基于多组学分析，碱性电解水对冷冻储存的Dosidicus gigas的脂质、蛋白质变化及微生物多样性的影响

《Food Research International》：Effect of alkaline electrolyzed water on lipid, protein changes, and microbial diversity of frozen-stored Dosidicus gigas based on multi-omics analysis

本研究验证了碱性电解水（AEW）替代复合磷酸盐（CPH）在狮子鱼（Dosidicus gigas）冷冻储存中的可行性。通过水保留性能分析、多组学（脂质组、蛋白质组）及微生物多样性评估，发现AEW显著提升冷冻鱼品的水保留能力（减少8.44%失水率），抑制脂质氧化和腐败菌增殖（Psychrobacter、Cetobacterium），维持肌肉弹性和细胞骨架稳定性。相较于CPH，AEW兼具无化学残留和健康优势，为绿色食品保鲜提供了新思路。

　　

罗毅|冯杰|袁晓|方传东|林慧敏|苏塔瓦特·本贾库尔|张斌

中国浙江省海洋大学食品科学与药学院，浙江省海鲜健康风险因素重点实验室

摘要

本研究评估了用碱性电解水（AEW）替代复合磷酸盐（CPH）进行Dosidicus gigas冷冻储存的可行性，储存时间为120天。通过水分保持性能分析、多组学研究和微生物多样性评估方法，研究了AEW处理对Dosidicus gigas冷冻储存的影响。结果表明，与纯水处理相比，AEW显著提高了冷冻储存Dosidicus gigas的水分保持性能，保持了更高的肌肉弹性，并有效减少了脂质氧化降解。此外，与CPH相比，AEW稳定了细胞骨架，增加了热休克蛋白含量，减少了水分损失。AEW还减少了Psychrobacter和Cetobacterium等腐败菌的数量，其抗菌效果优于CPH，延缓了Dosidicus gigas的腐败。总之，AEW可以作为CPH的绿色替代品用于Dosidicus gigas的冷冻储存。

引言

秘鲁鱿鱼（Dosidicus gigas）是头足类渔业生产中的主要海洋物种，这主要归功于其嫩肉和富含高质量蛋白质及多不饱和脂肪酸（PUFAs）的营养价值，使其受到消费者的青睐（Peng等人，2024；Shui等人，2021）。然而，Dosidicus gigas在捕捞后容易受到酶和微生物的作用而腐败。此外，冷冻储存过程中冰晶的形成和生长会导致细胞机械损伤，从而降低风味和营养价值。在低温环境下，嗜冷腐败菌的繁殖会进一步加速蛋白质和脂质的降解，缩短产品保质期（Yan等人，2023）。因此，在冷冻储存过程中有效保持Dosidicus gigas的水分保持能力并延长其保质期至关重要。

复合磷酸盐被广泛用作水产品的保湿剂，通过提高肌肉pH值和离子强度来增强蛋白质的水合作用，但过量添加磷酸盐会产生金属涩味，影响产品风味（?krlep等人，2022）。此外，长期过量摄入磷酸盐与多种健康问题密切相关（Zhao, Gong等人，2025）。研究表明，过量摄入磷酸盐会通过产生正磷酸盐并在人体内结合肠道钙来减少活性钙的吸收（Rahman等人，2025）。肉类产品行业中过度使用磷酸盐与健康食品的发展趋势不符（Wang等人，2025）。在减少磷酸盐添加的同时保持肉类产品的质量已成为亟需解决的问题（Zhang等人，2021）。碱性电解水（AEW）是一种新型功能性水，具有负氧化还原电位（ORP）和高碱性pH值。AEW具有有效的抗菌活性，且不会产生化学残留物（Zhao等人，2021）。与普通自来水相比，由于其小分子簇结构，AEW具有更强的细胞渗透性（Zhang等人，2025）。碱性环境可以增强肌原纤维蛋白（MPs）之间的相互作用，从而改善结构完整性和食品质地（Momen等人，2021）。因此，AEW被认为作为磷酸盐替代品在肉类产品中具有巨大潜力。Lin等人（2025）发现，AEW辅助的茶多酚显著提高了草鱼鱼片的水分保持能力、热稳定性和储存稳定性，同时减少了脂质氧化并延缓了MPs的降解。此外，AEW已被证明可以抑制Staphylococcus、Pseudomonas和Escherichia coli等腐败菌的生长（Suzuki等人，2021；Wu等人，2023）。Luo等人（2025）发现，用AEW替代50%的复合磷酸盐可以保持Litopenaeus vannamei的冷冻储存质量，AEW在抑制微生物和保持虾的质量方面与复合磷酸盐处理效果相似。目前，AEW对Dosidicus gigas在冷冻储存过程中的水分保持、脂质和蛋白质成分以及微生物群落的影响尚未得到研究。因此，全面评估AEW对Dosidicus gigas冷冻储存期间微生物群落组成、肌肉蛋白质和脂质的影响至关重要，以及其作为Dosidicus gigas保存剂替代品的潜力。

基于此，本研究探讨了AEW对Dosidicus gigas的水分保持、质地、脂质和蛋白质变化以及微生物群落组成的影响。通过水分保持性能分析、脂质组学、蛋白质组学和微生物多样性研究，旨在阐明AEW对Dosidicus gigas冷冻储存质量的影响。此外，该研究还旨在探讨AEW作为磷酸盐替代品的潜力，从而推动经济可行且环保的食品保湿剂的发展。

部分摘录

化学试剂

丙酮、焦磷酸钠（SAPP）、三聚磷酸钠（STPP）、六偏磷酸钠（SHMP）和甲酸均购自中国上海的中国医药集团化学试剂有限公司。甲醇、乙腈、甲酸和丙醇购自中国上海的Thermo Fisher Scientific公司。

材料

新鲜的Dosidicus gigas于2024年4月从舟山国际水产市场采购，并在30分钟内运输到实验室（中国舟山）。

AEW对Dosidicus gigas冷冻储存水分保持性能的影响

解冻损失可用于评估解冻过程中肌肉组织的水分损失。表2展示了不同浸泡处理后冷冻储存Dosidicus gigas的水分保持性能和质量变化。WAT组在储存30天后表现出最高的TL，达到5.61%，随着储存时间的延长逐渐增加到8.44%。相比之下，CPH组的TL最低，且在储存期间增长缓慢。

结论

本研究利用多组学技术揭示了AEW处理对冷冻储存Dosidicus gigas的水分保持性能、脂质、蛋白质变化和微生物群落的影响。结果表明，AEW处理显著提高了冷冻储存Dosidicus gigas的水分保持性能和弹性。多组学分析显示，AEW可以减少PUFAs的氧化分解并增强细胞膜稳定性，从而延缓脂质氧化。

CRediT作者贡献声明

罗毅：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，正式分析，数据管理。冯杰：撰写 – 审稿与编辑，研究，正式分析。袁晓：撰写 – 审稿与编辑，研究，正式分析。方传东：撰写 – 审稿与编辑，监督，研究。林慧敏：撰写 – 原稿，正式分析，数据管理，概念化。苏塔瓦特·本贾库尔：撰写 – 审稿与编辑，监督，研究。张斌：撰写 –

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。

致谢

本研究得到了浙江省公益项目（LTGN24C200008）和国家重点研发计划（2021YFD2100504）的支持。