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野生和养殖梭鲈肌肉营养组成分析与评价

时间:2024-05-25

孙志鹏 ,曹顶臣,裴玥,何立川,李崇文,吴学工,王炳谦,苗建发,郑先虎

(1.中国水产科学研究院黑龙江水产研究所,淡水鱼类育种国家地方联合工程实验室,黑龙江 哈尔滨 150070;2.天津天祥水产有限责任公司,天津 300000)

梭鲈Sander lucioperca 属于鲈形目、鲈科、梭鲈属,原产于咸海、黑海、里海和波罗的海水系的河流、湖泊中[1],及我国新疆伊犁河水系、额尔齐斯河水系和黑龙江水系[2]。梭鲈体肥肉厚、营养丰富、肉质细嫩、味道鲜美,素有“淡水鱼王”之称,是一种经济价值很高的食用鱼类,已成为欧洲和中亚国家重要的淡水增养殖对象。

目前,对梭鲈的研究主要集中在繁殖生理[3,4]、营养饲料[5,6]、资源管理[7]和胚胎发育[8]等方面。梭鲈为肉食性鱼类,在自然界主要以小杂鱼、虾为食,其营养价值和品质是否会受到人工饲料的影响成为梭鲈养殖的关键之一,但迄今未见对野生和养殖梭鲈营养特性的比较研究。本研究通过比较测定野生和养殖梭鲈肌肉的基本营养成分、氨基酸和脂肪酸组成和含量,分析梭鲈肌肉的营养与食用价值,以丰富梭鲈生化信息和营养品质评价,为梭鲈养殖的营养需求、饲料配方提供基础数据支撑,推动梭鲈养殖业健康发展。

1 材料与方法

1.1 材料

2018 年4—7 月在乌苏里江抚远江段,采用单层挂网(网长80m,网高1.5m,网目为4cm、6cm、8cm和10cm)采捕野生梭鲈4 尾,体长43.5~50.9cm,体质量1.6~2.5kg。3 尾人工养殖梭鲈体长为38.5~40.0cm,体质量为0.8~1.0kg,取自黑龙江水产研究所呼兰实验站。

1.2 方法

野生和养殖的梭鲈均经MS-222 麻醉后,测量体质量、全长、体长、体高等性状。去皮后,取不同部位肌肉组织样本。野生和养殖梭鲈肌肉组织等比例混合后分为3 份,每份约为500g,-40℃下快速冷冻保存。

水分含量采用直接干燥法测定(GB5009.3-2016);灰分含量利用高温灰化法测定(GB 5009.4-2016);粗脂肪含量采用索氏法提取,全自动脂肪测定仪(GB/T 5009.6-2016)测定;粗蛋白含量用全自动凯氏定氮仪(GB5009.5-2016)测定。氨基酸含量采用酸水解法处理肌肉样本,用全自动氨基酸自动分析仪(GB5009.124-2016)测定。用水解法提取肌肉中脂肪酸,用安捷伦公司气相色谱仪(GB5009.168-2016)测定脂肪酸含量。

根据联合国粮农组织(FAO)、世界卫生组织(WHO)建议的氨基酸评分标准和全鸡蛋蛋白质评定氨基酸模式的营养价值;用氨基酸评分(Amino acid score,AAS)、化学评分(Chemical score,CS)和必需氨基酸指数(Essential amino acid index,EAAI)计算梭鲈氨基酸评分[9-12]。计算公式如下:

AAS=待评蛋白质中某氨基酸含量(mg/gN)/FAO/WHO 评分模式中同种氨基酸含量(mg/gN);

CS=待评蛋白质中某氨基酸含量(mg/gN)/全鸡蛋蛋白质中同种氨基酸含量(mg/gN);

公式中:n 为比较的氨基酸数;a、b……h 为待评蛋白质的氨基酸含量(mg/gN);A、B……H 为全鸡蛋蛋白质的氨基酸含量(mg/gN)。氨基酸含量(mg/gN)=(样品中氨基酸含量/样品中粗蛋白质含量)×6.25×1000。

1.3 数据处理

实验结果用平均值±标准差(mean±SD)表示,采用Excel 2017 和SPSS16.0 软件进行统计,分析结果使P<0.05 为具有显著性差异,P<0.01 为具有极显著性差异。

2 结果与分析

2.1 梭鲈肌肉中基本营养成分组成

由表1 可知,梭鲈肌肉中粗蛋白含量较高,野生梭鲈肌肉蛋白含量低于养殖梭鲈,分别为20.23%和21.03%,两者间差异显著(P<0.05);野生和养殖梭鲈肌肉中脂肪含量均较低,分别为0.75%和0.70%,两者间差异不显著(P>0.05);水分和灰分含量也无显著差异(P>0.05),表明养殖与野生梭鲈基本营养组成相似。

2.2 梭鲈肌肉中氨基酸组成、含量及营养评价

由表2 可知:在野生和养殖梭鲈肌肉中均检测出了16 种氨基酸,包括7 种必需氨基酸(EAA)、2种半必需氨基酸(SEAA)和7 种非必需氨基酸(NEAA)。野生和养殖梭鲈肌肉中NEAA 含量差异显著(P<0.05);谷氨酸、甘氨酸和丝氨酸差异显著(P<0.05),其余差异不显著。含量最高的必需氨基酸均为赖氨酸(1.65%、1.66%)和亮氨酸(1.36%、1.35%);含量最高的非必需氨基酸均为谷氨酸(2.68%、2.80%)和天门冬氨酸(1.69%、1.72%)。野生和养殖梭鲈肌肉中4 种鲜味氨基酸(DAA)含量分别为6.19%和6.44%,占氨基酸总量的38.93%和40.10%。

表1 野生和养殖梭鲈肌肉基本营养成分和含量Tab.1 The approximate composition in the muscle of wild and farmed pike-perch S.lucioperca

表2 野生和养殖梭鲈肌肉氨基酸组成及含量(%,湿重)Tab.2 Composition and contents of amino acids in the muscle of wild and farmed pike-perch S.lucioperca(%,wet weight)

由表3 可知,根据AAS 分值,梭鲈肌肉的第一、二限制性氨基酸分别缬氨酸和蛋氨酸;根据CS 分值,梭鲈肌肉的第一、二限制性氨基酸分别为蛋氨酸和缬氨酸。野生和养殖梭鲈肌肉中必需氨基酸指数(EAAI)分别为69.58 和64.32。

表3 野生和养殖梭鲈肌肉蛋白质中必需氨基酸组成与评价Tab.3 Composition(mg/g N)and evaluation of essential amino acids in the muscle protein of wild and farmed pike-perch S.lucioperca

表4 野生和养殖梭鲈肌肉脂肪酸组成和含量(%)Tab.4 Composition and contents of fatty acids in the muscle of wild and farmed pike-perch S.lucioperca

2.3 梭鲈肌肉中脂肪酸组成与含量

如表4 所示,在野生和养殖梭鲈肌肉中分别检测出20 种和22 种脂肪酸,主要包括十六烷酸(C16:0)、十八烷酸(C18:0)、棕榈油酸(C16:1n7)、油酸(C18:1n9c)、亚油酸(C18:2n6c)、二十碳五烯酸EPA和二十二碳六烯酸DHA 等。其中饱和脂肪酸(SFA)6 种、单不饱和脂肪酸(MUFA)4 种、多不饱和脂肪酸(PUFA)10 种,养殖梭鲈较野生鲈肌肉中多检出2 种SFA 为C21:0 和C24:0。比较分析发现,养殖梭鲈肌肉中SFA 含量和MUFA 含量均高于野生梭鲈,其中MUFA 含量差异极显著(P<0.01),但两者PUFA 含量相似(45.85%,45.67%)。野生梭鲈肌肉中EPA 含量(10.31%)高于养殖梭鲈(6.43%),而DHA含量(20.65%)低于养殖梭鲈(24.23%),且差异均显著(P<0.05)。但野生与养殖梭鲈肌肉中EPA 和DHA 的总含量接近,分别为30.96%和30.66%。

3 讨论

3.1 鱼类基本营养成分与评价

从营养学讲,鱼类肌肉干物质含量越高,其总营养成分含量就越高。由表5 可知,野生梭鲈肌肉含水量低于鳜Siniperca chuatsi[13]、鲫Carassius auratus[13]、细鳞鱼Brachymystax lenok[14]、哲罗鱼Hucho taimen[16]、鳙Aristichthys nobilis[11]、草鱼Ctenopharyngodon idellus[11]、河鲈Perca fluviatilis[13]和加州鲈Micropterus salmoides[13],与黑龙江野鲤Cyprinus carpio[15]肌肉的水分含量接近。蛋白质和脂肪含量是评价鱼肉营养价值的重要指标。本研究中,梭鲈肌肉的粗蛋白含量为20.23%~21.03%,高于其他9 种鱼类;粗脂肪含量0.70%~0.75%,除鳙外,均低于其他几种鱼。可见,梭鲈肌肉具有高蛋白、低脂肪的特点,是人类优质蛋白质源,符合健康食品的标准。与陈佳毅等[13]的研究结果相比,本研究中梭鲈肌肉蛋白含量略高于其测定结果(19.94%),而粗脂肪低于其测定结果(1.26%),可能与试验鱼的规格、饱食程度和养殖环境等不同有关。

3.2 氨基酸组成与评价

评价蛋白质的主要指标是蛋白总量及其氨基酸含量与组成比例,这对优质蛋白质的开发和改善居民膳食结构具有重要意义[17]。本研究中,野生和养殖梭鲈肌肉中检测出7 种必需氨基酸,其中赖氨酸含量最高,其次为亮氨酸。赖氨酸参与体蛋白的合成,被称为“生长性氨基酸”,在体内发挥重要的生理功能,缺乏将直接或间接影响动物的生长、发育和繁殖。人乳中第一限制性氨基酸为赖氨酸,因此梭鲈肌肉可作为催乳食品,食用梭鲈可弥补食物中赖氨酸的不足,提高人体蛋白质的利用率[18]。亮氨酸是一种重要的支链氨基酸,可以加强肌肉蛋白新陈代谢、维持血糖平衡、促进蛋白质合成和提高免疫功能等[19]。梭鲈肌肉中富含赖氨酸、亮氨酸等必需氨基酸,可为人体提供优质的氨基酸。

根据FAO/WHO 推荐的理想蛋白质模式,质量较好的蛋白质中必需氨基酸含量占总氨基酸含量(WEAA/WTAA)的40%左右,必需氨基酸与非必需氨基酸的比值(WEAA/WNEAA)在60%以上[20]。本研究中,野生和养殖梭鲈肌肉的WEAA/WTAA 分别为40.74%和39.73%,而WEAA/WNEAA 高达81.10%和77.03%。显而易见,梭鲈肌肉的氨基酸平衡较好,完全符合优质蛋白质源标准。必需氨基酸指数(EAAI)是评价蛋白质营养价值的常用指标,EAAI越高,说明氨基酸组成越平衡,蛋白质的利用率也较高[21]。野生和养殖梭鲈EAAI 分别为69.58 和64.32,高于施氏鲟Acipenser schrencki(58.89)[22]、鳙(60.87)[23]、鲢Hypophthalmichthys molitrix(57.59)[23]、鳜(62.32)[24]、乌苏里白鲑(60.36)[25],低于细鳞鱼(81.87)[14]和长吻Leioeasis longirostris(79.14)[26]。由此可见,梭鲈必需氨基酸指数较高,氨基酸组成较平衡,可为人类膳食提供丰富的必需氨基酸。

表5 野生梭鲈肌肉主要营养成分与其他鱼类的比较(湿重,%)Tab.5 The main nutrient contents in the muscle between pike-perch S.lucioperca and other fish species(wet weight,%)

蛋白质中鲜味氨基酸的组成与含量决定了动物肉质的鲜美程度,鲜味氨基酸占氨基酸总量的比例越大,味道就越鲜美[27]。由表6 可知,野生和养殖梭鲈鲜味氨基酸含量不仅高于河鲈[13]、加州鲈[13]、细鳞鱼[14]、乌苏里白鲑[25]、长吻[26]等淡水名优鱼类,而且高于花鲈Lateolabrax japonicus[28]、黄条Seriola aureovittata[17]、银鲳Pampus argenteus[29]等海水鱼类,是名副其实的“淡水鱼王”。谷氨酸和天门冬氨酸为呈鲜味的特征性氨基酸,野生和养殖梭鲈肌肉中,均以谷氨酸含量最高,天冬氨酸次之,二者不仅提高了食物的鲜味,而且是调节脑和神经代谢功能的重要氨基酸,参与生命体的多项生理活动。梭鲈肌肉中脯氨酸含量与黄条[17]、大西洋鲑Salmo salar[30]和七带石斑鱼Epinephelus septemf asciatus[31]等相近。脯氨酸为人体非必需氨基酸,是胶原的主要成分之一,其与羟脯氨酸均为胶原蛋白合成的必要氨基酸,胶原蛋白具有美白养颜、减少皱纹的美容功效。可见,梭鲈是一种味道鲜美、营养丰富、食用价值高的优质鱼类。

3.3 脂肪酸组成评价

脂肪酸是细胞膜必不可少的成分,也是人体必不可少的营养物质。MUFA 具有降血糖、调节血脂和胆固醇等功能[32];PUFA 具有调节人体脂质代谢和心脏功能、抗肿瘤和调节免疫功能,以及促进大脑发育等多项生命体基本生理活动[33]。本研究发现,野生和养殖梭鲈不饱和脂肪酸含量极为丰富,特别是多不饱和脂肪酸含量较高,分别为45.85%和45.67%,与韩迎雪等[34]测定的梭鲈肌肉多不饱和脂肪酸含量(42.56%)基本一致,明显高于黄条(26.05%)[17]、龙胆石斑鱼Epinephelus lanceolatus(30.95%)[35]、七带石斑鱼(32.45%)[36]、长吻(39.88%)[26]和美洲黑石斑Centropristis striata(24.46%)[35]等海水鱼类,以及乌苏里白鲑(31.41%)[25]、细鳞鱼(35.31%)[14]等鲑科鱼类,但低于金枪鱼Thunnus(55%~56.55%)[37]。梭鲈肌肉中多不饱和脂肪酸含量最高,饱和脂肪酸含量次之,均远高于单不饱和脂肪酸含量,其与金枪鱼肌肉的脂肪酸含量组成顺序一致[37]。肌肉中脂肪酸的不饱和度决定了鱼类脂肪的质量,野生和养殖梭鲈肌肉中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸比值分别为2.39 和2.35,高于黄条(1.90)[17]、乌苏里白鲑(2.14)[25]、美洲黑石斑鱼(1.59)[35]等鱼类,表明梭鲈脂肪的质量较高。

二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)均属于ω-3 系列多不饱和脂肪酸,是人体不可缺少的重要营养素,尤其促进大脑细胞及脑神经形成、视觉发育等具有重要作用[37]。本研究中梭鲈EPA+DHA 含量分别为30.96%和30.66%,明显高于黄条(20.77%)[17]、条石鲷Oplegnathus fasciatus (16.86%)[39]、美洲黑石斑鱼(20.75%)[34]、大眼金枪鱼Thunnu sobesus(19.87%)[36]等海水鱼类,与蓝鳍金枪鱼Thunnus thynnus(31.16%)[36]、豹纹鳃棘鲈Plectropomus leopardus(32%)[40]相近。EPA 和DHA是人体必需的高不饱和脂肪酸,具有抑制血小板凝集、降低血液中中性脂质、调整血脂等作用[41]。但人体不能合成,只能从食物中摄取,EPA 和DHA 的天然来源是海洋动物,如鱼类、贝类、甲壳类等。一般情况下,海水鱼类的EPA+DHA 含量明显高于淡水鱼类[39]。梭鲈为淡水鱼类,EPA+DHA 含量接近甚至高于部分海水鱼类,说明梭鲈作为淡水鱼类营养价值非常突出。

3.4 小结

梭鲈肌肉高蛋白、低脂肪,必需氨基酸占总氨基酸总量的39.73%~40.74%,与非必需氨基酸含量的比值高达77.03%~81.10%,符合FAO/WHO 标准模式;鲜味氨基酸含量占氨基酸总量的38.93%~40.10%,氨基酸种类齐全且搭配均衡。梭鲈肌肉中不饱和脂肪酸含量极为丰富,多不饱和脂肪酸占比为45.67%~45.85%,EPA+DHA 含量达30.66%~30.96%,高于部分海水经济鱼类,具有较高的食用和保健价值。梭鲈是一种值得大力开发养殖的淡水经济鱼类。

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