技術文(wen)章
Technical articles近日,中(zhong)國海洋大(da)學、江南大學和(he)河北(bei)師范大(da)學研究人(ren)員聯合在國際(ji)期刊《Eco-Environment & Health》(IF:17.6)發(fā)表(biao)了題為"Trophic transfer of CeO2 nanoparticles from clamworm to juvenile turbot and related changes in fish flesh quality"的研究論文。在該論(lun)文中,研究(jiu)人員利(li)用上海騰拔(ba)Universal TA國產質構儀(yi)用于(yu)測定多寶魚(yu)的硬度、彈性、咀(ju)嚼性、內聚性和(he)剪切(qie)力等指(zhi)標。
工程(cheng)納米顆粒(ENPs)會(hui)在海洋沉積(ji)物中累積,并對(dui)底棲生物產生(sheng)不利影(ying)響。然(ran)而,ENPs 對海(hai)洋底(di)棲食物鏈的影(ying)響在很大(da)程度(du)上仍不明確(que)。本研究(jiu)以沙蠶(Perinereis aibuhitensis)到多寶魚(Scophthalmus maximus)為模(mo)擬海洋底棲食(shi)物鏈,探究了二(er)氧化鈰(CeO?)納米(mi)顆粒在其中的(de)營養(yǎng)傳遞與(yu)轉化過(guo)程,以及它們對(dui)魚肉品質(zhi)的影(ying)響。結果(guo)顯示,隨著沙(sha)蠶體內(nei) CeO?納米顆粒(li)累積量的(de)增加(jia),多寶魚體內的(de)鈰(Ce)含量也(ye)隨之上升,但(dan)該食物鏈中(zhong)未出現 CeO?納(na)米顆粒(li)的生物放大(da)效應。在(zai)營養(yǎng)傳遞過(guo)程中(zhong),多寶魚體內的(de) CeO?納米顆(ke)粒發(fā)生了從(cong) Ce(IV)到 Ce(III)的轉化。重(zhong)要的是,CeO?納(na)米顆粒在多寶魚肌肉中累積后(hou),會降低(di)肌肉中的(de)粗蛋白、總氨基(ji)酸和呈(cheng)味氨基酸(suan)含量,同時還(hai)會影響肌(ji)肉質(zhi)地。CeO?納米(mi)顆粒導致魚肉(rou)品質下降,這主(zhu)要與氧化(hua)應激引(yin)起的肌肉代謝(xie)異常和腸道功(gong)能紊(wen)亂有(you)關。具(ju)體而言,CeO?納米(mi)顆粒會增加多寶魚腸道中(zhong)寡養(yǎng)單胞菌屬(shu)和弧菌屬的(de)相對豐(feng)度,同時降低(di)乳酸桿菌屬(shu)、芽孢桿菌屬(shu)和不動桿(gan)菌屬的相對豐(feng)度。此外,CeO?納米(mi)顆粒還會(hui)顯著干擾肌肉(rou)中嘌呤及(ji)氨基(ji)酸(如天冬(dong)氨酸、谷(gu)氨酸、甘(gan)氨酸(suan)等)的代謝。相關(guan)性分(fen)析表明,腸(chang)道菌群(qun)失調與肌肉(rou)代謝功(gong)能障礙存在(zai)高度相關(guan)性。本研究揭(jie)示了 CeO?納米(mi)顆粒的傳遞(di)與轉化規(guī)(gui)律,以(yi)及它們通過 “腸(chang)道 - 肌(ji)肉軸" 對(dui)魚肉(rou)品質的干擾機(ji)制,為評(ping)估海洋環(huán)境中(zhong)的生態(tài)(tai)風險和食品(pin)安全提供(gong)了有價值的參(can)考信息。
如圖 3A-D 所(suo)示,喂食經 CeO?納(na)米顆粒(ENPs)處理(li)的沙蠶后,多寶(bao)魚的肉色(包括(kuo)紅度、亮度(du)和黃度(du))未受到顯著(zhu)影響(p > 0.05)。然而,膳食(shi)暴露于 CeO?納米顆(ke)粒顯著影(ying)響了肌肉的持(chi)水力(li)(WHC)、膠原蛋(dan)白含量(liang)和質(zhi)構特性(p < 0.05)。其(qi)中,持水力可(ke)直接(jie)影響肌肉品(pin)質,包括顏色、口(kou)感、質地(di)和風味(wei)。持水力通常通(tong)過蒸煮損(sun)失率、滴水損失(shi)率和離心損(sun)失率(lv)來評估:離心(xin)損失主要(yao)源于肌(ji)肉組織中自(zi)由水(shui)的流失;滴(di)水損失則主要(yao)由肌(ji)肉結構內結(jie)合水的(de)流失(shi)導致(zhi),這與蛋白質(zhi)的修(xiu)飾、變性(xing)及結構變化(hua)相關。因此,提(ti)高肌肉持(chi)水力(li)可增(zeng)強肌肉(rou)結構的(de)完整性,進(jin)而直(zhi)接改善肉(rou)質。但本研(yan)究中,多寶魚(yu)肌肉(rou)的 24 小時滴水損(sun)失率和離心損(sun)失率(lv)升高,表(biao)明其持水力(li)下降(jiang)。此外,膠原(yuan)蛋白(bai)作為(wei)結締組織的(de)主要成分(fen),對維(wei)持肌(ji)肉完(wan)整性至關(guan)重要(yao),其含量(liang)與肌(ji)肉的彈性(xing)和硬度密切相(xiang)關。本(ben)研究發(fā)現(xian),CeO?納米(mi)顆粒(li)暴露導致多(duo)寶魚肌肉持水(shui)力降低和(he)膠原蛋白含(han)量減少,這可能(neng)破壞(huai)了肌肉(rou)結構的完整(zheng)性,進而影(ying)響肉質的(de)質地和風味(wei)。
重要的是,具(ju)有高(gao)硬度和(he)彈性(xing)的魚肉更受消(xiao)費者(zhe)認可。提高魚肉(rou)硬度(即(ji)堅實度)可(ke)改善魚肉品質(zhi),而較(jiao)低的剪切力能(neng)增加(jia)魚肉的嫩度。然(ran)而,剪切力、咀嚼(jue)性和(he)內聚(ju)性降低(di)會減弱魚肉(rou)肌細胞之(zhi)間的結合能(neng)力,使其(qi)無法抵抗損傷(shang)并維(wei)持結(jie)構完整(zheng)性,進而(er)導致(zhi)肌肉彈性下(xia)降、口(kou)感變差(cha)。本研究中,所(suo)有組別的魚肉(rou)彈性(xing)和內聚性未呈(cheng)現顯(xian)著差異(p > 0.05)。但(dan)與對照組(zu)相比,暴露組魚(yu)肉的硬度、剪(jian)切力(li)和咀嚼(jue)性均顯著(zhu)降低(p < 0.05),這可能導(dao)致經膳食暴(bao)露于 CeO?納(na)米顆(ke)粒后的多(duo)寶魚肌肉(rou)出現口感品(pin)質不佳的問題(ti)。
參考文獻(xian):Liyun Yin et al. Trophic transfer of CeO2 nanoparticles from clamworm to juvenile turbot and related changes in fish flesh quality. Eco-Environment & Health, 2025。