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Technical articles近日,中國(guó)海洋(yang)大學(xué)、江南大(da)學(xué)和河北(bei)師范大學(xué)(xue)研究人員聯(lián)合(he)在國(guó)際期刊《Eco-Environment & Health》(IF:17.6)發(fā)表了題(ti)為"Trophic transfer of CeO2 nanoparticles from clamworm to juvenile turbot and related changes in fish flesh quality"的研(yan)究論(lun)文。在該(gai)論文中,研究人(ren)員利用上海騰(teng)拔Universal TA國(guó)產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測(cè)(ce)定多寶魚的硬(ying)度、彈性(xing)、咀嚼性、內(nèi)聚性(xing)和剪切力等指(zhi)標(biāo)。
工程納米顆(ke)粒(ENPs)會(huì)在海洋沉(chen)積物中累積(ji),并對(duì)底棲(qi)生物(wu)產(chǎn)生不利(li)影響。然而,ENPs 對(duì)(dui)海洋底棲(qi)食物鏈的影(ying)響在很(hen)大程度上仍(reng)不明確。本(ben)研究以(yi)沙蠶(Perinereis aibuhitensis)到多寶魚(Scophthalmus maximus)為模擬海洋底(di)棲食物鏈,探究(jiu)了二(er)氧化鈰(shi)(CeO?)納米顆粒(li)在其(qi)中的(de)營(yíng)養(yǎng)傳遞與(yu)轉(zhuǎn)化過程,以(yi)及它(ta)們對(duì)(dui)魚肉品質(zhì)的(de)影響。結(jié)果顯(xian)示,隨著沙蠶(can)體內(nèi) CeO?納米顆(ke)粒累積量(liang)的增(zeng)加,多寶魚體內(nèi)的鈰(shi)(Ce)含量也(ye)隨之上(shang)升,但該食(shi)物鏈(lian)中未出(chu)現(xiàn) CeO?納米顆(ke)粒的(de)生物放大效(xiao)應(yīng)。在營(yíng)(ying)養(yǎng)傳遞過(guo)程中,多寶(bao)魚體內(nèi)的 CeO?納(na)米顆粒(li)發(fā)生了(le)從 Ce(IV)到(dao) Ce(III)的轉(zhuǎn)化。重(zhong)要的(de)是,CeO?納(na)米顆粒在(zai)多寶魚(yu)肌肉(rou)中累積后,會(huì)(hui)降低(di)肌肉中的粗(cu)蛋白(bai)、總氨基酸和(he)呈味氨(an)基酸含量(liang),同時(shí)(shi)還會(huì)影響肌(ji)肉質(zhì)地。CeO?納(na)米顆粒(li)導(dǎo)致魚(yu)肉品質(zhì)下(xia)降,這主要與(yu)氧化應(yīng)激(ji)引起的(de)肌肉代謝異(yi)常和腸道功能(neng)紊亂有關(guān)。具(ju)體而(er)言,CeO?納米顆粒會(huì)(hui)增加多寶魚(yu)腸道中寡(gua)養(yǎng)單(dan)胞菌(jun)屬和弧菌屬(shu)的相對(duì)豐(feng)度,同時(shí)降低(di)乳酸桿(gan)菌屬、芽孢桿(gan)菌屬和(he)不動(dòng)桿菌(jun)屬的相對(duì)(dui)豐度。此外,CeO?納米(mi)顆粒還會(huì)(hui)顯著干擾肌肉(rou)中嘌(piao)呤及氨基酸(如(ru)天冬氨(an)酸、谷氨酸、甘(gan)氨酸(suan)等)的代謝。相關(guān)(guan)性分析表明(ming),腸道菌群(qun)失調(diào)(diao)與肌肉代謝(xie)功能障礙存(cun)在高度相(xiang)關(guān)性。本研究揭(jie)示了 CeO?納米(mi)顆粒的(de)傳遞(di)與轉(zhuǎn)化規(guī)(gui)律,以及(ji)它們通過(guo) “腸道(dao) - 肌肉軸(zhou)" 對(duì)魚肉品質(zhì)的(de)干擾機(jī)制,為評(píng)(ping)估海洋環(huán)(huan)境中的生(sheng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和(he)食品安全提(ti)供了有價(jià)值(zhi)的參考信息。
如圖 3A-D 所示(shi),喂食經(jīng)(jing) CeO?納米顆粒(ENPs)處(chu)理的沙(sha)蠶后,多寶(bao)魚的(de)肉色(包括紅度(du)、亮度(du)和黃度)未受(shou)到顯(xian)著影響(p > 0.05)。然(ran)而,膳食(shi)暴露于 CeO?納米(mi)顆粒(li)顯著影響了肌(ji)肉的持水(shui)力(WHC)、膠原蛋白(bai)含量(liang)和質(zhì)構(gòu)特性(p < 0.05)。其(qi)中,持水力可直(zhi)接影響肌肉(rou)品質(zhì),包(bao)括顏(yan)色、口感、質(zhì)地(di)和風(fēng)(feng)味。持水力通(tong)常通過蒸(zheng)煮損失率(lv)、滴水損失率和(he)離心損失率來(lai)評(píng)估:離心損失(shi)主要源于肌(ji)肉組織中自(zi)由水的流失(shi);滴水(shui)損失(shi)則主要由(you)肌肉(rou)結(jié)構(gòu)(gou)內(nèi)結(jié)合水的流(liu)失導(dǎo)致(zhi),這與蛋(dan)白質(zhì)的修飾、變(bian)性及結(jié)構(gòu)變化(hua)相關(guān)(guan)。因此,提高肌(ji)肉持水(shui)力可(ke)增強(qiáng)(qiang)肌肉結(jié)(jie)構(gòu)的完(wan)整性,進(jìn)(jin)而直接改(gai)善肉質(zhì)。但本研(yan)究中,多寶(bao)魚肌肉的(de) 24 小時(shí)滴(di)水損失率(lv)和離心(xin)損失率升(sheng)高,表明其持(chi)水力下降。此外(wai),膠原蛋白作(zuo)為結(jié)締組織(zhi)的主要成分(fen),對(duì)維持肌(ji)肉完整性(xing)至關(guān)重要,其含(han)量與肌(ji)肉的彈性和硬(ying)度密切相關(guān)。本(ben)研究發(fā)現(xiàn),CeO?納(na)米顆粒(li)暴露導(dǎo)致(zhi)多寶魚肌肉(rou)持水力降低和(he)膠原蛋白含(han)量減少,這(zhe)可能(neng)破壞了肌肉(rou)結(jié)構(gòu)(gou)的完整(zheng)性,進(jìn)而影響肉(rou)質(zhì)的質(zhì)地和(he)風(fēng)味。
重要的是,具(ju)有高(gao)硬度和彈(dan)性的魚(yu)肉更受消費(fèi)者(zhe)認(rèn)可(ke)。提高魚肉硬(ying)度(即(ji)堅(jiān)實(shí)度)可(ke)改善魚(yu)肉品質(zhì),而較(jiao)低的(de)剪切力(li)能增加魚肉(rou)的嫩度。然(ran)而,剪(jian)切力(li)、咀嚼性和內(nèi)聚(ju)性降低(di)會(huì)減弱魚肉(rou)肌細(xì)(xi)胞之間的結(jié)合(he)能力,使其(qi)無法(fa)抵抗損(sun)傷并維持結(jié)(jie)構(gòu)完整(zheng)性,進(jìn)而(er)導(dǎo)致(zhi)肌肉彈性(xing)下降、口感變差(cha)。本研究(jiu)中,所有組別(bie)的魚(yu)肉彈(dan)性和內(nèi)聚性(xing)未呈現(xiàn)(xian)顯著差(cha)異(p > 0.05)。但與對(duì)(dui)照組相比(bi),暴露組魚(yu)肉的硬度、剪(jian)切力和咀嚼性(xing)均顯(xian)著降低(p < 0.05),這可(ke)能導(dǎo)(dao)致經(jīng)膳食(shi)暴露(lu)于 CeO?納米(mi)顆粒(li)后的多寶(bao)魚肌肉出現(xiàn)(xian)口感品(pin)質(zhì)不(bu)佳的問題。
參考(kao)文獻(xiàn):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。