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不同年齡段養(yǎng)殖寬體沙鰍肌肉營養(yǎng)成分分析與評價

2018-05-16 08:42:00王永明史晉絨謝碧文齊澤民
水生生物學報 2018年3期
關鍵詞:粗脂肪年齡組脂肪酸

王永明 史晉絨 謝碧文 唐 瑞 王 淯 齊澤民

(內江師范學院生命科學學院, 長江上游魚類資源保護與利用四川省重點實驗室, 內江 641199)

隨著我國水產養(yǎng)殖生產規(guī)模日益擴大, 集約化程度不斷提高, 魚種的需求量逐漸增加, 而高品質魚種的培育是保證成功養(yǎng)殖生產的基礎和關鍵。已有研究表明, 魚體營養(yǎng)狀況對于魚種品質及營養(yǎng)價值具有重要的影響, 且魚類不同發(fā)育階段對營養(yǎng)物質的需求以及不同營養(yǎng)物質對其重要程度差異顯著[1]。

寬體沙鰍(Sinibotia reevesaeChang)隸屬于鯉形目(Cypriniformes)鰍科(Cobitidae)沙鰍亞科(Botiinae), 主要分布于長江干流及岷江、金沙江、沱江等水系的下游, 其肉質細嫩, 味道鮮美, 為長江上游特有及重要經(jīng)濟魚類[2]。近年來由于水利工程建設、過度捕撈及環(huán)境污染等因素的影響, 其野生資源量急劇下降, 市場需求旺盛, 人工養(yǎng)殖應運而生。通過本實驗室對其多年基礎生物學研究及養(yǎng)殖實驗[3—10], 寬體沙鰍的養(yǎng)殖技術已日趨成熟, 如何在養(yǎng)殖條件下保持其肌肉的優(yōu)異性是亟待解決的問題, 截至目前尚無寬體沙鰍肌肉營養(yǎng)成分的相關研究。因此, 基于寬體沙鰍重要的生態(tài)價值、經(jīng)濟價值和養(yǎng)殖現(xiàn)狀, 本文選取人工養(yǎng)殖條件下不同年齡段寬體沙鰍肌肉, 對其營養(yǎng)成分、脂肪酸和氨基酸進行比較分析, 了解人工養(yǎng)殖條件下不同年齡段寬體沙鰍肌肉營養(yǎng)組成, 旨在為該魚營養(yǎng)價值研究、種質標準建立、人工配合餌料的制備及產業(yè)化擴繁提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

2016年1月, 從長江上游魚類資源保護與利用四川省重點實驗室選取體質健壯, 健康無傷的人工養(yǎng)殖1、2、3齡寬體沙鰍各60尾。濾紙拭凈魚體體表水分后, 測得鮮魚體重和體長依次為1齡(2.48±0.42) g, (53.20±3.20) mm; 2齡(3.71±0.52) g, (63.40±3.40) mm, 3齡(5.26±0.92) g, (71.10±3.60) mm。實驗魚均在自然水溫、自然光周期、魚缸循環(huán)潛水泵沖水供氧條件下養(yǎng)殖, 每天8:00和18:00各投喂正大3081一次, 養(yǎng)殖水體溶氧>5 mg/L以上, 氨氮<0.02 mg/L。

1.2 樣品處理

將各年齡組試驗魚隨機分為3個平行組, 每組20尾。各平行組試驗魚吸干體表水分后, 去皮取其頭后身體兩側等量肌肉, 將肌肉樣品合并, 混合均勻后分成2份, 一份用于一般營養(yǎng)成分測定, 另一份冷凍干燥后用于氨基酸和脂肪酸測定。

1.3 分析測定方法

水分測定: 采用恒溫干燥法, 在電熱恒溫烘箱(GZX-9240, 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠)中105℃烘干稱重(GB/T 9695.15-2008); 粗蛋白測定:采用消化爐(DK20型, 意大利VELP公司)消化, 全自動凱氏定氮儀(UDK159型, 意大利VELP公司)測定(GB/T 5009.5-2010); 粗脂肪測定: 采用SoxtecTM 8000型索氏提取儀(丹麥福斯分析儀器公司), 以石油醚作為提取劑進行索氏提取法測定(GB/T 5009.6-2010); 灰分測定: 采用馬弗爐(SX2-12-12Z型, 上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠)550℃高溫灼燒測定(GB/T5009.4-2010)。

脂肪酸測定: 按照氯仿-甲醇法提取總脂, 脂肪的皂化和衍生參照國標GB/T22223-2008的方法進行, 以脂肪酸甲酯做標準定性, 以色譜峰峰面積歸一法計算出各脂肪酸相對含量, 儀器為Agilent 6890氣相色譜儀。

氨基酸測定: 參照國標GB/T5009.124-2003, 運用6 mol/L鹽酸對樣品進行水解, 以外標法對樣品中氨基酸進行測定, 儀器為Biochrom 30型全自動氨基酸分析儀。

1.4 氨基酸評價方法

根據(jù)FAO/WTO建議的氨基酸評分標準模式[11]和中國預防醫(yī)學科學院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生所所提出的全卵蛋白模式, 分別按以下公式計算氨基酸分(Amino acid score, AAS)、化學分(Chemical score,CS)、必需氨基酸指數(shù)(Essential amino acid index,EAAI)[12]:

式中: 氨基酸含量[mg/(g.N)]=樣品氨基酸含量%(鮮樣)/樣品粗蛋白含量%(鮮樣)×6.25×1000;n為比較的必需氨基酸數(shù)目; A, B, C,, J為試驗蛋白質的氨基酸含量(%, 干物質基礎); AE, BE, CE,, JE全雞蛋蛋白質必需氨基酸含量(%, 干物質基礎)。

F值指支鏈氨基酸與芳香族氨基酸的比值[13]。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計

采用SPSS 19.0軟件對3個年齡組肌肉營養(yǎng)成分數(shù)據(jù)進行單因素方差分析和Duncan多重比較。描述性統(tǒng)計值使用“平均值±標準差”表示;P<0.05表示差異顯著。

2 結果

2.1 一般營養(yǎng)成分比較

人工養(yǎng)殖3個年齡組寬體沙鰍肌肉一般營養(yǎng)成分主要由水分、灰分、蛋白質和粗脂肪組成(表1)。由表 1可以看出, 3齡組寬體沙鰍肌肉水分含量顯著低于1齡和2齡組(P<0.05); 2齡和3齡組肌肉粗蛋白含量顯著高于1齡組(P<0.05); 3齡組粗脂肪含量顯著高于1齡和2齡組(P<0.05)。結果表明, 隨著年齡的增長, 人工養(yǎng)殖寬體沙鰍群體肌肉水分含量呈遞減趨勢, 粗蛋白和粗脂肪呈增加趨勢, 其中粗蛋白在2齡和3齡組增長不顯著(P>0.05)。粗灰分含量在1齡組最高, 2齡組最低(P<0.05)。

2.2 氨基酸組成與分析

人工養(yǎng)殖3個年齡組寬體沙鰍肌肉中共檢測到16種氨基酸(其中, 色氨酸和胱氨酸未測), 包括7種人體必需氨基酸和9種非必需氨基酸(表 2)。從氨基酸組成上看, 3個年齡組寬體沙鰍肌肉氨基酸組成相同, 均以鮮味特征氨基酸谷氨酸含量最高, 其次為天門冬氨酸、賴氨酸、亮氨酸、丙氨酸、精氨酸。除蛋氨酸外, 各氨基酸含量、氨基酸總量、必需氨基酸總量和呈味氨基酸總量均以2齡組最高(P<0.05), 1齡組最低(P<0.05)。必需氨基酸占氨基酸總量、必需氨基酸與非必需氨基酸比值表現(xiàn)為1齡組高于2齡和3齡組(P<0.05); 呈味氨基酸占氨基酸總量隨年齡的增長呈降低趨勢。

表 1 人工養(yǎng)殖條件下不同年齡段寬體沙鰍肌肉一般營養(yǎng)組成成分比較(鮮重基礎%)Tab. 1 Nutritional components in muscle of cultured Sinibotia reevesae populations at different ages (fresh, %)

將表 2中的必需氨基酸換算成每克氮中含氨基酸毫克數(shù)(乘以62.5%), 與全雞蛋蛋白質氨基酸模式及FAO/WHO氨基酸評分標準模式進行比較(表3)。AAS和CS分析可知, 人工養(yǎng)殖3個年齡組寬體沙鰍第一限制性氨基酸均為纈氨酸。AAS評分中除纈氨酸外, 2齡和3齡組其余氨基酸均接近或大于0.9, 1齡組只有賴氨酸, 苯丙氨酸+酪氨酸接近或大于0.9。3個年齡組必需氨基酸的CS評分均大于0.5。其中, 賴氨酸的AAS和CS均最高, 其次為苯丙氨酸+酪氨酸。必需氨基酸指數(shù)(EAAI)表現(xiàn)為2齡和3齡組高于1齡組, 以2齡組最高(73.71); 支鏈氨基酸與芳香族氨基酸的比值(F值)分別為2.22、2.08和2.12, 均屬于較高比值。

2.3 脂肪酸的組成與分析

人工養(yǎng)殖3個年齡組寬體沙鰍肌肉中均檢測出脂肪酸20種, 包括7種飽和脂肪酸(Saturated fatty acids, SFA)、6種單不飽和脂肪酸(Monounsaturated fatty acids, MUFA)和7種多不飽和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids, PUFA)(表 4)。各年齡組肌肉不飽和脂肪酸含量高于飽和脂肪酸含量, 且脂肪酸在組成和含量上略有差異, 表現(xiàn)為: 單不飽和脂肪酸C18:1n9c在寬體沙鰍三個年齡組含量均最高; 飽和脂肪酸C16:0和C18:0, 單不飽和脂肪酸C16:1和C20:1n9及多不飽和脂肪酸C18:2n6c和C22:6n3(Docosahexaenoic acid, DHA)在3個年齡組含量均較高。除C20:0, C17:1和C20:3n6外, 其余脂肪酸含量在三個年齡組差異顯著(P<0.05), 且C17:0、C24:1n9、C20:3n3和DHA含量隨年齡的增長遞增, C18:0、C18:1n9c、C20:1n9和C22:1n9含量隨年齡的增長遞減;3齡組C20:0和C17:1與1齡和2齡組差異顯著(P<0.05),且含量隨年齡的增長遞減; 1齡組C20:3n6含量與2齡和3齡組差異顯著(P<0.05); 3個年齡組ΣSFA、ΣMUFA、ΣPUFA和EPA+DHA含量差異顯著(P<0.05), 其中ΣSFA在1齡組最高, ΣPUFA在2齡組最高, ΣMUFA隨年齡的增長遞減, EPA+DHA含量隨年齡的增長遞增。

表 2 在人工養(yǎng)殖條件下不同年齡段寬體沙鰍肌肉氨基酸組成(干重基礎 %)Tab. 2 Composition and content of amino acids in muscle of cultured Sinibotia reevesae populations at different ages (dry, %)

表 3 人工養(yǎng)殖條件下不同年齡段寬體沙鰍肌肉必需氨基酸組成與評價(mg/g, 氮基礎)Tab. 3 Nutritional quality evaluation in muscle of cultured S. reevesae at different ages (mg/g N)

表 4 人工養(yǎng)殖條件下不同年齡段寬體沙鰍肌肉脂肪酸組成(干重基礎%)Tab. 4 Composition and content of fatty acids in muscle of cultured Sinibotia reevesae populations at different ages (dry, %)

3 討論

3.1 不同年齡段養(yǎng)殖寬體沙鰍一般營養(yǎng)成分比較

蛋白質和脂肪含量是魚肉營養(yǎng)價值的重要評價指標。人工養(yǎng)殖寬體沙鰍3個年齡組肌肉蛋白質含量較高, 且2齡和3齡組肌肉蛋白質含量明顯高于泥鰍(Misgurnus anguillicaudatusCantor)等鰍科魚類[14—17]; 粗脂肪含量在幾種鰍科魚類中最高[14—20]。研究結果表明, 寬體沙鰍是一種高營養(yǎng)的優(yōu)質蛋白源食物, 粗脂肪含量高可能與人工養(yǎng)殖條件下食物來源充足和采樣的季節(jié)性有關[21]。

隨著年齡的增長, 寬體沙鰍肌肉水分含量呈下降趨勢, 粗蛋白和粗脂肪呈增長趨勢, 且粗蛋白在2齡和3齡組增長不顯著, 粗脂肪增長顯著, 與齊口裂腹魚(Schizothorax prenantiTchang)[22]、花羔紅點鮭(Salvelinus malmaWalbaum)[23]和鳀(Engraulis japanicus)[24]中的研究結果一致, 與興凱湖翹嘴鲌(Culter alburnusBasilewsky)[25]的研究結果略有不同。1齡魚粗蛋白與粗脂肪含量低, 可能與魚體含水量高、自身生化組成及能量含量有關[24]; 2齡和3齡組粗蛋白和粗脂肪含量高可能與魚體處于性成熟期, 需要積累大量的營養(yǎng)物質有關[6,26]。

3.2 不同年齡段養(yǎng)殖寬體沙鰍氨基酸組成及含量差異

氨基酸的組成及含量, 特別是組成人體所需的必需氨基酸的含量及構成比例, 是評價食物蛋白質營養(yǎng)水平的最重要指標[27]。3個年齡組寬體沙鰍肌肉氨基酸組成相同, 氨基酸中均以鮮味特征氨基酸谷氨酸含量最高, 其次為天門冬氨酸; 呈味氨基酸總量較高, 與同屬的中華沙鰍(Sinibotia superciliarisGünther)及其他鰍科魚類中的研究結果相同[14—20];呈味氨基酸占氨基酸總量隨年齡的增長呈降低趨勢。研究結果表明, 3個年齡組寬體沙鰍肌肉鮮美可口且1齡魚比2齡和3齡魚風味更加厚重。因此,在寬體沙鰍商品魚養(yǎng)殖過程中應考慮添加谷氨酸等鮮味氨基酸以提高魚體肉質風味。

必需氨基酸指數(shù)(EAAI)是食物蛋白質營養(yǎng)價值的常用指標之一。EAAI越高, 氨基酸組成越平衡, 蛋白質質量越高, 利用率越高[28,29]。本研究結果顯示, 人工養(yǎng)殖3個年齡組寬體沙鰍EAAI值均較高, 以2齡組最高且顯著高于其他鰍科魚類[14—20]。結合3個年齡組肌肉必需氨基酸占氨基酸總量均高于40%, 必需氨基酸與非必需氨基酸比值均高于60%, 認為人工養(yǎng)殖3個年齡組寬體沙鰍肌肉氨基酸均衡, 符合FAO/WHO標準中對較好蛋白質氨基酸的組成要求, 屬于優(yōu)質蛋白質[11]。氨基酸總量和EAAI在2齡組最高, 可能與魚體進入性成熟期, 大量氨基酸合成卵黃蛋白、肽類激素、性腺組織和配子的原料有關[26]。

在AAS和CS分析中, 3個年齡組寬體沙鰍肌肉賴氨酸的含量最高且均超過FAO/WHO模式和雞蛋蛋白質中相應含量; 第一限制性氨基酸均為纈氨酸。表明3個年齡組寬體沙鰍可以彌補以谷物為主的膳食者飲食中賴氨酸的不足, 促進人們對谷物蛋白質的利用率[30]; 在配制寬體沙鰍飼料時應添加纈氨酸, 以保證飼料中氨基酸的平衡, 促進魚類健康生長。

肝臟是人體內氨基酸代謝, 尤其是芳香族氨基酸分解的主要場所。人體肝臟受損, 氨基酸代謝隨之紊亂, 且不適宜的蛋白質能量攝入會加重患者病情, 甚至危及生命。研究表明, 正常人體F值(支鏈氨基酸與芳香族氨基酸的比值)為3.0—3.5, 當肝臟受損時會下降為1.0—1.5[13]。相應的補充支鏈氨基酸制劑可改變機體新陳代謝狀態(tài)、減少肝硬化并發(fā)癥的發(fā)生, 改善肝硬化患者的生活質量及預后[31—33]。本研究測得3個年齡組寬體沙鰍F值分別為2.22、2.08和2.12, 均顯著高于人體肝臟受損時的F值, 表明寬體沙鰍對患肝病的病人有良好的保健作用, 與其他鰍科魚類中的研究結果一致[14—16,18—20]。

3.3 不同年齡段養(yǎng)殖寬體沙鰍脂肪酸組成差異

脂肪酸是機體主要能源之一, 對魚類的生存和生長有重要作用。通過對魚類不同時期營養(yǎng)成分組成及含量變化的研究發(fā)現(xiàn), 魚類對脂肪酸的需求量模式與構成魚體脂肪酸模式之間明顯相關[34,35]。同時, 性腺和配子中長鏈不飽和脂肪酸的總含量及各種長鏈不飽和脂肪酸的比例可能與親魚生殖激素的調節(jié)作用有關[36]。人工養(yǎng)殖3個年齡組寬體沙鰍脂肪酸含量豐富, 種類較多, 營養(yǎng)價值較高。PUFA在2齡組最高且EPA+DHA含量隨年齡的增長遞增, 可能與魚體處于性成熟期, 存儲大量必需脂肪酸合成固醇類等重要結構組分或轉運因子有關[37,38]。3個年齡組EPA+DHA含量較寬體沙鰍野生親魚及其他鰍科魚類低[10,18—20], 可能與EPA和DHA必須從食物脂肪中獲得有關[29]。因此, 為保證養(yǎng)殖寬體沙鰍各階段魚種的健康生長及魚肉品質,應在研制寬體沙鰍配合飼料時根據(jù)年齡的差異來調整原料配比, 特別是必需脂肪酸的添加。

一些學者認為, 海水魚組織脂肪酸組成中,C18:1n9c升高往往是缺乏必需脂肪酸的表現(xiàn), 且C18:1n9c/n-3HUFA可以作為必需脂肪酸滿足程度的一個判定依據(jù)[39,40]。3個年齡組寬體沙鰍肌肉C18:1n9c/n-3HUFA遠大于1且顯著高于其野生親魚,該結果是否符合上述結論還有待進一步的研究。

4 結論

通過對寬體沙鰍1、2、3齡養(yǎng)殖群體的肌肉營養(yǎng)成分分析及比較顯示, 各年齡組寬體沙鰍肌肉營養(yǎng)豐富, 味道鮮美, 以2齡魚體營養(yǎng)最佳。各年齡組營養(yǎng)成分差異表現(xiàn)為: ①粗蛋白質和粗脂肪含量較高且隨著年齡的增長呈增長趨勢。其中, 粗蛋白在2齡和3齡組增長不顯著(P>0.05), 粗脂肪增長顯著(P<0.05)。②氨基酸組成中均以鮮味特征氨基酸谷氨酸含量最高, 其次為天門冬氨酸; 第一限制性氨基酸均為纈氨酸; 支鏈氨基酸與芳香族氨基酸的比值(F值)明顯高于人體肝臟受損時的水平。③各年齡組不飽和脂肪酸含量高于飽和脂肪酸含量(P<0.05); 不飽和脂肪酸中單不飽和脂肪酸含量較高(P<0.05); 多不飽和脂肪酸(PUFA)在2齡組最高(P<0.05)且EPA+DHA含量隨年齡的增長遞增(P<0.05)。為保證養(yǎng)殖寬體沙鰍各階段魚種的健康生長及魚肉品質, 建議在配置寬體沙鰍飼料時應根據(jù)年齡的差異來合理調整原料配比。

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