技術(shù)文章
Technical articles近日,中國海(hai)洋大學(xué)、江(jiang)南大學(xué)(xue)和河(he)北師(shi)范大學(xué)(xue)研究人員(yuan)聯(lián)合在國際(ji)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(wen)。在該論(lun)文中,研究人(ren)員利用上海(hai)騰拔Universal TA國產(chǎn)質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于(yu)測定多寶(bao)魚的硬度、彈性(xing)、咀嚼性、內(nèi)聚性(xing)和剪(jian)切力等指(zhi)標(biāo)。
工程納米顆粒(li)(ENPs)會在海(hai)洋沉積物中累(lei)積,并對(dui)底棲生物產(chǎn)(chan)生不利影響。然(ran)而,ENPs 對海(hai)洋底棲食物(wu)鏈的影響在很(hen)大程度(du)上仍不明確(que)。本研究以(yi)沙蠶(can)(Perinereis aibuhitensis)到多(duo)寶魚(Scophthalmus maximus)為模擬海(hai)洋底(di)棲食物(wu)鏈,探(tan)究了二(er)氧化鈰(CeO?)納米顆(ke)粒在其中的(de)營養(yǎng)(yang)傳遞與(yu)轉(zhuǎn)化過程(cheng),以及它(ta)們對魚肉(rou)品質(zhì)的影響。結(jié)果顯示(shi),隨著沙(sha)蠶體內(nèi) CeO?納米(mi)顆粒累積(ji)量的增加,多寶魚體內(nèi)的鈰(Ce)含(han)量也隨之上升(sheng),但該食(shi)物鏈中(zhong)未出現(xiàn) CeO?納米(mi)顆粒的生(sheng)物放大(da)效應(yīng)。在營(ying)養(yǎng)傳遞過(guo)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(ke)粒在多寶魚肌肉中累(lei)積后,會(hui)降低(di)肌肉中的(de)粗蛋(dan)白、總氨基(ji)酸和呈味(wei)氨基(ji)酸含(han)量,同時還(hai)會影響肌肉(rou)質(zhì)地。CeO?納米顆(ke)粒導(dǎo)(dao)致魚(yu)肉品(pin)質(zhì)下降,這主要(yao)與氧化應(yīng)(ying)激引起的肌肉(rou)代謝異常和(he)腸道功能紊(wen)亂有關(guān)。具體(ti)而言,CeO?納米顆(ke)粒會(hui)增加(jia)多寶(bao)魚腸道中寡養(yǎng)(yang)單胞菌屬和弧(hu)菌屬的相(xiang)對豐度,同(tong)時降低乳酸(suan)桿菌屬、芽孢(bao)桿菌屬和不動(dong)桿菌屬的(de)相對豐度(du)。此外,CeO?納米顆粒(li)還會顯著干擾(rao)肌肉中嘌(piao)呤及(ji)氨基(ji)酸(如天冬(dong)氨酸、谷氨酸、甘(gan)氨酸等)的代(dai)謝。相關(guān)性(xing)分析表明,腸道(dao)菌群失(shi)調(diào)與肌肉(rou)代謝功能障(zhang)礙存在高度相(xiang)關(guān)性。本研究揭示了(le) CeO?納米顆粒的傳(chuan)遞與轉(zhuǎn)化規(guī)(gui)律,以及(ji)它們(men)通過 “腸道(dao) - 肌肉軸" 對(dui)魚肉品質(zhì)(zhi)的干(gan)擾機制,為評(ping)估海洋(yang)環(huán)境中(zhong)的生態(tài)(tai)風(fēng)險和食品(pin)安全提供(gong)了有價值的(de)參考信息。
如圖 3A-D 所示,喂食(shi)經(jīng) CeO?納米(mi)顆粒(ENPs)處(chu)理的沙(sha)蠶后,多(duo)寶魚的肉色(se)(包括紅度、亮(liang)度和黃度)未(wei)受到顯(xian)著影(ying)響(p > 0.05)。然而,膳食(shi)暴露(lu)于 CeO?納米顆粒(li)顯著(zhu)影響(xiang)了肌肉的(de)持水力(li)(WHC)、膠原(yuan)蛋白含量和質(zhì)(zhi)構(gòu)特性(p < 0.05)。其中,持(chi)水力可直接(jie)影響肌肉品質(zhì)(zhi),包括(kuo)顏色、口感、質(zhì)(zhi)地和(he)風(fēng)味。持水(shui)力通常通過蒸(zheng)煮損(sun)失率(lv)、滴水損失(shi)率和(he)離心損(sun)失率來評估(gu):離心損失(shi)主要源于(yu)肌肉組織(zhi)中自由(you)水的流失;滴(di)水損失則主(zhu)要由肌肉(rou)結(jié)構(gòu)內(nèi)結(jié)合(he)水的流失導(dǎo)致(zhi),這與蛋白質(zhì)(zhi)的修飾、變性及(ji)結(jié)構(gòu)(gou)變化相(xiang)關(guān)。因(yin)此,提高(gao)肌肉持水力可(ke)增強(qiang)肌肉(rou)結(jié)構(gòu)的完整(zheng)性,進而直接改(gai)善肉質(zhì)。但本研(yan)究中,多寶魚(yu)肌肉的 24 小(xiao)時滴水(shui)損失率和離心(xin)損失率(lv)升高,表明其(qi)持水力(li)下降。此外(wai),膠原蛋白作為(wei)結(jié)締組織(zhi)的主(zhu)要成分,對維(wei)持肌(ji)肉完整性至關(guān)(guan)重要,其含量與(yu)肌肉的(de)彈性和(he)硬度密(mi)切相關(guān)。本研究(jiu)發(fā)現(xiàn),CeO?納米顆(ke)粒暴露導(dǎo)(dao)致多寶魚肌(ji)肉持水(shui)力降低(di)和膠(jiao)原蛋白含量減(jian)少,這可能破壞(huai)了肌肉結(jié)(jie)構(gòu)的完整性(xing),進而(er)影響肉(rou)質(zhì)的質(zhì)地和風(fēng)(feng)味。
重要(yao)的是,具(ju)有高硬(ying)度和彈性的魚(yu)肉更(geng)受消(xiao)費者認可。提高(gao)魚肉硬度(即堅(jian)實度(du))可改(gai)善魚肉品質(zhì),而(er)較低的剪切(qie)力能(neng)增加魚肉的(de)嫩度。然(ran)而,剪切力、咀嚼(jue)性和內(nèi)聚性降(jiang)低會減(jian)弱魚肉肌細胞(bao)之間的(de)結(jié)合能力(li),使其無法(fa)抵抗損(sun)傷并(bing)維持結(jié)構(gòu)完(wan)整性,進而導(dǎo)致(zhi)肌肉彈性下(xia)降、口感變差(cha)。本研(yan)究中(zhong),所有組別的魚(yu)肉彈性和內(nèi)聚(ju)性未呈(cheng)現(xiàn)顯(xian)著差(cha)異(p > 0.05)。但與對照(zhao)組相(xiang)比,暴露組魚肉(rou)的硬度、剪(jian)切力和咀嚼(jue)性均顯著降(jiang)低(p < 0.05),這可能導(dǎo)(dao)致經(jīng)膳食(shi)暴露于 CeO?納米(mi)顆粒后(hou)的多(duo)寶魚肌(ji)肉出(chu)現(xiàn)口感(gan)品質(zhì)(zhi)不佳的問題。
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。