在不同盐度和溶解氧水平下，暴露于Lactococcus lactis D1813的Litopenaeus vannamei肌肉和头部脂质组的特征分析

《Food Science & Nutrition》：Lipidomic Characterization of Muscle and Head of Litopenaeus vannamei Exposed to Lactococcus lactis D1813 at Varied Levels of Salinity and Dissolved Oxygen

凡纳滨对虾在乳酸菌D1813、盐度（8和25 ppt）及溶解氧（8.5和3.5 mg/L）条件下，肌肉和头部脂质组学分析显示，补充D1813在25 ppt盐度和3.5 mg/L DO时显著提高鞘脂质和饱和脂肪酸含量，并富集甘油磷脂代谢、鞘脂代谢等通路。

　　本研究聚焦于对虾（*Litopenaeus vannamei*）肌肉和头部脂质组学特征的影响因素分析，重点探讨了乳酸菌 *Lactococcus lactis* D1813 的添加、盐度（8 和 25 ppt）以及溶解氧（DO）浓度（8.5 和 3.5 mg/L）对虾类脂质代谢和营养成分的影响。通过液相色谱-质谱联用技术（LC–MS/MS）对虾体不同部位的脂质进行深入解析，揭示了在不同环境条件下，虾体内脂质组成的变化趋势及其潜在的生理意义。研究不仅关注虾的脂质代谢模式，还进一步探讨了这些变化对虾的健康状况以及其作为人类健康食品的营养价值。

在虾类养殖过程中，环境因素如盐度和溶解氧水平是影响其生长、存活和生理状态的关键变量。盐度的高低会显著改变虾体内离子平衡，进而影响其细胞膜结构和脂质代谢过程。例如，较高的盐度可能增强虾体的抗氧化能力，同时稳定脂质组成；而较低的盐度则可能破坏虾的渗透调节机制，导致其对脂质的利用效率下降。溶解氧浓度同样在虾的代谢活动中扮演重要角色，充足的氧气有助于维持正常的能量代谢，但过高的溶解氧水平（如超过 8 mg/L）可能导致氧化应激，进而破坏细胞膜结构和脂质稳定性。因此，研究中设定的 8.5 和 3.5 mg/L 的 DO 浓度分别代表了较高和较低的环境压力条件，有助于评估虾在不同环境压力下的脂质变化及其适应机制。

此外，本研究还引入了 *L. lactis* D1813 这种益生菌，旨在评估其对虾类脂质代谢的调节作用。作为一种广为人知的益生菌，*L. lactis* D1813 在改善肠道健康、增强免疫系统功能和促进代谢方面已被广泛研究。在水产养殖领域，该菌株的使用不仅有助于提高虾的抗逆能力，还可能改善其营养成分，从而提升养殖虾的市场价值和食用价值。研究中采用的补充方法是将 *L. lactis* D1813 按照 0.01 g/L 的浓度添加到养殖水体中，并结合日常投喂和环境调控，以确保其在虾体内的有效分布和持续作用。

通过对虾肌肉和头部样本的脂质提取和分析，研究团队发现不同处理条件下，虾体内的脂质种类和含量存在显著差异。在肌肉部分，*L. lactis* D1813 的添加在 25 ppt 盐度和 3.5 mg/L DO 的条件下显著提升了某些脂质的含量，包括鞘脂类（sphingolipids）和饱和脂肪酸（saturated fatty acids）。相比之下，头部分析结果显示，在 25 ppt 盐度和 3.5 mg/L DO 的条件下，T3BS 组的虾头部具有更高的鞘脂类和饱和脂肪酸比例，而 Huang 组的虾头部则富含甘油磷脂（glycerophospholipids）和固醇（sterols）。这些差异表明，益生菌的添加与环境因素共同作用，能够显著改变虾体内脂质的分布和代谢路径，从而影响其生理功能和营养质量。

研究还通过 KEGG 路径分析，揭示了虾体内多个脂质代谢相关通路的显著富集情况。其中，甘油磷脂代谢、鞘脂代谢、甘油脂代谢、亚油酸代谢以及 α-亚麻酸代谢等通路在 T3BS 组的肌肉和头部样本中表现出更高的活跃度。这表明，*L. lactis* D1813 的添加不仅改变了虾体内脂质的种类和含量，还可能通过调控代谢通路，进一步增强虾的生理适应能力。这种调节作用可能体现在虾对环境压力的耐受性提升、能量代谢效率改善以及免疫系统功能增强等方面。

在脂质组成方面，甘油磷脂是虾体内最主要的脂质类型之一，占总脂质的 28.55%。这一类脂质在维持细胞膜结构、调节细胞信号传导和能量储存等方面具有重要作用。而鞘脂类则主要集中在虾头部，可能与头部神经系统的功能密切相关。此外，固醇和饱和脂肪酸在虾体内的分布也呈现出显著的组间差异。例如，Huang 组的虾头部富含多种甘油磷脂和固醇，如 PC (12:0/18:2)、PC (18:0/20:4)、PC (16:1/22:6)、PC (10:1e/20:4) 和 PC (33:0/18:2)，以及 Cer (d14:1/20:0)、SM (t18:1/22:4)、SM (d18:0/16:1) 等。这些脂质的富集可能反映了虾在特定环境条件下对营养物质的优先利用策略，以及其在应激状态下的适应性变化。

相比之下，T3BS 组的虾头部则表现出更高的鞘脂类和饱和脂肪酸比例，如 Cer (d14:1/20:0)、SM (t18:1/22:4)、SM (d18:0/16:1)、SM (d18:1/18:3) 等，以及包括丁酸、硬脂酸、月桂酸、十四酸和花生酸在内的多种饱和脂肪酸。这些脂质的增加可能与虾在高盐度和低溶解氧条件下的生理调节机制有关，例如通过增强细胞膜的稳定性、提高能量储存效率和增强抗逆能力。而 Wei 组作为对照组，其脂质组成则较为均衡，没有表现出显著的组间差异，这表明环境因素和益生菌的添加对虾的脂质组成具有直接调控作用。

脂质组学分析的结果还表明，*L. lactis* D1813 的添加在特定环境条件下（如 25 ppt 盐度和 3.5 mg/L DO）能够显著改变虾的脂质代谢路径，提高某些关键代谢通路的活性。这种调节作用不仅有助于虾在恶劣环境中的生存，还可能通过改善其脂质组成，提升其营养价值。例如，虾体内富含的不饱和脂肪酸（如 ω-3PUFA 和 ω-6PUFA）被认为对人类健康具有积极作用，包括改善心血管健康、增强免疫功能和促进大脑发育等。因此，本研究的发现不仅为水产养殖提供了新的思路，也为开发富含健康脂质的虾类食品提供了科学依据。

研究团队还采用了多种数据处理和分析方法，包括主成分分析（PCA）、偏最小二乘判别分析（PLS-DA）以及 KEGG 通路富集分析，以全面评估虾体内脂质的变化趋势和潜在影响。PCA 和 PLS-DA 的结果表明，不同处理条件下的虾样本在脂质组成上存在显著差异，且这些差异在统计学上具有高度显著性（p < 0.05）。同时，通过 VIP（变量重要性投影）评分和 p 值筛选，研究人员确定了 120 种差异显著的脂质（differentially abundant lipids, DALs），这些脂质可能作为潜在的生物标志物，用于评估虾在不同环境条件下的生理状态和营养质量。

此外，研究中还特别关注了虾体内固醇和饱和脂肪酸的相对含量变化。在 Huang 组的虾头部，固醇如 ChE (0:0)、ChE (22:6)、ST (m20:0/16:1) 和 ZyE (0:0) 的含量显著高于其他组，而 T3BS 组的虾头部则表现出更高的饱和脂肪酸比例，包括丁酸、硬脂酸、月桂酸、十四酸和花生酸。这些结果进一步表明，益生菌的添加和环境条件的变化对虾体内脂质代谢具有协同作用，能够显著影响其脂质组成和代谢路径。

本研究的意义不仅在于揭示了虾体内脂质代谢的调控机制，还在于为水产养殖业提供了可行的解决方案。通过优化养殖环境和添加益生菌，可以有效提高虾的脂质质量和抗逆能力，从而提升其在市场上的竞争力。此外，虾类富含多种生物活性成分，如虾青素、ω-3PUFA 和 ω-6PUFA，这些成分对人类健康具有重要价值。因此，本研究的发现不仅有助于提高虾类的营养价值，还可能为开发功能性食品提供新的方向。

总体来看，本研究通过对虾类脂质组学的深入分析，揭示了益生菌 *L. lactis* D1813 在不同盐度和溶解氧条件下对虾体内脂质代谢的影响。研究结果表明，该益生菌能够显著提升虾体内的鞘脂类和饱和脂肪酸含量，同时增强与脂质代谢相关的通路活性。这些变化不仅有助于虾在环境压力下的生存，还可能提升其作为人类健康食品的营养价值。因此，*L. lactis* D1813 有望成为一种有效的益生菌，用于改善虾类的养殖条件和提升其营养品质。

研究还指出，虾类脂质的变化可能对人类健康产生深远影响。例如，虾体内富含的不饱和脂肪酸和固醇成分已被证明对心血管健康、免疫调节和神经系统功能具有积极作用。因此，进一步研究虾类脂质在人类健康中的应用潜力，如其在心血管疾病、癌症和神经退行性疾病中的治疗价值，具有重要的现实意义。此外，虾类作为高蛋白、低脂肪的食品，其脂质组成的变化可能影响其口感、营养密度和储存稳定性，这些因素都与食品工业和消费者需求密切相关。

本研究的方法学具有较强的科学性和可重复性，其采用的脂质提取和分析技术能够准确识别和定量虾体内的脂质种类。同时，通过设置多个对照组（如 Huang、Wei 和 T3BS 组），研究团队能够全面评估不同环境条件和益生菌添加对虾类脂质组成的影响。这种多组比较的方法不仅提高了研究的可信度，也为后续的实验设计提供了参考。此外，研究中使用的统计分析方法，如 ANOVA、PCA 和 PLS-DA，能够有效识别关键的脂质差异和代谢通路变化，为理解虾类脂质代谢的复杂性提供了有力支持。

从实际应用的角度来看，本研究的发现对水产养殖业具有重要的指导意义。在面对环境变化和病害压力时，通过添加 *L. lactis* D1813 可能成为一种有效的策略，以提高虾类的生存能力和营养价值。同时，研究结果也表明，合理的盐度和溶解氧调控对于维持虾类的脂质代谢平衡至关重要。因此，养殖者在实际操作中，应综合考虑这些环境参数，并结合益生菌的使用，以实现虾类的健康生长和高质量产出。

在进一步研究方面，本研究为虾类脂质在人类健康中的潜在应用提供了基础。例如，虾类脂质可能具有抗氧化、抗炎和神经保护等生物活性，因此可以作为功能性食品或药物成分进行开发。此外，研究团队还建议未来可以开展更多关于虾类脂质在癌症、心血管疾病和神经系统疾病中的治疗潜力的研究，以验证其在人类健康中的实际应用价值。这些研究不仅能够拓展虾类的营养价值，还可能为相关疾病的预防和治疗提供新的思路。

综上所述，本研究通过系统分析虾类在不同环境条件和益生菌添加下的脂质组学特征，揭示了脂质代谢与环境应激之间的复杂关系。研究结果不仅为水产养殖业提供了科学依据，还为虾类作为健康食品的开发提供了新的方向。未来，随着对虾类脂质研究的深入，其在人类健康领域的应用前景将更加广阔。