《Food Research International》：Intestinal content accelerates muscle protein degradation in red shrimp (
Solenocera crassicornis) during refrigeration: Insights from metagenomics and metabolomics
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•去除虾肠可提升红虾在冷藏过程中的肌肉品质。•去除虾肠能减少肌肉蛋白的降解。•肠道微生物的代谢会产生丝氨酸蛋白酶。•假单胞菌、光杆菌和希瓦氏菌会促进蛋白质降解。引言Solenocera crassicornis（红虾）是华南地区具有重要商业价值的水产品，其富含蛋白质和不饱和脂肪酸
• 去除虾肠可提升红虾在冷藏过程中的肌肉品质。
• 去除虾肠能减少肌肉蛋白的降解。
• 肠道微生物的代谢会产生丝氨酸蛋白酶。
• 假单胞菌、光杆菌和希瓦氏菌会促进蛋白质降解。
引言 Solenocera crassicornis （红虾）是华南地区具有重要商业价值的水产品，其富含蛋白质和不饱和脂肪酸（Zhan等，2025）。为保持水产品的采后品质，人们广泛采用低温保存技术，包括冷藏（0–5?°C）和冷冻储存（< 0?°C）。冷藏能有效抑制微生物生长，延缓肌肉腐败，但长期冷藏仍会导致品质逐渐下降，表现为肉质变软、出现难闻的腐臭味以及感官品质受损（Li等，2025；Xu等，2022）。人们已尝试通过多种物理化学方法结合冷藏来提高其保存效果，比如辐照、气调保鲜、光动力杀菌以及可食用涂层技术（Jiao等，2024；Ahmad, Zhang, Hong, Ma, & Benjakul, 2025）。尽管取得了这些进展，大多数研究仅关注整体的腐败现象或外部保存策略，却忽视了虾类内部导致腐败的核心因素。虾的消化系统中含有大量蛋白水解酶和肠道微生物，这些物质在虾死亡后会进入肌肉组织，进而引发严重的蛋白质分解（Wang, Benjakul, Liu, Ma, & Zhang, 2025）。目前，关于虾的消化器官与冷藏导致的肌肉降解之间机制的研究还十分有限。
虾肠是红虾重要的消化器官，其中栖息着丰富的微生物群落。在白虾（Litopenaeus vannamei ）的冷藏储存过程中，Proteobacteria 、Bacteroidetes 和Actinobacteria 是肠道微生物群的主要组成部分（Huang, Li, Wang, & Shao, 2016）。这些微生物彼此相互作用，在肠道内形成独特的微生物生态系统（Zhou, Pan, Cao, & Zhou, 2021）。虾在存活时，肠道微生物群负责消化和吸收摄入的食物。而虾死亡后，这种微生物群落的平衡被打破，肠道微生物可能成为导致虾肌肉腐败的主要元凶。先前的研究表明，虾肠的存在会促进蛋白质水解。去除红虾的肠道可显著降低肌肉蛋白的降解程度（Wu等，2024）。此外，肠道微生物通过代谢也能产生一些酶，这些酶可能在冷藏过程中加速虾肌肉蛋白的降解（Zhou等，2025）。Wang等（2025）利用肽组学技术研究了去除肠道对虾肌肉蛋白降解的影响。冷藏6天后有519种肽的表达发生改变，这些肽的产生与蛋白水解及微生物代谢密切相关。另外，在冷藏过程中红虾肠道内的Vibrio 和Aliivibrio 数量显著增加，而Vibrio 数量的上升会加速肌肉蛋白的降解（Wang等，2025）。虽然已有研究表明虾肠会加速肌肉蛋白降解并导致肌肉品质下降，但很少有研究能够明确肠道微生物的组成、肠道成分的生物学功能以及肠道微生物的代谢活动。目前，关于冷藏过程中虾肠道成分导致肌肉蛋白降解的相关机制的研究仍然较少。
随着组学技术在食品研究中的广泛应用，比如宏基因组学和代谢组学（Sarkar, Patra, Muthaiyan, & Mallik, 2025）。Sutanti, Sukenda, Widanarni, Alimuddin和Aliah（2024）通过宏基因组学从健康的太平洋白虾中分离出一种本土益生菌。Yan等（2023）通过宏基因组学研究发现，在高二氧化碳环境下冷藏大黄鱼（Larimichthys crocea ）时，Pseudomonas 和Shivalia 是主要的腐败微生物。还有研究利用宏基因组学和蛋白质组学分析了冷藏过程中青蟹（Portunus trituberculatus ）的蛋白质降解机制，从内在因素和微生物酶的角度展开研究。其中，细菌来源的丝氨酸脱氨酶基因尤为常见，这类酶主要参与丝氨酸的降解。研究人员还识别出了青蟹中的特定腐败微生物，包括Photobacterium 、Vibrio 和Aliivibrio （Ren, Sun, & Mao, 2025）。Sun等（2023）结合转录组学和代谢组学技术研究了白虾的急性肝胰腺坏死病。Wang等（2025）则运用肽组学技术研究了去除肠道对虾肌肉蛋白降解的影响。然而，目前很少有研究采用多组学技术综合分析肠道微生物如何引发虾的蛋白质降解和腐败，这一领域还存在明显的研究空白。
本研究旨在探讨红虾冷藏储存过程中肠道内容物对肌肉品质的影响，重点分析那些会导致肌肉蛋白降解的肠道成分。研究首先通过宏基因组学分析了肠道内的微生物组成，并识别出主要来自肠道微生物的蛋白水解酶。随后通过非靶向代谢组学进一步研究了这些成分是如何促进蛋白质降解的。目前关于虾类冷藏保存的研究大多集中在外源性的物理化学保存方法上，而很少有研究阐明虾的肠道微生物是如何引发肌肉蛋白分解的。本研究的中心假设是：在冷藏过程中，肠道微生物及其代谢产物会加剧红虾肌肉蛋白的降解。为了验证这一假设，研究结合了宏基因组学和非靶向代谢组学技术：宏基因组学用于测定与微生物蛋白水解功能相关的蛋白酶编码基因的丰度，而代谢组学则用于分析与肌肉蛋白降解相关的肠道代谢物。这种多组学结合的方法能够全面揭示肠道微生物引发的肌肉品质下降的机制，这是单一组学方法或传统分析技术无法实现的。因此，本研究通过新的分子证据，阐明了冷藏过程中肠道内容物对蛋白质降解的作用机制。
章节要点 化学试剂 BCA蛋白含量检测试剂盒（货号#G0420F）和氨基酸含量检测试剂盒（货号#G0415W）由苏州格瑞斯生物科技有限公司提供。丙二醛（MDA）含量检测试剂盒（货号#BC0025）、用于测定三氯乙酸（TCA）可溶性肽含量的Lowry蛋白检测试剂盒（货号#PC0030）以及考马斯亮蓝染色试剂（货号#P1305）则购自上海索莱宝生物科技有限公司。4%多聚甲醛固定剂
TVC含量分析 冷藏过程中红虾在DS组和IS组中的外观情况如图1A所示。如图1B所示，随着储存时间的延长，虾肌肉中的TVC含量显著上升（
P ?
结论 本研究主要探讨了红虾冷藏储存过程中肠道成分对肌肉品质和蛋白质降解的影响。研究通过宏基因组学和非靶向代谢组学技术，分析了肠道成分中的微生物功能以及冷藏过程中的蛋白质降解情况。研究结果表明，红虾的肠道成分在冷藏过程中的蛋白质降解中起着重要作用。去除虾肠的处理方式有助于
CRediT作者贡献说明 Feili Zhan： 论文撰写——初稿撰写、验证、正式分析。 Renda Yu： 论文撰写——初稿撰写、验证、正式分析。 Wenxiong Zheng： 方法设计。 Soottawat Benjakul： 论文撰写——审阅与编辑。 Daodong Pan： 论文撰写——审阅与编辑。 Bin Zhang： 论文撰写——审阅与编辑、初稿撰写、研究指导、资金获取、研究构思。
伦理审批 本研究使用的是虾肌肉样本，未涉及任何动物实验或人类实验。
未引用参考文献 Hou, Li, Wang, Weng and He, 2025
Wu et al., 2023
利益冲突声明 作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
致谢 本研究得到了浙江省自然科学基金（项目编号LRG25C200001）、国家自然科学基金（项目编号U23A20263和32301972）以及国家重大科研计划（项目编号2021YFD2100504）的支持。作者还要感谢Scientific Compass网站（
www.shiyanjia.com ）在肌肉组织分析方面给予的宝贵帮助。
Feili Zhan|Renda Yu|Wenxiong Zheng|Soottawat Benjakul|Daodong Pan|Bin Zhang
