《Foods》：Metabolic Regulation of Seasoned White Snakehead Fillets by a Lemon Essential Oil–Rutin–Chitosan Coating Under Controlled Freezing-Point Storage
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本研究评估了一种由柠檬精油/芦丁纳米乳（5:95，v/v）与含1.5%壳聚糖（CS）、1%乙酸和5%甘油的壳聚糖溶液制备的柠檬精油–芦丁–壳聚糖涂层（CS-LEO/NE-R）联合可控冰温贮藏对调味白乌鳢鱼片的保鲜效果。与单独可控冰温贮藏相比，联合处理显著抑制了
本研究评估了一种由柠檬精油/芦丁纳米乳（5:95，v/v）与含1.5%壳聚糖（CS）、1%乙酸和5%甘油的壳聚糖溶液制备的柠檬精油–芦丁–壳聚糖涂层（CS-LEO/NE-R）联合可控冰温贮藏对调味白乌鳢鱼片的保鲜效果。与单独可控冰温贮藏相比，联合处理显著抑制了氧化、挥发性氮积累、质构软化和微生物生长。在第10天，涂层组的总活菌计数（TVC）为4.98 log CFU/g，低于国家限量（5 log CFU/g），而对照组在第7天已超过该限量。在现有实验条件下，该处理将微生物和理化可接受期延长了约3天。非靶向代谢组学鉴定出2267种代谢物，差异丰度代谢物主要包括氨基酸、杂环化合物、醛类、酮类和酯类。KEGG富集分析表明，亚油酸代谢、萜类相关注释、肌动蛋白细胞骨架和磷脂酶D信号通路的变化与品质劣化延缓相关。本研究为水产品的复合生物保鲜提供了理论基础。
**论文解读文章**
**研究背景与问题**
白乌鳢（*Channa argus*）是中国重要的经济淡水鱼，因其肉质细嫩、风味优良且富含必需氨基酸和不饱和脂肪酸而具有较高的营养和商业价值。然而，鱼类死后肌肉易发生微生物污染、蛋白质水解和脂质氧化，导致货架期缩短、分销半径受限和市场开发受阻。随着消费者需求增长和水产品加工技术进步，调味白乌鳢鱼片因其方便即烹、风味相对稳定而受到市场关注。但加工过程并不能消除贮藏期间的品质劣化，鱼片仍易发生微生物滋生、脂质氧化、蛋白质变性和质构劣变，影响产品安全性、感官品质和商业价值。现有保鲜技术如冷藏、冷冻、气调包装、化学防腐剂或辐照各有缺陷：冷冻会损伤质构，化学防腐剂降低消费者接受度，气调包装增加成本，辐照可能改变品质属性。可控冰温贮藏（controlled freezing-point storage）将产品维持在接近冰点的温度，可减缓微生物生长和酶促反应，同时减少大冰晶形成，但单独使用保鲜效果仍不足。因此，将可控冰温贮藏与活性包装或可食用涂层结合成为提升水产品贮藏稳定性的有前景策略。基于壳聚糖（chitosan, CS）的可食用涂层因其成膜性、可生物降解性和抗菌活性而受到广泛关注。研究人员此前设计了一种负载柠檬精油/芦丁纳米乳的壳聚糖复合涂层（CS-LEO/NE-R），通过纳米乳化提高了柠檬精油的稳定性和释放行为，增强了涂层的抗氧化和抗菌效果，并在猪肉中证实了延缓脂质氧化和微生物增殖的作用。在此基础上，本研究将该涂层应用于可控冰温贮藏下的调味白乌鳢鱼片，旨在探究CS-LEO/NE-R能否提供额外保护，并为水产品复合生物保鲜提供机理证据。
**主要技术方法**
研究人员从成都石岭蔬菜市场购买白乌鳢鱼片，制备成厚度3.0–3.5 mm的鱼片，经超声辅助腌制后分为涂层组（浸入CS-LEO/NE-R溶液30 s）和对照组（浸入无菌蒸馏水30 s），均在?1 °C（经测定冰点为?1.1 °C）下贮藏。采用以下关键技术：游离点测定（自动温度记录仪）、pH测定（便携式pH计）、质构分析（TPA模式，TA-XT plusC质构仪）、硫代巴比妥酸反应物（TBARS）测定、总挥发性盐基氮（TVB-N）测定（GB 5009.228-2016）、总活菌计数（TVC）（平板计数法）以及感官评价。此外，对选取样品进行非靶向代谢组学分析，采用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）系统，利用Q Exactive HF-X质谱仪在正负电喷雾电离模式下采集数据，通过主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）鉴定差异代谢物，并进行KEGG通路富集分析。
**研究结果**
**3.1 游离点温度**
调味白乌鳢鱼片的游离温度曲线显示，初始降温阶段核心温度从29.0 °C降至?0.1 °C，随后在22–31 min出现平台期，第一个拐点在?1.1 °C，对应最大冰晶生成区。综合考虑温度控制能力和游离点，选择?1 °C作为可控冰温贮藏温度。
**3.2 pH**
两组鱼片pH值均先降后升。对照组最小值出现在第5天，随后升至6.51（第7天）；涂层组最小值在第7天，然后升至6.25（第10天）。涂层组pH变化速率显著慢于对照组（p < 0.05），表明涂层有效抑制了微生物和酶活性，延缓了pH上升。
**3.3 质构分析（TPA）**
随着贮藏时间延长，两组鱼片硬度显著下降（p < 0.05），对照组下降更明显。弹性：初始值为0.62，贮藏18天后对照组下降29%，涂层组仅下降6.5%。内聚性和回复性在第1天短暂升高后持续下降，可能与短期水分重新分布、盐诱导肌原纤维蛋白溶胀及蛋白基质部分溶解或重排有关；但随贮藏延长，内源蛋白水解、微生物活动、水分迁移和蛋白氧化逐渐削弱肌肉网络结构。咀嚼性显著下降（p < 0.05），综合反映了硬度、弹性和内聚性的变化。涂层组质构参数维持更好，表明其保持了肌肉结构完整性。
**3.4 硫代巴比妥酸反应物（TBARS）**
两组TBARS值随贮藏显著增加（p < 0.05），初始值对照组0.27 mg/kg、涂层组0.24 mg/kg，第18天分别升至1.53 mg/kg和0.87 mg/kg。对照组在第18天超过可接受阈值，涂层组始终显著更低。这可归因于低温结合复合乳液的抗氧化性能和低氧透过性，有效抑制了脂质氧化酸败。
**3.5 总挥发性盐基氮（TVB-N）**
初始TVB-N为2.10 mg/100 g，随后显著上升（p < 0.05）。第7天对照组达到31.50 mg/100 g，超过GB 10136-2015规定的30 mg/100 g限量，涂层组在第10天超过。对照组TVB-N始终高于涂层组（p < 0.05），表明CS-LEO/NE-R涂层减少了蛋白分解，抑制了挥发性碱性氮形成，使可接受期延长约3天。
**3.6 总活菌计数（TVC）**
两组TVC持续升高（p < 0.05）。初始均低于4.00 log CFU/g，第7天对照组达到5.63 log CFU/g，超过国家限量5 log CFU/g，涂层组在第10天仍为4.98 log CFU/g。涂层处理将微生物可接受期延长约3天，这可能与涂层形成的表面屏障及柠檬精油和壳聚糖的抗菌活性有关。
**3.7 感官品质评价**
两组感官评分均逐渐下降，对照组下降更明显，出现表面暗淡、渗出液增多、弹性减弱、鱼腥味增强等现象；涂层组评分更高，整体可接受性更好。感官变化与TVB-N、TBARS、TVC和质构参数变化一致，表明CS-LEO/NE-R通过限制微生物生长、减少蛋白质和脂质降解、保持肌肉结构完整性来延缓感官劣化。
**3.8 非靶向代谢组学**
**3.8.1 代谢物分类与主成分分析**
共鉴定注释2267种代谢物，主要类别包括氨基酸及其代谢物（16.59%）、苯及其取代衍生物（16.53%）、杂环化合物（11.97%）、有机酸及衍生物（11.72%）、醇类和胺类（9.75%）、醛酮酯类（7.47%）、甘油磷脂（GP, 6.21%）、脂肪酸酰基（FA, 4.12%）、核苷酸及代谢物（2.91%）等。PCA显示QC样品紧密聚集，各时间点生物学重复聚集良好，前两个主成分解释总方差35.47%。
**3.8.2 正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）**
不同贮藏时间点样品在OPLS-DA得分图中明显分离，Q2值在0.634–0.863之间，R2Y接近1，置换检验p < 0.05，模型预测能力可接受，无过拟合趋势。
**3.8.3 显著差异富集代谢物分析**
以VIP > 1且p < 0.05筛选差异代谢物：0天 vs 4天290种（183上调，107下调）；0天 vs 10天286种（162上调，124下调）；4天 vs 7天134种（63上调，71下调）；7天 vs 10天78种（48上调，30下调），后期差异代谢物数量减少，与涂层延缓生化劣化一致。K-means聚类将代谢物分为9类，其中205种整体增加（Subclass 2和6），可能包括脂质氧化、蛋白水解、微生物代谢或涂层来源产物；48种减少（Subclass 8），反映新鲜度相关底物的消耗或转化。各比较组VIP前20的核心代谢物显示阶段特异性，如0天 vs 4天上调Gly-Asp-Ile-Val-Ile和prosapogenin A，下调氨基酸和二氢香叶基香叶基二磷酸；0天 vs 10天上调carbenoxolone、肽类和tumonoic acid I；4天 vs 7天上调胆碱、3-（嘧啶-2-基）丙酸和2-羟基-3-（磷酰氧基）丙基硬脂酸酯；7天 vs 10天上调氨基水杨酸、甲基吡嗪、短肽Pro-Ala和Tyr-Ser-Asn以及胍基乙酸。
**3.8.4 核心代谢物相关性网络**
各比较组差异代谢物相关性网络显示共变模式。如0天 vs 4天，Gly-Asp-Ile-Val-Ile与prosapogenin A正相关，与psychotridine负相关；0–10天期间，三肽L-丝氨酰-L-赖氨酰-L-赖氨酸与脂质代谢物正相关，与carbenoxolone和prosapogenin A负相关；4天 vs 7天，17-（4-羟基苯基）十七烷酸与固醇代谢中间体负相关、与1,6-二-O-磷酸-D-果糖正相关；7天 vs 10天，甲基吡嗪、短肽和氨基水杨酸之间显著正相关，表明晚期集中于含氮和风味相关化合物。
**3.8.5 KEGG富集分析**
所有贮藏阶段最显著富集的10个KEGG通路包括亚油酸代谢、癌症中的胆碱代谢、花生四烯酸代谢、甘油磷脂代谢、α-亚麻酸代谢、逆行内源性大麻素信号、肌动蛋白细胞骨架调控、萜类骨架生物合成、轴突再生和非洲锥虫病（后三者仅作为数据库注释输出）。0天 vs 4天富集甘油磷脂代谢（35种差异代谢物）及不饱和脂肪酸通路，与TBARS上升一致。0天 vs 10天额外富集TCA循环、碳代谢和核苷酸代谢，反映底物分解与周转。4天 vs 7天显著富集肌动蛋白细胞骨架调控、胆汁分泌、糖酵解/糖异生、磷酸戊糖途径、嘌呤代谢、核苷酸代谢、萜类骨架生物合成和磷脂酶D信号通路，与质构参数下降一致。7天 vs 10天仍富集肌动蛋白细胞骨架调控、萜类骨架生物合成和磷脂酶D信号通路，并新增甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢，与TVB-N升高和风味分子形成一致。重复富集的通路表明脂质氧化、萜类相关化合物、膜相关改变和结构劣化是保鲜过程的重要生化特征。但萜类相关注释部分可能源于柠檬精油中化合物或其转化产物，肌动蛋白细胞骨架和磷脂酶D通路的富集为涂层组硬度和弹性下降更慢提供了代谢物层面的解释，但需谨慎解读为死后组织中的通路关联，而非活跃信号转导。
**结论与讨论**
研究结论翻译：在本研究中，在可控冰温贮藏期间应用CS-LEO/NE-R涂层有效减缓了调味白乌鳢鱼片整体品质的下降。这种保护作用体现在TBARS、TVB-N和TVC更温和的增加，以及质构特性更好的保持。在现有实验条件下，与单独可控冰温贮藏相比，该涂层将微生物和理化可接受期延长了约3天。非靶向代谢组学鉴定出2267种代谢物，差异丰度代谢物主要包括氨基酸、杂环化合物、醛类、酮类、酯类和脂质相关代谢物。KEGG富集分析表明，亚油酸代谢、萜类相关注释、肌动蛋白细胞骨架和磷脂酶D信号通路的变化与品质劣化延缓相关。进一步整合蛋白质组学、微生物组学等多组学方法的研究将有助于阐明该复合涂层系统的保鲜机制。
