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Technical articles近日,中國海(hai)洋大學(xué)(xue)、江南大學(xué)(xue)和河北(bei)師范大(da)學(xué)研究人(ren)員聯(lián)合在國(guo)際期刊(kan)《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(wen)。在該論文中,研(yan)究人(ren)員利用(yong)上海騰拔Universal TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測(ce)定多寶(bao)魚的硬度、彈性(xing)、咀嚼性、內(nèi)(nei)聚性和(he)剪切力等指(zhi)標(biāo)。
工程納米(mi)顆粒(ENPs)會(hui)在海(hai)洋沉(chen)積物(wu)中累積(ji),并對底(di)棲生(sheng)物產(chǎn)生不(bu)利影響。然而(er),ENPs 對海洋底棲(qi)食物鏈的影響(xiang)在很大程度上(shang)仍不(bu)明確。本(ben)研究以沙蠶(Perinereis aibuhitensis)到多寶(bao)魚(Scophthalmus maximus)為模擬海洋(yang)底棲食物鏈(lian),探究(jiu)了二氧化鈰(shi)(CeO?)納米(mi)顆粒(li)在其中的(de)營養(yǎng)傳(chuan)遞與(yu)轉(zhuǎn)化過程,以及(ji)它們對魚(yu)肉品質(zhì)的影(ying)響。結(jié)果顯示,隨著(zhe)沙蠶體內(nèi) CeO?納(na)米顆粒(li)累積(ji)量的增加,多寶魚體內(nèi)的鈰(shi)(Ce)含量(liang)也隨之上升,但(dan)該食物(wu)鏈中(zhong)未出現(xiàn)(xian) CeO?納米顆粒(li)的生物放(fang)大效(xiao)應(yīng)。在營養(yǎng)(yang)傳遞過程中,多寶魚體內(nèi)的(de) CeO?納米顆(ke)粒發(fā)生了從 Ce(IV)到(dao) Ce(III)的轉(zhuǎn)化(hua)。重要的(de)是,CeO?納(na)米顆粒在多寶魚肌肉(rou)中累(lei)積后,會降(jiang)低肌肉(rou)中的(de)粗蛋白、總(zong)氨基酸(suan)和呈味氨基酸(suan)含量,同時(shi)還會影響肌肉(rou)質(zhì)地。CeO?納(na)米顆粒導(dǎo)致(zhi)魚肉品質(zhì)(zhi)下降,這主要與(yu)氧化應(yīng)激引(yin)起的肌(ji)肉代謝異常(chang)和腸道(dao)功能紊(wen)亂有關(guān)(guan)。具體而(er)言,CeO?納米(mi)顆粒會增(zeng)加多寶(bao)魚腸道中寡養(yǎng)(yang)單胞菌屬和(he)弧菌(jun)屬的(de)相對豐度,同時(shi)降低乳酸(suan)桿菌屬(shu)、芽孢桿(gan)菌屬和不(bu)動桿菌屬(shu)的相對豐(feng)度。此(ci)外,CeO?納(na)米顆(ke)粒還會顯著(zhu)干擾肌(ji)肉中(zhong)嘌呤及(ji)氨基(ji)酸(如天冬氨(an)酸、谷氨酸(suan)、甘氨酸等)的(de)代謝。相關(guān)性分(fen)析表(biao)明,腸道(dao)菌群失調(diào)與肌(ji)肉代謝功能障(zhang)礙存在高度(du)相關(guān)性(xing)。本研究揭(jie)示了 CeO?納米顆粒(li)的傳(chuan)遞與轉(zhuǎn)化(hua)規(guī)律,以及(ji)它們通過 “腸道(dao) - 肌肉軸" 對(dui)魚肉品質(zhì)(zhi)的干擾機制,為(wei)評估海洋環(huán)境(jing)中的生(sheng)態(tài)風(fēng)險和(he)食品安全提(ti)供了(le)有價(jia)值的參(can)考信息。
如圖 3A-D 所示(shi),喂食經(jīng) CeO?納(na)米顆(ke)粒(ENPs)處理的沙(sha)蠶后,多(duo)寶魚的肉(rou)色(包括紅(hong)度、亮度和黃度(du))未受到顯(xian)著影(ying)響(p > 0.05)。然而,膳(shan)食暴露于(yu) CeO?納米(mi)顆粒顯著影(ying)響了肌肉的持(chi)水力(li)(WHC)、膠原蛋白含量(liang)和質(zhì)構(gòu)特性(p < 0.05)。其(qi)中,持水力(li)可直接(jie)影響(xiang)肌肉品質(zhì),包(bao)括顏色、口(kou)感、質(zhì)地(di)和風(fēng)(feng)味。持水力(li)通常通過蒸(zheng)煮損失率、滴(di)水損失率和離(li)心損失率來(lai)評估(gu):離心(xin)損失(shi)主要源于肌(ji)肉組織(zhi)中自由水的流(liu)失;滴水損失則(ze)主要由(you)肌肉結(jié)(jie)構(gòu)內(nèi)結(jié)合(he)水的(de)流失(shi)導(dǎo)致,這與蛋(dan)白質(zhì)的修(xiu)飾、變性及結(jié)構(gòu)(gou)變化相關(guān)(guan)。因此(ci),提高肌肉持水(shui)力可增強(qiang)肌肉結(jié)(jie)構(gòu)的完(wan)整性,進而(er)直接(jie)改善肉質(zhì)。但本(ben)研究中,多(duo)寶魚肌肉(rou)的 24 小時滴(di)水損(sun)失率和離心損(sun)失率升高,表(biao)明其(qi)持水力下降。此(ci)外,膠(jiao)原蛋白作為(wei)結(jié)締組(zu)織的主要成分(fen),對維持肌肉(rou)完整性(xing)至關(guān)重(zhong)要,其含量與肌(ji)肉的彈性(xing)和硬度(du)密切相(xiang)關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)(xian),CeO?納米顆(ke)粒暴露導(dǎo)致多(duo)寶魚肌(ji)肉持(chi)水力降低和(he)膠原(yuan)蛋白含量減(jian)少,這可能破(po)壞了(le)肌肉(rou)結(jié)構(gòu)的完整(zheng)性,進而影響(xiang)肉質(zhì)的質(zhì)(zhi)地和風(fēng)味。
重要的是,具(ju)有高硬度和彈(dan)性的魚肉更(geng)受消(xiao)費者認(rèn)(ren)可。提高魚肉硬(ying)度(即堅實(shi)度)可改(gai)善魚(yu)肉品質(zhì),而較(jiao)低的剪切力能(neng)增加魚肉(rou)的嫩度。然而(er),剪切力、咀嚼性(xing)和內(nèi)聚性(xing)降低會減(jian)弱魚肉肌細(xì)胞(bao)之間的結(jié)(jie)合能力,使(shi)其無法抵抗損(sun)傷并(bing)維持結(jié)構(gòu)完(wan)整性(xing),進而(er)導(dǎo)致肌肉(rou)彈性下降、口感(gan)變差。本研(yan)究中,所(suo)有組別的魚(yu)肉彈性和內(nèi)(nei)聚性未呈現(xiàn)顯(xian)著差異(p > 0.05)。但與(yu)對照組相比,暴(bao)露組魚肉(rou)的硬度(du)、剪切力和咀嚼(jue)性均顯著(zhu)降低(p < 0.05),這可能導(dǎo)(dao)致經(jīng)膳食(shi)暴露于 CeO?納米顆(ke)粒后的多(duo)寶魚肌(ji)肉出現(xiàn)(xian)口感(gan)品質(zhì)不(bu)佳的問題。
參考文獻: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。