总数以及上调和下调的代谢物数量均呈增加趋势。Mfuzz聚类分析将这些差异代谢物分为两类：第一类（占74.5%）的代谢物含量随时间持续增加；第二类（占25.5%）则持续减少。值得注意的是，与风味相关的化合物，包括可能呈现鲜味、苦味、涩味的物质，主要集中在持续增加的第一类中。而参与美拉德反应（Maillard reaction）的还原糖（如麦芽三糖和异麦芽三糖）则被归入持续减少的第二类，这可能影响鹅蛋在烹饪后产生的香气物质。
3.4. 代谢通路分析
KEGG通路富集分析揭示了与蛋品质和风味密切相关的四条关键代谢通路：D-氨基酸代谢、氨基酸生物合成、苯丙氨酸代谢以及氨酰-tRNA生物合成。具体而言，丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸代谢以及组氨酸代谢、嘌呤代谢与蛋的鲜味密切相关。而氨基酸生物合成和苯丙氨酸代谢则与苦味相关。研究还发现，在贮藏中期，FoxO信号通路等被激活，可能加剧了鲜味物质合成和氨基酸代谢进程，同时一些具有抗氧化功能的氨基酸（如组氨酸、谷氨酸、天冬氨酸）含量上调，这可能解释了蛋清高度在D30时增加的原因，即缓解了氧化压力。在贮藏后期，氧化磷酸化（OXPHOS）中的关键辅酶NAD+含量显著下调，表明能量代谢发生了重要调整。由于蛋清本身缺乏脂质，且早期糖原合成被抑制，长期的低温贮藏可能启动了蛋白水解途径作为替代能源，这或许导致了后期蛋清高度的下降和蛋白质为基础的品质属性受损。
本研究通过代谢组学手段系统描绘了太湖鹅蛋清在4℃低温贮藏60天内的动态代谢图谱。研究鉴定出大量代谢物，并发现超过一半的差异代谢物含量随贮藏时间增加，其中包含许多风味活性化合物。关键代谢通路分析表明，贮藏中后期代谢压力增大，能量代谢从糖原合成转向氨基酸代谢。这些代谢变化与观测到的蛋清品质指标（特别是蛋清高度先升后降）的动态变化密切相关。该研究不仅揭示了鹅蛋清风味代谢物的积累规律，还从代谢层面解释了低温贮藏下蛋清品质变化的潜在机制。研究成果为针对性地改进鹅蛋贮藏条件、开发品质评价新指标、乃至通过育种策略改善蛋品感官特性提供了重要的理论依据。该论文已发表在《Food Chemistry: X》期刊上。
