热加工鲤鱼鳞“变废为宝”:激活新生肽-氨基酸轴增强脓毒症(sepsis)器官保护的功能食品新策略

《Frontiers in Nutrition》:Processed carp scales as a functional food for sepsis protection: enhancing amino acid content and bioactive peptide profiles

【字体: 时间:2026年01月26日 来源:Frontiers in Nutrition 5.1

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  沙炒150 °C仅2.5 min,废弃鲤鱼鳞瞬间“解锁”10条低分子抗炎肽(如PGSPGPAGPAGARGQQ),总蛋白升至91%,在LPS大鼠脓毒症模型中显著下调TNF-α、IL-6、IL-1β及HMGB1,同步改善ALT、AST、BUN、PT等多器官损伤指标,为水产副产物高值化与功能食品开发提供“加工-营养-功效”直接证据。

  
小标题与正文
研究背景
全球水产加工每年产生占鱼体30–50%的副产物,其中鲤鱼鳞因高度矿化、结构刚硬而被丢弃,既浪费资源又污染环境。鳞干重约一半为蛋白质,以Ⅰ型胶原为主,却因羟基磷灰石包埋导致生物利用度极低。传统酶解法可产生活性肽,但成本高、步骤繁。中医“沙炒”炮制法能在无外加试剂条件下打破胶原基质,却缺乏对其营养变化与系统生物学效应的科学阐释。
实验设计
湖南益阳水产市场新鲜鲤鱼鳞经?80 °C保存,分为生品组(Cc-LI)与沙炒组(Cc-LII,150 °C、2.5 min)。两组分别100 °C水浴回流1 h,冻干得粉,提取率由生品30.9%升至45.4%。通过氨基酸分析、凯氏定氮、LC-MS肽组学、RAW264.7细胞毒/NO抑制、SD大鼠LPS腹膜注射(10 mg/kg)脓毒症模型及多器官病理-生化评估,构建“加工-成分-活性”完整证据链。
成分升级
氨基酸总量从82.91%提至85.75%,10种氨基酸显著增加,酪氨酸、缬氨酸、甘氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸、组氨酸、异亮氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸悉数上调;总蛋白(凯氏定氮×6.25)由87.23%增至91.24%(p<0.001)。LC-MS在加工组独有地鉴定出10条<1.5 kDa新肽:PGSPGPAGPAGARGQQ、PGAPGA、GPAGAAGPAGN、PAARGPGPSGPSGPKGN、PRRGPSGPAGARGADGN、TSFGRDRTH、AGPAGRHL、YAGG、LYAN、PGPAGASGPAGRGGHL,富含Pro-Gly、Tyr及带正电Arg,预示高抗氧化与免疫调节潜力。
细胞水平验证
CCK-8显示0–5 mg/mL范围内加工鳞粉无细胞毒性且促增殖;在LPS刺激RAW264.7巨噬细胞模型,2 mg/mL即可显著抑制NO释放,确认体外抗炎活性。
动物水平保护
预防灌胃7 d后造模,加工鳞组(1 g/kg)较生品组进一步:
  1. 下调血清TNF-α、IL-6、IL-1β、HMGB1(p<0.01);
  2. 降低氧化应激标志物MDA并回调谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)水平;
  3. 减肝损伤:ALT、AST显著回落;
  4. 减肾损伤:血尿素氮(BUN)、肌酐(Scr)同步下降;
  5. 纠正凝血障碍:缩短凝血酶原时间(PT)并提升血小板计数(PLT);
  6. 病理学显示肺泡壁增厚、心肌纤维断裂、肝小叶炎症浸润及肾小球收缩等病变均明显缓解。
机制解读
热加工导致胶原三股螺旋局部解链,矿物-有机界面断裂,埋藏肽键水解,释放富Gly、Pro、Tyr、Arg的小肽。Pro-Gly片段供氢抗氧化,Tyr酚羟基清除自由基,Arg正电荷与免疫细胞表面分子互作,共同抑制NF-κB等炎症信号级联,打断“细胞因子风暴-氧化损伤-凝血异常”恶性循环,从而减轻多器官功能障碍综合征(MODS)。
产业启示
相比酶解,沙炒无需外源试剂、设备简单、成本低廉,极适合工业化;所得高肽高蛋白粉末可直接压片、添入营养棒或制成口服液,为水产副产物“零废弃”提供可复制的技术路线,同时开辟天然抗炎功能配料新市场。
研究展望
后续将通过肽段纯化与基因敲除动物明确具体受体-通路,评估不同剂量-时间窗口的治疗效益,并开展临床前毒理与药代,为把“热加工鲤鱼鳞”推向特殊医学用途配方食品(FSMP)或抗炎膳食补充剂奠定坚实基础。
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