2. 浙江海洋大学国家海洋设施养殖工程技术研究中心,浙江 舟山 316022
2. National Engineering Research Center For Marine Aquaculture, Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316022, China
鰤属鱼类是鲈形目(Perciformes)、鲹科(Carangidae)、鰤属(Seriola)分类阶元中鱼类的统称,是一类栖息在海洋中上层的暖温性大型鱼类,具有全球水域长距离洄游的特性。在全球,现已查明的鰤属鱼类共有9种[1-2],在我国黄渤海、东海和南海海域分布有3种,分别为黄条鰤(S. lalandi)、高体鰤(S. dumerili)和五条鰤(S. quinqueradiata)。
鰤属鱼类个体大、生长速率快,特别适合深远海大型设施如深海网箱、养殖工船等养殖方式,是我国近年来发展深远海养殖的优良鱼种。其肉质鲜美,营养丰富,是刺身、料理的上等食材,可与蓝鳍金枪鱼(Thunnus thynnus)、大西洋鲑(Salmo salar)媲美,也适合煎、烤等多种烹饪方式,深受国内外广大消费者的青睐。有关鰤属鱼类肌肉营养的研究,有学者针对日本海域高体鰤和五条鰤不同季节肌肉的生化组成和肌肉结构等开展了部分研究[3-4]。我国分布的3种鰤属鱼类均已开展人工养殖,主要集中在广东、福建、山东和辽宁沿海一带,主要生产方式为深水抗风浪网箱与工厂化车间接力养殖[5]。我国有关鰤属鱼类肌肉品质的评价研究仅见于黄条鰤[6],而高体鰤和五条鰤的肌肉营养价值的评价则未见相关报道。先前研究指出,不同环境条件下的同种鱼类或同一尾鱼不同部位肌肉的营养成分含量存在明显差异[7]。为准确评价鰤属鱼类在养殖过程中的营养需求和食用方面的营养价值,推动其养殖业健康发展,本研究针对我国东海海域网箱养殖的3种鰤属鱼类开展肌肉质构特性、营养成分分析与价值评价,以探究其肉质口感鲜美的原因,比较其肌肉质构及营养成分的差异,旨在为评价鰤属鱼类的营养品质、专业饲料的差异化研制和高效健康养殖技术开发提供科学依据。
1 材料与方法 1.1 实验样品来源实验所用3种鰤属鱼类样品于2020年12月在福建宁德同一海域的养殖网箱(26°62ʹN, 119º75ʹE)中获取,所采集的3种鰤属鱼类均为2龄鱼,其生长环境、摄食饵料均相同。其中,黄条鰤平均体重(2.97±0.15) kg,体长(52.57±0.25) cm;高体鰤平均体重(3.40±0.48) kg,体长(51.20±2.95) cm;五条鰤平均体重为(4.78±0.54) kg,体长(61.60± 1.60) cm。
1.2 样品采集与指标检测随机从3种鰤属鱼类养殖网箱中分别捞取3尾体表无任何异常的健康个体作为实验鱼,共9尾。将实验鱼经MS-222充分麻醉后,采用75%酒精棉擦拭体表后进行解剖,取实验鱼背部同一部位的肌肉并去掉样品表面皮肤组织。
首先,将每尾实验鱼的一部分背部肌肉组织分别切成约2.0 cm×2.0 cm×1.5 cm的小方块后再平均分成3份,采用质构剖面分析法(texture profile analysis, TPA)进行肌肉质构相关指标的检测。采用TA.XT.Plus (英国Stable Micro Systems 公司)物性测试仪,探头类型号为P50,测试前速度、测试后速度和测试速度均设定为5 mm/s,测定间隔时间5 s;压缩比50%。TPA特征值参照林婉玲等[8]分析法,测定的7个参数:硬度、黏附性、弹性、粘聚力、胶着度、咀嚼度、回复力。
其次,再将采集的一部分背部肌肉切成2.0~3.0 cm的块状,混匀后每尾实验鱼称取300 g肌肉组织块,再将每种鰤属鱼类的3尾实验鱼肌肉组织等比例混合并充分混匀,分装于50 mL离心管中并送至国家水产品质量检验检测中心进行营养成分的检测。
(1) 常规营养成分:水分含量采用直接干燥法测定(GB 5009.3—2016);粗蛋白含量使用全自动凯氏定氮仪(GB 5009.5—2016)测定;粗脂肪含量采用全自动脂肪测定仪(GB 5009.6—2016)测定;灰分含量采用高温灰化法测定(GB 5009.4—2016)。
(2) 氨基酸含量:酸水解法处理肌肉,使用全自动氨基酸自动分析仪(日本日立公司L-8800) (GB/T 5009.124—2003)测定。
(3) 脂肪酸含量:水解提取肌肉中脂肪酸,使用气相色谱仪(美国安捷伦公司7890A)(GB 5009.168—2016)测定。
(4) 矿物质:采用全谱直读等离子体发射光谱仪测定。
1.3 肌肉营养价值评价根据FAO/WHO建议的氨基酸评分标准模式和中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所提出的全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式,计算3种鰤属鱼类氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)、必需氨基酸指数(EAAI)和F值(支链氨基酸与芳香族氨基酸的比值)[9-10]。
${\rm{AAS = }}\frac{{待测蛋白质中某种必需氨基酸含量({\rm{mg/g N}})}}{{{\rm{FAO}}评分模式某种必需氨基酸含量({\rm{mg/g N}})}}$ |
${\rm{CS = }}\frac{{待测蛋白质中某种必需氨基酸含量({\rm{mg/g N}})}}{{鸡蛋蛋白质中某种必需氨基酸含量({\rm{mg/g N}})}}$ |
${\rm{EAAI}} = \sqrt[n]{{100{\rm{C}}{{\rm{S}}_1} \times 100{\rm{C}}{{\rm{S}}_2} \times \cdots \times 100{\rm{C}}{{\rm{S}}_n}}}$ |
$F = \frac{{缬氨酸 + 亮氨酸 + 异亮氨酸}}{{苯丙氨酸 + 酪氨酸}}$ |
3种鰤属鱼类肌肉质构特性相关指标的TPA检测结果以平均值±标准差($\bar{x}\pm \text{SD}$)的形式表示。采用SPSS 23.0统计软件进行TPA各检测指标的主成分分析(principal component analysis, PCA)和单因素方差分析(One-Way ANOVA),差异显著时采用Duncan氏检验进行多重比较,显著性水平P设定为0.05,当P<0.05时认为差异显著,肌肉营养成分的结果数据为混合肌肉样品2次检测的平均值,通过Excel 2016软件进行实验数据的处理与分析。
2 结果与分析 2.1 肌肉质构特性由表1可以看出,3种鰤属鱼类在黏附性、弹性和粘聚力方面差异均不显著(P>0.05);但是,在肌肉的硬度、胶着度、咀嚼度和回复力方面,高体鰤和五条鰤间无显著差异(P>0.05),但均显著低于黄条鰤(P<0.05)。
3种鰤属鱼类TPA指标间相关系数如表2所示,其中,硬度与粘聚力间存在显著相关性,且与胶着度、咀嚼度、回复力呈极显著相关性(P<0.01);黏附性与弹性存在显著相关性(P<0.05);粘聚力与胶着度、咀嚼度、回复力之间均呈极显著相关性(P<0.01)。
表3 中显示了TPA指标影响3种鰤属鱼类肌肉质构特性的主要因素及其贡献程度,其中3种鰤属鱼类TPA质构测定的结果共得到2个主成分,前2个主成分的初始特征值均大于1,且两者之间累积方差贡献率为94.507%。因此,通过获得的前2个主成分来代替最初的7个TPA指标,进行3种鰤属鱼类肌肉质构特性评价,并能反映其肌肉质构的整体信息。
从表4可知,决定第一主成分大小的是硬度(X1)、粘聚力(X4)、胶黏性(X5)、咀嚼性(X6)和回复力(X7);决定第二主成分大小的主要是黏附性(X2)。图1计算出的这些主成分主要分布在第一、三、四象限。
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表1 3种鰤属鱼类肌肉质构特性测定结果 Tab. 1 Muscle texture characteristics result of three Seriola species n=3; $\bar{x}\pm \text{SD}$ |
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表2 TPA指标间的Pearson相关系数 Tab. 2 Pearson correlation coefficient among TPA indicators |
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表3 3种鰤属鱼类TPA分析的各成分特征值与方差贡献率 Tab. 3 Total variance explained for TPA analysis of the tree Seriola species |
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表4 主成分载荷矩阵 Tab. 4 The component matrix |
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图1 主成分载荷图 Fig. 1 Biplot of principal component analysis |
黄条鰤、高体鰤和五条鰤肌肉常规营养组成见表5。其中,肌肉粗蛋白含量均相对较高,分别为24.3%、22.3%和22.0%;五条鰤肌肉中粗脂肪含量(7.2%)高于黄条鰤(5.3%)和高体鰤(4.5%)。
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表5 3种鰤属鱼类肌肉常规营养成分组成(湿重)
Tab. 5 The analysis of normal nutritional components in |
3种鰤属鱼类肌肉氨基酸组成见表6,每种鰤属鱼类均检测出16种氨基酸,包括7种必需氨基酸、7种非必须氨基酸和2种半必需氨基酸。其中,3种鰤属鱼类的必需氨基酸中赖氨酸的含量均最高,分别为2.30%、2.19%和2.06%;蛋氨酸的含量最低,分别为0.76%、0.71%和0.68%,且黄条鰤肌肉中上述两种氨基酸的含量在3种鰤属鱼类中均最高。在4种鲜味氨基酸中谷氨酸的含量均最高,分别为3.46%、3.28%和3.14%。黄条鰤氨基酸总量(24.09%)高于高体鰤(22.10%)和五条鰤(21.67%);黄条鰤肌肉中必需氨基酸占总氨基酸的比值(EAA/TAA)为40.68%,略低于高体鰤41.90%,但高于五条鰤40.24%。黄条鰤必需氨基酸与非必需氨基酸的比值为88.05%,高于高体鰤(84.57%)和五条鰤(87.64%)。
根据蛋白质评价标准,将3种鰤属鱼类肌肉中必需氨基酸含量转换为每克氮中含氨基酸毫克数,得出每种必需氨基酸的AAS和CS分值(表7)。高体鰤肌肉中必需氨基酸的评价分值高于黄条鰤和五条鰤,且3种鰤属鱼类的第一限制氨基酸均为蛋氨酸,第二限制性氨基酸均为缬氨酸。除蛋氨酸外,3种鰤属鱼类的AAS和CS值均大于0.8,表明3种鰤属鱼类必需氨基酸含量丰富,且高体鰤EAAI (92.26%)高于黄条鰤(89.38%)和五条鰤(87.88%)。
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表6 3种鰤属鱼类肌肉氨基酸组成及比例(湿重) Tab. 6 The composition and content of amino acids in the muscle of three Seriola species (wet weight) % |
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表7 3种鰤属鱼类肌肉中必需氨基酸组成评价 Tab. 7 Evaluation of the composition of essential amino acids in the muscle of three Seriola species mg/g (N) |
3种鰤属鱼类肌肉中共检测出20种脂肪酸,包括4种饱和脂肪酸、6种单不饱和脂肪酸和10种多不饱和脂肪酸(表8)。五条鰤豆蔻酸(C14∶0)的含量为5.56%,高于黄条鰤(4.39%)和高体鰤(5.02%);单不饱和脂肪酸含量最高的为油酸(C18∶1n9),平均为14.30%。多不饱和脂肪酸中,γ-亚麻酸(C18∶3n6)只在五条鰤中检测出,二十二碳二烯酸(C22∶2)只在高体鰤中检测出。黄条鰤PUFA总量为44.16%,且EPA+DHA占比最大(35.79%),高体鰤和五条鰤肌肉PUFA总量分别为44.51%和40.62%, EPA+DHA占比分别为34.77%和32.50%。
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表8 3种鰤属鱼类肌肉脂肪酸组成及含量(湿重)
Tab. 8 The composition and content of fatty acids in the |
3种鰤属鱼类肌肉中均含有丰富的矿物质元素(表9),常量元素中P的含量最高,其次是Na、K。其中,高体鰤的各常量元素含量均高于黄条鰤,而五条鰤的各常量元素含量均最低。而3种鰤属鱼类微量元素中Fe的含量最高,其次是Zn、Cu。其中,五条鰤的微量元素含量高于黄条鰤和高体鰤。
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表9 3种鰤属鱼类肌肉矿物质元素含量
Tab. 9 Content of some mineral in muscles of three Seriola species |
质构与外观、营养和风味共同组成了食品的四大品质要素[11]。TPA是通过质构仪模拟人口腔的咀嚼动作来分析样品硬度、回复力、弹性、凝聚性、咀嚼性、胶着性等参数,在水产品品质分析中备受青睐[12]。鱼肉营养品质的高低受到人们广泛关注,而质构特性是评价鱼肉品质的关键指标。Angsupanich等[13]对大西洋鳕(Gadus morhua)、Veland等[14]对大西洋鲑、王志铮等[15]对日本鳗鲡(Anguilla japonica)、徐坤华等[16]对马苏金枪鱼(T. maccoyii)肌肉分别进行质构特性测定,以进一步开展其肌肉品质评价。有研究指出,肌肉的鲜嫩度与硬度、弹性和咀嚼度存在一定的负相关性[12];粘聚力是样品完整性的体现,能够反映咀嚼时口感的细腻程度[17];回复力是反映肌肉弹性的主要因子,能够体现出鱼类肌肉中肌纤维和结缔组织的致密性[18]。
本研究中,3种鰤属鱼类在黏附性、弹性和粘聚力方面差异均不显著(P>0.05);但在硬度、胶着度、咀嚼度和回复力方面,高体鰤和五条鰤均显著低于黄条鰤(P<0.05),揭示了黄条鰤肌肉鲜嫩程度和硬度等质构特性均显著优于高体鰤和五条鰤。其中,硬度是反映质构特性的主要因素之一[19],与其他鱼类相比,3种
肌肉常规营养成分中的蛋白质和脂肪含量是体现其营养价值的重要指标。本研究测定的3种大洋性鰤属鱼类都属于高蛋白、高脂类种类,其蛋白质含量分别为黄条鰤24.3%、高体鰤22.3%、五条鰤22.0%,均高于绿鳍马面鲀(Thamnaconus septentrionalis)(17.88%)[23]、秋刀鱼(17.63%)[20]、大西洋鳕[24]、大西洋鲑[25]等可用作刺身食材来源的鱼种,与同鲹科鱼类雄性卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)(21.36%)[26]相比,3种鰤属鱼类蛋白含量依然占据优势。黄条鰤、高体鰤和五条鰤的脂肪含量均高于红鳍笛鲷(Lutjanus erythopterus)[27]、淡水石斑鱼(Cichlasoma managuense)[28]、黄鳍金枪鱼(Tunathunnus albacares)[29]等经济鱼类。这可能也是3种鰤属鱼类肉质鲜嫩、脂膏丰腴的主要原因之一。
3.3 肌肉氨基酸组成分析氨基酸是构成蛋白质的基本单位,主要包括必需氨基酸和非必须氨基酸两类。研究指出,总氨基酸含量决定肌肉的营养价值,鲜味氨基酸含量决定肌肉的鲜美程度[30]。本研究发现,3种鰤属鱼类总氨基酸含量均高于云纹石斑鱼(Epinehelus moara)[31]、大口黑鲈(Micropterus salmoides)[32]等鱼类,相比于高体鰤和五条鰤,黄条鰤总氨基酸含量更高,说明3种鰤属鱼类肌肉的氨基酸营养价值均较高,且以黄条鰤为最优。谷氨酸是脑组织生化代谢中的重要氨基酸[33],本研究发现,3种鰤属鱼类的16种氨基酸中,谷氨酸含量最高,天冬氨酸次之,且两者均为鲜味氨基酸;同时,黄条鰤、高体鰤和五条鰤3种鰤属鱼类中的鲜味氨基酸占总氨基酸含量分别为34.87%、36.02%和34.79%,与大目金枪鱼(T. obesus)(35.71%)[34]、大西洋鲑(35.44%)[35]、云纹石斑鱼(35.84%)[31]和黄带拟鲹(Pseudocaranx dentex)(35.37%)[36]等鱼种相近,说明3种鰤属鱼类均为味道极为鲜美的品种,也是其深受国内外消费者喜爱的主要原因。
有研究发现,赖氨酸是谷物类限制氨基酸,在人体免疫中发挥着重要作用[37],因此食用鰤属鱼类肌肉可与谷物类相互补充,提高人体对蛋白的利用率。此外,国内外已有不少有关赖氨酸含量对鱼类生长性能影响的研究[38-39],可见高赖氨酸水平有助于鰤属鱼类生长,并有助于食用人群对水产蛋白的消化吸收。本研究发现,黄条鰤、高体鰤和五条鰤肌肉中EAA/TAA的比值分别为40.68%、41.90%和40.24%,而EAA/NEAA的比值分别达到88.05%、84.57%和87.64%,均高于FAO/WHO提出的理想蛋白模式(其氨基酸组成中必需氨基酸/氨基酸总量在40%左右,必需氨基酸/非必需氨基酸大于60%以上)[40],说明3种鰤属鱼类肌肉均可作为优质的动物蛋白源。根据AAS和CS分值,以AAS为评价标准,除蛋氨酸外,3种鰤属鱼类平均分值大于1;以CS为评价标准,3种鰤属鱼类平均分值小于1,低于鸡蛋蛋白标准,且在2种蛋白评价标准中,3种鰤属鱼类的第一限制氨基酸均为蛋氨酸,第二限制性氨基酸均为缬氨酸。本研究通过对肌肉中氨基酸结构特征组成分析,表明3种鰤属鱼类均能够为人体提供充足的必需氨基酸,还能为鰤属鱼类养殖过程中饲料成分的选择和配比配制提供参考依据。
3.4 肌肉脂肪酸组成分析脂肪酸作为脂类重要的组成成分,在机体供能方面发挥着重要的作用,多以饱和脂肪酸(SFA)、单不饱和脂肪酸(MUFA)及多不饱和脂肪酸(PUFA)的形式存在[41]。3种鰤属鱼类中,棕榈酸(C16∶0)含量均最高,这与其他鱼类中含量较高的现象相类似。报道指出,MUFA能为人体提供大量的热能,还能调整人体血浆中不同密度脂蛋白胆固醇的比例,从而促进人体新陈代谢和保护机体器官免受损伤[42]。
研究发现,膳食中多不饱和脂肪酸对心脑血管疾病、肠道健康、抗炎和视力保护方面具有一定的调节作用[41],脂肪酸中不饱和程度越高,其营养价值越高[43]。3种鰤属鱼类的MUFA和PUFA含量均相对较高,不饱和脂肪酸(MUFA和PUFA)与SFA的比值均大于2;并且,PUFA含量均远高于三线矶鲈(Parapristipoma trilineatum)[44]、大口黑鲈[32]、大菱鲆(Scophthalmus maximus)[45]、大黄鱼(Pseudosciaena crocea)[46]等经济鱼类。说明本研究中3种鰤属鱼类的脂肪酸营养价值较高;同时,与五条鰤相比,黄条鰤和高体鰤的优势更为明显。PUFA是人体所必需的脂肪酸,尤其是EPA和DHA[47],同时,也具有降低胆固醇和甘油三酯等保健功能。本研究中,3种鰤的EPA和DHA总含量均高于三线矶鲈[44]、大口黑鲈[32]、大西洋鲑[35]和金枪鱼[48]等;并且在3种鰤中,黄条鰤的EPA和DHA总含量最高,而五条鰤的最低,进一步强调了鰤高脂肪酸含量的营养价值,尤其是黄条鰤和高体鰤。同时,说明黄条鰤对于多不饱和脂肪酸的存储和代谢机制方面与其他2种鰤存在差异,这也是3种鰤属鱼类肌肉营养差异的原因之一。γ-亚麻酸(C18∶3n6)具有降血脂、增强免疫力等作用[49],也是花生四烯酸(ARA)的来源之一[50],所测得的五条鰤ARA含量高于黄条鰤和高体鰤。可见。鰤属鱼类具有较高的脂肪酸营养价值,可对其营养和保健功效进行开发利用。
3.5 肌肉矿物质组成分析矿物质元素与人体健康紧密联系,是维持人体生理活动和新陈代谢必不可少的物质[51-52]。本研究中,3种鰤属鱼类肌肉中均含有丰富的常量元素(Na、K、P、Mg、Ca)和微量元素(Fe、Zn),且Na元素含量均高于云纹石斑鱼[31]、黄带拟鲹(Pseudocaranx dentex)[36]和大菱鲆[45]等鱼种,黄条鰤和高体鰤肌肉各常量元素含量均高于五条鰤,对人体而言,含量较高的Na、K等矿物质对于维持体内酸碱平衡具有重要作用。与黄条鰤和高体鰤相比,五条鰤肌肉微量元素含量更丰富,尤其是Fe元素,其主要参与体内的氧化呼吸机能,维持体内正常造血功能[53]。可见,摄食鰤属鱼类有助于人体补充所需的矿物质元素,促进新陈代谢、提高免疫力。
4 结论本研究表明,与其他经济鱼类相比,鰤属鱼类肌肉中含有丰富的氨基酸和脂肪酸等营养物质,是极具市场开发潜力的大洋性养殖经济鱼种,研究结果将为我国鰤属鱼类养殖潜力评价和专用高效配合饲料的研制提供参考。
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