熱加工是一種常見的魚類加工方法，包括煮、蒸、空炸等方法。魚肉加工過程中脂質氧化和美拉德反應是產生揮發性風味的主要因素，有研究發現魚類風味的改善取決于一些代謝產物之間的協同作用和相互作用。目前對魚類熱加工的研究主要集中在熱加工引起的熱量損失、質地、顏色和基本營養的宏觀變化上，缺乏關于熱加工引起的魚類代謝變化的研究數據。

2021年9月，中國水產科學研究院南海水產研究所趙永強老師團隊在Food Chemistry上發表了題為“Application of UHPLC-Q-TOF-MS/MS metabolomics approach to investigate the taste and nutrition changes in tilapia fillets treated with different thermal processing methods”的文章。該文使用基于UHPLC-Q-TOF-MS /MS的非靶向代謝組學方法系統研究了不同熱加工方法對羅非魚小分子代謝產物的影響，探討影響羅非魚口感和營養特征的化合物。該研究結果可為羅非魚最佳熱加工工藝的選擇提供依據，有助于提高羅非魚產品的市場競爭力。中科新生命參與了該研究中非靶代謝組的相關工作。

研究材料

羅非魚魚片

技術路線

步驟1：對不同熱加工處理的羅非魚魚片進行代謝物分析

步驟2：差異代謝物的篩選與相關性分析

步驟3：不同代謝產物對羅非魚魚片口感和營養成分的影響

研究內容

1. 對不同熱加工處理的羅非魚魚片進行代謝物分析

作者將大小相近的魚片隨機分成四組，一組生魚片作為對照，其余三組分別做了煮、蒸和空炸加工處理，然后對不同熱加工處理的羅非魚魚片進行代謝組學檢測和分析。在鑒定到的代謝物中，有機酸類、核苷酸類、脂類、氨基酸類物質居多。接著作者使用層次聚類分析更全面地展示不同熱加工方法處理的羅非魚魚片之間代謝物表達模式的差異，結果發現生魚片組和熱加工后的羅非魚魚片很容易區分，空炸處理與蒸和煮處理有顯著差異，蒸和煮處理方法對羅非魚魚片代謝產物的影響相似（圖1）。

圖1 不同熱加工方法處理的羅非魚魚片代謝物的熱圖分析

2．差異代謝物的篩選與相關性分析

作者進一步對檢測結果做了統計分析研究，PCA分析發現在一定程度上可以區分生魚片和加工羅非魚魚片，且正離子模式優于負離子模式。OPLS-DA分析顯示與生魚片組相比，不同熱加工處理對羅非魚魚片中代謝物的組成有較大的影響。根據差異代謝物篩選標準（VIP>1，p<0.05），與生魚片組相比，在不同熱加工處理的羅非魚魚片樣品中鑒定出42種不同的代謝物，且三個對比組中常見差異代謝物的所有表達趨勢一致。將顯著差異代謝物之間進行相關性分析用于評估各種代謝物的相互依賴性，結果表明煮和蒸處理對代謝物變化的影響相似，而空炸處理則顯著不同(圖2，圖3)。

圖2 不同對比組OPLS-DA分析

圖3 不同對比組差異代謝物相關性分析

3．不同代謝產物對羅非魚魚片口感和營養成分的影響

作者進一步通過提高篩選標準（VIP>2，p<0.05）篩選差異代謝物，以尋找對分組貢獻大的組分。在蒸/生、煮/生和空炸/生三組中，共篩選出23種不同的代謝物，根據面積歸一化法計算羅非魚魚片中不同代謝物的相對含量，進一步表明蒸和煮兩種處理方法對羅非魚魚片代謝產物表達趨勢的影響相似，與空炸處理有顯著差異。還分析了代謝產物及其對熱加工羅非魚魚片味道和營養含量的影響。如AMP可以抑制水產品的苦味，是一種很好的風味增強劑，熱加工處理可以增加AMP含量，提高羅非魚魚片的口感。為了驗證代謝分析的結果，采用HPLC法對不同熱處理方法處理的羅非魚魚片中LPC、AMP和Gln的含量進行了定量檢測，結果表明新鮮羅非魚肉中這些物質的含量與熱處理后的含量有顯著差異（圖4，圖5）

圖4 不同熱加工方法下羅非魚魚片中差異代謝產物的相對含量

圖5 不同熱加工方法下羅非魚魚片中LPC、AMP和Gln的含量

小結

作者使用非靶向代謝組方法研究了生、蒸、煮、空炸羅非魚魚片中的代謝產物，發現羅非魚魚片經熱加工后的差異化合物主要是脂肪、氨基酸和核苷酸，這些化合物對羅非魚魚片的口感和營養有重要影響，表明代謝組學是水產品熱加工質量檢測的有效方法。