技術文(wen)章
Technical articles近日,中國海(hai)洋大學、江南大(da)學和河(he)北師范大(da)學研究人員(yuan)聯(lián)合在國際(ji)期刊《Eco-Environment & Health》(IF:17.6)發(fā)表了題為"Trophic transfer of CeO2 nanoparticles from clamworm to juvenile turbot and related changes in fish flesh quality"的研(yan)究論文。在該論文中(zhong),研究人員(yuan)利用上海騰(teng)拔Universal TA國產質構儀(yi)用于測定多(duo)寶魚(yu)的硬(ying)度、彈(dan)性、咀嚼性(xing)、內聚性和(he)剪切力等指標(biao)。
工程納(na)米顆粒(ENPs)會在(zai)海洋沉積物中(zhong)累積,并對(dui)底棲生物產(chan)生不利影響。然(ran)而,ENPs 對海(hai)洋底棲(qi)食物鏈(lian)的影響(xiang)在很大(da)程度上仍不明(ming)確。本研究(jiu)以沙蠶(Perinereis aibuhitensis)到多寶(bao)魚(Scophthalmus maximus)為模擬海洋(yang)底棲食物鏈,探(tan)究了二氧(yang)化鈰(CeO?)納米顆(ke)粒在其(qi)中的營(ying)養(yǎng)傳遞與轉(zhuan)化過(guo)程,以(yi)及它們對(dui)魚肉品質的影(ying)響。結果顯示,隨著(zhe)沙蠶體內(nei) CeO?納米顆粒(li)累積量(liang)的增加,多寶(bao)魚體內的鈰(Ce)含(han)量也隨之上(shang)升,但該食物鏈(lian)中未出現(xiàn) CeO?納米(mi)顆粒的生(sheng)物放(fang)大效應。在(zai)營養(yǎng)傳(chuan)遞過程中,多寶魚(yu)體內(nei)的 CeO?納米(mi)顆粒發(fā)生(sheng)了從 Ce(IV)到 Ce(III)的轉(zhuan)化。重要的是(shi),CeO?納米(mi)顆粒(li)在多寶魚肌肉中累積(ji)后,會降低肌肉(rou)中的粗蛋白、總(zong)氨基酸和(he)呈味氨基(ji)酸含量(liang),同時還會(hui)影響(xiang)肌肉質(zhi)地。CeO?納(na)米顆粒導致魚(yu)肉品質下(xia)降,這主要(yao)與氧(yang)化應激引起(qi)的肌肉代(dai)謝異常(chang)和腸道功(gong)能紊(wen)亂有關。具(ju)體而言,CeO?納米(mi)顆粒(li)會增加多寶魚腸道中寡養(yǎng)單(dan)胞菌屬和弧菌(jun)屬的相對(dui)豐度,同時降(jiang)低乳(ru)酸桿菌屬(shu)、芽孢桿菌屬(shu)和不動桿菌(jun)屬的相對豐度(du)。此外,CeO?納米(mi)顆粒還會(hui)顯著干擾肌肉(rou)中嘌呤及(ji)氨基酸(suan)(如天冬氨酸(suan)、谷氨酸、甘氨酸(suan)等)的代謝(xie)。相關性分析表(biao)明,腸道菌群(qun)失調與肌(ji)肉代謝功能障(zhang)礙存在高度相(xiang)關性。本研究揭示(shi)了 CeO?納(na)米顆(ke)粒的傳遞(di)與轉化(hua)規(guī)律,以及(ji)它們通(tong)過 “腸道 - 肌肉(rou)軸" 對魚肉品質(zhi)的干擾機制(zhi),為評估海洋環(huán)(huan)境中的生(sheng)態(tài)風險(xian)和食品安全(quan)提供了有(you)價值的參(can)考信息。
如圖 3A-D 所(suo)示,喂食經 CeO?納米(mi)顆粒(li)(ENPs)處理(li)的沙蠶(can)后,多(duo)寶魚(yu)的肉色(包括紅(hong)度、亮(liang)度和(he)黃度)未(wei)受到(dao)顯著影響(p > 0.05)。然(ran)而,膳食暴露(lu)于 CeO?納米(mi)顆粒(li)顯著影響了肌(ji)肉的持水力(WHC)、膠(jiao)原蛋白(bai)含量和(he)質構特性(p < 0.05)。其中(zhong),持水力可直接(jie)影響肌肉品(pin)質,包括顏(yan)色、口感、質(zhi)地和風味。持水(shui)力通常通過(guo)蒸煮(zhu)損失率(lv)、滴水損失率(lv)和離心損失(shi)率來評(ping)估:離心損(sun)失主要源(yuan)于肌肉組織中(zhong)自由水的(de)流失;滴水損(sun)失則主要由(you)肌肉結構內(nei)結合水的(de)流失(shi)導致,這與蛋(dan)白質的(de)修飾、變性及(ji)結構變(bian)化相關。因此,提(ti)高肌肉持水(shui)力可增強(qiang)肌肉結構的完(wan)整性,進而直(zhi)接改(gai)善肉質。但本研(yan)究中,多寶魚(yu)肌肉的(de) 24 小時滴水損失(shi)率和離心損失(shi)率升高,表(biao)明其持水(shui)力下降(jiang)。此外,膠原蛋(dan)白作為(wei)結締(di)組織(zhi)的主要成分,對(dui)維持肌肉(rou)完整性至關(guan)重要,其(qi)含量與肌肉(rou)的彈性和(he)硬度密切相(xiang)關。本研(yan)究發(fā)(fa)現(xiàn),CeO?納米顆粒暴(bao)露導致(zhi)多寶魚肌肉持(chi)水力降低和膠(jiao)原蛋白含量(liang)減少,這可能(neng)破壞了肌(ji)肉結構(gou)的完整(zheng)性,進而影響肉(rou)質的(de)質地和風味(wei)。
重要的是,具有(you)高硬(ying)度和彈性(xing)的魚(yu)肉更受消(xiao)費者認可。提高(gao)魚肉硬度(即堅(jian)實度(du))可改善魚肉(rou)品質,而較(jiao)低的剪切力(li)能增加魚肉(rou)的嫩(nen)度。然而,剪(jian)切力、咀嚼性(xing)和內聚性降低(di)會減弱魚肉肌(ji)細胞之間(jian)的結合(he)能力,使其無法(fa)抵抗損傷并維(wei)持結構完(wan)整性,進而(er)導致(zhi)肌肉彈性下降(jiang)、口感變差。本研(yan)究中,所有(you)組別的(de)魚肉彈性(xing)和內聚(ju)性未呈現(xiàn)顯著(zhu)差異(yi)(p > 0.05)。但與對照組(zu)相比(bi),暴露(lu)組魚肉的(de)硬度、剪切力(li)和咀嚼性(xing)均顯著降(jiang)低(p < 0.05),這可能(neng)導致經膳(shan)食暴露(lu)于 CeO?納米(mi)顆粒后(hou)的多寶魚(yu)肌肉(rou)出現(xiàn)口感(gan)品質不佳(jia)的問題。
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。