代谢组学在水产品品质与安全中的研究进展(2)
3 代谢组学在水产品品质与质量安全研究中的应用
从原料到产品,水产品从产地到消费者手中,引起其品质差异的差异主要包括:原料本身养殖方式、营养水平、产地来源的差异;贮运过程自身內源酶作用和外界刺激引起的不同程度的腐败变质;不同加工工艺产品的安全性、营养性差异。这些差异都会通过不同的代谢产物表现出来,通过对于其代谢产物的具体分析研究,可以更准确分析与评价水产品的食用品质与安全,但是代谢物的种类众多、结构复杂,想要获得更准确、更完善的代谢物分析也将是一项挑战。
3.1 代谢组学在水产养殖与营养中的应用
水产养殖条件与方式是提供优质水产品原料的重要条件,伴随水产养殖业的快速发展以及动物营养和饲料科学理论知识的普及,饲料在水产养殖中的需求与日俱增,不同的饲料种类与配比以及部分营养物质的添加对水产原料具体的营养品质有极大的影响。因此,需要进一步了解喂食不同饲料对水产动物体内营养代谢的影响,从而为养殖高品质的水产原料提供理论依据。
代谢组学可以对水产原料在养殖期间投喂饲料的生长代谢情况进行监测,对其引起的代谢活动、生物特性(抗氧化性、免疫力等)及营养组成的变化作出解释。中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis),又称河蟹,是我国主要的养殖蟹类之一。马倩倩[28]利用基于GC-MS代谢组学方法,探讨了不同脂肪源(棕榈油、橄榄油、红花籽油和紫苏籽油)对幼蟹生长及生理代谢的影响,以生长性能、抗氧化指标、免疫指标、消化酶活性、糖脂代谢酶活性以及肝胰腺组织结构的影响作为评价指标,发现四种不同脂肪源中棕榈油是一种较好的河蟹脂肪源,而紫苏油的促生长效果最差,过量添加还会引起肝胰腺的氧化应激,造成肝胰腺的氧化损伤;赵磊等[29]也通过GC法对以植物油代替鱼油作为饲料喂养的河蟹的脂质代谢水平进行测定,发现混合植物油合理替代鱼油有利于河蟹肝胰腺脂质的吸收、转运和积累,提高机体的抗氧化和免疫性能,减少氧化损伤。此类研究结果为开发中华绒螯蟹高脂饲料适宜脂肪源的选择、完善人工配合饲料提供了依据。Schock等[30]运用基于1H-NMR代谢组学技术评估了饲料中不同鱼粉含量(25%、50%和 100%)对军曹鱼(Rachycentron canadum)代谢的影响,发现饲料中鱼粉的含量与军曹鱼血清酪氨酸和甜菜碱水平呈负相关,与葡萄糖和乳酸水平呈正相关,表明饲料中鱼粉含量对军曹鱼的生长健康状况影响较大,含量减少会导致军曹鱼因缺营养物质维持生长被迫降解机体的蛋白质,从而导致机体本身蛋白含量降低。牛磺酸普遍存在于哺乳动物和水产动物中,具有参与脂肪代谢、氨基酸代谢、糖代谢以及渗透压的调节等生理功能,对鱼类的生长有促进作用,黄颖[31]基于NMR代谢组学技术对饲料中添加牛磺酸对尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)的影响进行探究,发现适量添加牛磺酸可以促进尼罗罗非鱼的生长速度以及提高粗脂质和粗蛋白水平,过量添加则会抑制生长,牛磺酸的添加对尼罗罗非鱼机体产生了显著影响,相关代谢通路涉及糖代谢、蛋白质合成与代谢、脂质合成与代谢、核苷酸代谢、牛磺酸合成等,研究揭示了牛磺酸对尼罗罗非鱼代谢的调控机制,为鱼类营养学研究提供依据。
水产动物饲料成分与其肌肉营养成分有很大的相关性,通过代谢组学技术研究水产养殖过程中饲料组成配比对水产动物代谢的影响,可了解不同饲料在水产动物生长代谢中的具体作用,总结代谢规律后根据其代谢规律优化养殖方式,进而可以提高水产品质。代谢组学的发展可为养殖高品质的水产原料提供合理可行的理论依据,为水产养殖产业带来更多机遇。
3.2 代谢组学在鉴别鉴定水产品原料中的应用
食品掺假、欺诈是世界性的问题,随着部分水产品因特殊的地理位置、养殖方式等原因具有较高的市场价值,为了获取更高的利润,市场上不乏以次充好的产品,造成水产品市场混乱,产品品质与安全得不到保障。对水产品的原料种类,产地的鉴别,是处于水产品供应链的质量控制的最初端的重要工作,由于水产品的原料与产品的化学组成复杂,不同原料与产品之间差异不明显,为鉴别工作提出了更高的要求。
代谢组学的发展为鉴别水产品品种和产地提供新的方法,通过代谢差异从而鉴定产品质量。Rochfort等[32]通过对澳大利亚蓝贻贝(Mytilus galloprovincialis)和新西兰绿唇贻贝(Perna canaliculus)进行了代谢组学评估,水性代谢物用NMR分析、脂质代谢物通过NMR和GC/MS分析,通过对NMR图谱进行主成分分析(PCA)判别,将和两个贻贝品种被分类开来,同时发现可以凭借某种化合物的含量就可将来自澳大利亚和新西兰的两种贻贝予以区分,但由于核磁共图谱所能提供的结构信息太少,作者未能鉴定出此化合物。脂质组学可获得各类水产品的脂质信息可以得到不同品种、生长环境的水产品脂质轮廓,对水产品进行鉴定,Aursand等[33]通过核磁共振碳谱(13C-NMR)与多变量数据分析结合对大西洋鲑(Salmo salar)的肌肉脂质进行检测分析,来区分野生和养殖大西洋鲑、鉴定其原产地和验证市场供应产品来源。因品种、生长环境、饲养情况的不同,水产品体内脂质的组成和成分也不相同,Shen等[34]采用鸟枪法比较了鲫鱼(Carassius auratus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲈鱼(Lateolabrax japonicus)三者之间以磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰肌醇(PI)和磷脂酰丝氨酸(PS)4类为主的磷脂成分的主要差异,发现可利用磷脂标记物对3种鱼肉进行鉴别。Song等[35-36]通过无需样品前处理的iKnife-REIMS(智能刀-快速蒸发离子化质谱)联用技术对三文鱼(Salmo salar、Oncorhynchus tshawytscha)和虹鳟鱼(Oncorhynchus mykiss)进行区分,也对4种不同的金枪鱼(Thunnus thynnus、Thunnus obesus、Thunnus albacares、Thunnus alaunga)进行了分析鉴定,获得了对应的脂质组学特征,为科学评估市售三文鱼和金枪鱼掺假情况提供了快速、实时、准确的鉴别方法。
文章来源:《水产科技情报》 网址: http://www.sckjqbzz.cn/qikandaodu/2021/0220/369.html
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