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Technical articles近日,中國(guo)海洋大學(xué)、江南(nan)大學(xué)和河北師(shi)范大(da)學(xué)研(yan)究人員(yuan)聯(lián)合(he)在國際期刊(kan)《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(wen)中,研究人(ren)員利用上海騰(teng)拔Universal TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測(cè)(ce)定多寶魚的硬(ying)度、彈性、咀(ju)嚼性、內(nèi)(nei)聚性和剪切力(li)等指標(biāo)。
工程納米顆(ke)粒(ENPs)會(huì)在海洋沉(chen)積物中累(lei)積,并對(duì)底(di)棲生(sheng)物產(chǎn)生不(bu)利影響。然(ran)而,ENPs 對(duì)(dui)海洋(yang)底棲食(shi)物鏈的(de)影響在很大程(cheng)度上仍不明(ming)確。本研究以(yi)沙蠶(Perinereis aibuhitensis)到多寶魚(Scophthalmus maximus)為模(mo)擬海(hai)洋底(di)棲食物(wu)鏈,探究了(le)二氧化鈰(CeO?)納(na)米顆粒在其(qi)中的營養(yǎng)(yang)傳遞(di)與轉(zhuǎn)化過程,以(yi)及它們對(duì)(dui)魚肉品質(zhì)(zhi)的影響。結(jié)果顯示(shi),隨著(zhe)沙蠶(can)體內(nèi) CeO?納米顆(ke)粒累積量(liang)的增加,多寶魚體內(nèi)的(de)鈰(Ce)含量也隨之(zhi)上升,但該食物(wu)鏈中未出(chu)現(xiàn) CeO?納米顆粒的(de)生物放(fang)大效應(yīng)。在營(ying)養(yǎng)傳(chuan)遞過程(cheng)中,多寶魚(yu)體內(nèi)(nei)的 CeO?納米顆(ke)粒發(fā)生了從(cong) Ce(IV)到 Ce(III)的轉(zhuǎn)化。重要(yao)的是,CeO?納米(mi)顆粒在多寶魚肌肉中累積后(hou),會(huì)降低肌肉中(zhong)的粗(cu)蛋白、總氨基酸(suan)和呈(cheng)味氨(an)基酸(suan)含量,同時(shí)還(hai)會(huì)影響肌肉(rou)質(zhì)地。CeO?納(na)米顆(ke)粒導(dǎo)致魚(yu)肉品(pin)質(zhì)下降,這(zhe)主要與(yu)氧化應(yīng)(ying)激引起的肌(ji)肉代謝異常(chang)和腸(chang)道功能(neng)紊亂有關(guān)。具體(ti)而言,CeO?納米顆粒(li)會(huì)增(zeng)加多寶魚腸道中(zhong)寡養(yǎng)單胞菌屬(shu)和弧菌屬(shu)的相對(duì)豐度(du),同時(shí)降低乳酸(suan)桿菌屬、芽孢桿(gan)菌屬和不(bu)動(dòng)桿菌屬的相(xiang)對(duì)豐度(du)。此外(wai),CeO?納米顆粒還(hai)會(huì)顯著干擾(rao)肌肉中嘌(piao)呤及氨(an)基酸(如天冬氨(an)酸、谷氨酸、甘(gan)氨酸(suan)等)的代謝。相關(guān)(guan)性分(fen)析表明,腸道菌(jun)群失調(diào)(diao)與肌肉代謝功(gong)能障礙存(cun)在高度相關(guān)(guan)性。本研(yan)究揭(jie)示了(le) CeO?納米顆粒(li)的傳遞與轉(zhuǎn)化(hua)規(guī)律,以及它們(men)通過 “腸道 - 肌(ji)肉軸" 對(duì)(dui)魚肉品質(zhì)的干(gan)擾機(jī)制(zhi),為評(píng)估(gu)海洋環(huán)境(jing)中的生態(tài)風(fēng)(feng)險(xiǎn)和食(shi)品安全(quan)提供了有價(jià)(jia)值的參考信息(xi)。
如圖 3A-D 所示,喂食(shi)經(jīng) CeO?納米(mi)顆粒(li)(ENPs)處理的沙(sha)蠶后,多寶魚的(de)肉色(包括紅(hong)度、亮度和黃度(du))未受到顯著(zhu)影響(p > 0.05)。然而(er),膳食暴露于 CeO?納(na)米顆(ke)粒顯(xian)著影響了(le)肌肉的持(chi)水力(WHC)、膠(jiao)原蛋白含(han)量和質(zhì)構(gòu)(gou)特性(p < 0.05)。其中,持(chi)水力可直接影(ying)響肌肉品質(zhì)(zhi),包括顏色、口(kou)感、質(zhì)地和(he)風(fēng)味(wei)。持水力通常通(tong)過蒸(zheng)煮損失率、滴水(shui)損失(shi)率和離心損(sun)失率來(lai)評(píng)估(gu):離心損失(shi)主要源于肌(ji)肉組織中自由(you)水的流失(shi);滴水損失(shi)則主要(yao)由肌肉(rou)結(jié)構(gòu)內(nèi)結(jié)合(he)水的流(liu)失導(dǎo)致,這與蛋(dan)白質(zhì)(zhi)的修飾、變性及(ji)結(jié)構(gòu)變(bian)化相關(guān)。因此(ci),提高肌肉(rou)持水力可增(zeng)強(qiáng)肌肉結(jié)構(gòu)(gou)的完整性,進(jìn)(jin)而直接改善(shan)肉質(zhì)。但(dan)本研究中,多(duo)寶魚肌(ji)肉的(de) 24 小時(shí)滴(di)水損失率和離(li)心損失率(lv)升高(gao),表明(ming)其持水力(li)下降。此外,膠(jiao)原蛋白作為(wei)結(jié)締(di)組織的主(zhu)要成分(fen),對(duì)維持肌肉(rou)完整性至關(guān)(guan)重要,其(qi)含量(liang)與肌(ji)肉的彈性和硬(ying)度密切(qie)相關(guān)。本研究發(fā)(fa)現(xiàn),CeO?納米(mi)顆粒(li)暴露導(dǎo)(dao)致多寶(bao)魚肌肉持水力(li)降低和膠原蛋(dan)白含量減少,這(zhe)可能破壞(huai)了肌肉結(jié)構(gòu)(gou)的完整性(xing),進(jìn)而影響(xiang)肉質(zhì)(zhi)的質(zhì)地(di)和風(fēng)味。
重要的是,具有(you)高硬度和彈(dan)性的(de)魚肉更受(shou)消費(fèi)者認(rèn)(ren)可。提高魚肉硬(ying)度(即(ji)堅(jiān)實(shí)度)可改善(shan)魚肉(rou)品質(zhì)(zhi),而較低(di)的剪切力能增(zeng)加魚肉的(de)嫩度。然(ran)而,剪切力、咀嚼(jue)性和內(nèi)聚(ju)性降(jiang)低會(huì)減弱魚(yu)肉肌細(xì)胞之(zhi)間的結(jié)合(he)能力(li),使其無法(fa)抵抗損傷并(bing)維持結(jié)構(gòu)完(wan)整性,進(jìn)而導(dǎo)(dao)致肌肉彈(dan)性下降、口感變(bian)差。本研(yan)究中(zhong),所有組(zu)別的魚(yu)肉彈性和內(nèi)聚(ju)性未呈(cheng)現(xiàn)顯著差異(yi)(p > 0.05)。但與對(duì)照組相(xiang)比,暴露組(zu)魚肉的(de)硬度(du)、剪切力和咀(ju)嚼性均顯著(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)寶魚肌肉出(chu)現(xiàn)口(kou)感品質(zhì)(zhi)不佳的問(wen)題。
參考文獻(xiàn)(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。