综述:白藜芦醇作为改善食用鱼肉品质的生物活性化合物:新兴证据、潜在机制与未来展望

《Foods》:Resveratrol as a Bioactive Compound for Edible Fish Muscle Quality: Emerging Evidence, Putative Mechanisms, and Future Perspectives

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月13日 来源:Foods 6.0

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  白藜芦醇是一种植物来源的芪类多酚化合物,作为一种潜在膳食添加剂,在改善食用鱼肉品质方面引起了研究兴趣。本综述总结了关于采前膳食白藜芦醇补充及其对鱼肉或鱼片营养组成、风味相关生化性状及理化品质可能影响的最新证据。研究人员将营养品质(包括近似组成、氨基酸谱和脂肪酸

  
白藜芦醇是一种植物来源的芪类多酚化合物,作为一种潜在膳食添加剂,在改善食用鱼肉品质方面引起了研究兴趣。本综述总结了关于采前膳食白藜芦醇补充及其对鱼肉或鱼片营养组成、风味相关生化性状及理化品质可能影响的最新证据。研究人员将营养品质(包括近似组成、氨基酸谱和脂肪酸组成)与风味相关及感官相关替代指标(如游离氨基酸、肌苷一磷酸、挥发性前体物质、色泽、pH、持水力和质构)进行了区分。来自食用鱼肌肉的直接证据仍然有限且零散,大多数现有研究依赖于生化或仪器终点指标,而非经过培训的感官评价小组评定或消费者接受度测试。已报道的效应表明,肌肉蛋白沉积、氨基酸蓄积、脂肪酸组成、pH、蒸煮损失或滴水损失以及质构相关性状存在物种依赖性和剂量依赖性变化。潜在机制可能涉及抗氧化保护、肌纤维重塑、脂质代谢、内质网应激以及递送依赖性生物利用度;然而,许多机制联系仍是从肝脏组织、哺乳动物模型或体外系统中推断而来。未来研究应将标准化剂量-反应投喂试验与基于气相色谱-质谱联用(GC–MS)的挥发性物质 profiling、脂质和蛋白质氧化指标、仪器质构分析、感官评价及货架期测试相结合,然后才能将白藜芦醇推荐为一种稳健的饲料策略,用于改善食用鱼肉品质。
1. 引言
全球人口已突破80亿,对优质动物蛋白的需求激增,推动水产养殖业成为全球粮食安全工作的前沿领域。过去五十年间,水产养殖经历了显著扩张。根据联合国粮食及农业组织(FAO)最新报告(2024年世界渔业和水产养殖状况),2022年全球水产养殖产量达到1.2亿吨,占海产品总供应量的52%,自1990年以来增长了近400%。该产业不仅为约30亿人提供了约20%的每日蛋白质摄入量,还减轻了野生渔业资源压力,并创造了大量就业机会。作为优质动物蛋白的主要来源,鱼肉为人类饮食提供必需营养素。然而,必须认识到鱼肉与陆生畜禽肉在基本结构和生化特性上的根本差异。在结构上,鱼肌由肌节组成,肌节被薄层结缔组织隔膜(肌膈)分隔,缺乏哺乳动物和禽类肌肉特有的广泛且高度交联的胶原蛋白网络(肌外膜、肌束膜和肌内膜)。在生化方面,虽然两者均提供完整的必需氨基酸谱,但鱼肌蛋白本质上更容易发生死后快速降解和变性。此外,鱼肌脂质谱独特地以易氧化的长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFAs)为主。因此,其营养价值、风味和理化性质远比陆生肉类更频繁、更严重地受到氧化应激的损害,这凸显了利用生物活性化合物来保护和提升水生肌肉食品质量的迫切需求。

高密度养殖条件,包括高放养密度、营养不均衡日粮和环境应激源,可扰乱养殖鱼类的氧化还原稳态[1,2]。当活性氧(ROS)生成超过内源性抗氧化防御能力时,就会产生氧化应激[3]。在鱼肌中,这种失衡会促进脂质和蛋白质氧化,改变肌原纤维蛋白结构,并损害持水性和质构特性[4]。鱼肌线粒体在急性应激下可产生ROS,并可能促成下游氧化损伤,尽管这些效应的程度取决于物种和应激条件[5]。因此,增强氧化还原稳态的膳食策略可能有助于保护食用肌肉品质。

白藜芦醇(3,5,4′-三羟基-反式-二苯乙烯)是一种天然多酚,富含于葡萄皮、花生和多种浆果中。它通常被认为是安全的,在营养相关剂量下无毒性,且不会损害鱼类的生产性能[6,7]。除了其经典的ROS清除作用外,白藜芦醇还可调节去乙酰化酶-1(SIRT1)[8,9]、腺苷一磷酸激活蛋白激酶(AMPK)[9]和核因子E2相关因子2(Nrf2)信号通路[10,11],从而协调抗氧化、抗炎和代谢重编程反应。因此,白藜芦醇已被广泛探索用于水产饲料,以增强生长、免疫力和对环境应激源的抵抗力[7,12,13,14,15]。

尽管近期综述已整理了关于白藜芦醇在鱼类中广泛生理影响的证据,包括肝脏代谢、繁殖性能和疾病抵抗力[7,16],但针对食用鱼肉品质的关键性综合评述仍然有限。因此,本综述评估了采前膳食白藜芦醇补充对收获时或死后短期内食用鱼肉营养、风味相关和理化属性影响的现有证据。由于现有数据仍然稀少、具有物种特异性,且往往来源于间接证据,本文将定位为新兴证据和机制视角的综述,而非对既定鱼片品质效益的结论性评估。采后加工技术、长期储存系统和商业货架期干预仅在有助于解释鱼肌品质指标时进行讨论;它们不是本综述的主要焦点。

2. 白藜芦醇
2.1. 白藜芦醇的来源与理化性质
白藜芦醇是一种非黄酮类芪类多酚,主要存在于葡萄、花生、浆果和虎杖中。它主要以反式和顺式异构体形式存在(图1),其中反式白藜芦醇通常被认为更稳定且具有生物学相关性。在植物来源中,白藜芦醇也可能以糖苷化衍生物虎杖苷形式存在[17,18],其在溶解度、吸收和代谢行为方面与苷元不同。由于白藜芦醇水溶性差,且对光和碱性条件敏感,提取、储存、饲料加工和递送系统可能影响其稳定性和生物利用度[19,20]。

2.2. 白藜芦醇的合成与代谢
作为一种抗逆性非黄酮类多酚化合物,白藜芦醇通常在不利环境条件下通过苯丙烷代谢途径合成[21,22]。在植物中,白藜芦醇的从头生物合成主要通过两条途径发生[23,24,25]:一条以苯丙氨酸为底物,另一条以酪氨酸为底物(图2)。生物合成过程可概括如下:(1)起始物质苯丙氨酸或酪氨酸在苯丙氨酸解氨酶(PAL)和肉桂酸-4-羟化酶(C4H)或酪氨酸解氨酶(TAL)催化下转化为中心代谢中间体对香豆酸。(2)对香豆酸随后在4-香豆酸:辅酶A连接酶(4CL)作用下转化为对香豆酰辅酶A(CoA)。随后的不同下游酶催化将该中间体引导至各种结构代谢途径。(3)最终,在白藜芦醇合酶催化下,丙二酰辅酶A和对香豆酰辅酶A发生一系列缩合反应,最终形成白藜芦醇[25,26,27]。

目前,白藜芦醇可通过植物提取、化学合成和生物技术生产获得。植物提取是白藜芦醇生产的经典方法,广泛应用于当前研究;然而,植物来源中白藜芦醇含量普遍较低,且受生长条件、季节和地理来源的强烈影响[28,29]。化学合成涉及复杂途径,总产物收率相对较低,并产生大量副产物[30],这限制了其工业应用。相比之下,生物技术方法在低成本生产和可再生资源利用方面具有显著潜力。近年来,已开发出微生物系统(如大肠杆菌)用于白藜芦醇生物合成[26]。例如,据报道,从多种葡萄和虎杖(白藜芦醇的主要植物来源)中分离的内生真菌具有产生白藜芦醇的能力[31]。利用此类内生真菌可能最大化产量并确保稳定供应。

动物和临床研究关于白藜芦醇疗效的结果不一致且存在争议。这主要归因于其在体内快速代谢和清除,导致全身生物利用度极低[32]。在人类中,口服给药后血浆中通常仅能检测到痕量未代谢的白藜芦醇[33]。它被快速吸收、代谢和排泄,难以维持治疗性血浆浓度,并导致代谢稳定性差[34]。这可能归因于广泛的II相葡萄糖醛酸化和硫酸化代谢[33,35]。在正常条件下,白藜芦醇经胃肠道吸收,代谢为葡萄糖醛酸苷、硫酸盐和羟基化衍生物。人体研究表明,摄入后2小时内,白藜芦醇被代谢为3,4′-O-硫酸盐和3-O-葡萄糖醛酸苷结合物[36]。肝脏是白藜芦醇代谢的主要器官,其代谢物主要通过尿液排出,导致代谢周期短[37,38]。胃肠道吸收后,白藜芦醇的半衰期仅为8–14分钟[39],表明其快速清除且体内蓄积极少。

在血流中,游离白藜芦醇可与血浆蛋白(如白蛋白和脂蛋白)结合。它也可能经历肠肝循环或通过泌尿系统快速排泄。最终,尽管白藜芦醇口服后能被有效吸收,但未改变的白藜芦醇全身口服生物利用度非常低,通常估计低于1%,主要原因是快速肠道和肝脏II相代谢,包括葡萄糖醛酸化和硫酸化[40,41]。为克服这些生理限制并达到有效组织浓度,需要创新的制剂和递送策略,这将在第5节中详细讨论。

3. 白藜芦醇对鱼肉和渔业产品营养、风味相关和理化品质的影响
为清晰起见,本综述将营养品质与感官品质区分开来。营养品质指可食用肌肉组成,包括蛋白质、脂质、氨基酸谱和促进健康的脂肪酸。感官品质指消费者感知的属性,如外观、香气、味道、质地和总体可接受性。由于白藜芦醇饲喂的硬骨鱼类的直接感官评价小组证据仍然稀少,本节在讨论生化或仪器替代指标时使用更精确的术语“风味相关品质”和“理化品质”,包括脂肪酸组成、游离氨基酸、肌苷酸(IMP)、肉色、pH、持水力、剪切力和质地[4,42]。

尽管存在这些具体差异,但文献中可观察到一般性方法学趋势。在本文综述的几乎所有体内硬骨鱼研究中,白藜芦醇均以膳食补充剂形式直接掺入配制饲料中。在应用参数方面,研究人员主要使用市售高纯度反式白藜芦醇粉末,在制粒或脂质包被前将其均匀混入基础日粮成分中。在发育阶段方面,大多数营养干预针对幼鱼或活跃生长期。这些阶段代表强健体细胞生长、活跃肌纤维募集(增生和肥大)和肌内脂质沉积的关键生理窗口,使其对营养程序化高度敏感。此外,为在肌肉组织中实现所需的生化和理化改善,当前文献中的饲喂时长通常为4至12周。这一时间框架已被证明通常足以使膳食白藜芦醇有效调节目标代谢途径,如内源性抗氧化防御和脂质代谢,并随后转化为最终鱼片品质的可测量改善[43,44,45]。

为解决所引文献的异质性并使证据基础更加透明,表1提供了结构化总结。该表区分了直接硬骨鱼肌肉证据与间接或外推证据,并根据营养、风味相关、理化或感官相关品质属性对每项研究进行分类。总体而言,表1显示当前证据支持白藜芦醇在调节肌肉蛋白完整性、氨基酸沉积、脂肪酸组成、pH、持水力和质地相关性状方面的作用。然而,直接感官评价小组证据仍然稀少;因此,本综述将大多数报道的风味和质地指标视为感官相关替代指标,而非消费者感知改善的确定性证据。

3.1. 白藜芦醇对鱼肉营养品质的影响
营养成分主要包括粗蛋白和粗脂质,它们构成鱼类的主要可食用部分[49]。然而,为评估硬骨鱼片对人类消费的具体营养价值,必须超越粗大营养素,检查特定生化组成,如必需氨基酸谱和促进健康的脂肪酸的保留。在饲喂600 mg白藜芦醇/kg日粮16周的 juvenile 南方鲆(Paralichthys lethostigma)中,膳食白藜芦醇显著降低了白色轴上肌中的蛋白质羰基化、4-羟基壬烯醛(4-HNE)和蛋白质泛素化,表明氧化性蛋白/脂质损伤和泛素依赖性蛋白降解较低。相比之下,LC3丰度、S6K激活和线粒体体积密度未受显著影响[46]。这些发现提供了肌肉抗氧化反应的直接证据,尽管该研究未评估鱼片组成、仪器质地或感官品质。在西伯利亚鲟(Acipenser baerii)中,初始体重为248.1 ± 5.9 g的10月龄鱼被分配至含0或0.16 mg白藜芦醇/kg的日粮,持续45天。白藜芦醇未显著影响最终体重或增重百分比,但显著增加了肌纤维直径。肌肉丝氨酸和组氨酸含量分别增加了约11.9%和17.0%(均p = 0.03),而总氨基酸含量数值上增加约10.8%,但未达到统计学显著性(p = 0.20)。白藜芦醇还显著降低了肌肉MDA,并增加了CAT、LDH、SOD和总抗氧化能力[43]。这些结果表明,选定的结构、营养和抗氧化终点得到改善,而非生长性能的普遍提高。在成体草鱼(Ctenopharyngodon idella)中,鱼被饲喂含0、40、80、160或320 mg白藜芦醇/kg的日粮9周。肌肉粗蛋白从对照组的18.02 ± 0.27%增加至80 mg/kg时的19.35 ± 1.33%,对应增加约7.4%。白藜芦醇还显著改善了氧化稳定性:肌肉MDA在320 mg/kg时从3.31 ± 0.25降至1.53 ± 0.09 nmol/g组织,而蛋白质羰基在160 mg/kg时从4.44 ± 0.43降至3.42 ± 0.26 nmol/mg蛋白。基于肌肉蛋白羰基浓度和肌肉蛋白含量的回归分析得出估计最佳补充水平分别为178.33和198.33 mg/kg日粮[45]。这些不同估计表明,生物学最佳剂量取决于所选肌肉品质终点。此外,水生肌肉食品的具体营养价值高度依赖其脂质谱,特别是其富含促进健康的长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFAs),如二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)。由于这些必需脂肪酸在屠宰前和屠宰后极易氧化,白藜芦醇减轻脂质过氧化的强效能力(如鲆模型中观察到的那样)发挥着至关重要的保护作用。通过保留这些易氧化脂肪酸,白藜芦醇直接提升了最终可食用鱼片的功能性食品价值。鉴于这些对不同鱼类营养沉积和肌肉品质的不同影响,研究白藜芦醇对不同鱼类物种特定肌肉营养谱的影响以推进水产养殖营养策略是恰当的。然而,观察到的物种特异性反应(例如,草鱼低剂量下蛋白质增加,但鲟鱼肌纤维直径增强)凸显了将结果外推到具有不同肌肉代谢谱的硬骨鱼类物种的局限性。未来研究应优先考虑在相同饲养条件下的标准化比较试验,以建立肌肉食品特定营养改善的通用剂量-反应关系。

3.2. 白藜芦醇对鱼肉风味相关和感官相关品质的影响
肌肉风味品质由呈味活性成分和香气活性成分决定,主要包括肌苷一磷酸(IMP)、游离氨基酸和游离脂肪酸[50,51]。肌肉脂肪酸,尤其是不饱和脂肪酸,是肉香气的重要前体[51]。在虹鳟鱼中,白藜芦醇已被证明可改变全身脂肪酸组成并影响生长/营养利用[14]。白藜芦醇补充以剂量依赖性方式降低了草鱼肌肉中的饱和脂肪酸(SFA)含量,同时提高了不饱和脂肪酸,表现为在40 mg/kg时增加多不饱和脂肪酸(PUFA),在80 mg/kg时增加单不饱和脂肪酸(MUFA)[45]。然而,白藜芦醇如何影响不同鱼类物种肌肉脂肪酸组成仍不清楚,值得研究。游离氨基酸通常根据其味道特征分为甜味、鲜味和苦味氨基酸[52]。在肉鸭中,据报道白藜芦醇补充增加了胸肌中风味相关氨基酸的含量[53]。在草鱼(C. idella)肌肉中,160 mg/kg膳食白藜芦醇补充显著提高了谷氨酸(鲜味相关)含量,而甜味氨基酸(如脯氨酸)和苦味氨基酸(如蛋氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、酪氨酸)表现出抛物线型剂量-反应,在80 mg/kg时达到峰值[45]。同时,精氨酸独特地表现出浓度依赖性趋势。IMP是ATP的降解产物,与鱼类和贝类的鲜味密切相关[54]。尽管尚无研究检验白藜芦醇对水生动物肌肉IMP含量的影响,但植物提取物(如类黄酮)已被证明可增加鸡肉中的IMP水平[55]。因此,白藜芦醇对不同鱼类物种肌肉IMP含量的潜在影响值得进一步研究。可用的草鱼数据表明,所选脂肪酸和氨基酸发生剂量依赖性变化;然而,这些反应是否在不同鱼类物种间可重复仍不确定。如果不将这些生化变化与消费者实际感知的肌肉食品风味联系起来,白藜芦醇改善硬骨鱼适口性的实用价值在很大程度上仍是推测性的。尽管有这些有前景的生化改善,但必须强调当前文献中的一个主要空白:缺乏正式的人类感官评定。目前,膳食白藜芦醇对鱼类风味的增强几乎完全通过仪器替代指标推断,如量化鲜味相关游离氨基酸、肌苷酸和产挥发性脂肪酸。迄今为止,尚未进行系统的品尝小组或消费者接受度研究,以确认这些微观生化转变是否能转化为人类消费者对熟鱼片香气、味道和整体适口性可感知且统计学显著的改善。通过标准化感官剖析弥合这一差距是未来研究的迫切需要。

3.3. 白藜芦醇对鱼肉理化品质的影响
鱼肌肉颜色是影响消费者接受度的重要视觉属性,但并非仅由血红蛋白和肌红蛋白决定。根据物种、肌肉类型、残留血液、脂质和蛋白质氧化、日粮来源色素、屠宰条件和死后处理,鱼片颜色可能有很大差异[56,57]。目前,关于膳食白藜芦醇对鱼肌肉颜色影响的直接证据仍然稀少;因此,任何颜色相关效应应被视为需要在食用鱼肌肉中直接验证的假设。因此,潜在结果必须基于陆生牲畜模型进行假设。例如,在育肥猪中,白藜芦醇补充增加了死后45分钟和24小时的肌肉红度[58],而在牛中,它降低了肌肉亮度[59]。这些哺乳动物反应是否转化为硬骨鱼肌肉独特的肌红蛋白谱,仍是一个需要实证验证的关键假设。必须强调,由于鱼肌肉在肌红蛋白浓度、结构结缔组织架构和蛋白质变性动力学方面与陆生肉类根本不同,这些陆生牲畜和禽类反应仅作为假设基线。鱼肌肉独特的生化组成需要直接实证验证,以确定这些理化改善是否能转化为鱼类物种。

质地,包括硬度,是影响消费者对鱼类偏好的另一个关键品质属性[60,61]。咀嚼性和硬度反映相似的质地属性;在芙蓉鲫中,与对照组相比,白藜芦醇补充显著增加了咀嚼性[47]。剪切力是肌肉硬度的另一个指标。在育肥猪中,白藜芦醇降低了肌肉剪切力[58],而在肉鸡中未观察到效应[62]。这些结果表明白藜芦醇对肌肉硬度的影响存在物种特异性差异,强调需要跨动物研究。死后,体细胞氧气供应丧失导致无氧呼吸和乳酸产生,引起pH下降[63]。在育肥猪中,白藜芦醇显著增加了死后24小时pH[58]。在草鱼(C. idella)肌肉中,梯度递增水平的膳食白藜芦醇补充在死后24小时pH中诱导了显著的倒U型反应,在160 mg/kg时达到峰值后下降[45]。这些发现表明白藜芦醇可以影响动物死后肌肉pH。鱼肌肉的持水力(WHC)与蒸煮损失呈反比。在肉鸭中,白藜芦醇改善了蒸煮损失和滴水损失,表明它可以增强死后肌肉的WHC[64]。膳食白藜芦醇将肌肉蒸煮损失从对照组的22.84 ± 1.58%降至160 mg/kg时的最低17.12 ± 1.88%,对应约25.0%的降低。肌肉剪切力从对照组的15.27 ± 1.16 N增加至320 mg/kg时的17.50 ± 1.35 N,增加约14.6%。各处理组死后24小时pH范围为6.14至6.24,在160 mg/kg时达到最高数值(6.24 ± 0.06)[45]。类似地,在一项56天投喂试验中,初始体重为24.98 ± 0.05 g的芙蓉鲫被分配至含0、150或300 mg白藜芦醇/kg的日粮。两种补充水平均未显著影响最终体重、增重、特定生长率、饲料转化率、存活率、条件因子或脏体指数。然而,肝体指数在150和300 mg/kg组中分别下降了11.36%和16.12%。全身体粗脂质分别下降了19.40%和25.52%,肝脏粗脂质在300 mg/kg时下降了48.17%。在肌肉水平上,150 mg/kg白藜芦醇使内聚性增加9.52%,咀嚼性增加39.22%,而300 mg/kg使内聚性增加9.52%,粘附性降低51.61%。肌肉Ca2+-ATPase活性在150和300 mg/kg组中分别增加了338.46%和369.23%,总抗氧化能力分别增加了65.00%和62.50%。此外,肌肉巯基含量在150 mg/kg时增加了50.00%[47]。这些结果表明所选仪器和生化终点发生显著变化,尽管未进行直接感官评价。

鱼肌肉理化品质应被解释为一组死后和储存相关指标,而不仅仅是颜色或质地。由于本综述主要涉及采前膳食白藜芦醇补充,最强证据与收获时或死后短期内测量的终点有关,而长期储存和渔业产品保藏数据应视为补充证据。肌肉pH是核心的死后品质参数,因为它影响蛋白质变性、保水性、质地、微生物稳定性和消费者感知的新鲜度。在草鱼中,膳食白藜芦醇诱导了死后24小时pH的剂量依赖性反应,并降低了蒸煮损失,表明在适当添加水平下可能改善持水力[45]。类似地,膳食白藜芦醇降低了芙蓉鲫的滴水损失并增加了咀嚼性[47]。然而,直接证据仍然有限,白藜芦醇是否在不同鱼类物种中持续调节死后糖酵解、乳酸积累或pH下降尚未确定。

脂质水解和氧化也是鱼肌肉和渔业产品质量的关键决定因素[65,66]。游离脂肪酸(FFAs)反映脂肪酶和磷脂酶介导的脂质水解,并可能加速氧化酸败,因为游离脂肪酸比完整脂质更容易氧化[67]。过氧化值(PV)指示初级脂质氢过氧化物的形成,而硫代巴比妥酸反应物(TBARS)主要反映次级脂质氧化产物,如丙二醛[66,68]。目前,鱼类膳食白藜芦醇研究很少量化可食用肌肉中的PV或FFA,大多数现有证据仅限于氧化标志物,如MDA、蛋白质羰基、4-HNE和抗氧化酶活性[45]。因此,未来投喂试验应在冷藏或冷冻储存期间包括PV、FFA和TBARS测量,以确定体内抗氧化程序化是否在收获后持续存在。来自鱼类脂质基质和采后渔业产品模型的证据表明,白藜芦醇可以延缓脂质氧化[69,70],但此类证据不应直接解释为对活鱼膳食效应的证明。

总挥发性碱性氮(TVB-N)是衡量微生物和酶降解蛋白质及非蛋白氮化合物引起的含氮腐败的广泛使用指标。目前,将采前膳食白藜芦醇补充与鱼片TVB-N变化直接联系的证据仍然有限。然而,采后研究表明,白藜芦醇可能延缓渔业产品中TVB-N积累和微生物腐败。例如,在鱼香肠储存模型中,不含抗氧化剂的对照组TVB-N在第三个月超过35 mg/100 g的可接受限度,而白藜芦醇处理组在第五个月才达到该阈值[69]。白藜芦醇组在储存期间还表现出较低的微生物计数,支持其在渔业产品中潜在的抗氧化和抗菌防腐作用。类似地,最近一项鲟鱼片模型表明,白藜芦醇延缓了TVB-N、生物胺和TBARS的积累[70]。然而,这些采后保藏效应应与膳食补充研究明确区分,因为后者可能通过采前生理和代谢机制调节肌肉品质。

总体而言,当前证据表明白藜芦醇可能影响鱼肌肉的选定理化性状,尤其是pH、持水力、蒸煮损失、滴水损失和质地相关参数(图3)。然而,储存期间PV、FFA、TBARS和TVB-N的证据在膳食鱼类研究中仍然不足。未来研究应整合标准化投喂试验与死后储存实验、微生物计数、PV、FFA、TBARS、TVB-N、挥发性化合物剖析、仪器质地分析和感官评价,以确定白藜芦醇诱导的生化变化是否能转化为改善的货架期和市场品质。图3应被解释为证据分层的概念性总结,而非完全验证的因果途径。抗氧化模块得到来自南方鲆和西伯利亚鲟的直接骨骼肌证据支持,而肌纤维重塑和Wnt/β-catenin相关调控的直接证据目前集中于成体草鱼。脂质合成、脂肪酸分解代谢、脂肪酸转运和内质网应激调控的证据部分来自鱼类肝脏、哺乳动物肌肉或体外模型。因此,这些模块中的虚线箭头表示有限的跨物种验证或间接机制支持,而非完全缺乏实验证据。

4. 白藜芦醇与食用鱼肉营养、风味相关和理化品质之间的假定机制联系
本节讨论的机制应根据支持证据的水平进行解释。目前,只有有限数量的研究直接检验了膳食白藜芦醇对食用鱼骨骼肌或鱼片品质终点的影响。因此,本节区分了直接鱼肌肉证据与来自其他鱼组织、哺乳动物模型、体外系统或使用其他膳食化合物的研究的证据。抗氧化防御、肌纤维重塑、脂质代谢和内质网应激等机制途径被讨论为可能解释观察到的肌肉品质变化的假定联系,而非鱼肌肉中完全验证的机制。

4.1. 抗氧化防御可能参与白藜芦醇相关肌肉品质变化
氧化应激破坏体内氧化与抗氧化之间的平衡,导致自由基清除能力下降和自由基产生增加。在此条件下,肌肉组织中的蛋白质、脂质和DNA受损,损害细胞完整性[71]。过量自由基积累损害膜结构并导致细胞质流失,从而影响肉品质[72,73]。丙二醛(MDA)是脂质过氧化的终产物,直接反映肌肉中脂质氧化损伤的程度[74,75]。蛋白质羰基(PCs)是蛋白质氧化的标志物,当自由基与蛋白质中赖氨酸、精氨酸、脯氨酸、苏氨酸和谷氨酸等氨基酸残基侧链反应时形成[76,77]。在饲喂600 mg白藜芦醇/kg日粮16周的 juvenile 南方鲆(Paralichthys lethostigma)中,骨骼肌蛋白质羰基化、4-羟基壬烯醛(4-HNE)和泛素化显著降低,支持较低的氧化损伤和泛素依赖性蛋白降解。然而,LC3丰度、S6K激活和线粒体体积密度未受显著影响[46]。因此,该研究支持鱼骨骼肌中的抗氧化和抗蛋白水解效应,但未证明对LC3相关自噬的显著调节。然而,该证据具有物种特异性,未经直接验证不应推广至其他鱼类物种。

抗氧化能力通过防止脂肪酸和氨基酸降解而积极影响肉品质,从而维持质地和风味(图3)。在进化过程中,生物体发展出由酶促和非酶促成分组成的抗氧化系统[78]。超氧化物歧化酶(SOD)快速清除超氧阴离子,产生毒性较低的过氧化氢(H2O2)和氧气[79],而谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)解毒H2O2[80]。谷胱甘肽(GSH)是重要的非酶促抗氧化剂[80,81]。在以豆粕为基础日粮的大菱鲆(Scophthalmus maximus)中,膳食白藜芦醇增加了肝脏SOD活性,并恢复了抗氧化相关基因(包括sod、gsh-px和prx6)的mRNA表达[48]。然而,白藜芦醇对不同鱼类物种肌肉抗氧化能力的影响需要进一步深入研究。重要的是,大多数现有数据集中于肝脏而非肌肉抗氧化反应,可能低估了白藜芦醇在死后肌肉食品中的直接保护作用。此外,这些肝脏抗氧化反应是否能转化为死后储存或加工过程中可食用骨骼肌中脂质和蛋白质氧化的减少,仍未得到验证。

4.2. 肌纤维生长和重塑在白藜芦醇相关质地变化中的可能作用
肌纤维是骨骼肌的基本结构单位。在大多数硬骨鱼中,白肌构成肌肉质量的大部分,其生长发育显著影响鱼肉质地和风味[82]。鱼肌肉生长通常涉及两个阶段:肌纤维增生和肥大。肌纤维特征包括密度、直径和横截面积[60,82]。不应跨物种应用通用纤维直径阈值,因为纤维大小与纤维类型、氧化表型、发育阶段和取样方法相互作用[83]。先前研究表明,膳食白藜芦醇补充可改善鱼肌肉品质。例如,在芙蓉鲫(24.98 ± 0.05 g)中,补充150–300 mg/kg白藜芦醇增强了肌肉内聚性、咀嚼性、Ca2+-ATPase活性和总抗氧化能力,同时减少了肝脏和全身的脂质积累[47]。这些发现表明白藜芦醇可能积极调节肌肉品质和代谢状态。然而,这些改善是否与鱼肌纤维直径分布和肌肉生长模式的改变相关,在很大程度上仍不清楚,值得进一步研究。

肌肉品质也受肌肉生长影响,成肌细胞增殖是关键因素[84,85,86]。细胞周期蛋白D1在细胞周期进程中促进G1期向S期转变中起关键作用,与成肌细胞增殖密切相关[87,88]。增殖细胞核抗原(PCNA)通过靶向DNA聚合酶在细胞增殖过程中充当DNA复制的标志物[89]。AKT/PKB是参与细胞生长和存活的广泛信号节点[90],尽管该参考文献并非成肌细胞特异性的。来自成体草鱼的直接鱼肌肉证据可用。在一项9周投喂试验中,鱼接受含0、40、80、160或320 mg白藜芦醇/kg的日粮。适当补充增加了小于20 μm肌纤维的频率,表明增强的肌纤维增生,且该研究将此反应与成年成肌细胞增殖和分化的刺激以及Wnt/β-catenin相关信号传导联系起来[45]。基于小于20 μm肌纤维频率的二次回归,估计最佳白藜芦醇补充水平为226.67 mg/kg日粮。同一研究还报道了内质网应激的抑制,这可能有助于肌纤维发育。因此,白藜芦醇反应性肌源性和Wnt/β-catenin相关机制在鱼类中并非完全不存在。然而,当前证据主要来自成体草鱼的一项研究。其在不同鱼类物种、发育阶段、饲喂期和肌肉类型中的可重复性仍有待独立验证。在大鼠模型中,已发现白藜芦醇调节Akt/GSK3β信号通路并诱导GSK3β磷酸化[91]。因此,白藜芦醇对鱼成肌细胞增殖和分化的潜在影响值得进一步研究。尽管成体草鱼中已有直接证据,但长期和跨物种验证仍然必要。未来研究应结合肌肉组织学、细胞增殖标志物、生肌调节因子、通路特异性干预、转录组学、蛋白质组学和仪器质地分析,以确定这些分子反应是否能一致地转化为改善的可食用肌肉品质。

4.3. 白藜芦醇对脂质代谢和脂肪酸组成的假定调节
鱼组织多不饱和脂肪酸谱强烈反映膳食脂质来源[92]。许多鱼类能将膳食C18 PUFA延伸和去饱和为长链PUFA,程度因物种而异,涉及Δ5/Δ6去饱和酶和延长酶[93,94]。不饱和脂肪酸在鱼肌肉风味中起关键作用,是香气化合物的重要前体[95]。脂肪酸含量受脂质代谢影响,包括脂质合成、降解和转运[96,97]。脂肪酸合成是影响脂肪酸组成的关键因素。例如,饱和脂肪酸(特别是棕榈酸酯)的从头合成主要由脂肪酸合酶(FAS)催化。随后,这些饱和前体形成单不饱和脂肪酸(MUFAs)由硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD,也称为Δ9-去饱和酶)介导[97]。同时,多不饱和脂肪酸(PUFA)合成受Δ6去饱和酶(Δ6 Fad)和延长酶(如Elovl5)控制。在转录水平上,甾醇调节元件结合蛋白-1(SREBP-1)等主调控因子协调参与合成和去饱和过程的基因表达[93,94]。重要的是,硬骨鱼脂质代谢的大多数机制数据来自肝脏组织而非骨骼肌。例如,在高脂日粮饲喂的鲤鱼(Cyprinus carpio)中,白藜芦醇显著下调了肝脏FAS和SREBP-1表达[12]。虽然肝脏代谢从根本上调节循环脂质,但将这些肝脏反应直接外推到鱼肌肉的肌内脂肪沉积高度推测性,需要有针对性的验证。

除合成外,脂质降解也影响脂肪酸组成,包括脂肪酸水解和β-氧化[98]。参与脂质分解的关键酶包括肉碱棕榈酰转移酶1(CPT1)、脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL)和激素敏感性脂肪酶(HSL)[99,100]。CPT1作为脂肪酸β-氧化的限速酶,将脂肪酸转运至线粒体进行氧化[99,101]。ATGL和HSL是甘油三酯水解的限速酶,因此调节脂肪沉积[102]。过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)在脂肪酸代谢活跃的组织中高表达,调节与脂肪酸β-氧化相关的基因[103]。已证明,在高脂日粮饲喂的团头鲂(Megalobrama amblycephala)中,白藜芦醇补充上调了肝脏ATGL和CPT1基因表达[44],表明白藜芦醇在促进鱼肌肉脂质分解代谢方面具有潜在作用,值得在肌肉组织中进一步研究。

鱼吸收的脂肪酸在血液中循环,并通过特定蛋白(如脂肪酸转运酶(FAT/CD36)和脂肪酸结合蛋白(FABPs))转运至肌肉组织[104]。已发现白藜芦醇影响大鼠胫骨前肌中FAT/CD36的表达[105],表明白藜芦醇也可能影响鱼肌肉中的脂肪酸转运,这仍有待阐明。

内质网(ER)是对脂质合成和稳态至关重要的多功能细胞器[106]。SREBP和激活转录因子6(ATF6)的激活过程将脂肪生成调控与内质网应激(ERS)联系起来。葡萄糖调节蛋白78(GRP78)作为ERS的传感器,调节未折叠蛋白反应蛋白IRE1α、PERK和ATF6[107]。在乳腺癌细胞中沉默GRP78增加了细胞PUFA水平,表明其在脂肪酸组成调控中的作用[108]。在C57BL/6小鼠中,灯盏乙素减少了肝脏脂质积累,同时抑制而非激活IRE1α/XBP1通路[109]。此外,小鼠乳腺上皮细胞中PERK的靶向缺失减少了脂质合成和积累[110]。ERS可由缺氧、活性氧(ROS)和低pH诱导,而白藜芦醇已知可减轻ROS积累[111,112]。在一项使用C57BL/6J小鼠喂食高脂日粮的研究中,白藜芦醇降低了PERK磷酸化和ATF4蛋白水平,从而减轻了肝脏ERS[113]。这些发现表明白藜芦醇可能通过调节ERS来调节脂质代谢,这一假设需要在鱼类模型中进一步研究。总之,虽然白藜芦醇在调节脂质合成、分解和转运方面显示出有前景的作用,但大多数机制见解来自肝脏组织或高脂日粮模型,而非标准水产饲料条件下的骨骼肌。这种组织特异性偏差,加上鱼类内质网应激数据整合有限,强调需要肌肉靶向组学研究,以充分阐明白藜芦醇如何优化脂肪酸组成,从而在硬
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