牛肉提供許多人體健康所必需的營養物質，被認為是一種高價值的肉類。然而，牛肉的消費選擇通常是新鮮的而不是冷凍的，這就要求牛肉在銷售過程中保持良好的品質特征，如鮮紅的顏色、少滲出液(EXU)的產生和良好的風味。目前還沒有使用代謝組學來揭示牛肉EXU的代謝物特征的研究。

鑒于牛肉貯藏過程在生理和分子水平上的復雜性，2022年12月寧夏大學農學院劉敦華教授團隊在LWT-Food Science Technology（6.056）雜志上發表“Identification of exudate metabolites associated with quality in beef during refrigeration”文章，旨在通過非靶代謝組學研究牛肉在4℃下冷藏2、4、6天期間EXU中的代謝產物及其影響肉質變化的潛在機制，為畜產品冷藏運輸提供理論依據。拜譜生物提供了非靶代謝組學技術服務，助力解析牛肉滲出物（EXU）代謝產物的變化。

英文標題：Identification of exudate metabolites associated with quality in beef during refrigeration

中文標題：牛肉冷藏過程中與品質相關的滲出液代謝物的鑒定

期刊：LWT-Food Sci Technol

發表時間：2022年12月

影響因子：6.056

合作單位：寧夏大學農學院

研究材料：牛肌肉滲出液

拜譜提供技術：非靶代謝組學

研究路線

研究結果

1

EXU代謝物分析

作者通過肉質參數、組織形態、抗氧化活性分析等生理生化檢測發現牛肉質量變化與代謝密切相關。因此，作者將冷藏牛肉的第2、4、6天收集的EXU作為研究模型，結合拜譜生物提供的非靶代謝組學技術計分析方法OPLS-DA來消除實驗數據中不相關因素的影響（圖1b和e），此外，為了避免過擬合和隨機效應，對OPLS-DA模型進行了200次排列測試，以增強預測能力（圖1c和f）。總體而言，結果顯示出良好的可預測性和可靠性。

圖1 EXU代謝組學數據的PCA和OPLS-DA多元統計分析。

（圖源：Liu J.， et al.， LWT，2022）

2

差異代謝物的選擇和鑒定

基于上述結果，VIP >1和p < 0.05被認為是差異代謝物（DMs），圖2a和b分別為EXU2、EXU4和EXU6在POS和NEG中鑒定出的DMs，EXU2和EXU4共鑒定出351個DMs，EXU2和EXU6共鑒定出498個DMs。DMs主要包括生物堿、氨基酸、碳水化合物、脂肪酸、激素、脂類、核酸、有機酸和多肽。結果表明，EXU中含有多種代謝物，且隨貯藏時間的延長代謝物差異顯著增加，表明其在揭示牛肉品質變化方面具有潛在價值。

圖2 (a) EXU2和EXU4 DMs的聚類熱圖分析；(b) EXU2和EXU6 DMs的聚類熱圖分析。

（圖源：Liu J.， et al.， LWT，2022）

3

DMs和代謝途徑

如圖2所示，隨著冷藏時間的增加，DMs的數量和代謝途徑增加。與EXU2相比，EXU4/6共鑒定出433個DMs。將這些DMs富集到KEGG數據庫中，共鑒定出213個DMs。如圖3a所示，這些DMs主要由有機雜環化合物、有)、疾病(H，碳代謝)、代謝(M，氨基酸生物合成、輔因子生物合成、苯丙氨酸代謝和嘌呤代謝)和有機體系統(O，蛋白質消化和吸收)(圖3b)。共有42種代謝途徑顯著富集，其中包括75種與牛肉品質或代謝產物相關的DMs。

圖3 (a)差異代謝物分類環狀圖(b)通路富集直方圖。

（圖源：Liu J.， et al.， LWT，2022）

然后作者分析了EXU、肉質和DMs之間的相關性，以評估影響牛肉品質的潛在代謝物和代謝途徑。牛肉氧化增加了牛肉的顏色不穩定性和水分損失(p < 0.05)（圖4 a: 肉品質與氨基酸、多肽和類似物的相關性分析。b: 肉品質與核酸、脂類、碳水化合物的相關性分析。c: 肉質與有機酸、維生素和輔助因子的相關性分析。d: 肉品質與醇和多元醇、生物堿、苯類、激素和遞質、有機雜環、類固醇、有機雜環化合物、農藥、苯丙類和聚酮的相關性分析。(e)肉品質與其他DMs的相關性分析。)。牛肉剪切力與pH值呈極顯著相關(p < 0.05)，與顏色、持水能力無相關性(p > 0.05)。結果表明，差異代謝物與顏色、持水能力和肉質嫩度顯著相關。

圖4 肉質質量與DMs的相關性分析。

（圖源：Liu J.， et al.， LWT，2022）

小結

在本研究中，作者通過非靶代謝組學方法，在3組EXU樣品中鑒定出877種代謝物和433種DMs，表明EXU作為肉品質和生化分析的實驗樣品具有良好的應用前景。在EXU樣本中共鑒定出75個與肌肉質量相關的DMs，KEGG分析表明，各種代謝途徑的協同作用和增強的氧化過程導致了肌肉細胞狀態的改變。該結果肯定了EXU樣品在肉質分析中的應用潛力，同時闡明了肌肉氧化和細胞凋亡對肉質的不利影響。本研究為今后制定更精確有效的肉質量控制策略提供參考。

拜譜小結

代謝組學是對某一生物體組份或細胞在一特定生理時期或條件下所有代謝產物同時進行定性和定量分析，以尋找出目標差異代謝物?？捎糜诩膊≡缙谠\斷、藥物靶點發現、疾病機理研究及疾病診斷等。拜譜生物可提供非靶代謝組學、靶向代謝組學、脂質組學等代謝組學技術服務助力疾病機制研究，拜譜生物還可提供蛋白組學、蛋白修飾組學、轉錄組學等多組學技術服務，歡迎咨詢！

參考文獻：Jun Liu， Ziying Hu， Anran Zheng， Qin Ma， Dunhua Liu， Identification of exudate metabolites associated with quality in beef during refrigeration， LWT， Volume 172， 2022， 114241， ISSN 0023-6438， https://doi.org/10.1016/j.lwt.2022.114241.

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