暗纹东方鲀冷藏期间细菌群落结构与功能变化_严龙飞.pdf

严龙飞，严文静，戴凡炜，等.暗纹东方鲀冷藏期间细菌群落结构与功能变化 J.食品工业科技，2023，44（14）：363369.doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022100165YAN Longfei,YAN Wenjing,DAI Fanwei,et al.Microbial Community Structure and Function Succession of Puffer Fish(Takifuguobscurus)During RefrigerationJ.Science and Technology of Food Industry,2023,44(14):363369.(in Chinese with Englishabstract).doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022100165 贮运保鲜 暗纹东方鲀冷藏期间细菌群落结构与功能变化暗纹东方鲀冷藏期间细菌群落结构与功能变化严龙飞1，严文静1，戴凡炜2，李佳鸿2，陈于陇2，陈飞平2，王玲2，罗政2，叶明强2,*，章建浩1,*（1.南京农业大学食品科技学院，江苏南京 210095；2.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，农业农村部功能食品重点实验室，广东省农产品加工重点实验室，广东广州 510610）摘要：目的：探究暗纹东方鲀（Takifugu obscurus）冷藏期间的微生物群落结构与功能变化规律，明确贮藏过程的优势菌属。方法：通过高通量测序技术研究冷藏期间（4，8 d）暗纹东方鲀细菌群落结构组成与变化规律，利用 Tax4Fun2 软件进行细菌群落功能预测，并测定其挥发性盐基氮（Total Volatile Basic-N，TVB-N）、pH、感官评分等指标变化。结果：高通量测序表明贮藏期间样品细菌群落发生显著变化，初期的主要菌属有不动杆菌属（Acinetobacter）、乳杆菌属（Lactobacillus）、气单胞菌属（Aeromonas）、假单胞菌属（Pseudomonas）等，贮藏后期假单胞菌属（Pseudomonas）的相对丰度增至 91.7%以上，成为优势菌属。贮藏初期 多样性指数较高，贮藏后期明显降低。细菌群落功能预测结果显示贮藏后期的氨基酸代谢、细胞交流、膜运输等功能通路丰度升高。贮藏后期样品 pH、挥发性盐基氮值、菌落总数呈上升趋势，感官评分呈下降趋势。结论：样品贮藏过程中，微生物群落结构与功能发生明显演替，假单胞菌属（Pseudomonas）是贮藏过程中的优势菌属；该结果可为暗纹东方鲀后续相应保鲜技术的开发提供理论指导。关键词：暗纹东方鲀，高通量测序，假单胞菌属，腐败，冷藏保鲜本文网刊:中图分类号：TS254.4 文献标识码：A 文章编号：10020306（2023）14036307DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2022100165MicrobialCommunityStructureandFunctionSuccessionofPufferFish(Takifuguobscurus)DuringRefrigerationYANLongfei1，YANWenjing1，DAIFanwei2，LIJiahong2，CHENYulong2，CHENFeiping2，WANGLing2，LUOZheng2，YEMingqiang2,*，ZHANGJianhao1,*（1.College of Foods Science and Technology,Nanjing Agriculture University,Nanjing 210095,China；2.Sericulture&Agri-Food Research Institute Guangdong Academy of Agriculture Science,Key Laboratory of FunctionalFoods,Ministry of Agriculture and Rural Affairs,Guangdong Key Laboratory of Agricultural Products Processing,Guangzhou 510610,China）Abstract：Objective:To reveal the microbial community and its function succession principles of puffer fish(Takifuguobscurus),and to identify the dominant microbial genera on puffer fish during refrigerated storage.Methods:High-throughput sequencing was employed to investigate the microbial composition of puffer fish during refrigeration(4,8 d),收稿日期：20221018 基金项目：“十四五”国家重点研发计划项目（2021YF2100503-3）；乡村振兴战略专项（农业科技能力提升）2022 年地方分院和专家工作站项目（2022 研究院 06）；广东省农业科技创新推广项目（粤财农 2021170 号）；岭南优质农产品精准保鲜供给关键技术及产业化（2020B0202080003）；海南省重点研发项目（ZDYF2022XDNY272）。作者简介：严龙飞（1997），男，硕士研究生，研究方向：食品保鲜加工，E-mail：。*通信作者：叶明强（1977），男，博士，研究员，研究方向：农产品保鲜与物流，E-mail：。章建浩（1961），男，博士，教授，研究方向：畜产品加工与质量控制，E-mail：nau_。第 44 卷 第 14 期食品工业科技Vol.44 No.142023 年 7 月Science and Technology of Food IndustryJul.2023 the community function was predicted by Tax4fun2,and the total volatile basic-nitrogen(TVB-N),pH and organolepticvalues of puffer fish were measured as well.Results:The high-throughput sequencing demonstrated that duringrefrigeration the bacterial community of puffer fish succeed significantly,which were mainly composed of generaAcinetobacter,Lactobacillus,Aeromonas and Pseudomonas at the initial stage,while at the last stage composed almost ofgenera Pseudomonas(91.7%),which was considered as the dominant genera on puffer fish.The-diversity index of thecommunity was higher at initial stage,while decreased during the storage.The microbial community function predictionresults showed that the relative abundance of the amino-acid metabolism pathway and the cellular communication pathwayincreased at the last stage of the storage.As for the physicochemical properties,TVB-N,pH and total microbial countsincreased while sensory scores decreased during the storage.Conclusion:The microbial community and its functionalprofile changed significantly during refrigeration,Pseudomonas was the dominant genera of puffer fish,and the aboveconclusion would provide theoretic guidelines for developing novel preserving technology for puffer fish.Keywords：puffer fish(Takifugu obscurus)；high-throughput sequencing；Pseudomonas；spoilage；refrigerated preserving 暗纹东方鲀（Takifugu obscurus），俗称河豚，是一种食用历史悠久的海淡水养殖鱼类，营养丰富，滋味鲜美，富含氨基酸和鲜味肽等12，受到广大消费者喜爱，近年来产量逐年上升34。目前市场上主要采用低温储存的方式对河豚制品进行保鲜，然而在贮藏过程中仍会产生腐败变质现象5。在低温环境下，大部分细菌的生长繁殖被抑制，但仍有部分优势细菌适应低温环境大量生长繁殖并分解肉类组织，是造成产品腐败的主要原因6。了解低温环境下微生物群落的变化规律对控制水产品腐败变质、发展新型保鲜技术具有重要的参考意义。Hanan 等7发现不同水产品初始细菌群落通常均包含核心菌属，如假单胞菌属、发光杆菌属、嗜冷菌属等，这与其生长环境中菌群构成相似有关。鱼类自身组织营养及加工贮藏条件差异会导致不同物种在贮藏过程中各菌属的变化规律不完全相同，形成各自特异的优势菌属8，因此对不同水产品有必要具体分析其菌群结构变化规律。高通量测序技术以分子生物学为基础，依据微生物 16S rDNA 序列进化关系来分析样品微生物的种属信息9，具有测序通量高、准确度高、成本较低等特点，克服了传统培养法培养条件单一，检测通量较小等1011缺点，可以更为真实全面地反映微生物群落组成信息，利用高通量测序技术研究发现三文鱼中优势微生物以假单胞菌与发光杆菌属为主12，带鱼中以嗜冷杆菌属为主13，鲈鱼中以假单胞菌属、不动杆菌属、希瓦氏菌属、嗜冷杆菌属为主14。李秀秀15通过高通量测序明确冷藏草鱼中优势菌属为气单胞菌属并据此筛选出特异性高效生物保鲜剂，具有良好保鲜效果；Wang 等16也明确海鲷鱼中优势腐败菌属为气单胞菌属，在此基础上针对性应用气单胞菌群体感应抑制酶 PF2571，有效抑制优势腐败菌造成的腐败，增进了保鲜效果。了解水产品中优势腐败菌信息有助于开发针对性保鲜技术，提高保鲜效果。目前针对暗纹东方鲀冷藏鱼肉产品菌群结构研究暂未见报道，故本研究拟采用高通量测序技术研究其贮藏期间菌群结构变化规律，明确其优势菌属并对微生物群落功能变化进行预测分析，以期增进对暗纹东方鲀冷藏期间菌群结构与功能变化的认识并为下一步的保鲜技术开发提供参考。1材料与方法 1.1材料与仪器暗纹东方鲀淡水养殖，平均尾重约 45050 g，2021 年 3 月份购于广东金洋水产养殖有限公司；TIANamp bacteria DNA extraction kit 试剂盒北京天根生物公司；PrimeSTAR HS kit北京 Takara 生物科技公司；QIAamp DNA stool extraction kit 试剂盒德国 QIAamp 公司；Tra