冷鲜滩羊肉贮藏中菌体蛋白质与微生物群落演替的关联性分析

冷鲜肉在贮藏过程中，贮藏温度一直控制在0～4 ℃，能抑制表面大部分的嗜温菌与致病菌的生长，而对嗜冷细菌的影响并不明显，所以冷鲜肉依旧会被外源性微生物污染，导致肉品腐败变质，微生物生长繁殖因为蛋白质的不同开始相互竞争，最后能适应一切不利的生长环境，且对肉品变质发挥主要作用的微生物只有一小部分。而宏基因组学作为一种新的微生物研究方法，逐渐代替了变性梯度凝胶电泳（DGGE）、单链构象多态性、末端标记限制性片段长度多态性等技术，为全面认识其群落水平上的生态学意义和功能创造新的路径。

宁夏大学农学院的赵晓策、胡倩倩和罗瑞明*以贮藏过程中的冷鲜滩羊肉为研究对象，采用组合蛋白芯片与表面增强激光解吸电离飞行时间质谱（SELDI-TOF-MS）平台对冷鲜滩羊肉贮藏过程中的微生物蛋白质进行检测，找出与其有关联的19 个菌体蛋白质，并结合宏基因组测序的方法分析细菌多样性，找出贮藏时期的优势菌。使用主成分分析（PCA）及热力图分析研究微生物差异蛋白质与菌落演替的关联性，找出优势菌与微生物菌体蛋白质之间的关系，对冷鲜滩羊肉贮藏过程中微生物调控及其微生物群落演替驱动机制的研究提供依据。

1.冷鲜滩羊肉宏基因组分析确定优势菌及其变化规律

第0天时，假单胞菌为9.98%，不动杆菌为19.15%，微小杆菌为6.18%，气微菌为9.84%，成为冷鲜滩羊肉贮藏第0天的优势菌。 随着放置时间的延长，微生物菌落总数呈明显增长的趋势，前8 d增长趋势平稳，到第8天菌落总数对数值到达10 6 CFU/g，之后菌落总数快速增大，超过10 6 CFU/g，说明此时的冷鲜滩羊肉腐败变质， 8 d 后的冷鲜滩羊肉不存在微生物含量检测意义。而在有效贮藏过程中的优势菌有假单胞菌、热死环丝菌、埃希氏菌和乳酸杆菌等。

2.冷鲜滩羊肉贮藏过程中菌体蛋白质的变化规律

共12 个菌体蛋白质随着贮藏时间的变化而明显上升或下降，且变化幅度较大。其中坏死诱导疫霉蛋白质（M8414-05）、NADH-泛醌氧化还原酶链4L（M10880-9）、生长抑制素-28（M3130-58）、ATP合酶F（0）复合体亚基C1（M7668-64）、朊蛋白质类（M9074-86）、角蛋白质关联蛋白质8-1（M6658-62）、抗菌肽（M7451-79）及磷载脂蛋白质C-II（M8136-55）随着贮藏时间的延长，其所占比例有大幅度上升；与此同时，角蛋白质关联蛋白质3-1（M10359-3）、GRF/GHRH生长激素释放素（M5109-45）、ATP合成蛋白质（M7709-26）、载脂蛋白质E（M34203-3）。随贮藏时间的延长，其所占比例有在下降，表明在贮藏过程中这部分菌体蛋白质和微生物生长繁殖有关。

3.冷鲜滩羊肉菌体差异蛋白质与微生物群落演替的关联性分析

将12 个菌体蛋白质与宏基因组测序得到的优势菌假单胞菌、热死环丝菌、埃希氏菌和乳酸杆菌进行关联性分析。

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1.PCA

利用SIMCA软件对不同菌群及差异蛋白质数据进行对数转换加中心化格式化处理，然后进行自动建模分析。从下图可得，假单胞菌、热死环丝菌与差异蛋白质坏死诱导疫霉蛋白质（M8414-05）、NADH-泛醌氧化还原酶链4L（M10880-9）、生长抑制素-28（M3130-58）、ATP合酶F（0）复合体亚基C1（M7668-64）、朊蛋白质类（M9074-86）聚类效果明显，且呈正相关，与角蛋白质关联蛋白质3-1（M10359-3）呈负相关；埃希氏菌、乳酸杆菌与角蛋白质关联蛋白质8-1（M6658-62）、抗菌肽（M7451-79）及磷载脂蛋白质C-II（M8136-55）聚类效果明显，且呈正相关，与GRF/GHRH 生长激素释放素（M5109-45）、ATP合成蛋白质（M7709-26）、载脂蛋白质E（M34203-3）呈负相关。说明这几种蛋白质与相关微生物相互联系、影响的程度较大。

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2.热力图分析

根据得到的相关性系数（corr）矩阵分析结果和相关性P值矩阵分析结果，绘制为热力图，以展示相关性分析结果（下图）。

由上图可知，坏死诱导疫霉蛋白质（M8414-05）、NADH-泛醌氧化还原酶链4L（M10880-9）、生长抑制素-28（M3130-58）、ATP合酶F（0）复合体亚基C1（M7668-64）、朊蛋白质类（M9074-86）与假单胞菌、热死环丝菌呈正相关，且相关性较大；角蛋白质关联蛋白质3-1（M10359-3）与假单胞菌、热死环丝菌呈负相关，且相关性较大；角蛋白质关联蛋白质8-1（M6658-62）、抗菌肽（M7451-79）及磷载脂蛋白质C-II（M8136-55）与埃希氏菌和乳酸杆菌呈正相关，且相关性较大；GRF/GHRH生长激素释放素（M5109-45）、ATP合成蛋白质（M7709-26）、载脂蛋白质E（M34203-3）与其呈负相关，相关性较大；由上述可知，PCA及相关性热力图的结果相似，二者之间可以相互补充及验证。

结 论

本研究采用宏基因组技术通过对菌群组成分析，对比了冷鲜滩羊肉贮藏过程中微生物的生长状况，确定了宁夏盐池地区冷鲜滩羊肉的优势菌为假单胞菌、埃希氏菌、热死环丝菌及乳酸杆菌；并指出其中的优势菌群为假单胞菌，其次为热死环丝菌。为探明微生物菌体蛋白质与菌落演替的关联性，采用PCA及热力图分析，结果表明：在贮藏过程中，随着假单胞菌和热死环丝菌渐成为优势菌，坏死诱导疫霉蛋白质（M8414-05）、N A D H-泛醌氧化还原酶链4 L（M 1 0 8 8 0-9）、生长抑制素-28（M3130-58）、ATP合酶F（0）复合体亚基C1（M7668-64）、朊蛋白质类（M9074-86）同时成为菌生长繁殖的主要蛋白质；角蛋白质关联蛋白质3-1（M10359-3）却逐渐被菌所降解。乳酸杆菌和埃希氏菌所占含量百分比的上升，导致角蛋白质关联蛋白质8-1（M6658-62）、抗菌肽（M7451-79）及磷载脂蛋白质C-II（M8136-55）也成为菌生长繁殖的主要蛋白质；GRF/GHRH 生长激素释放素（M5109-45）、ATP合成蛋白质（M7709-26）、载脂蛋白质E（M34203-3）所占含量比例的下降，说明在菌的生长过程中这几种蛋白质被缓慢降解，或被取代。

本文《冷鲜滩羊肉贮藏中菌体蛋白质与微生物群落演替的关联性分析》来源于《食品科学》2019年40卷18期116-120页，作者：赵晓策，胡倩倩，罗瑞明，张赫宇 。 DOI:10.7506/spkx1002-6630-20180927-294。

修改/编辑：袁月；责任编辑：张睿梅

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