
论文摘要
消费者对高品质鸭肉风味的需求日益增长,有报道显示不同鸭品种间存在显著风味差异。本研究旨在明确金陵白鸭(JL)、樱桃谷鸭(CV)和连城白鸭(LC)的风味差异及其调控机制。电子鼻检测结果表明,LC、CV 和 JL 的风味存在明显区别。分析显示,JL 与 CV 组间存在 330 种差异挥发性有机化合物(VOCs)和 119 种差异水溶性化合物,JL 与 LC 组间存在 112 种差异 VOCs 和 74 种差异水溶性化合物。胸肌代谢组学分析显示,JL 与 CV 组间有 74 种差异前体物质,JL 与 LC 组间有 147 种差异前体物质。多组学分析表明,厌氧截短菌属(Anaerotruncus)和劳特罗普氏菌属(Lautropia)可能负向调控胸肌中风味前体物质 LPE O-14:1 的沉积,进而影响 3 - 甲基十五烷和胆酸的含量,最终调控鸭肉风味。这些发现表明,与 LC 和 CV 相比,JL 具有独特的风味特征,为家禽产业的肉质改良提供了宝贵参考。研究背景
鸭是全球重要的商业家禽品种,具有极高的经济价值和营养价值,鸭肉富含必需氨基酸和多不饱和脂肪酸,兼具优良的营养品质和风味特性。肉风味是影响消费者购买决策的关键因素,主要由挥发性化合物和水溶性化合物共同决定,其中挥发性风味成分包括吡嗪类、醛类、酸类等低分子量有机化合物,水溶性化合物则涵盖游离氨基酸、风味核苷酸、有机酸等,共同构成酸、甜、苦、咸、鲜五种基本味觉。不同家禽品种间的风味差异显著,已有研究通过 SPME-GC-O-MS、LC-MS 等技术证实,不同鸡品种的 odor-active 化合物和水溶性化合物谱存在明显区别,而这些风味化合物均来源于糖、氨基酸、脂肪酸等前体物质,在肉类加工过程中通过脂质氧化、美拉德反应等转化生成,因此探究前体物质的代谢机制对改善鸭肉风味至关重要。肠道微生物和遗传因素是影响肉风味前体物质的关键因素,遗传背景会影响肠道微生物定植模式,而肠道微生物可通过调控脂肪酸、氨基酸代谢等影响宿主肌肉代谢,进而改变肉类风味,这一机制在猪肉中已得到证实,但肠道微生物调控鸭肉风味形成的具体分子机制仍不明确。樱桃谷鸭(CV)是优质肉鸭品种,具有体型大、产肉率高的特点;连城白鸭(LC)则以风味独特、肉质优良著称;金陵白鸭(JL)为 CV 与 LC 的杂交后代,遗传背景的差异可能通过影响肠道微生物群落,进而改变鸭肉中代谢物质的组成与含量,基于此,本研究提出核心假设:遗传背景差异通过调控肠道微生物,影响风味前体物质沉积,最终导致鸭肉风味差异,旨在通过电子鼻、SPME-GC-O-MS、LC-MS 及 16S rRNA 测序等多组学技术,阐明肠道微生物调控鸭肉风味的潜在机制,为鸭肉品质改良提供理论依据。
图文赏析
Fig. 1:CV、JL 和 LC 的挥发性化合物比较分析
(A)电子鼻数据的线性判别函数;(B)CV、JL 和 LC 中挥发性化合物的维恩图;(C)CV、JL 和 LC 中挥发性化合物的类别分析;(D)CV、JL 和 LC 中挥发性化合物的相对气味活性值(ROAV)
注:缩写说明:CV = 樱桃谷鸭,LC = 连城白鸭,JL = 金陵白鸭,ROAV = 相对气味活性值
Fig. 2:挥发性化合物的正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)模型和火山图
(A)CV、JL 和 LC 中挥发性有机化合物(VOCs)的 OPLS-DA 模型;(B)JL vs CV 组挥发性有机化合物的差异分析;(C)JL vs LC 组挥发性有机化合物的差异分析
注:缩写说明:OPLS-DA = 正交偏最小二乘判别分析,CV = 樱桃谷鸭,LC = 连城白鸭,JL = 金陵白鸭
Fig. 3:水溶性化合物的正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)模型和火山图
(A)CV、JL 和 LC 中味觉化合物的 OPLS-DA 模型;(B)JL vs CV 组水溶性化合物的差异分析;(C)JL vs LC 组水溶性化合物的差异分析
注:缩写说明:OPLS-DA = 正交偏最小二乘判别分析,CV = 樱桃谷鸭,LC = 连城白鸭,JL = 金陵白鸭
Fig. 4:风味前体化合物的正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)模型和火山图
(A)CV、JL 和 LC 中前体化合物的 OPLS-DA 模型;(B)JL vs CV 组风味前体化合物的差异分析;(C)JL vs LC 组风味前体化合物的差异分析
注:缩写说明:OPLS-DA = 正交偏最小二乘判别分析,CV = 樱桃谷鸭,LC = 连城白鸭,JL = 金陵白鸭
Fig. 5:代谢物维恩图及京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析
(A)挥发性有机化合物(VOCs)的维恩图;(B)关键前体代谢物的维恩图;(C)前体化合物的 KEGG 富集分析
注:缩写说明:VOCs = 挥发性有机化合物,CV = 樱桃谷鸭,LC = 连城白鸭,JL = 金陵白鸭,KEGG = 京都基因与基因组百科全书
Fig. 6:代谢物维恩图及京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析
(A)水溶性化合物的维恩图;(B)关键前体化合物的维恩图;(C)前体化合物的 KEGG 富集分析
注:缩写说明:CV = 樱桃谷鸭,LC = 连城白鸭,JL = 金陵白鸭,KEGG = 京都基因与基因组百科全书
Fig. 7:细菌群落组成图及相关性分析
(A)门水平的细菌群落组成;(B)属水平的细菌群落组成;(C)微生物与关键前体代谢物的相关性分析
注:缩写说明:VOCs = 挥发性有机化合物,CV = 樱桃谷鸭,LC = 连城白鸭,JL = 金陵白鸭
Fig. 8:微生物影响鸭肉风味的潜在代谢机制
注:图中涉及关联关系:劳特罗普氏菌属(Lautropia)、厌氧截短菌属(Anaerotruncus)(微生物)→ 负调控 LPE O-14:1(风味前体)→ 影响 3 - 甲基十五烷(挥发性化合物,辛辣气体)和胆酸(水溶性化合物,微甜味)含量→ 调控鸭肉风味;涉及代谢通路:甘油磷脂代谢通路;箭头标注:正相关(Positive correlation)、负相关(Negative correlation)、上调(Up-regulated)、下调(Down-regulated)
研究结论
本研究采用多组学方法,探究了金陵白鸭(JL)、樱桃谷鸭(CV)和连城白鸭(LC)的鸭肉风味差异及其潜在调控机制。电子鼻检测结果证实,与 CV 和 LC 相比,JL 具有独特的肉类挥发性特征。本研究鉴定并阐明了导致鸭品种间风味差异的关键挥发性化合物和水溶性化合物,明确了调控这些化合物生成的共同前体化合物集合。通过 16S rRNA 测序对比发现,不同鸭品种的肠道微生物丰度存在品种特异性差异。功能分析和相关性分析进一步表明,厌氧截短菌属(Anaerotruncus)和劳特罗普氏菌属(Lautropia)可能抑制胸肌中风味前体物质 LPE O-14:1 的沉积。后续代谢分析显示,LPE O-14:1 对挥发性化合物 3 - 甲基戊烷的含量呈正调控作用,对水溶性化合物胆酸的含量呈负调控作用,二者共同影响鸭肉风味特征。这些全面的研究结果为提升鸭肉风味品质提供了关键参考,也为通过靶向育种和生产策略推动家禽产业发展提供了新视角。
通讯作者
王继文:四川农业大学动物科技学院教授,博导。研究方向:水禽遗传育种。
资助基金
本研究得到国家现代农业产业技术体系(编号:CARS-42-4) 以及国家重点研发计划项目(编号:2024YFF1000900) 的资助。
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.crfs.2025.101281
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