技術文(wen)章
Technical articles近日,中(zhong)國海洋(yang)大學(xue)、江南(nan)大學(xue)和河北師(shi)范大學(xue)研究(jiu)人員聯合(he)在國際期(qi)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"的研究論文。在該論文中,研(yan)究人(ren)員利用上海(hai)騰拔(ba)Universal TA國產質構(gou)儀用于測定多(duo)寶魚的(de)硬度、彈(dan)性、咀嚼(jue)性、內(nei)聚性和剪切(qie)力等(deng)指標。
工程納米顆粒(li)(ENPs)會在海洋沉積(ji)物中累(lei)積,并對底棲(qi)生物產生不利(li)影響。然(ran)而,ENPs 對海(hai)洋底棲食(shi)物鏈的(de)影響(xiang)在很(hen)大程(cheng)度上(shang)仍不明確(que)。本研(yan)究以沙蠶(can)(Perinereis aibuhitensis)到多寶魚(Scophthalmus maximus)為模擬(ni)海洋底棲食(shi)物鏈(lian),探究了二(er)氧化(hua)鈰(CeO?)納米顆粒(li)在其中的營(ying)養(yǎng)傳(chuan)遞與轉化過(guo)程,以及(ji)它們對(dui)魚肉品(pin)質的影響。結果顯示,隨著(zhe)沙蠶體內 CeO?納米(mi)顆粒累積量(liang)的增加,多寶魚體內的(de)鈰(Ce)含(han)量也隨之上升(sheng),但該食物鏈(lian)中未(wei)出現(xian) CeO?納米顆粒(li)的生物放大效(xiao)應。在(zai)營養(yǎng)傳遞過程(cheng)中,多寶魚體內的 CeO?納(na)米顆粒(li)發(fā)生(sheng)了從 Ce(IV)到 Ce(III)的(de)轉化。重要的(de)是,CeO?納米顆(ke)粒在多寶魚肌肉中累(lei)積后,會(hui)降低肌(ji)肉中的(de)粗蛋白(bai)、總氨基酸(suan)和呈味氨基酸(suan)含量(liang),同時還會影(ying)響肌肉質地(di)。CeO?納米顆粒導(dao)致魚肉品質(zhi)下降,這主(zhu)要與氧化應(ying)激引(yin)起的肌肉代(dai)謝異常(chang)和腸道(dao)功能紊亂有(you)關。具體(ti)而言,CeO?納米(mi)顆粒會增(zeng)加多寶魚(yu)腸道中寡(gua)養(yǎng)單胞菌屬和(he)弧菌屬的相對(dui)豐度,同時(shi)降低乳酸桿(gan)菌屬(shu)、芽孢桿(gan)菌屬和不動(dong)桿菌屬的相對(dui)豐度。此外,CeO?納米(mi)顆粒還會(hui)顯著干擾(rao)肌肉(rou)中嘌呤及氨基(ji)酸(如天冬氨酸(suan)、谷氨酸、甘(gan)氨酸等)的代謝(xie)。相關性分析表(biao)明,腸(chang)道菌群失調(diao)與肌(ji)肉代謝功能(neng)障礙(ai)存在高度(du)相關性。本研究(jiu)揭示了 CeO?納米(mi)顆粒的傳(chuan)遞與轉(zhuan)化規(guī)律(lv),以及它(ta)們通過 “腸(chang)道 - 肌肉軸" 對魚(yu)肉品質(zhi)的干(gan)擾機制,為評(ping)估海洋環(huán)境(jing)中的生態(tài)(tai)風險和食品安(an)全提供了有(you)價值的參考信(xin)息。
如圖 3A-D 所示,喂(wei)食經 CeO?納米顆(ke)粒(ENPs)處(chu)理的(de)沙蠶后,多寶魚(yu)的肉色(包(bao)括紅度、亮度(du)和黃度)未受(shou)到顯著影響(xiang)(p > 0.05)。然而,膳食(shi)暴露于 CeO?納米(mi)顆粒顯(xian)著影響了肌肉(rou)的持(chi)水力(WHC)、膠(jiao)原蛋白含量和(he)質構(gou)特性(p < 0.05)。其中,持(chi)水力可直接(jie)影響(xiang)肌肉品質(zhi),包括顏色、口(kou)感、質地和(he)風味。持(chi)水力通常通(tong)過蒸煮損失率(lv)、滴水損失(shi)率和離心損(sun)失率來評估:離(li)心損失主要源(yuan)于肌肉組(zu)織中自由水的(de)流失;滴(di)水損失則主要(yao)由肌肉結構(gou)內結合水(shui)的流失導(dao)致,這與蛋白(bai)質的(de)修飾(shi)、變性(xing)及結構變(bian)化相關。因此(ci),提高肌(ji)肉持水(shui)力可增強肌(ji)肉結構的(de)完整(zheng)性,進而直接(jie)改善肉質。但本(ben)研究(jiu)中,多寶魚(yu)肌肉(rou)的 24 小時滴水(shui)損失(shi)率和離心(xin)損失(shi)率升高,表明其(qi)持水(shui)力下(xia)降。此外,膠(jiao)原蛋白作為結(jie)締組織的主(zhu)要成分,對(dui)維持肌肉完(wan)整性至關重要(yao),其含量與肌(ji)肉的彈性和硬(ying)度密切相關(guan)。本研究發(fā)現(xian),CeO?納米顆粒暴露(lu)導致多寶魚(yu)肌肉持水力(li)降低(di)和膠原蛋白含(han)量減少,這可(ke)能破(po)壞了肌肉(rou)結構(gou)的完整性,進而(er)影響肉質的質(zhi)地和風(feng)味。
重要的是(shi),具有高硬(ying)度和彈性的(de)魚肉更受消(xiao)費者認可(ke)。提高魚肉(rou)硬度(即(ji)堅實(shi)度)可(ke)改善魚肉品(pin)質,而較低(di)的剪切力(li)能增加魚肉(rou)的嫩度。然而(er),剪切(qie)力、咀嚼性(xing)和內(nei)聚性降低(di)會減弱魚肉肌(ji)細胞之(zhi)間的結合能力(li),使其無(wu)法抵抗(kang)損傷并維持結(jie)構完(wan)整性,進而導(dao)致肌(ji)肉彈(dan)性下降、口(kou)感變(bian)差。本研(yan)究中,所有組別(bie)的魚肉彈性(xing)和內聚性未(wei)呈現(xian)顯著差異(p > 0.05)。但與(yu)對照組(zu)相比,暴(bao)露組魚肉的硬(ying)度、剪切力(li)和咀嚼性均顯(xian)著降低(p < 0.05),這可能(neng)導致經膳(shan)食暴(bao)露于(yu) CeO?納米顆粒(li)后的(de)多寶魚肌(ji)肉出現(xian)口感品質不(bu)佳的問題。
參考文(wen)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。