假单胞菌驱动的冷藏石门三黄鸡腐败及早期预警挥发性标志物鉴定

本研究考察了中国国家地理标志产品——石门三黄鸡胸肉在4 °C冷藏8 d期间的腐败机制。综合分析显示，其品质发生渐进性劣变，表现为质构软化、pH升高以及蛋白质和脂质氧化加剧。微生物群落演替分析鉴定出假单胞菌（Pseudomonas）为特定腐败菌（SSO），其相对丰度由18.37%激增至61.74%。挥发性成分谱分析共鉴定出83种化合物，正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）筛选出关键差异挥发物。相关性分析表明，假单胞菌（Pseudomonas）与吲哚等腐败相关挥发物之间存在显著正相关。此外，吲哚和1-辛烯-3-醇与关键腐败指标（包括蛋白羰基、硫代巴比妥酸反应物（TBARS）、菌落总数（TVC）和生物胺指数（BAI））呈显著强相关。这些发现系统阐明了冷藏石门三黄鸡的腐败模式，提出假单胞菌（Pseudomonas）是核心腐败菌，并指出吲哚和1-辛烯-3-醇可作为品质劣变的潜在早期预警标志物，为高品质冷鲜禽肉的靶向保鲜提供了理论依据。

该文发表于《Food Chemistry: X》，聚焦中国国家地理标志产品石门三黄鸡胸肉在4 °C冷藏8 d过程中的腐败动力学，旨在从微生物演替、理化品质劣变与挥发性代谢物变化的耦合关系中，识别主导腐败的关键菌群及可用于品质预警的挥发性标志物。鸡胸肉因高蛋白、低脂和良好风味而具有重要消费价值，但冷藏条件下货架期有限，微生物繁殖、内源酶促变化以及蛋白质和脂质氧化共同推动品质下降，造成风味劣变、质构损伤和食用价值降低。既往研究虽已广泛关注冷藏鸡肉的菌落总数、挥发性盐基氮、脂质氧化等指标，但对于地方优质鸡种，尤其是石门三黄鸡这一具有独特遗传背景、脂质组成和饲养方式的品种，其腐败轨迹、特定腐败菌（SSO）及挥发性代谢指纹仍缺乏系统阐释。因此，开展该研究对于建立地方优质冷鲜鸡的精准保鲜理论、提升品质监测的针对性具有现实意义。

研究人员围绕冷藏石门三黄鸡胸肉开展了多维度综合研究，结果表明，储藏过程中鸡肉品质发生连续劣变，主要表现为质构由早期僵直增硬转向后期显著软化，pH先降后升，蛋白质氧化和脂质氧化持续增强，挥发性盐基氮（TVB-N）和生物胺指数（BAI）显著累积；微生物群落由初始多样化状态逐步演替为以假单胞菌（Pseudomonas）为优势的群落结构，后者被确定为该体系中的核心特定腐败菌。与此同时，挥发性有机化合物（VOCs）呈现由脂质氧化来源物向蛋白/氨基酸降解来源物转变的阶段性特征。通过差异挥发物筛选与相关性网络分析，研究进一步指出吲哚和1-辛烯-3-醇与菌落总数、蛋白羰基、TBARS及BAI等关键腐败指标密切相关，可作为冷藏石门三黄鸡品质劣变的潜在早期预警分子标志物。总体而言，论文构建了该地方鸡种冷藏腐败的微生物—化学耦合图谱，为靶向抑制假单胞菌（Pseudomonas）及建立快速预警检测技术提供了依据。

研究人员主要采用以下关键技术方法开展研究：样品来源于湖南湘佳公司屠宰后的30只鸡胴体胸肉，在4 °C条件下贮藏并于0、2、4、6、8 d取样；通过质构分析、pH、菌落总数（TVC）、挥发性盐基氮（TVB-N）、硫代巴比妥酸反应物（TBARS）、巯基与羰基含量评价品质变化；采用高效液相色谱（HPLC）测定生物胺并计算生物胺指数（BAI）；采用顶空固相微萃取-气相色谱/质谱（HS-SPME-GC/MS）解析挥发性有机化合物；采用16S rDNA高通量测序分析微生物群落结构；结合正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）、ROVA及Spearman相关性与FDR校正构建菌群、挥发物和腐败指标之间的关联网络。

3.1. Changes in physicochemical properties of chilled chicken breast during storage
研究显示，石门三黄鸡胸肉在冷藏期间的理化性质发生显著变化。硬度在第2天由1585.4 g升至2963.91 g，反映出尸僵早期肌原纤维蛋白收缩导致的组织增硬；此后硬度迅速下降，于第6天和第8天分别降至430.47 g和135.97 g，说明随着内源酶作用和微生物活动加强，肌肉结构遭受破坏并出现明显软化。弹性先降后升，末期高于初始水平；黏性则呈波动变化。pH由6.17降至5.86后再升至6.24，前期下降与乳酸积累有关，后期升高则反映蛋白质和氨基酸分解产生碱性代谢物。该部分结果说明，冷藏过程中鸡胸肉由早期生理后熟逐步过渡到典型腐败阶段。

3.2. Changes in protein degradation indicators and lipid degradation indicators during the storage of refrigerated chicken breast
研究人员从蛋白质和脂质氧化两个维度揭示了化学劣变特征。总巯基含量由3.99 nmol/mg prot持续降至1.97 nmol/mg prot，表明蛋白质中活性巯基不断被氧化并形成二硫键或其他交联结构。与之对应，蛋白羰基含量由2.11 nmol/mg prot升至13.26 nmol/mg prot，说明蛋白氧化持续加深且具有不可逆性，这与后期质构劣化高度一致。脂质氧化方面，丙二醛（MDA）由0.29 mg/kg升至0.98 mg/kg，提示脂质过氧化明显增强，但总体仍低于家禽明显酸败的常见阈值。该结果表明，石门三黄鸡冷藏腐败中蛋白氧化和脂质氧化同步推进，并可能通过反应性羰基中间体形成协同加速效应，但从终点水平看，蛋白质降解相关过程在品质恶化中作用更为突出。

3.3. Changes of TVB-N and biogenic amines during cold storage of chicken breast and their potential as indicators of quality deterioration
TVB-N由8.12 mg/100 g持续升至34.48 mg/100 g，并在第4至6天之间超过常见家禽腐败判定阈值，表明蛋白质分解和含氮碱性物质释放快速增强。生物胺组成也发生明显演变：腐败相关的腐胺、尸胺和酪胺在初期未检出或含量极低，随后迅速累积，到第8天分别达到34.14、65.05和24.43 mg/kg；组胺仅在末期检出，含量为1.69 mg/kg。BAI由0升至125.35，显示后期微生物脱羧代谢极为活跃。TVB-N与BAI同步上升，说明微生物介导的蛋白水解和氨基酸分解是冷藏石门三黄鸡品质劣变的核心驱动力，而生物胺累积可作为腐败程度的敏感化学指征。

3.4. Dynamic changes of microbial community during chilled storage
微生物群落分析表明，门水平上优势菌门主要包括Pseudomonadota、Firmicutes、Bacteroidota和Actinobacteriota。Pseudomonadota相对丰度先降后升，至第8天恢复并维持优势。属水平分析进一步明确了群落演替的关键：假单胞菌（Pseudomonas）相对丰度由18.37%升至61.74%，成为后期绝对优势菌属；葡萄球菌（Staphylococcus）在早期短暂升高后下降；不动杆菌（Acinetobacter）先降后部分回升；嗜冷杆菌（Psychrobacter）则迅速衰减。该演替格局说明，在有氧、低温和适宜pH条件下，假单胞菌（Pseudomonas）凭借嗜冷性及分泌胞外蛋白酶、脂肪酶的能力，在后期取得竞争优势并主导腐败过程，因此被界定为石门三黄鸡胸肉冷藏条件下的特定腐败菌（SSO）。

3.5. Evolution of volatile flavor compounds during chilled storage
研究共鉴定83种挥发性化合物，包括醇类、醛类、酮类、酯类、烃类、含氮化合物、含硫化合物等。结果显示，挥发性谱图具有明显阶段性。储藏0–2 d以脂质氧化来源化合物为主，反映宰后多不饱和脂肪酸自氧化启动；2–6 d醛类化合物，尤其己醛和壬醛占比较高，代表脂质二级氧化产物积累；6–8 d则以蛋白质/氨基酸降解来源的吲哚及含硫化合物明显增加，指示微生物蛋白分解代谢增强。特别是吲哚在新鲜样品中缺失，而在后期显著出现，说明其可反映较深层次腐败进展。该部分结果构建了从脂质氧化主导向蛋白降解主导过渡的挥发性化学指纹。

3.6. Screening of differential volatile flavor compounds during chilled storage
在83种挥发物基础上，研究人员构建了正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）模型，模型参数R²=0.95、Q²=0.64，表明其具有良好的解释能力和预测能力，不同储藏时间样品能够清晰分离。基于VIP值筛选出15种重要差异挥发物，主要包括3,5,5-三甲基-1-己烯、十五醇、吲哚、己酸己酯和4-甲基-1-己烯等。结合ROVA进一步验证后，己醛、3-辛烯-1-醇、壬醛、吲哚、γ-十二内酯和苯乙醇均表现出较强风味贡献，其中吲哚在第4天和第6天的ROVA值尤高。该结果表明，差异挥发物既包含脂质氧化相关组分，也包含氨基酸代谢相关组分，其中吲哚是区分储藏阶段和反映腐败进展的重要化合物。

3.7. Correlation analysis among quality deterioration indicators, key microbes, and volatile flavor compounds
相关性分析从“菌群—挥发物—品质指标”三个层面揭示了腐败网络。首先，假单胞菌（Pseudomonas）与吲哚、苯乙醇呈显著正相关，提示该属细菌与芳香族氨基酸代谢产物积累密切相关；嗜冷杆菌（Psychrobacter）则与己醛和1-辛烯-3-醇相关。其次，在挥发物与品质指标之间，吲哚、己醛、苯乙醇和1-辛烯-3-醇与腐败进展显著相关，其中吲哚和1-辛烯-3-醇与蛋白氧化、脂质氧化、TVC和BAI呈显著正相关。由此可见，这两种挥发物不仅能够反映微生物增殖，还能同步指示氧化损伤和含氮代谢增强，因此具备作为品质早期预警分子标志物的潜力。该部分结果是全文机制阐释的关键，即假单胞菌（Pseudomonas）扩增与特征异味分子生成之间存在明确耦合关系。

综合讨论部分可见，本研究从理化、微生物和挥发性代谢物三个层面完整描绘了石门三黄鸡胸肉在冷藏期间的腐败轨迹。早期变化主要体现为宰后生理后熟和初始氧化反应，中期则出现脂质氧化产物和菌群重塑，后期则由假单胞菌（Pseudomonas）主导蛋白质深度降解、TVB-N与生物胺快速累积以及吲哚等异味物质显著产生。研究的关键价值在于证明了石门三黄鸡这一地方优质鸡种具有可识别的品种特异性腐败模式，并将特定腐败菌（SSO）识别与挥发性标志物筛选有机结合，建立了从微生物演替到品质预警的逻辑链条。这不仅丰富了冷鲜禽肉腐败机制研究，也为优质地方鸡种的精准保鲜、快速无损监测和风险控制提供了理论支撑。

研究结论部分可译为：该研究通过整合多组学策略，对石门三黄鸡胸肉在4 °C冷藏8 d期间的腐败动态进行了全面表征。品质劣变主要由蛋白质和脂质氧化修饰与动态微生物群落代谢活动之间的协同作用驱动。微生物谱系分析鉴定出假单胞菌（Pseudomonas）为优势特定腐败菌（SSO），其在储藏后期的增殖与TVB-N、生物胺及吲哚、苯乙醇等异味挥发物的显著积累密切相关。关键挥发物，尤其是吲哚和1-辛烯-3-醇，与核心腐败指标之间存在显著正相关，显示出其作为灵敏早期预警生物标志物的潜力。这些发现阐明了异味形成的机制基础，并描绘了支撑腐败过程的生化与微生物网络图谱。更重要的是，研究为高价值地方鸡种冷藏品质劣变的监测与控制提供了具有实践意义的分子靶标。未来工作可聚焦于这些标志物的快速检测方法开发，以及针对假单胞菌（Pseudomonas）的靶向抑菌策略，以延长货架期并保障产品安全与品质。