《International Journal of Food Microbiology》：Ferric iron availability and species identity jointly shape the metabolic profiles and spoilage potentials of grass carp spoilage bacteria: A combined metabolomic and physicochemical evaluation
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•高铁条件促进了细菌的碳水化合物代谢和β-氧化。•低铁条件阻碍了碳水化合物代谢但增强了氨基酸代谢。•在低铁条件下，受试细菌积累了更多的腐败代谢物。•受试细菌具有不同的腐败潜力和营养降解能力。引言草鱼是一种广泛养殖的淡水鱼，因其生长速度快和水产养殖产量高而闻名。据联合国粮农组织
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高铁条件促进了细菌的碳水化合物代谢和β-氧化。
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低铁条件阻碍了碳水化合物代谢但增强了氨基酸代谢。
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在低铁条件下，受试细菌积累了更多的腐败代谢物。
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受试细菌具有不同的腐败潜力和营养降解能力。
引言
草鱼是一种广泛养殖的淡水鱼，因其生长速度快和水产养殖产量高而闻名。据联合国粮农组织（FAO，2025）报告，2023年草鱼的总水产养殖产量达到624.8万吨，位居全球所有淡水鱼种之首。然而，草鱼和其他淡水鱼由于细菌的生长和代谢作用极易变质。
为了抑制鱼体中腐败细菌的生长，以往的研究探讨了细菌与鱼肉成分之间的相互作用（Jia等，2024；Li等，2017；Zhuang等，2022，Zhuang等，2023a，Zhuang等，2023b）。研究结果阐明了细菌降解鱼类大分子成分如蛋白质、氨基酸和核苷酸的机制。然而，微量元素在细菌代谢和鱼类变质中的潜在作用仍很大程度上未被探索。
在不同的微量元素中，三价铁铁已被证明是影响细菌生长和鱼类变质的一个重要因素（Cui等，2024；Xu等，2025；Zhuang等，2026）。例如，在Zhuang等（2026）的一项研究中，鱼肉中铁的易得性影响了冷藏草鱼的微生物群落组成和质量指标，如挥发性盐基氮（TVB-N）和腐胺含量。同时，其他一些研究也发现铁的易得性可能会影响细菌表型，如生物膜形成、运动性、胞外酶分泌等（Chen等，2023；Fernandez等，1992）。由于细菌表型与其腐败潜力密切相关，可以合理推测三价铁能够影响细菌的腐败潜力，从而影响鱼类的变质过程。然而，这一假说尚未得到直接验证，因为在不同铁的易得性条件下，草鱼腐败细菌的实际腐败潜力仍然不清楚。
除了明显的表型外，三价铁已被证明对细菌的各种生理代谢是必不可少的。例如，铁硫（Fe-S）簇为许多酶提供了电子转移能力，对呼吸和中心碳降解等基本生理过程至关重要（Frawley和Fang，2014；Imlay，2006）。在DNA代谢中，多种DNA修复酶（解旋酶、核酸酶、糖苷酶、去甲基化酶）和核糖核苷酸还原酶利用铁作为不可或缺的共同因子来发挥作用（Puig等，2017）。此外，三价铁与核黄素代谢和硫代谢等多种其他途径相关联（Andrews等，2003；Sepúlveda Cisternas等，2018），使其深度参与细菌的全局代谢图谱。尽管三价铁在微生物代谢中扮演着重要角色，但对于草鱼腐败细菌在不同铁条件下的代谢反应知之甚少，也不清楚这些代谢变化如何与腐败潜力相关联。
为了解决这些问题，本研究将三种主要的腐败细菌（河埃希菌、普氏菌和变形菌）接种到不同铁的易得性条件下的草鱼肉中，以1）评估铁的易得性对细菌腐败潜力的影响；2）监测细菌在不同铁条件下的代谢变化；3）建立铁诱导的代谢转移与腐败潜力变化之间的关系。研究结果揭示了三价铁在细菌诱导的草鱼变质中的作用以及细菌代谢和腐败潜力的种间差异，为淡水鱼基于铁的保鲜策略提供了理论基础。
各节摘要
化学试剂与试剂
生物胺标准品购自上海生工生物工程有限公司。平板计数琼脂（PCA）和胰蛋白大豆肉汤（TSB）购自北京澳博星生物技术有限公司。色谱级和LC-MS级溶剂，包括乙腈、甲醇、甲酸、醋酸铵和丹磺酰氯，由赛默飞世尔科技公司（美国马萨诸塞州沃尔瑟姆）提供。所有其他化学试剂均为分析纯，购自麦克林生物技术有限公司。
不同铁的易得性条件下的细菌腐败潜力
测定了河埃希菌、普氏菌和变形菌在Na、Fe和ED样品中的TVC值，以检验三价铁对细菌生长的影响。如图1A所示，当接种到Na、Fe和ED样品中时，河埃希菌保持了几乎相同的生长曲线。储存结束时，Na、Fe和ED样品中的河埃希菌分别生长到8.34、8.32和8.21 lg CFU/g。河埃希菌在Na、Fe和ED条件下的近似生长速率表明
讨论
三价铁是细菌呼吸、中心碳降解和DNA修复等代谢过程的必需元素（Frawley和Fang，2014；Imlay，2006；Puig等，2017）。然而，淡水鱼中铁的实际含量相当有限（Gram和Dalgaard，2002），使三价铁成为控制细菌生长的潜在新靶点。以往的研究已经证明了通过调节铁的易得性进行鱼类保鲜的可行性（Cui等，2024；Xu等，2025），
结论
本研究比较了草鱼腐败细菌在不同铁的易得性条件下的鱼肉中培养时的代谢变化和腐败潜力变化。结果表明，高铁条件刺激了细菌的碳水化合物代谢和脂肪酸β-氧化。然而，EDDHA诱导的低铁条件加剧了鱼肉中TCA可溶性肽和某些生物胺的积累，表明简单的低铁条件或
CRediT作者贡献声明
刘红赵：撰写——初稿、可视化、调查。王欣然：资源、调查。吴迪：调查。王颖：资源。张月梅：资源。王金鹏：形式分析。滕文迪：形式分析。庄帅：撰写——审查与编辑、资金获取、概念化。曹金选：项目管理。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性经济利益冲突或个人关系，这些关系可能会影响本文所报告的工作。
致谢
本研究得到了北京工商大学青年学者研究基金（项目编号：RFYS2025）和国家自然科学基金（项目编号：32402182）的资助。
刘红赵|王欣然|吴迪|王颖|张月梅|王金鹏|滕文迪|庄帅|曹金选
