《Food Chemistry》：Comparative proteomics analysis of physicochemical variations in squid (
Uroteuthis edulis) across simulated cold-chain conditions
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本研究系统探究了冷藏、超冷及冷冻三个冷链环节对鱿鱼理化性质及蛋白质组的影响，发现延长冷链导致蛋白质降解及凋亡相关通路激活，显著影响品质指标。通过多组学分析揭示了温度依赖性品质劣变机制，为优化冷链工艺提供理论支撑。
马路凯|李泰宇|毕贤红|钟杰林|应晓国|张斌|查尔斯·布伦南|苏塔瓦特·本贾库尔|肖庚生|吴伟杰
中国广州中 Kai 农业与工程学院轻工业与食品学院/农业农村部岭南特色食品绿色加工与智能制造重点实验室/广东省岭南特色食品科学技术重点实验室
摘要
本研究探讨了冷链物流中的三个关键阶段——冷却、过冷和冷冻——对乌贼（Uroteuthis edulis）理化性质的影响。在冷却过程中，巯基团氧化程度增加，而Ca2+-ATP酶活性在后期储存阶段显著下降。蛋白质组学分析表明，长时间的冷链处理导致原始蛋白质发生断裂，从而增加了差异表达蛋白（DEPs）的数量。与过冷和冷冻组相比，冷却组的差异表达基因本体术语（DEPs）数量更多。京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）通路分析显示，较高的储存温度会激活与凋亡和蛋白水解相关的通路，从而加速品质恶化。相关性分析分别确定了在冷却、过冷和冷冻过程中与关键品质指标显著相关的61个、27个和25个DEPs。本研究阐明了乌贼品质恶化的分子机制，并为制定有针对性的保鲜策略和优化冷链工艺参数提供了理论基础。
引言
在过去十年中，由于水产品的健康益处和独特的鲜味，它们在许多国家的饮食中占据了重要地位。这些产品含有蛋白质、脂质、维生素、矿物质以及少量的碳水化合物（Prabhakar等人，2020年）。尽管营养价值高，但这些成分容易受到内源性酶和微生物的降解，使得水产品在供应链中的储存和运输过程中容易变质（Zhang等人，2024年）。降解不仅会导致品质下降，还会引发食品安全问题（Wei等人，2024年；Ying等人，2024年）。
乌贼（Uroteuthis edulis）富含高质量的蛋白质和必需氨基酸，主要含有多不饱和脂肪酸。根据2024年中国渔业统计年鉴，2023年中国近海渔业乌贼产量为66.29×104吨，占整个近海渔业产量的28.55%，具有良好的发展前景。然而，由于组织脆弱和内源性酶活性高，乌贼在收获后迅速变质，并且在长途运输过程中容易受到微生物污染。微生物代谢产生的酶（如蛋白酶和酯酶）会分解和利用水产品中的营养物质（如蛋白质和脂质），导致品质损失。这种快速的死后变质对乌贼的生产、加工和利用产生了负面影响；因此，在整个冷链过程中及时控制温度至关重要。
冷链物流是指在受控温度条件下将产品从产地运输到目的地，通常包括冷藏生产、分销、加工、储存、运输和销售（Zhao等人，2018年）。在冷链物流中，水产品由渔船捕捞后运送到分销中心。部分产品出口，部分产品在国内销售。冷链技术对于确保水产品的质量以及支持从捕捞到消费者手中的保存、预冷、运输和储存过程至关重要。通过在整个供应链中保持稳定的温度，冷链物流有助于抑制微生物生长和脂质氧化，从而延长食品的保质期（Zheng等人，2020年）。冷链物流中的温度控制被广泛认为是影响食品质量的最关键因素之一（Ren等人，2022年）。最近的研究集中在冷链物流中的温度波动和中断对水产品质量的影响上，发现温度变化引起的新鲜肉品质下降会导致食物浪费和经济损失（Deng等人，2024年；Lorentzen等人，2020年；Yu等人，2020年）。目前，关于海鲜冷链物流的研究主要集中在单个环节或两个环节的组合上，而关于冷链物流中多个关键环节对水产品营养价值影响的研究相对较少。很少有研究系统地比较冷却、过冷和冷冻在综合冷链框架下的效果，导致对乌贼品质恶化温度依赖机制的理解不够充分。
在本研究中，选择了三种冷链条件（冷却、过冷和冷冻），并考察了它们对乌贼整体品质的影响。冷却、过冷和冷冻分别代表以下过程：将乌贼直接在带有冷藏系统的货架上销售；由批发商收购乌贼后，在低温下冷却以提高其冷冻速率，然后再运输到供应链的下一环节；以及将乌贼储存在低于-15°C的温度下进行冷冻和运输。其中，过冷技术（也称为部分冷冻）是将水产品冷却到其初始冰点以下1-2°C，通常温度范围为-0.8至-1.4°C（Erikson等人，2011年）。具体来说，大约5%到30%的水分会形成冰晶，同时表面会形成一层薄冰。水产品内外的冰层创造了低温环境，改变了细胞液浓度和渗透压，从而有效减缓了微生物活动和水产品的变质过程（Banerjee & Maheswarappa，2019年）。
为了进一步阐明这些温度依赖性品质变化的分子机制，我们采用了数据独立获取（DIA）技术，这是一种新兴的蛋白质组学检测方法，扩展了定量蛋白质组学的应用范围。DIA能够高效测量复杂样本中相对低丰度的蛋白质，提高了定量分析的可靠性，并逐渐成为蛋白质定量化的主流方法。特别是在水产品冷链储存领域，DIA技术有助于揭示温度波动引起的蛋白质组学响应机制，为品质变化的分子基础提供了深入见解（Chen等人，2025年；Teng等人，2024年）。然而，关于不同冷链条件下乌贼蛋白质组成、丰度和功能差异的研究仍然不足。
将理化性质评估和基于DIA的定量蛋白质组学与生物信息学分析相结合，可以全面评估不同冷链条件下温度波动引起的蛋白质组学响应机制。我们的发现不仅为阐明冷链储存过程中乌贼品质变化的分子机制提供了关键目标，还为制定有针对性的保鲜策略和优化冷链工艺参数提供了理论基础。
实验设计与样本准备
乌贼（Uroteuthis edulis）（平均重量：250克）购自中国浙江省舟山市新洲基水产品有限公司。新鲜样本用保温泡沫箱在冰上运输到实验室。表面清洁后，样本被随机分配到三个组，并储存在装有100克冰块的聚苯乙烯泡沫箱（33.5×18.5×20.5厘米）中，样本与冰的比例为1:2（w/w）（Hu等人，2023年）。使用温度记录仪器（Tianpeng）
菌落总数（TVC）和颜色分析
如图2A所示，在冷链过程开始时（第0天），乌贼的菌落总数（TVC）为3.32±0.12 log CFU/g，其中冷却组的增长最快。值得注意的是，冷却组的TVC在第6天接近6 log CFU/g，并在第8天达到6.96±0.05 log CFU/g，几乎超过了国际食品微生物规范委员会设定的海鲜新鲜度可接受阈值7 log CFU/g（Swanson，2011年）。这些结果
结论
本研究系统地阐明了不同冷链条件下乌贼品质恶化的综合分子机制和关键调控靶点。尽管乌贼的品质随时间下降，无论是冷却、过冷还是冷冻，冷却储存导致的品质下降最为迅速，TVC在冷链结束时超过了规定限值，同时巯基团的广泛氧化也导致了Ca2+-ATP酶活性的降低
CRediT作者贡献声明
马路凯：撰写——初稿、验证、软件、正式分析。李泰宇：撰写——初稿、软件、数据管理。毕贤红：方法学、实验设计。钟杰林：撰写——审稿与编辑。应晓国：撰写——审稿与编辑、监督、资源管理、方法学、实验设计。张斌：撰写——审稿与编辑。查尔斯·布伦南：撰写——审稿与编辑。苏塔瓦特·本贾库尔：撰写——审稿与编辑。肖庚生：撰写——审稿与编辑。吴伟杰：
资助
本研究得到了广东省重点领域研发项目（2023B0202080003）、国家自然科学基金（32472272、32302135）以及浙江省“先锋”和“领头雁”研发计划（2023C02006）和广东省科协青年科技人才支持计划（SKXRC202401）的支持。
未引用参考文献
Bodakuntla, Janke和Magiera, 2021
Ding, Cao, Cao和Bing, 2023
Wang等人，2021
Wang, Yan, Ding和Ma, 2022
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。
