综述：钴胺指纹图谱揭示食用贝类中维生素B12的营养多样性

《Fishes》：Cobamide Fingerprinting Reveals Nutritional Diversity of Vitamin B12 in Edible Shellfish

　　

在食用贝类中，维生素B12含量的传统评估主要基于总含量，但近期研究揭示不同物种间类咕啉组成的显著差异。本综述整合分子与生态学视角，通过钴胺指纹图谱重新评估贝类维生素B12水平。滤食性双壳类通常呈现以维生素B12为主的类咕啉谱，草食性腹足类常含有较高比例的伪维生素B12，而肉食性物种则表现出介于两者之间的或维生素B12占优的模式，反映了营养级传递效应。此外，理化形态与食品加工过程亦影响维生素B12的生物利用度。上述发现共同表明，精准的营养评估需同时综合考量类咕啉的总含量与分子组成。

1. Introduction

维生素B₁₂缺乏仍是全球关注的公共卫生问题，与血液系统异常、神经功能障碍及同型半胱氨酸水平升高密切相关，在老年人群、素食者、孕妇及动物性食物摄入受限人群中尤为普遍。维生素B₁₂仅由特定细菌和古菌合成，人类主要通过动物性食物获取。贝类如蛤蜊、牡蛎、贻贝等维生素B₁₂浓度常高于其他动物性食物，是重要的膳食来源。传统微生物分析法虽灵敏度高，适用于总维生素B₁₂活性的常规测定，但无法区分具有生物活性的钴胺与伪维生素B₁₂等无活性类似物。相比之下，色谱与质谱技术为类咕啉表征提供了更高的分子特异性。不同分析原理、提取流程、检测特异性、校准方法及数据解读的差异，可能导致已发表维生素B₁₂数值的偏差。液相色谱-串联质谱（LC–MS/MS）等技术的发展揭示了不同食物与动物物种间类咕啉组成的多样性：双壳类多以维生素B₁₂为主，而腹足类（尤其草食性物种）常含较高比例伪维生素B₁₂，表明仅总含量不足以评估营养价值，需结合分子组成。目前贝类钴胺组成的生态与生物学决定机制尚不明确，例如为何在同一海洋环境中，某些腹足类富含伪维生素B₁₂而双壳类中却极少检出。本研究通过钴胺指纹图谱框架，强调类咕啉的分子多样性，区分钴胺与伪维生素B₁₂等无活性类似物，为食用贝类营养质量评估提供更具生物学相关性的方法，并从摄食生态与营养级传递角度解释钴胺组成的差异，将分子水平分析与生态背景整合，为解读水生食物系统维生素B₁₂水平提供新框架。

2. Literature Search Strategy

研究人员于2026年6月在PubMed数据库中系统检索相关研究，检索词组合包括（“shellfish” OR “bivalves” OR “gastropods” OR clam OR oyster OR mussel OR scallop OR abalone OR whelk OR “turban shell” OR “marine mollusk”）AND（“vitamin B12” OR cobalamin OR corrinoid OR “pseudovitamin B12”），未设定发表时间下限，纳入截至2026年6月的所有英文文献。通过滚雪球法手动筛查参考文献及相关综述以补充文献。研究筛选标准为涉及食用贝类、报告维生素B₁₂或类咕啉组成、分析方法、钴胺鉴定或营养意义。排除非食用贝类、无关物种及缺乏原始数据的文献。本文为叙述性综述，未进行单个研究的质量评估或定量合成（荟萃分析）。

3. Vitamin B₁₂ and Corrinoid Diversity

本综述中，维生素B₁₂指人类代谢所需的营养相关形式，涉及膳食摄入、生物利用度与生理功能；钴胺则用于分子组成与分析鉴定的化学定义语境。维生素B₁₂属于类咕啉家族的水溶性维生素，核心结构为含中心钴离子的咕啉环，具有上下配体。其存在多种化学形式：甲基钴胺与5′-脱氧腺苷钴胺是人类体内的辅酶形式，分别作为甲硫氨酸合酶与甲基丙二酰辅酶A变位酶的辅因子；氰钴胺与羟钴胺则是食物与药物中常见的稳定形式，可在体内转化为活性形式。经典维生素B₁₂的下配体为以5,6-二甲基苯并咪唑（DMB）为碱基的核苷酸，含此碱基的所有类咕啉均被视为真性钴胺。维生素B₁₂仅由特定细菌和古菌合成。水生环境中，不同微生物类群产生不同类咕啉形式：部分细菌与奇古菌合成真性钴胺，而蓝藻主要产生伪维生素B₁₂等无活性类咕啉。宏基因组研究进一步表明蓝藻与变形菌是海洋类咕啉的主要生产者。尽管产维生素B₁₂微生物的分类组成多样，功能冗余维持了不同生态系统中钴胺生物合成能力的相对稳定。海洋系统中，维生素B₁₂的供给不仅依赖从头合成，还涉及微生物的挽救、重塑与配体交换途径。微生物周转与病毒裂解可将维生素B₁₂及相关类咕啉释放至海水中，形成溶解态类咕啉库，进而通过浮游植物（多为维生素B₁₂营养缺陷型）传递至贝类、鱼类等更高营养级生物。蓝藻水华可瞬时增加环境中伪维生素B₁₂的丰度。部分微生物通过钴胺挽救与重塑酶介导的配体交换途径，将伪维生素B₁₂转化为维生素B₁₂，其中烟酸核苷酸：5,6-二甲基苯并咪唑磷酸-D-核糖基转移酶催化DMB活化，为核苷酸环组装提供下配体，最终重建功能性钴胺。因此，水生生态系统的类咕啉组成不仅受微生物群落结构调控，亦受生化重塑过程影响。双壳类持续过滤大量海水，摄食浮游植物、细菌及颗粒有机物，作为海洋类咕啉循环的生物整合者，连接多条营养途径的微生物钴胺生产。其极高的维生素B₁₂浓度不仅反映了高效的积累能力，也体现了海洋微生物钴胺网络的稳定性与韧性。

4. Edible Shellfish as Dietary Sources of Vitamin B₁₂

食用贝类是维生素B₁₂最丰富的膳食来源之一，但其含量与类咕啉组成因物种与摄食生态差异显著。双壳类、草食性腹足类与肉食性腹足类通过不同的营养级途径获取类咕啉，这决定了各类群初始膳食类咕啉的来源。然而，最终组织钴胺组成并非仅由膳食决定。摄入后，膳食类咕啉经历消化处理，肠道微生物可进行维生素B₁₂的从头合成、类咕啉重塑或无活性类咕啉降解，随后经宿主选择性吸收、胞内转运、组织滞留与差异性排泄，共同决定最终组织钴胺谱。滤食性物种维生素B₁₂浓度极高，通常为10–90 μg/100 g可食部，这归因于其对浮游植物、细菌等微生物来源营养（尤其是水生生态系统初级钴胺来源）的高效摄取。腹足类维生素B₁₂含量变异性更高：草食性物种如鲍鱼、蝾螺主要摄食海带等大型藻类，此类藻类维生素B₁₂含量低，故其总维生素B₁₂含量通常较低；肉食性腹足类如日本象牙贝、蛾螺处于更高营养级，摄食鱼类尸体及其他贝类（包括双壳类），因此其维生素B₁₂水平通常高于草食性腹足类。

5. Cobamide Fingerprinting: A Molecular Framework for Evaluating Vitamin B₁₂ in Foods

伪维生素B₁₂在人类维生素B₁₂依赖性代谢中几乎无生物活性，与内因子的亲和力远低于真性维生素B₁₂，因此总维生素B₁₂含量不能等同营养价值。钴胺指纹图谱指利用LC–MS/MS等先进技术对单个类咕啉物种进行定性与定量谱图分析。多数食用双壳类含90%以上钴胺，伪维生素B₁₂极少。例如，日本蚬中真性钴胺约占类咕啉总量的90%，含少量伪维生素B₁₂及结构修饰的未鉴定类咕啉。腹足类变异性更高，伪维生素B₁₂比例显著：草食性腹足类如鲍鱼、蝾螺伪维生素B₁₂比例较高，而肉食性腹足类多为钴胺占优。这一生态关联得到物种特异性观察的支持：肉食性腹足类日本蛾螺以真性钴胺为主要类咕啉，而草食性蝾螺则以伪维生素B₁₂为主。上述模式表明贝类类咕啉组成与摄食生态的关联性强于单纯分类学关系。然而，膳食来源无法完全解释双壳类的类咕啉模式——为何双壳类与产伪维生素B₁₂的蓝藻共存，且持续通过滤食摄入多样微生物，却几乎不含伪维生素B₁₂。可能的机制是维生素B₁₂被类咕啉结合蛋白或肠道吸收系统优先识别，经选择性胞内转运与组织滞留而积累，而伪维生素B₁₂则因吸收效率低、更易被排泄而难以留存。日本蚬中维生素B₁₂占比约90%的观察支持此类选择性生理过程的存在，未来需利用同位素标记实验阐明其分子基础。肠道与共生微生物群的差异提供了另一解释：共生微生物可能通过直接合成维生素B₁₂、下配体交换转化伪维生素B₁₂、降解无活性类咕啉及间接调节宿主吸收或滞留等途径影响钴胺组成。草食性腹足类可能富集产或保留伪维生素B₁₂的微生物群，而双壳类则可能通过微生物组促进维生素B₁₂积累或限制无活性类咕啉的存续。近期研究进一步表明双壳类共生微生物可直接贡献维生素B₁₂积累：深海贻贝的甲烷氧化与硫氧化共生菌拥有近乎完整的钴胺合成途径，并活跃表达相关基因；伴溢蛤共生菌则表现出相反的钴胺利用策略。摄入的伪维生素B₁₂可能在吸收后经历代谢转化、降解或排泄，双壳类中检出的少量结构修饰类咕啉提示其可对摄入化合物进行生化改造，从而转化或清除伪维生素B₁₂。

6. Nutritional Implications

参照膳食参考摄入量（美国与加拿大为2.4 μg/天，日本为4.0 μg/天），少量双壳类即可满足每日需求。腹足类在B₁₂含量与类咕啉组成上变异性更高，需结合物种、环境条件、季节变化、食品加工及分析方法综合解读。双壳类是营养密度极高的水生食物，FAO uFISH数据库分析显示，软体动物维生素B₁₂浓度显著高于鱼类与甲壳类，其中蛤蜊为水生食物中维生素B₁₂浓度最高的物种之一。其营养意义还体现在经济性：贻贝与蛤蜊以低成本提供极高的营养密度，是全球最具成本效益的维生素B₁₂等微量营养素膳食来源之一。此外，双壳类多通过低营养级水产养殖生产，环境影响较小，是可持续的水生食物。扇贝亦是重要来源，海湾扇贝生长周期中维生素B₁₂与维生素D均为优势微量营养素，营养质量指数达13.98–23.13，临近收获期浓度最高。贝类加工对维生素B₁₂含量与分子形态有双重影响：热加工（如煮干牡蛎）可导致80%以上的损失，但仍保留营养意义的含量；蚝油等深加工产品因热浓缩与摄入量有限，维生素B₁₂含量极低。罐装蛤蜊及其提取物则提供独特营养维度：热加工与加压灭菌过程中，大量维生素B₁₂从组织释放至液相，罐装蛤蜊汤含2.7–14.1 μg/100 g维生素B₁₂，浓缩蛤蜊提取物含量可达131.8 μg/100 g。凝胶过滤分析显示，罐装蛤蜊汤中约72%、蛤蜊提取物中98%以上的维生素B₁₂为游离（未结合）形式。热加工一方面通过热降解降低总含量，另一方面通过破坏与食物蛋白的结合增加游离维生素B₁₂比例。天然食物中蛋白结合型维生素B₁₂需经胃酸与胃蛋白酶释放后才能与内因子结合被吸收，该过程在老年人中常受损。而游离维生素B₁₂无需胃蛋白酶解，可直接结合内因子，生物利用度可能更高。流行病学研究亦支持贝类对公共卫生的重要性：日本年轻女性中较低的鱼类贝类摄入量与维生素B₁₂摄入减少、抑郁症状及无法解释的躯体不适发生率升高相关。

7. Future Perspectives: From Microbial Cobalamin Ecology to Shellfish Nutrition

新兴的全生物体概念为理解水生食物网中维生素B₁₂循环与贝类营养价值提供了框架。未来研究应将贝类与其关联微生物视为整合的生物系统，共同调控钴胺的生产、转化与滞留。整合稳定同位素示踪、贝类关联微生物群的宏基因组与宏转录组分析，结合跨物种、跨季节的靶向LC–MS/MS谱图分析，可阐明微生物类咕啉的生产、转化与营养级传递机制。利用同位素标记类咕啉的摄食实验，结合动物与人体生物利用度研究，对验证不同钴胺形式的营养意义至关重要。