Εκτίμηση της φρεσκότητας αποκελυφωμένου ολόκληρου αυγού ωοπαραγωγών ορνίθων (Gallus gallus domesticus): μεταβολομική προσέγγιση με χρήση αέριας χρωματογραφίας- φασματομετρίας μαζών

Abstract

Στην παρούσα μελέτη εξετάστηκε η εφαρμογή της μεταβολωμικής ως εργαλείο ελέγχου της φρεσκότητας των αυγών ωοπαραγωγών ορνίθων (Gallus gallus domesticus). Βασικός στόχος ήταν η απομόνωση πολικών μεταβολιτών από τον κρόκο και την αλβουμίνη του αυγού και η ανίχνευση πιθανών δεικτών φρεσκότητας-αλλοίωσης. Παράλληλα μετρήθηκαν και οι μονάδες Haugh. Μελετήθηκαν αυγά αποθηκευμένα για χρονικό διάστημα μέχρι 24 ημέρες από την ωοτοκία σε 8 χρονικά σημεία. Αναλύθηκε το πολικό κλάσμα μεταβολιτών, το οποίο λήφθηκε με εκχύλιση αποκελυφωμένων αυγών. Η ανίχνευση των μεταβολιτών έγινε με χρήση αέριας χρωματογραφίας - φασματομετρίας μαζών. Η επεξεργασία των δεδομένων πραγματοποιήθηκε με διάφορες μεθόδους πολυμεταβλητής ανάλυσης μέσω της διαδικτυακής πλατφόρμας Metaboanalyst 5.0. και του λογισμικού The Unscrambler X. Από την ανάλυση του πολικού κλάσματος μεταβολιτών, σύμφωνα με τα αποτελέσματα της ανάλυσης κύριων συνιστωσών (PCA) για την κατηγοριοποίηση των δειγμάτων με βάση το σημείο δειγματοληψίας, προέκυψε ότι τα δείγματα της πρώτης δειγματοληψίας (ημέρα ωοτοκίας) ήταν πλήρως διακριτά σε σχέση με τα υπόλοιπα, ενώ ο διαχωρισμός των υπόλοιπων δειγμάτων ήταν λιγότερο ικανοποιητικός. Επίσης, προέκυψε ότι η πρώτη κύρια συνιστώσα (PC1) περιγράφει τον χρόνο από την ωοτοκία και κατά επέκταση την φρεσκότητα των δειγμάτων. Η στατιστική ανάλυση των δειγμάτων επαναλήφθηκε στη συνέχεια με τα δείγματα κατηγοριοποιημένα ως «εξαιρετικά φρέσκα» ή «μη εξαιρετικά φρέσκα» με βάση τον κανονισμό (ΕΚ) 589/2008. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της διακριτικής ανάλυσης μερικών ελαχίστων τετραγώνων (PLS-DA), ο διαχωρισμός των δύο κλάσεων ήταν σαφώς ικανοποιητικός. Τα αυγά μπορούν να χαρακτηριστούν ως «εξαιρετικά φρέσκα» μέχρι την 9η ημέρα από την ωοτοκία. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της στατιστικής ανάλυσης, ανιχνεύθηκαν δεκαεπτά (17) σημαντικοί μεταβολίτες. Οι μεταβολίτες αυτοί ανήκαν σε διάφορες χημικές τάξεις (υδατάνθρακες, οργανικά οξέα, αμινοξέα, πολυόλες κ.ά.). Η σχετική αφθονία δώδεκα (12) μεταβολιτών αυξανόταν με την πάροδο του χρόνου συντήρησης, ενώ για τρεις (3) μεταβολίτες μειωνόταν. Ο πιο σημαντικός μεταβολίτης που περιέγραφε την ποιοτική υποβάθμιση των αυγών ήταν η φρουκτόζη, η οποία αυξανόταν γραμμικά με τη πάροδο του χρόνου με υψηλό συντελεστή συσχέτισης (R2=0.9282). Οι μονάδες Haugh σημείωσαν φθίνουσα τάση μέχρι τη 17η ημέρα από την ωοτοκία, ενώ στη συνέχεια δεν διαφοροποιήθηκαν σημαντικά.

In the current study, the application of metabolomics as a tool for freshness evaluation of laying hen eggs (Gallus gallus domesticus) was examined. The aim of this study was the isolation of polar metabolites from egg yolk and egg white and the determination of potential freshness-spoilage markers. Haugh Units were also measured. Eggs were analyzed over a 24- day time period with 8 sampling points in total. The polar fraction of the metabolites was extracted and after chemical derivatization, the metabolites were determined using gas chromatography-mass spectrometry. Subsequently, the data were processed by various multivariate analysis methods using the MetaboAnalyst 5.0 web platform, as well as The Unscrambler X software. Principal Component Analysis (PCA) for the classification of the samples based on the sampling point, showed that the samples of the first sampling point (day of laying) exhibited the clearest separation, whilst the separation of the rest of the samples was less satisfactory. The first principal component (PC1) described the time after laying and consequently the freshness of the samples. The statistical analysis of the samples was repeated with the samples classified either as “extra-fresh” or “non extra-fresh” according to Council Regulation (EC) 589/2008. According to the results of the PLS-DA for this classification, the separation of the samples was satisfactory. The characterization “extra-fresh” can be given to eggs until the 9th day after laying. According to the statistical analysis results, seventeen (17) significant metabolites were determined. These metabolites belonged to various chemical classes (carbohydrates, organic acids, amino acids, polyols etc.). The relative abundance of twelve (12) metabolites increased during storage, whereas for three (3) metabolites decreased. Fructose was the most significant metabolite that described the spoilage and increased linearly over time with a high correlation coefficient (R2=0.9282). The Haugh Units showed a declining trend until the 17th day after laying, with no subsequent significant change.