基于蛋白质组学分析低温等离子体技术调控冰鲜鱿鱼品质稳定的作用机制

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鱿鱼是典型的高蛋白低脂肪海产品,营养成分非常丰富,但是在鱿鱼体内生物酶和微生物的共同作用下,鱿鱼肌肉组织很容易发生腐败变质。本文以冰鲜鱿鱼为研究对象,设计采用基于Label-free蛋白质组学分析的低温等离子体技术,揭示低温等离子体处理冰鲜鱿鱼品质及蛋白质组分的变化规律,以及阐释低温等离子体处理后冰鲜鱿鱼肌肉表面菌落组成及其变化情况;综合解析低温等离子体处理冰鲜鱿鱼过程中的品质劣变、保护机理,具体研究结果如下:1、以冰鲜鱿鱼为研究对象,将处理组和未处理组鱿鱼放置于4℃冰箱中冷藏,分别于0、2、4、6、8 d进行取样,对其色泽、pH值、TVB-N值、质构特性、微观结构、肌原纤维蛋白含量、巯基含量、Ca2+-ATPase活性、SDS-PAGE凝胶电泳分析等综合比较分析。结果表明,低温等离子体处理组在理化、蛋白质特性等方面均优于对照组,尤其是在肌原纤维蛋白相关指标中表现出较大的优势,其中处理组的肌原纤维蛋白含量处理组和对照组的降低程度分别为39%、46%,巯基含量处理组和对照组的降低程度分别为27%、32%,处理组下降趋势均缓于对照组,Ca2+-ATPase活性可以反映出低温等离子体处理能够减缓酶解程度,降低肌球蛋白分子的破坏程度,抑制酶的活动。这说明低温等离子体处理能够有效降低鱿鱼中的有机大分子如蛋白质和脂质的氧化速率以及肌原纤维蛋白结构的变化,抑制鱿鱼肌肉蛋白质发生交联、变性和降解,使鱿鱼保持较好的品质。2、基于高通量测序技术,研究低温等离子体处理条件下贮藏的冰鲜鱿鱼的微生物菌落组成差异情况及变化分析。结果表明处理组OTU数量在贮藏期间均低于未处理组,8 d未处理组物种丰富度最低且优势菌群所占比例最高,相比之下8 d处理组物种丰富度较高且优势菌群所占比例较低,这说明低温等离子体能够有效地杀灭微生物并能够起到调节优势菌群的作用;通过对属分类水平上的物种注释及分析,发现鱿鱼表面微生物主要有考克氏菌属(Kocuria)、巨大球菌属(Macrococcus)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)等,随着贮藏时间的增加,考克氏菌属(Kocuria)丰度逐渐降低,优势微生物种类逐渐增多,低温等离子体处理组的优势物种种类及优势物种丰度要小于未处理组;PCo A分析中发现随着贮藏时间的增加,低温等离子体处理组与未处理组距离越来越远,组间差异越来越大。以上研究证明低温等离子体处理可以有效抑制微生物的生长繁殖,起到调节优势菌群的作用,并且随着贮藏时间的增长,其影响更为明显,能够为鱿鱼微生物安全控制技术的研究以及低温等离子技术应用于水产品的保鲜提供科学依据。3、采用Label-free蛋白质组学分析方法对贮藏期间低温等离子处理前后鱿鱼的蛋白质组学特性进行研究,鉴定到的蛋白质的分子量分布较为合适,符合胰蛋白酶酶解消化的特征,验证了液相色谱-质谱联用分析实验方法的有效性;在差异蛋白方面,低温等离子体处理组的差异表达蛋白总数要高于未处理组,这表明贮藏8 d后处理组参与生化过程的蛋白更多,蛋白质更为活跃、品质更好。上调蛋白中的肌动蛋白、核糖体蛋白、微管蛋白对于肌肉的稳定性具有一定的作用,这说明低温等离子体处理减缓了冰鲜鱿鱼蛋白质在冷藏期间的降解及氧化变性;下调蛋白中发现了具有致敏作用的血蓝蛋白,这说明低温等离子体技术不仅能够维护鱿鱼品质,还能够保证食用的安全性;亚细胞定位分析中,两组差异蛋白都主要集中在细胞质、细胞核,这能够说明鱿鱼肌肉的稳定性以及肌肉的重要功能与肌肉组织中的细胞质和细胞核有很大关系;0 d处理组较0 d未处理组的差异表达蛋白KOG功能分类分析中,细胞骨架相关蛋白为上调蛋白,这说明低温等离子体处理能够有效保护细胞的结构从而维持较好的肌肉组织结构。
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