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胆汁酸对太平洋对虾黄曲霉毒素B1生物积累、解毒系统和生长性能的影响

来源:食品领域知名期刊《Food Chemistry》(Q1,IF=7.514)发布时间:2021-12-25

真菌毒素毒理学

 

胆汁酸对太平洋对虾黄曲霉毒素B1生物积累、解毒系统和生长性能的影响

Effects of bile acids on aflatoxin B1 bioaccumulation, detoxification system, and growth performance of Pacific white shrimp
 

摘要:近年来,太平洋对虾饲料中植物成分替代鱼粉的比例增加,导致饲料受到真菌毒素(黄曲霉毒素)污染的风险增加。黄曲霉毒素B1(AFB1)已被确认为毒性最大的黄曲霉毒素。研究表明,通过摄入被AFB1污染的饲料,AFB1在水产养殖动物体内积蓄,对消费者/人类健康造成严重威胁。通过物理或化学方法去除AFB1不仅低效、昂贵,并且会导致营养价值的丧失和食品感官质量的下降。鉴于此,在动物养殖过程中使用生物转化或吸附原理的生物解毒剂是减少AFB1的生物积累和毒性最有前途的方法。胆汁酸(BAs)是脊椎动物中由胆固醇合成的洗涤剂分子。BAs通过激活核激素受体来调节哺乳动物的解毒和抗氧化系统。先前的研究证明,饲料中添加BAs可以提高鱼类的生长性能、增强肝功能和缓解应激反应。在此背景下,来自中国海洋大学的潘鲁青教授团队探究了BAs对凡纳滨对虾AFB1残留量和毒性的影响,结果表明,BAS降低了虾中AFB1的残留量(检出限:0.01μg/L,相对标准偏差<10%,回收率:92.1~96.8%)。BAs通过增加AFB1的II相和抗氧化系统,增加AFB1的解毒作用,降低氧化应激产物的水平,避免AFB1引起的虾肉变质和对人类健康的危害。该研究成果发表在食品领域知名期刊《Food Chemistry》(Q1,IF=7.514)上。

关键词:黄曲霉毒素B1;凡纳滨对虾;胆汁酸;解毒系统 


实验设计:选用幼虾(0.96±0.06g)和亚成虾(3.12±0.08g)两个生长阶段的凡纳滨对虾,采用相同的实验设计,幼虾和亚成虾分别为900只,平均分为5组:对照组饲喂基础饲料70天;AF组饲喂基础饲料前60天+后10天饲喂AFB1污染饲料(2000μg/kg AFB1);ALB组前60天饲喂0.05g/kg BAs+后10天饲喂AFB1污染饲料;AMB组前60天饲喂0.15mg/kg BAs+后10天饲喂AFB1污染饲料;AHB组前60天饲喂0.25mg/kg BAs+后10天饲喂AFB1污染饲料。在整个实验过程中,所有组每天喂食两次,每天更换1/3的海水。


1.  BAs对凡纳滨对虾幼虾和亚成虾肝胰腺和肌肉中AFB1的影响

       表1表明,与对照组相比,AHB组幼虾和亚成虾肝胰腺AFB1含量显著降低(p<0.05)。同时,各组对虾肌肉中均未检测到AFB1(LOD:0.01μg/L)。

表1  BAs对凡纳滨对虾幼体和亚成体肝胰腺和肌肉中AFB1的影响

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2.  BAs对凡纳滨幼虾和亚成虾生长性能的影响

       表2说明,幼虾和亚成虾的增重率分别为277.08±19.00%~328.47±15.03%和95.83±3.09%~117.84±0.80%。与对照组、ALB组和AHB组相比,AMB组的末重、增重和比生长率最高。幼虾和亚成虾的存活率在89.44±0.79%~95.00±1.36%之间,各组间差异不显著(P>0.05)。

表2  BAs对凡纳滨对虾幼体和亚成体生长性能的影响

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3. BAs和AFB1对凡纳滨幼虾和亚成虾肝胰腺组织学和血清生化的影响

       BAs和AFB1对幼虾和亚成虾肝胰腺组织学和血清生化的影响如图1所示。对照组肝胰腺组织形态完整,细胞排列整齐,无炎症浸润。幼虾和亚成虾体内均含有丰富的R细胞(Restzellen)和B细胞(Blasenzellen),幼虾的E细胞(Embryonalzellen)多于亚成体。
       AFB1染毒10天后,AF组、ALB组、AMB组和AHB组大鼠肝胰腺出现不同于对照组的异常组织学改变。AF组和ALB组R细胞和B细胞大量消失,上皮细胞破裂。另一方面,尽管AMB组和黄AHB组大鼠肝胰腺在AFB1暴露后出现空泡变性,但仍有一定数量的R细胞、B细胞和F细胞存在。
       在30天和60天,AMB组和AHB组的幼虾ALT均显著低于对照组(P<0.05),而AMB组和AHB组在30d和60d均显著低于对照组(P<0.05)。AFB1暴露后,无论是幼虾是亚成虾,AMB组和AHB组的ALT、AST在70d时均明显低于AF组(P<0.05)。

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图1 BAs和AFB1 饲喂70天后,对幼虾(A-E:对照组、AF、ALB、AMB和ALB)和亚成虾(F-G:对照组、AF、AMG和ALB)肝胰腺组织学形态的影响
(放大倍数:x400)
图中字母表示:B:B细胞;E:E细胞;F:F细胞;R:R细胞;L:星形管腔;REC:破裂上皮细胞;ALU:异常管腔。
K1-K4:BAS和AFB1对幼虾和亚成虾血淋巴中丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)含量的影响。


4.  BAs在AFB1暴露前后对凡纳滨幼虾和亚成虾解毒酶活性的影响

       在AFB1暴露前,幼虾和亚成虾EROD和AH活性在各处理间差异不显著(P>0.05)。AFB1暴露后,AF、ALB、AMB和AHB组EROD和AH活性均显著高于对照组(P<0.05),AF组与ALB、AMB和AHB组比较差异无统计学意义(P>0.05)。
       Ⅱ期解毒系统中,与对照组相比,60d时AHB组幼虾GST和UGT活性显著升高(P<0.05),60d时AMB组和AHB组亚成虾GST活性显著升高(P<0.05),AHB组60d时AHB组GST和UGT活性显著高于对照组(P<0.05),AHB组和AMB组60d时GST和UGT活性显著高于对照组(P<0.05)。
       AFB1暴露后,AF、ALB、AMB和AHB组Ⅱ相酶活性显著升高(P<0.05)。70d时,与AF组相比,AMB组和AHB组幼虾和亚成虾的SULT和UGT活性均显著升高(P<0.05),与AF组相比,AMB组和AHB组的SULT和UGT活性均显著升高(P<0.05)。无论是幼虾还是亚成虾,AHB组GST活性均显著高于AF组(P<0.05)。

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图2 BAs和AFB1对幼虾(A)和亚成虾(B)肝胰腺7-乙氧基间苯二酚O-脱乙基酶(AEOD)、苯胺羟化酶(AH)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)
磺基转移酶(SULT)和葡萄糖醛酰转移酶(UGT)活性影响的热图

热图颜色表示为每行数据归一化的Z分数,低于、高于或等于平均值的酶活性分别表示为负(绿色)、正(红色)或相等(白色)。
 

5.  BAs在AFB1暴露前后对凡纳滨幼虾和亚成虾抗氧化防御系统的影响

       60d时ALB组SOD和T-AOC活性显著高于对照组(P<0.05),而GSH含量与对照组差异不显著(P>0.05)。经AFB1暴露后,幼虾和亚成虾的T-AOC均降低。AHB组GSH含量和T-AOC在63~70d均显著高于AF组(P<0.05),AFB1暴露组(AF、ALB、AMB和AHB)SOD活性在63d时显著高于AF组(P<0.05),AMB组和AHB组在70d时显著高于AF组(P<0.05)。

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图3  BAS和AFB1对幼虾和亚成虾肝胰腺总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽(GSH)含量的影响
 

6.  BAs和AFB1对凡纳滨幼虾和亚成虾生物分子损伤的影响

       图4显示了BAs和AFB1对幼虾和亚成虾生物分子损伤的影响。ALB组F值、MDA和PC含量与对照组无显著差异(P>0.05),而亚成体AMB组60d时MDA和PC含量显著低于对照组(P<0.05)。AFB1暴露3d后,幼虾和亚成虾AF组F值降低,丙二醛(MDA)和磷脂酰胆碱(PC)含量升高。AMB组和AHB组在70d时对幼虾的毒性显著减轻(P<0.05)。

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图4  BAs和AFB1对幼虾和亚成虾肝胰腺F值、丙二醛(MDA)含量和蛋白质羰基含量的影响
 

总结:本文首次研究了BAs对AFB1排泄、生物转化和在对虾体内残留的影响。BAs可作为洗涤剂,降低AFB1在幼虾和亚成虾肝胰腺中的残留,从而避免人体接触AFB1的风险。同时,BAs通过增加对虾的II相系统和抗氧化系统,提高了凡纳滨对虾的解毒能力,降低了氧化应激产物的水平,避免了AFB1引起的虾肉变质。这些结果表明BAs可以通过减少对虾中AFB1的残留量来避免可能对食品安全的威胁,并鼓励进一步研究BAs对其他动物和食物中AFB1残留的解毒作用。


Chen Su, Yusong Lu, Jinbao Li, Yuxuan Wang, Luqing Pan, Mengyu Zhang,Effects of bile acids on aflatoxin B1 bioaccumulation, detoxification system, and growth performance of Pacific white shrimp,Food Chemistry,Volume 371,2022,131169.

全文链接:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.131169





 

文稿:潘京金        编辑:上官国莲        审核:朱寒月