《食品科学》：河北工程大学刘美玉教授等：基于代谢组学的容德小黑鸡蛋黄和北京油鸡蛋黄特征品质分析

不同品种鸡蛋的蛋黄在品质特性上存在一定差异。地方品种鸡蛋独特的基因特性和生长条件，其蛋黄较大，具有更丰富的营养成分。容德小黑鸡是河北容德家禽育种有限公司、中国农业大学、河北工程大学等共同培育的优质节粮型蛋用品种。北京油鸡养殖已有300多年的历史，具有优质的蛋肉品质和独特的“三黄”（羽黄、喙黄、胫黄）、“三毛”（凤头、胡须、毛腿）、五趾外貌特征，在清代作为宫廷御膳用鸡，被称为“天下第一鸡”，是河北省重点推广的优良地方鸡种之一。

非靶向代谢组学技术可全面检测样本中的所有代谢物，通过探索性分析发现未知代谢物或新型生物标志物；靶向代谢组学技术是针对已知的代谢物，通过精确的定量分析，评估其浓度变化和生理功能，适用于对特定代谢途径或功能分子进行深入研究。现有的鸡蛋品质评价手段为研究我国自主培育品种和地方特色品种鸡蛋间特征品质及其形成机制提供了技术支撑。

河北工程大学生命科学与食品工程学院的刘佳琪、连昭慧、刘美玉*等采用非靶向代谢组学与靶向代谢组学相结合的方法，对自主培育品种容德小黑鸡和地方特色品种北京油鸡的蛋黄品质进行全面分析，挖掘其特征品质因子，全面揭示代谢物差异及差异代谢机制，以期为河北省特色鸡蛋的品牌建设和产地溯源提供科学依据，促进蛋鸡产业高质量发展。

1 RD与BJ的基础品质分析

由表1可知， 容德小黑鸡（ RD ） 组 和 北京油鸡（ BJ）组的蛋形指数、蛋壳强度、蛋质量、哈氏单位、蛋壳厚度、蛋黄粗蛋白质量分数、蛋 黄粗脂肪质量分数均无显著差异。两种鸡蛋蛋黄中的粗脂肪质量分数为粗蛋白的1.8 倍左右，脂肪类物质为主要营养物质。仅凭基础品质指标不足以有效区分品种。Lorde lo等的研究比较了本地鸡种和商业蛋鸡的鸡蛋质量，发现虽然蛋质量或蛋壳强度等基本鸡蛋特征没有显著差异，但脂肪酸组成存在显著差异。因此有必要进行进一步的代谢组学分析，以研究两种鸡蛋蛋黄的差异代谢物。

2挥发性风味物质分析

2.1 RDY与BJY代谢物种类组成及相对含量

通过UPLC-MS/MS分析，RDY、BJY均检测到2 656 种代谢物，各物质种类及其占比也相同（图1）。其中氨基酸及其代谢物520 种（19.58%），苯及其衍生物371 种（13.97%），有机酸及其衍生物322 种（12.12%），杂环化合物306 种（11.52%），苯、酮、酯类197 种（7.42%），脂肪酰类143 种（5.38%），甘油磷脂类140 种（5.27%）。其他类代谢物的数量共占24.74%（占比＜5%的醇、胺类109 种，碳水化合物及其代谢产物68 种等）。

容德小黑鸡蛋黄（RDY）、北京油鸡蛋黄（BJY）代谢物种类组成上没有差异，需要分析其代谢物的相对含量（用代谢丰度表示）。如图2所示，BJY总代谢丰度显著高于RDY（

P

＜0.05），2 种蛋黄中甘油磷脂类、氨基酸及其代谢物、苯及其衍生物3 种代谢物丰度均最高，其累积丰度分别达到蛋黄总代谢物丰度的60%、59%。虽然整体代谢物组成和总丰度没有显著差异，但可能存在用于区分RDY与BJY的特定代谢物。因此，进一步采用多元统计分析确定RDY与BJY代谢物的总体差异。

2.2 RDY与BJY代谢物的总体差异

对RDY与BJY代谢物的总体差异进行PCA，结果如图3所示。RDY与BJY的4 个重复样本相对聚集，表明代谢组学分析稳定性高、再现性良好。

OPLS-DA对相关性较小的变量反应敏感，通过最大化组间差异并最小化组内变异，能够有效识别和解释不同组别之间的差异。预测成分主要功能是最大化组间分离，反映组间差异；正交成分捕获的是与分类无关的系统变异。由图4可知，预测成分解释了数据中超过20%的变异，这与组间差异相关，正交成分方差贡献率＜20%表明与组间差异无关的变异占总变异的比例较小。

如图5所示，OPLS-DA验证结果显示，

Q

2 ＝0.771、

P

＜0.05，即预测优度为77.1%，模型适合实际应用； ＝0.998，即拟合优度为99.8%，表明该模型得选的RDY与BJY差异代谢物结果准确。

2.3 RDY与BJY差异代谢物得选结果

VIP值能够用于评估每个变量对模型预测能力的贡献，VIP＞1为重要变量。FC是用于衡量组间差异程度的指标，FC＞2表明该物质在RDY中显著高于BJY，FC＜0.5表明该物质在RDY中显著低于BJY。如图6所示，2 种蛋黄共得选出293 种差异代谢物，RDY vs BJY组中有136 种代谢物显著上调、157 种代谢物显著下调。

选取蛋黄中VIP值排名前20的差异代谢物并分析其相对含量、数据分布和概率密度。如图7所示，VIP值排名前20的差异代谢物除排名第15位的代谢物（1-油酰基-2-棕榈酰基-

sn

-甘油-3-磷酸胆碱）外，其余均显著上调，其中胡椒内酰胺A的VIP值最大，且RDY中的胡椒内酰胺A相对含量为BJY的17.29 倍，因此它可作为区分RDY与BJY潜在的标志性代谢物。胡椒内酰胺A具有显著的抗真菌和抗细菌活性，体现在容德小黑鸡鸡蛋具有较强的抗病能力。

2.4 RDY与BJY差异代谢物的代谢通路注释结果

在代谢组学中，根据京都基因与基因组百科全书（KEGG）数据库和生物信息分析代谢通路相关的代谢物，同时得除缺乏具有明确生物学意义的代谢物。对蛋黄中293 个差异代谢物进行KEGG通路注释，结果如图8所示。蛋黄中72 个差异代谢物注释到128 条代谢通路上，RDY与BJY的差异代谢物注释到代谢类代谢通路的数量均为最多，故后续着重进行代谢类代谢通路分析。

2.5 RDY与BJY差异代谢通路分析

依据

P

＜0.05得选代谢类代谢通路中的差异代谢通路。由表2可知，2 种蛋黄中差异代谢通路共5 条。RDY与BJY共有38 个差异代谢物注释到甘油磷脂代谢，19 个差异代谢物注释到亚油酸代谢，18 个差异代谢物注释到

-亚麻酸代谢，9 个差异代谢物注释到甘油脂代谢，18 个差异代谢物注释到花生四烯酸代谢。

由图9可知，与BJY相比，甘油磷脂代谢的1,2-二酰-

sn

-甘油-3-磷酸（PA）在RDY中显著上调。PA是甘油磷脂代谢中的关键分子，是磷脂和甘油三酯合成的前体，并在细胞信号传导中发挥调控作用如激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路，从而促进蛋黄内的营养储存。甘油磷脂代谢通过极低密度脂蛋白介导的脂质运输和卵黄磷脂合成，直接决定蛋鸡产蛋率和蛋品质。亚油酸代谢的9(S)-羟基十八碳二烯酸（9(

S

)-HODE）在RDY中显著下调。Wedel等研究表明9(

S

)-HODE可调控炎症和氧化应激反应维持代谢平衡。亚油酸代谢可通过影响脂肪酸合成酶和脂肪酸合成调节蛋白的活性，调节脂肪酸的合成。在RDY与BJY中，差异代谢物注释到

-亚麻酸代谢通路的化合物编号相同，无法判定上下调关系；

-亚麻酸在禽类体内通过脂肪酸延长酶5和脂肪酸去饱和酶2，生成二十二碳六烯酸（DHA）。甘油脂代谢的PA在RDY中显著上调；该代谢主要集中于甘油三酯、二酰甘油的合成，其中甘油三酯是主要的能量储存形式，二酰甘油和单酰甘油在信号传导、膜稳定性和脂质合成中起重要作用。在RDY与BJY中，差异代谢物注释到花生四烯酸代谢的化合物编号相同，无法判定上下调关系；花生四烯酸代谢通路在禽类体内具有调节免疫反应和维持心血管的功能，其产生的白三烯和前列腺素对炎症和免疫防御至关重要。

3 靶向代谢组学分析

采用GC系统对RDY与BJY中脂肪酸含量进行测定，结果如图10所示。2 种蛋黄均检测出12 种脂肪酸，分别在11.47、14.23、16.48、17.40、19.41、20.58、22.33、24.73、24.90、27.48、29.48、31.05、42.42 min检测出十一碳酸（内标）、肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、

-亚麻酸、芥酸、亚麻酸、

-亚麻酸（GLA）、神经酸和DHA。

由表3可知，RDY中肉豆蔻酸、油酸、棕榈油酸、神经酸含量显著高于BJY（

P

＜0.05）。肉豆蔻酸、油酸是甘油脂代谢的产物，该通路中PA上调，可提高溶血磷脂酸酰基转移酶的活性，促进肉豆蔻酸的积累；还可以提高mTOR的活性，刺激脂质合成，增加油酸的积累。棕榈油酸、神经酸是甘油磷脂代谢的产物，该通路中PA上调提高了二酰基甘油激酶（diacylglycerol kinase，DGK）的活性，促进棕榈油酸的积累；PA上调也促进了三酰基甘油（triacylglycerol，TAG）的合成，生成神经酸在

sn

-1或

sn

-3位的TAG，增加神经酸的积累。Jia Mutian和Santa-María等研究表明肉豆蔻酸和油酸有助于增强免疫功能；夏琛等研究表明棕榈油酸具有预防动脉粥样硬化的作用；玛依乐·艾海提等研究表明神经酸有助于维持神经系统健康。

RDY中硬脂酸、亚油酸的含量显著低于BJY（

P

＜0.05）。硬脂酸参与甘油磷脂代谢，细胞优先利用硬脂酸与甘油-3-磷酸结合生成PA，从而使PA上调，硬脂酸的含量降低。亚油酸是必需脂肪酸，机体不能合成，必须通过日粮供给，作为亚油酸代谢的底物，在15-脂氧合酶或9-脂氧合酶作用下特异性氧化生成9(

S

)-HODE。亚油酸含量的减少会导致亚油酸代谢通路中9(

S

)-HODE含量的下调。Kris-Etherton等研究表明硬脂酸具有维持心血管健康的功能；亚油酸是对人体健康至关重要的必需脂肪酸，Wang Qiong等研究表明亚油酸有助于降低血脂水平，并对心血管和免疫功能健康有重要作用。

结论

本研究对河北省特色鸡种容德小黑鸡蛋与北京油鸡蛋的品质进行了全面分析。两种鸡蛋在蛋形指数、蛋壳强度、蛋质量、哈氏单位、蛋壳厚度、蛋黄质量、蛋黄粗蛋白及蛋黄粗脂肪等基础品质上没有显著差异。RDY与BJY共有293 种差异代谢物，其中胡椒内酰胺A的VIP值最大，可作为区分2 种蛋黄潜在的生物标志物；KEGG通路分析显示，2 种蛋黄的差异代谢通路为甘油磷脂代谢、亚油酸代谢、

-亚麻酸代谢、甘油脂代谢和花生四烯酸代谢，这些通路可通过代谢途径的重叠、信号传导及能量代谢影响脂肪酸种类和含量。甘油脂代谢通路、甘油磷脂代谢通路中PA上调，激活了mTOR、DGK等酶的活性，使RDY中肉豆蔻酸、油酸、棕榈油酸、神经酸含量显著高于BJY（

P

＜0.05）；RDY的硬脂酸、亚油酸含量显著低于BJY（

P

＜0.05）。甘油磷脂代谢通路中PA上调，细胞会优先利用硬脂酸参与磷脂合成，从而减少硬脂酸的积累。亚油酸是必需脂肪酸，作为亚油酸代谢通路的底物，其含量的降低导致了容德小黑鸡蛋黄的亚油酸代谢通路中9(

S

)-HODE下调。RDY富含肉豆蔻酸、棕榈油酸、油酸和神经酸，这有助于增强免疫功能、预防动脉粥样硬化、维持神经系统健康；BJY中富含硬脂酸和亚油酸，对维持心血管健康和调节血脂有重要作用。本研究不仅阐明了两者在营养成分上的差异，还为消费者选择适宜鸡蛋提供了依据。胡椒内酰胺A等差异代谢物可作为生物标志物，通过快速检测方法区分RDY和BJY，助力打造差异化品牌形象，提升市场竞争力。基于关键代谢物及其通路特征，可建立产地溯源模型，精准识别鸡蛋来源，保障食品安全并促进河北省特色鸡蛋产业规范化发展。

综上，本研究通过代谢组学揭示了RDY与BJY的品质特性及营养优势，可为品牌建设和产地溯源提供依据，推动蛋鸡产业高质量发展。未来可进一步优化检测方法，扩展至更多品种，以实现更广泛的应用。

通信作者：

刘美玉 教授

刘美玉，河北工程大学食品科学系教授、博士、研究生导师，博士、硕士均毕业于中国农业大学，研究方向为畜产品加工及贮藏。现任河北省现代农业产业技术体系岗位专家、邯郸市天然产物与功能食品重点实验室主任、作为河北省优秀专家，公派到加拿大阿尔伯塔大学访学。

承担国家科技支撑计划子项目、河北省重点研发计划项目项目等省级以上科研项目15项、市级及横向项目24 项；获河北省科技进步奖、河北省山区创业奖、中华农业科技奖等省市级以上科研奖励9 项；授权国家、国际发明专利11 项；起草和公开市级地方标准、企业标准7 项（均第一）；发表SCI、EI等学术论文50余篇；主编参编著作8 部。

第一作者：

刘佳琪 硕士研究生

河北工程大学食品加与安全专业硕士研究生，研究方向为食品加工与功能食品，参与基于多组学的五种河北省特色品种鸡蛋特征品质评价及产地溯源技术研究，功能微生物在浓香型白酒品质提升中的应用研究等多个项目。

本文《基于代谢组学的容德小黑鸡蛋黄和北京油鸡蛋黄特征品质分析》来源于《食品科学》2025年46卷第18期169-179 页， 作者：刘佳琪，连昭慧，杜 辉，王欣然，李 成，刘美玉*。 DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250307-057。 点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑：林安琪；责任编辑：张睿梅。点击下方 阅读原文 即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网