《Food Chemistry》:SeNPs-probiotic compound treatment for multidimensional regulation of growth, muscle flavor, and nutritional quality in crayfish
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•同时补充Se和LP3促进了小龙虾的生长和品质。•LP3+SeNPs重塑了脂肪酸、胆汁酸和磷脂代谢。•LP3+SeNPs通过游离氨基酸和风味的肽积累增加了肌肉风味。•LP3+SeNPs共饲喂养的最佳SeNPs剂量为1.5 mg/kg。引言克氏原螯虾,俗称小龙虾,属于节肢动物门
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同时补充Se和LP3促进了小龙虾的生长和品质。
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LP3+SeNPs重塑了脂肪酸、胆汁酸和磷脂代谢。
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LP3+SeNPs通过游离氨基酸和风味的肽积累增加了肌肉风味。
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LP3+SeNPs共饲喂养的最佳SeNPs剂量为1.5 mg/kg。
引言
克氏原螯虾,俗称小龙虾,属于节肢动物门,是中国独具特色的水产养殖品种,因其高蛋白含量和丰富的营养价值而深受消费者喜爱(Xu等人,2022)。2024年,中国小龙虾年产量达到344万吨,且产出量持续扩大(《2025年中国渔业统计年鉴》)。然而,几个突出的挑战严重阻碍了行业的高质量发展,包括养殖过程中的季节性疾病爆发、集中上市期的价格波动、生长速度不均以及肉质品质不一致。因此,促进小龙虾的健康生长和提高肉质品质已成为实现产业可持续发展的核心优先事项。
饮食营养调控已成为解决这些挑战的一项关键策略。硒(Se)是一种对动物生长发育至关重要的必需微量元素。它通过参与代谢酶的生物合成、调节氧化应激以及介导其他关键生理途径,显著改善了畜禽的生长性能和肉质品质(Gu & Gao, 2022; Pecoraro等人,2022)。硒不仅是抗氧化酶的核心组成部分,用于维持细胞代谢稳态,还能调节营养代谢效率以优化肌纤维结构和组成(Kieliszek, 2021; Gul等人,2021; Dinh等人,2018)。然而,传统的无机硒,如四价硒,存在固有的局限性,包括亚最优剂量下的高细胞毒性和生物利用度差(Lv等人,2021)。相比之下,元素态硒纳米颗粒(SeNPs)由于其优越的生物活性、较低的毒性和增强的生物利用度,已成为一种有前途的新型硒源(Bai等人,2017; Ferro等人,2021)。此外,SeNPs与益生菌的组合产生了协同生物效应,因为乳酸菌介导的生物合成能够实现硒的纳米转化和解毒,产生富含SeNPs的益生菌细胞,从而赋予高效补硒和肠道稳态调节的双重益处(L. Wang等人,2025; Xiao等人,2023; Bisht等人,2022)。尽管取得了这些进展,但大多数先前的研究都集中在陆生畜禽、泡菜和酸奶上,对硒-益生菌复合饲料在节肢动物门如小龙虾等水生动物中的探索有限(Peng等人,2025; Wang等人,2024)。此外,从代谢角度而言,硒-益生菌介导的生长和肉质品质调节的分子机制尚未得到充分阐明,导致水产养殖实践缺乏精准的理论支持。
大多数代谢重编程作为营养干预调节动物生长和产品品质的中心中介,而代谢组学技术为解开这一复杂过程提供了直接而强大的工具(Huang等人,2024; Zhao等人,2025)。现有证据表明,硒诱导的畜禽生长性能改善与脂肪酸合成和氨基酸代谢等通路的调节密切相关,例如有机硒可以通过优化骨骼肌脂质组成来提高肉质嫩度(W. Yang等人,2024)。同样,硒介导的肉质品质改善涉及关键的代谢事件,包括风味前体物的积累和氧化稳定性的增强(Dong等人,2023; Hou等人,2020)。然而,硒的功效高度依赖于其化学形式和剂量,SeNPs-益生菌组合通过调节肌肉代谢网络实现对小龙虾“生长-品质”性状的叠加增强机制尚未得到系统阐明。
值得注意的是,大多数水产营养研究集中在表型结果上,如抗氧化能力和免疫增强,而探究硒-益生菌对游离氨基酸组成、风味肽积累和脂质代谢重塑协同调节的研究仍然匮乏(Li等人,2025; Y. Chen等人,2021; Shang等人,2022)。为了填补这一知识空白,本研究采用LP3作为高效的SeNPs生产菌株用于饲料补充,使用不同形式的硒,包括Se(IV)和SeNPs,以及不同浓度的SeNPs。我们结合非靶向代谢组学,系统地分析了各处理组间脂肪酸、风味肽和FAA等肌肉代谢物的变化,旨在揭示SeNPs-益生菌复合饲料调节小龙虾生长性能和肉质品质的代谢机制。本研究的结果有望为开发高效、安全、小龙虾专用的复合饲料提供科学依据,并丰富水生动物营养代谢调节的理论框架。
部分摘要
菌株、实验动物和伦理
一种益生菌菌株,被鉴定为植物乳杆菌LP3,是从一种猕猴桃中分离出来的。平均体重为4–5 g、体长为4–5 cm的实验小龙虾,购自中国湖北省孝感市的一个育苗场。所有实验程序均经华中农业大学机构动物护理和使用委员会(IACUC)审查和批准,并严格按照既定的动物护理和使用指南进行。
产SeNPs菌株LP3的分离和表征
从猕猴桃中分离的益生菌菌株LP3呈现出小而乳白色的球形菌落(图S1 A)。在含碳酸钙的培养基上,它产生了清晰的溶解区,表明产生了酸(图S1B)。基于全基因组系统发育分析以及通过ANI和dDDH进行的物种同源性评估(Chun等人,2018),菌株LP3在分类学上被归类为植物乳杆菌(图S1D, 表S3)。该菌株表现出较高的亚硒酸盐
与益生菌联合时,生物源SeNPs比无机Se(IV)更优,为最佳硒源
本研究证实了益生菌与硒联合应用表现出显著的双重优势,不同硒源在生理调节机制上存在明显差异。通过比较四个组(对照组、LP3、LP3+Se(IV)(0.5 mg/kg)和LP3+SeNPs(0.5 mg/kg)),我们阐明了LP3+SeNPs在安全性、风味调节和硒沉积方面的全面优越性。对照组显示出明显的风味缺陷和较低的
结论
总结整体研究结果的示意图展示在图8中。本研究的主要发现是,LP3+SeNPs (1.5 mg/kg)混饲喂养对小龙虾的生长发育、抗氧化水平、硒沉积效率和肉质品质更为有利。通过FAA和非靶向代谢组学分析,本研究进一步揭示了富含硒的LP3补充可以增强胆汁酸代谢并增加FAA和风味肽的积累,
CRediT作者贡献声明
Jiaoyun Liu:写作 – 审稿与编辑,写作 – 初稿,验证,方法论,调查研究,形式分析。Jicong Chen:验证,方法论,调查研究,形式分析,数据整理。Ye Liu:验证,方法论,调查研究,形式分析。Yiwen Wu:验证,方法论,调查研究,形式分析。Sheng Chen:验证,方法论,调查研究,形式分析。Zemao Gu:验证,方法论,调查研究,形式分析。Shixue Zheng:写作
未引用的参考文献
中华人民共和国农业部渔业局,2025
Gul等人,2021
Moreno-Martin, Pescuma, Pérez-Corona, Mozzi和Madrid, 2017
Wang等人,2025
Wang等人,2025
Xu, Qiao, Guo, Ma和Cheng, 2018
Xu等人,2018
利益冲突声明
作者声明不存在任何已知的会妨碍本文所报告工作的财务利益或个人关系冲突。
致谢
本研究得到了中国国家自然科学基金(编号:32370130)和湖北省自然科学基金创新研究群体项目(2023AFA009)的支持。
Jiaoyun Liu|Jicong Chen|Ye Liu|Yiwen Wu|Sheng Chen|Zemao Gu|Shixue Zheng