Food Processing: Techniques and Technology Food Processing: Techniques and Technology Техника и технология пищевых производств 2074-9414 2313-1748 89186 10.21603/2074-9414-2024-3-2528 ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ ORIGINAL ARTICLE ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ Seasonal Dynamics of Tissue Lipids in Bivalve Mollusk Cerastoderma glaucum of Supralittoral Zone Сезонная динамика липидов тканей двустворчатого моллюска Cerastoderma glaucum псевдолиторальной зоны https://orcid.org/0000-0001-8468-8372 Бородина Александра Валентиновна Borodina Alexandra V. borodinaav@mail.ru https://orcid.org/0009-0008-4516-6924 Пименов Константин Андреевич Pimenov Konstantin A. https://orcid.org/0000-0003-0372-2458 Веляев Юрий Олегович Velyaev Yuri O. https://orcid.org/0009-0003-5962-1899 Осокин Александр Рузвельтович Osokin Alexander R. Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН Севастополь Россия Kovalevsky Institute of Biology of Southern Seas, Russian Academy of Sciences Sevastopol Russian Federation Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН Севастополь Россия Kovalevsky Institute of Biology of Southern Seas, Russian Academy of Sciences Sevastopol Russian Federation Севастопольский государственный университет Севастополь Россия Sevastopol State University Sevastopol Russian Federation Севастопольский государственный университет Севастополь Россия Sevastopol State University Sevastopol Russian Federation 02 10 2024 02 10 2024 54 3 558 570 13 11 2023 09 01 2024 https://fptt.ru/en/issues/22856/22836/

Двустворчатый моллюск Cerastoderma glaucum является обитателем псевдолиторали. Исследования его липидов и механизмов адаптации представляют интерес с точки зрения потенциально промыслового объекта аквакультуры. Цель работы заключается в изучении динамики в течение года общих липидов, фосфолипидов, моноглицеридов, диглицеридов и стеролов, свободных жирных кислот, триацилглицеридов и анализ состава жирных кислот C. glaucum, псевдолитеральной зоны верховья бухты Казачья, г. Севастополя. Моллюски C. glaucum, были собраны в течение зимы, весны и осени 2021–2022 гг. Рассматривали три вида тканей: жабры, ногу и гепатопанкреас. При определении общих липидов, разделении их на классы и исследовании жирных кислот использовали комплексный методический подход. Общий уровень липидов у моллюска составлял 2,4–15,1 г/100 г сырого веса ткани. В течение года динамика общих липидов в тканях ноги и жабр менялась от самых высоких значений весной (9,6 ± 1,6 и 4,9 ± 1,9 г/100 г сырого веса соответственно) до минимальных осенью 5,5 ± 0,5 и 2,5 ± 0,4 г/100 г сырого веса. В гепатопанкреасе общий уровень липидов достиг максимума зимой и минимума осенью 19,4 ± 1,9 и 2,9 ± 0,4 г/100 г сырого веса. В зимний период во всех тканях отмечали существенное снижение уровня триацилглицеридов. Состав жирных кислот в сумме всех тканей представлен 23 видами, среди которых 9 – насыщенных 35–40 %, 8 – мононенасыщенных 15–34 % и 6 – полиненасыщенных 5,8–29 %, относящихся к семействам омега-3, 5, 6, 7, 9, 11, 13. Среди доминирующих жирных кислот отмечены пальмитиновая и олеиновая. Сезонная динамика липидов в тканях ноги, жабр и гепатопанкреаса имела свои общие закономерности: весной наблюдались наиболее высокие значения общих липидов и равномерное распределение структурных и запасных липидов, осенью и зимой – снижение общих липидов, которое сопровождалось увеличением доли структурных липидов. Обнаруженные отличия в составе жирных кислот C. glaucum от видового аналога из других регионов связаны с особенностями обитания в псевдолитеральной зоне.

Cerastoderma glaucum is a bivalve mollusk that inhabits the supralittoral zone of the Black Sea. It is a potential object of commercial aquaculture, which makes its lipid profile and adaptation mechanisms a prospective research topic. The authors analyzed the annual patterns in total lipids, phospholipids, polyglycerides, diglycerides, sterols, free fatty acids, and triacylglycerides to obtain the fatty acid profile of C. glaucum, harvested from the supralittoral zone of the upper Kazachya Bay, Sevastopol, Russia. The mollusks were collected in the winter, spring, and autumn of 2021–2022. This research featured their gills, foot, and hepatopancreas. An integrated methodological approach was used to d etermine total lipids, classify them, and study fatty acids. The total lipid level was 2.4–15.1 g/100 g raw weight. During the year, the dynamics of total lipids in the tissues of foot and gills varied from the highest values in the spring (9.6 ± 1.6 and 4.9 ± 1.9 g/100 g raw weight, respectively) to the lowest in the autumn (5.5 ± 0.5 and 2.5 ± 0.4 g/100 g raw weight, respectively). In the hepatopancreas, it peaked the winter and dropped in the autumn (19.4 ± 1.9 and 2.9 ± 0.4 g/100 g raw weight, respectively). In the winter, all tissue samples demonstrated a significant decrease in triacylglycerides. The composition of fatty acids and total lipids in all tissues included 23 types, i.e., nine saturated (35–40%), eight monounsaturated (15–34%), and six polyunsaturated (5.8–29%) from the families of omega-3, 5, 6, 7, 9, 11, and 13. Palmitic and oleic acids were among the dominant fatty acids. Seasonal dynamics of lipids in the samples of foot, gills, and hepatopancreas of C. glaucum revealed some general patterns. In the spring, total lipids peaked while structural and storage lipids had a uniform distribution. In the autumn and winter, total lipids went down whereas structural lipids increased. The fatty acid profile of C. glaucum from the supralittoral zone of the Black Sea differed from those of the same species from o ther regions.

 Общие липиды классы липидов жирные кислоты двустворчатые моллюски сезонность церастодерма Total lipids lipid classes fatty acids bivalves seasonality cerastoderma Работа выполнена по теме № 121041400077-1 государственного задания ФИЦ ИнБЮМ РАН “Функциональные, метаболические и токсикологические аспекты существования гидробионтов и их популяций в биотопах с различным физико-химическим режимом”. В работе использовано оборудование НИЛ «Молекулярная и клеточная биофизика» Института перспективных исследований ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет». The research was part of State Assignment no. 121041400077-1: Functional, metabolic, and toxicological aspects of hydrobionts and their populations in biotopes with different physical and chemical conditions to Kovalevsky Institute of Biology of Southern Seas, Sevastopol. The experiments involved equipment of the Research Laboratory of Molecular and Cellular Biophysics, Institute of Advanced Research, Sevastopol State University, Sevastopol.

Kopiy VG, Bondarenko VG. Atlas of the inhabitants of the pseudolittoral of the Azov-Black Sea coast of Crimea. Sevastopol: IBSS; 2020. 120 p. (In Russ.). https://doi.org/10.21072/978-5-6044865-1-1 Kopiy VG, Bondarenko VG. Atlas of the inhabitants of the pseudolittoral of the Azov-Black Sea coast of Crimea. Sevastopol: IBSS; 2020. 120 p. (In Russ.). https://doi.org/10.21072/978-5-6044865-1-1 Фокина Н. Н., Нефедова З. А., Немова Н. Н. Липидный состав мидий Mytilus edulis L. Белого моря. Влияние некоторых факторов среды обитания. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2010. 243 с. Fokina NN, Nefedova ZA, Nemova NN. Lipid composition of mussels Mytilus edulis L. of the White Sea. The influence of some environmental factors. Petrozavodsk: Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences; 2010. 243 p. (In Russ.). Murphy DJ. The biogenesis and functions of lipid bodies in animals, plants and microorganisms. Progress in Lipid Research. 200;40(5):325–438. https://doi.org/10.1016/S0163-7827(01)00013-3 Murphy DJ. The biogenesis and functions of lipid bodies in animals, plants and microorganisms. Progress in Lipid Research. 200;40(5):325–438. https://doi.org/10.1016/S0163-7827(01)00013-3 Harayama T, Riezman H. Understanding the diversity of membrane lipid composition. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2018;19:281–296. https://doi.org/10.1038/nrm.2017.138 Harayama T, Riezman H. Understanding the diversity of membrane lipid composition. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2018;19:281–296. https://doi.org/10.1038/nrm.2017.138 Фокина Н. Н., Нефедова З. А., Немова Н. Н. Биохимические адаптации морских двустворчатых моллюсков к аноксии (Обзор) // Труды карельского научного центра российской академии наук. 2011. № 3. С. 121–130. https://www.elibrary.ru/OGHSCR Fokina NN, Nefedova ZA, Nemova NN. Biochemical adaptations of marine bivalves to anoxic conditions (Review). Proceedings of the Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2011;(3):121–130. (in Russ). https://www.elibrary.ru/OGHSCR Parnova RG. Lipids as signaling platforms and signaling molecules. Zhurnal Evolyutsionnoi Biokhimii I Fiziologii. 2020;56(7):824–825. https://doi.org/10.31857/S0044452920072176; https://elibrary.ru/IVTPKI Parnova RG. Lipids as signaling platforms and signaling molecules. Zhurnal Evolyutsionnoi Biokhimii I Fiziologii. 2020;56(7):824–825. https://doi.org/10.31857/S0044452920072176; https://elibrary.ru/IVTPKI Fokina NN, Ruokolainen TR, Nemova NN, Martynova DM, Sukhotin AA. Fatty acids distribution in seston, tissues, and faecal pellets of blue mussels Mytilus edulis L. Doklady Biochemistry and Biophysics. 2020;495:311–318. https://doi.org/10.1134/S1607672920060046 Fokina NN, Ruokolainen TR, Nemova NN, Martynova DM, Sukhotin AA. Fatty acids distribution in seston, tissues, and faecal pellets of blue mussels Mytilus edulis L. Doklady Biochemistry and Biophysics. 2020;495:311–318. https://doi.org/10.1134/S1607672920060046 Vural P. Monthly variation of biochemical composition of Lagoon Cockle (Cerastoderma glaucum, Bruguière, 1789), from Çardak Lagoon (Turkey). Thalassas: An International Journal of Marine Sciences. 2022;38:885–893. https://doi.org/10.1007/s41208-022-00423-7 Vural P. Monthly variation of biochemical composition of Lagoon Cockle (Cerastoderma glaucum, Bruguière, 1789), from Çardak Lagoon (Turkey). Thalassas: An International Journal of Marine Sciences. 2022;38:885–893. https://doi.org/10.1007/s41208-022-00423-7 Ricardo F, Pimentel T, Moreira ASP, Rey F, Coimbra MA, Domingues MR, et al. Potential use of fatty acid profiles of the adductor muscle of cockles (Cerastoderma edule) for traceability of collection site. Scientific Reports. 2015;(5):11125. https://doi.org/10.1038/srep11125 Ricardo F, Pimentel T, Moreira ASP, Rey F, Coimbra MA, Domingues MR, et al. Potential use of fatty acid profiles of the adductor muscle of cockles (Cerastoderma edule) for traceability of collection site. Scientific Reports. 2015;(5):11125. https://doi.org/10.1038/srep11125 Ricardo F, Pimentel T, Maciel E, Moreira ASP, Domingues MR, Calado R. Fatty acid dynamics of the adductor muscle of live cockles (Cerastoderma edule) during their shelf-life and its relevance for traceability of geographic origin. Food Control. 2017;77:192–198. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2017.01.012 Ricardo F, Pimentel T, Maciel E, Moreira ASP, Domingues MR, Calado R. Fatty acid dynamics of the adductor muscle of live cockles (Cerastoderma edule) during their shelf-life and its relevance for traceability of geographic origin. Food Control. 2017;77:192–198. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2017.01.012 Mahony KE, Egerton S, Lynch SA, Blanchet H, Goedknegt MA, Groves E. Drivers of growth in a keystone fished species along the European Atlantic coast: The common cockle Cerastoderma edule. Journal of Sea Research. 2022;179:1–9. https://doi.org/10.1016/j.seares.2021.102148 Mahony KE, Egerton S, Lynch SA, Blanchet H, Goedknegt MA, Groves E. Drivers of growth in a keystone fished species along the European Atlantic coast: The common cockle Cerastoderma edule. Journal of Sea Research. 2022;179:1–9. https://doi.org/10.1016/j.seares.2021.102148 Ревков Н. К. Макрозообентос украинского шельфа Черного моря // под ред. В. Н. Еремеев, А. В. Гаевская, Г. Е. Шульман, Ю. А. Загородняя. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011. С. 140–162. Revkov NK. Macrozoobenthos of the Ukrainian shelf of the Black Sea. In: Eremeev VN, Gaevskaya AV, Shulman GE, Zagorodnyaya JuA, editors. Biological resources of the Black Sea and Sea of Azov. Sevastopol: ECOSI-Hydrophysics; 2011. pp. 140–162. (In Russ.). Borodina AV, Zadorozhny PA. The annual dynamics of tissue carotenoids in a bivalve mollusk Cerastoderma glaucum (Bruguière, 1789). Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. 2020;56(1):3–12. https://doi.org/10.1134/S0022093020010019 Borodina AV, Zadorozhny PA. The annual dynamics of tissue carotenoids in a bivalve mollusk Cerastoderma glaucum (Bruguière, 1789). Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. 2020;56(1):3–12. https://doi.org/10.1134/S0022093020010019 Fokina NN, Shklyarevich GA, Ruokolainen TR, Nemova NN. Ecological and biochemical monitoring of some intertidal mussel Mytilus edulis L. settlements in Kandalaksha Nature Reserve. Vestnik of MSTU. 2019;22(2):213–224. (In Russ.) https://doi.org/10.21443/1560-9278-2019-22-2-213-224 Fokina NN, Shklyarevich GA, Ruokolainen TR, Nemova NN. Ecological and biochemical monitoring of some intertidal mussel Mytilus edulis L. settlements in Kandalaksha Nature Reserve. Vestnik of MSTU. 2019;22(2):213–224. (In Russ.) https://doi.org/10.21443/1560-9278-2019-22-2-213-224 Borodina AV, Veliaev YuO, Osokin AR. Comprehensive Methodological Approach to Determining Lipids in Clams. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(4):662–671. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-4-2464; https://elibrary.ru/JWGHGY Borodina AV, Veliaev YuO, Osokin AR. Comprehensive Methodological Approach to Determining Lipids in Clams. Food Processing: Techniques and Technology. 2023;53(4):662–671. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-4-2464; https://elibrary.ru/JWGHGY Shcherban SA, Makarov MV, Melnik AV. The understudied bivalve species of the black sea Cerastoderma glaucum (bruguiere, 1789) (Cardiidae): distribution and some aspects of biology and physiology. A review. Ekosistemy. 2022;(32):73–84. (In Russ.). [Щербань С. А., Макаров М. В., Мельник, А. В. Cerastoderma glaucum (Bruguiere, 1789) (Cardiidae) – малоизученный вид двустворчатых моллюсков Черного моря: распространение и некоторые аспекты биологии и физиологии. Обзор // Экосистемы. 2022. № 32. С. 73–84.]. https://www.elibrary.ru/OYBHCX Shcherban SA, Makarov MV, Melnik AV. The understudied bivalve species of the black sea Cerastoderma glaucum (bruguiere, 1789) (Cardiidae): distribution and some aspects of biology and physiology. A review. Ekosistemy. 2022;(32):73–84. (In Russ.). https://www.elibrary.ru/OYBHCX Немова Н. Н., Мещерякова О. В., Лысенко Л. А., Фокина Н. Н. Оценка состояния водных организмов по биохимическому статусу // Труды карельского научного центра российской академии наук. 2014. № 5. С. 18–29. https://www.elibrary.ru/THJTPP Nemova NN, Meshcheryakova OV, Lysenko LA, Fokina NN. The assessment of the fitness of aquatic organisms relying on the biochemical status. Proceedings of the Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2014;(5):18–29. (In Russ.). https://www.elibrary.ru/THJTPP Bagaev A, Esiukova E, Litvinyuk D, Chubarenko I, Subramanian V, Ramadoss V, et al. Investigations of plastic contamination of seawater, marine and coastal sediments in the Russian seas: a review. Environmental Science and Pollution Research. 2021;28;32264–32281. https://doi.org/10.1007/s11356-021-14183-z Bagaev A, Esiukova E, Litvinyuk D, Chubarenko I, Subramanian V, Ramadoss V, et al. Investigations of plastic contamination of seawater, marine and coastal sediments in the Russian seas: a review. Environmental Science and Pollution Research. 2021;28;32264–32281. https://doi.org/10.1007/s11356-021-14183-z Strokal V, Kuiper EJ, Bak MP, Vriend P, Wang M, van Wijnen J, et al. Future microplastics in the Black Sea: River exports and reduction options for zero pollution. Marine Pollution Bulletin. 2022;178:113633. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2022.113633 Strokal V, Kuiper EJ, Bak MP, Vriend P, Wang M, van Wijnen J, et al. Future microplastics in the Black Sea: River exports and reduction options for zero pollution. Marine Pollution Bulletin. 2022;178:113633. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2022.113633