集成多传感器追踪技术与代谢组学研究揭示了豹纹珊瑚石斑鱼（Plectropomus leopardus）在运输过程中的环境压力及其代谢机制

《Food Chemistry》：Integrated multi-sensor tracking and metabolomics uncover transport environmental stress and metabolic mechanisms in leopard coral grouper ( Plectropomus leopardus)

　　

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  在16°C下的运输可以减轻氧化应激和肝脏损伤。
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  运输结束前30分钟的pH值和低溶解氧（DO）水平是关键的环境指标。
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  MDA、GSH-Px和ALT构成了一个代表性的血清应激指标组合。
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  低温运输可以减弱血清中的代谢紊乱。
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  运输改变了肌酸、组胺和脂质相关的代谢过程。

引言

豹纹珊瑚石斑鱼（Plectropomus leopardus）是一种高价值的海洋食品物种，因其吸引人的体色（红色皮肤和白色肉质）而具有重要的商业价值，在亚洲国家广泛养殖（Liu, Hao等人，2025年）。豹纹珊瑚石斑鱼是东南亚活体珊瑚礁鱼类贸易中最常交易的物种之一（Khasanah等人，2019年）。与传统冷藏或冷冻水产品不同，豹纹珊瑚石斑鱼主要作为活体产品进行销售，因为消费者认为活体状态意味着新鲜度更高、食用品质更好且商业价值更高（Cayetano等人，2025年）。因此，在宰杀前保持其生理稳定性对于保持这种水产品的最终质量和市场价值至关重要。运输应被视为水产品供应链中的一个预处理环节，因为在宰杀前由于应激引起的生化变化可能会影响后续的质量形成（Li, Huang, Fang等人，2025年）。

活体运输是水产品供应链中的一个关键环节，它将水产养殖与消费市场联系起来。充满氧气的密封袋运输在水产活体海鲜供应链中得到了广泛应用（Yang等人，2021年），也被经常用作研究运输引起的生理应激的实验模型（Cao等人，2024年；Liu等人，2024年）。尽管充氧系统具有成本效益和使用方便的优点，但在运输过程中的密闭环境会增加豹纹珊瑚石斑鱼的应激反应（Sun等人，2024年）。这些在宰杀前发生的应激引起的生化变化可能会影响水产品的生理质量和代谢稳定性。

在充氧运输过程中，温度和水质条件会显著影响水生生物的氧化应激水平、代谢过程和存活率（Kumar等人，2025年）。较低的环境温度可以有效降低代谢活性并减少水生生物的移动，从而减少运输过程中的损伤（Liu, Wang等人，2025年）。然而，不适当的温度条件可能会扰乱生理平衡，通过加速氧化失衡和代谢紊乱来损害质量。温度波动和运输相关的环境变化会严重影响肝脏功能和全身代谢调节（Li等人，2022年；Wang等人，2025年）。

代谢组学被用来识别暴露在不同环境条件下的细胞、组织、器官和生物体之间的生理差异（Alfaro & Young，2018年）。将代谢组学与生化评估相结合，可以识别出参与应激适应的关键代谢途径，并为评估水产品相关生理变化提供潜在的生物标志物。因此，阐明运输温度如何调节肝脏应激反应和全身代谢对于制定有效策略以维持活水产品的质量和商业价值至关重要。

在运输过程中对水生动物进行实时监测和及时应激调节是市场运输中的主要挑战。运输过程中环境因素和应激状态之间的动态相互作用是一个复杂系统，传统方法无法完全捕捉（Is?k & Akkan，2025年）。物联网传感器的创新使得能够实时收集环境因素的数据，包括温度、湿度、pH值和溶解氧（DO）以及二氧化碳（CO?）（Feng等人，2022年）。嵌套的留一温度法（LOTO）验证可以评估不同运输温度下指标的稳健性（Adin等人，2024年）。因此，将连续的水质测量与多变量血清反应相结合，有助于选择具有生物学意义的环境和生化指标来评估运输应激。

因此，本研究调查了在不同温度下采用梯度冷却和充氧包装运输对豹纹珊瑚石斑鱼的环境条件、氧化应激、肝脏损伤和血清代谢反应的影响。通过整合多传感器监测、生化分析和代谢组学分析，本研究旨在揭示温度调节应激的机制，并为优化活体海鲜运输策略和保持高价值水产品的质量和商业价值提供理论支持。

章节摘要

实验程序设计

豹纹珊瑚石斑鱼从海南蓝富智连农业技术有限公司购买。选择这些鱼是为了确保它们没有外部损伤、健康状况良好且没有疾病。选择的鱼平均体重为680±45克，体长为30±3厘米，因为这个大小属于0.5–1.0公斤的食用范围，通常用于活体海鲜的运输和分发（Shimose & Kanaiwa，2022年）。选定的鱼被转移到充氧的水箱中。

运输时间长度会影响环境因素

包装方法、水温度、溶解氧水平和pH值都会显著影响活鱼的压力（Harmon，2009年）。氧化应激会引发行为反应，通过呼吸和代谢物的释放改变运输水体的参数。在本研究中，实时传感器监测显示了不同温度组之间的溶解氧浓度有明显波动（图1A）。T16组的最大溶解氧浓度达到了13.92毫克/升，而T22组……

结论

本研究调查了运输温度和持续时间对豹纹珊瑚石斑鱼这一高价值水产品环境条件、生理应激和血清代谢反应的影响。低温运输有效减轻了充氧运输过程中的环境恶化和生理应激。8小时后，T16组和T22组的运输水pH值分别降至6.06和5.68，而长时间的运输则增加了肝脏应激。

作者贡献声明

Zhang Xin：撰写——原始稿、可视化、实验设计、数据分析。Liang Ying：实验实施。Zhu Kexue：资源协调。He Yanfu：项目管理。Zhang Xiaoshuan：数据验证。Feng Huanhuan：方法设计。Cao Jun：软件开发、审稿与编辑、资金申请、概念构思。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能会影响本文所述的工作。

致谢

本研究得到了海南省科技专项资金（GHYF2024022和GHYF2024011）以及海南大学一流学科突破计划（XKTP2025B02）的支持。

动物实验

本研究遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。该研究获得了海南大学动物护理顾问委员会的批准（批准编号NUAUCC-2025-00214）。

Xin Zhang|Ying Liang|Kexue Zhu|Yanfu He|Xiaoshuan Zhang|Huanhuan Feng|Jun Cao|Chuan Li