《Food Chemistry》:Dietary zinc oxide nanoparticles alter tissue-specific shifts in fatty acid and amino acid profiles but do not affect meat quality or targeted rumen bacteria in
Haemonchus contortus-infected lambs
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本研究评估了饲粮中添加锌氧化物纳米颗粒(zinc oxide nanoparticles,ZnONPs;99 mg/kg 浓缩料)对实验性感染捻转血矛线虫(Haemonchus contortus)羔羊的组织脂肪酸(fatty acid,FA)与氨基酸(ami
本研究评估了饲粮中添加锌氧化物纳米颗粒(zinc oxide nanoparticles,ZnONPs;99 mg/kg 浓缩料)对实验性感染捻转血矛线虫(Haemonchus contortus)羔羊的组织脂肪酸(fatty acid,FA)与氨基酸(amino acid,AA)谱、肉与肝锌浓度、肉品质及选定瘤胃细菌类群的影响。研究人员将24只羔羊按感染状态与ZnONPs补充采用因子设计分组,饲喂试验日粮40天。结果表明,ZnONPs在瘤胃液、血清、肝脏和脂肪组织中诱导了依赖组织与感染状态的选定FA和AA变化,而肌肉组成与理化肉品质基本未变。ZnONPs未提高肉或肝组织总锌浓度。靶向qPCR仅显示少量类群特异性差异,未对靶向瘤胃细菌种群产生广泛调控。总体而言,ZnONPs改变了多组织中的选定FA和AA谱,但未显著影响肉品质、组织锌浓度或靶向瘤胃细菌。
研究背景方面,全球羊生产持续增长,但捻转血矛线虫(Haemonchus contortus)等胃肠道线虫造成生长下降、免疫力受损和经济损失,且驱虫药抗药性日益突出。锌氧化物纳米颗粒(ZnONPs)因具有抗菌和抗寄生虫潜力受到关注,但在感染H. contortus羔羊中,其对组织脂肪酸(FA)、氨基酸(AA)、肉品质、组织锌沉积及瘤胃微生物的作用尚不清楚,其他动物模型结果也不能直接外推。因此,研究人员在寄生虫挑战下开展整合评价,以明确ZnONPs是否改变组织代谢物谱、肉品质和靶向微生物反应。该研究发表于《Food Chemistry》,意义在于从食品化学与动物产品品质角度,为纳米锌在寄生虫感染反刍动物营养中的应用边界提供证据。
关键技术方法方面,研究人员使用24只雄性Wielkopolska羔羊,5至6月龄,平均体重30.2±2.39 kg,设非感染/感染与无ZnONPs/ZnONPs的2×2因子分组,感染组口服约5000条L3幼虫。采样涵盖瘤胃液、血清、肝脏、背最长肌和皮下脂肪;采用气相色谱分析FA,超高效液相色谱分析AA,靶向定量PCR(qPCR)分析瘤胃细菌类群,混合效应模型与中心对数比(centred-log ratio,clr)变换后主成分分析(principal component analysis,PCA)进行统计与多变量分析。
3.1 试验日粮营养成分
研究人员分析含与不含ZnONPs的试验日粮,发现干物质、粗蛋白、纤维、AA和FA组成基本一致,说明后续组织差异不是由日粮基础营养成分差异造成。
3.2 不同组织中的脂肪酸谱
研究人员在瘤胃液、血清、肝脏、肌肉和脂肪组织中测定FA。PCA显示组织间FA聚类明显,肝脏与血清较接近。ZnONPs显著改变部分饱和脂肪酸(SFA)、单不饱和脂肪酸(MUFA)和PUFA,如C12:0、C16:0、C18:1 t10、C18:1 c9及PUFA/SFA和致动脉粥样硬化指数;感染影响C14:0、C18:1 t10、C18:1 c9、n6/n3和PUFA/SFA。瘤胃液中可见感染×锌互作,如C15:0、C16:1、C20:4 n-6和总n-6 PUFA;血清中互作较少,但C12:0和C18:1异构体表现感染依赖反应;肝脏中ZnONPs提高共轭亚油酸(conjugated linoleic acid,CLA;C18:2 c9,t11)于非感染羊,感染组无此效应,并提高总trans-C18:1;肌肉中聚合FA类别无互作,仅少数FA变化;脂肪组织中ZnONPs与感染共同提高SFA、MCFA及血栓/动脉粥样硬化指数,脂质饱和度增强。
3.3 氨基酸谱
研究人员测定瘤胃液、血清和肌肉AA。AA谱随组织显著不同。感染影响多种AA及Phe+Tyr;瘤胃液中Asp和Glu存在感染×锌互作,ZnONPs提高非感染羊浓度,感染羊无相应升高。总AA、Met+Cys和Phe+Tyr在ZnONPs下有增加趋势,但研究人员未将其直接解释为微生物蛋白合成增强。
肉品质与锌浓度
研究人员测定pH、颜色、滴水损失、解冻损失、蒸煮损失、Warner-Bratzler剪切力和锌浓度。结果显示肌肉理化肉品质基本不受ZnONPs影响,肉和肝总锌浓度也未因ZnONPs升高。
靶向瘤胃细菌
研究人员用靶向qPCR检测Ruminococcus flavefaciens、Fibrobacter succinogenes、Streptococcus bovis、Butyrivibrio proteoclasticus、Ruminococcus albus、Butyrivibrio fibrisolvens及总细菌。结果仅见少量类群特异性差异,无广泛种群重塑。
讨论与结论部分,研究人员指出ZnONPs在寄生虫感染背景下改变的是代谢物图谱而非终端产品品质:组织间因代谢功能不同而产生异质响应,H. contortus感染改变营养分配,使锌纳米颗粒效应依赖于健康状态。论文结论可译为:在本研究条件下,饲粮ZnONPs引起了瘤胃液、血清、肝脏和脂肪组织中选定脂肪酸与氨基酸谱的组织特异性和感染依赖性变化;肌肉脂肪酸与氨基酸组成以及理化肉品质基本保持不变;ZnONPs未提高肉或肝脏总锌浓度;靶向qPCR未显示对所选瘤胃细菌类群的广泛调控。总之,ZnONPs改变了跨组织的选定FA和AA谱,但未实质性影响肉品质、组织锌浓度或靶向瘤胃细菌。