淡水养殖系统中土霉味的迁移与富集特性及种间差异：对精准净化工艺的启示

《Aquaculture》：Migration and enrichment characteristics of earthy-musty odor in freshwater aquaculture systems and interspecific differences: Implications for precision depuration processes

　　池塘水中的GSM/2-MIB显著高于水库水。鲤鱼肌肉中GSM/2-MIB与环境水位呈正相关。富集排序：银鲢鱼>鳙鱼>镜鲤>其他物种。食物来源、水体层次和脂肪含量共同驱动种间差异。## 引言水产品提供优质蛋白质，脂肪含量低，并为人体提供维生素和必需氨基酸（Djuricic等，2014；Djuricic和Calder，2021）。随着社会经济和饮食水平的提高，对鱼类的需求日益增长。2015年至2021年间，人均水产品消费量从11.2公斤增加到14.2公斤，复合年增长率为3.6%（Naylor等，2021）。为满足这一需求，许多养殖场提高了养殖密度以提高产量。然而，较高的养殖密度导致养殖水体和养殖鱼类中出现异味化合物，尤其是土腥味，严重降低了消费者的购买意愿，并降低了鱼类的食用和经济价值（Mohamed等，2022）。鱼类价格下跌也打击了生产者的积极性，制约了水产养殖业的健康发展。因此，解决养殖鱼类土腥味问题迫在眉睫。土腥味的主要来源是土臭素（GSM）和2-甲基异莰醇（2-MIB），它们由水体中的蓝藻和放线菌产生（Mustapha等，2021；Cerón-Vivas等，2023；Byun等，2023）。两种化合物均为脂溶性物质，倾向于在鱼肉组织中积累（Lukassen等，2019）。当鱼肉中2-MIB浓度超过约85 ng/kg时，鱼肉会产生明显的土腥味（Robertson等，2004）；GSM的对应阈值因物种和基质而异（Noguera等，2024）。为去除异味，一些研究人员在工业循环水养殖系统中添加了紫外线消毒、物理过滤和生物过滤，以减少GSM和2-MIB的积累。然而，这些措施成本高昂，且随着养殖密度增加，系统的有机负荷往往趋于过载，这可能损害系统的营养平衡，甚至增加异味化合物浓度（Marc等，2013；Edward等，2021a）。近年来，越来越多的研究关注通过将鱼类临时转移至清洁水中进行饥饿停食养殖，依靠鱼类代谢去除异味，从而降低鱼肉中GSM和2-MIB的含量（Raju等，2021）。然而，现有的大多数暂养方案采用固定处理时间（通常为4至6周），并未考虑不同物种或养殖环境的初始积累水平（Liu等，2021）。暂养期间过长的禁食会减少鱼类体重。例如，Ramsey等（2022）报道，在净化第20天，与第5天相比，鱼类体重减少了3.9±0.3%，鱼肉脂肪含量从6.5±0.3%降至5.3±0.4%。因此，在水中长时间暂养会导致体重下降效应，给养殖户带来额外的经济损失。因此，迫切需要调查不同鱼类种类中异味化合物的积累模式，为优化暂养方案和adoptive资源利用效率提供科学依据。根据《中国渔业统计年鉴2025》，天津位于九条河流交汇处，拥有约22000公顷淡水养殖水面，年产淡水鱼约194000吨。当地消费者对鱼类品质要求极高，养殖户为提高利润而提高养殖密度。这种做法导致水中异味化合物持续积累。每年7月至9月，降雨增加，将大量外源性有机物和土壤放线菌从上游河流带入天津。适宜的水温、升高的营养物质和适宜的pH值共同促进蓝藻快速生长和放线菌大量繁殖，使水中GSM和2-MIB浓度急剧升高（Jones等，2022）。因此，淡水养殖鱼类异味事件频发。Xie等（2015）报道，天津西青区1月和7月的MIB浓度远高于北京房山养殖场、武汉东湖、意大利阿诺河、日本霞浦湖和美国亚利桑那州水库的测定值。然而，鲜有系统研究调查天津鱼类中GSM和2-MIB的水平。为天津淡水鱼设计科学合理且高效的净化措施，迫切需要对该地区主要水系、养殖区及养殖物种进行背景调查。因此，本研究选择土腥味最明显的9月，在具有代表性的天然水域和养殖场所进行系统采样。在此期间，降雨增加，外源性有机物输入增加，蓝藻和放线菌大量繁殖，是GSM和2-MIB的高发季节（Granados等，2025）。我们选择了该地区的主要养殖物种——普通鲤鱼、银鲢鱼、鳙鱼、镜鲤、鲫鱼、鲶鱼、蛇头和鲈鱼——并在9月进行为期一周的系统调查，该时期正值淡水养殖系统中GSM和2-MIB发生的旺季（Granados等，2025）。其中，普通鲤鱼分布在所有15个采样点，而其他物种仅出现在特定地点；XQ1地点拥有全部物种，因此被选为种间比较地点。通过比较不同水体、养殖模式和鱼类物种中GSM和2-MIB的分布模式和积累差异，本研究旨在为优化淡水鱼净化方案提供理论指导和技术支持，促进养殖业的绿色、健康和可持续发展。## 节选片段### 研究区域与采样点设计基于天津自然水域和养殖水域的分布，研究团队于2025年9月——土腥味问题的高峰期（Granados等，2025）——进行了调查。调查覆盖了主要养殖区的代表性水库和养殖场：蓟州区（JZ）、宝坻区（BD）、武清区（WQ）、宁河区（NH）、静海区（JH）、东丽区（DL）、西青区（XQ）、北辰区（BC）和滨海新区（BH）。考虑到养殖模式、水源条件和区域代表性，### GSM和2-MIB在养殖水中的分布及环境驱动因素15个采样点水样中GSM和2-MIB的浓度汇总于表1。GSM在80.00%的地点被检出，范围为9.77至49.99 ng/L；2-MIB在73.33%的地点被检出，范围为10.66至71.57 ng/L。最高GSM浓度（49.99±1.37 ng/L）出现在JH1，显著高于所有其他地点（*P*<0.05），其次是NH1（38.39±2.06 ng/L）和JZ1（21.11±1.14 ng/L）。最低GSM浓度出现在BD1### 不同养殖模式下GSM和2-MIB在水中的分布特征及环境驱动因素本研究发现，天津地区养殖池塘水中GSM和2-MIB的检出率和浓度显著高于水库水。这一结果印证了Carmen等（2021）的结论，他们报道了同一地中海盆地区域不同水体中异味物浓度的差异。PCA确定了导致观察到的差异的主要环境驱动因素。载荷图表明GSM和2-MIB浓度### 结论本研究系统揭示了天津淡水养殖系统中土腥味化合物（GSM和2-MIB）的分布和积累模式。池塘水中两种化合物的浓度显著高于水库水，PCA确定总氮和总磷是导致这一差异的关键环境驱动因素。普通鲤鱼肌肉中GSM和2-MIB水平与其### CRediT作者贡献声明**孙洪清：** 论文撰写——初稿，软件，数据整理。**李明泽：** 验证，项目管理，形式分析。**贾磊：** 资金获取。**毕向东：** 方法学。**王超：** 可视化，验证。**董少杰：** 验证。**孙悦：** 论文撰写——审稿与编辑，论文撰写——初稿，验证，软件，形式分析，数据整理。**杨晓涵：** 项目管理，资金获取。### 伦理声明本研究遵循以下动物福利和/或报告准则进行：动物伦理和福利委员会（AEWC）。本研究经天津农业大学批准。（批准号：2024LLSC55）。## 利益冲突声明作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。## 致谢本研究得到以下项目支持：**天津农业科技开发服务中心青年科技创新项目**（ZXKJ2026211，ZXKJ2026114）；**专项基金**（CARS-46-Z01）；**甘肃省科技计划：东西部科技协作专项**（26CXNA076）；**天津市优秀农业科技特派员项目**（25ZYCGSN01390）。---孙洪清 | 李明泽 | 贾磊 | 毕向东 | 王超 | 董少杰 | 孙悦 | 杨晓涵