袁小琛,陳 范,王光毅,丁淑荃,張云龍,萬 全,李加勤,陳榮寧
(1.安徽農(nóng)業(yè)大學動物科技學院,合肥 230036;2.舒城縣萬佛湖漁業(yè)總公司,安徽六安 231360)
我國淡水資源豐富,是世界淡水魚養(yǎng)殖大國,根據(jù)《2019中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)顯示,2018年我國漁業(yè)總產(chǎn)值12 815.41億元,其中淡水養(yǎng)殖產(chǎn)值5 844.27億元[1]。淡水魚因其肉鮮味美、營養(yǎng)價值高、價格低廉而廣受青睞,卻也因其特殊的土腥味而使部分人群難以接受。實際生產(chǎn)中,水產(chǎn)品在加工處理前常將其放到清水池中暫養(yǎng)凈化一段時間以去除異味。目前,已發(fā)現(xiàn)草魚(Ctenopharyngodonidella)[2]、鯽(Carassiusauratus)[3]、尼羅羅非魚(Oreochromisniloticus)[4]、鱈鱸(Maccullochellapeeliipeelii)[5-6]短期暫養(yǎng)可以有效改善魚肉的風味。然而,目前水產(chǎn)養(yǎng)殖中暫養(yǎng)處理對魚類營養(yǎng)品質(zhì)的影響研究較少,僅局限于小水體的人工可控養(yǎng)殖系統(tǒng)[7-8]。
另一方面,有研究表明,捕撈作業(yè)對魚類存在生理脅迫,易引起機體的免疫應激反應從而降低其生長性能和健康狀況。如斑馬魚(Daniorerio)在受到拉網(wǎng)應激后,其血漿皮質(zhì)醇水平顯著升高[9];草魚、銀鯽(C.auratusgibelio)和青魚(Mylopharyngodonpiceus)三種鯉科魚受捕撈脅迫易造成類血漿皮質(zhì)醇、葡萄糖和乳酸濃度均顯著升高[10];施氏鱘(Acipenserschrenckii)受到捕撈脅迫后血漿皮質(zhì)醇激素顯著升高,溶菌酶、補體成分3(C3)和補體成分4(C4)活性均出現(xiàn)不同水平的升高[11];沙虎鯊(Carchariastaurus)受到捕撈脅迫后應激反應表現(xiàn)為血漿CO2、H+等電解質(zhì)水平顯著升高[12-13]。目前,魚類中預防和緩解捕撈應激的措施主要有苗種培育和改良、藥物緩解等。近些年,大量畜禽中的研究發(fā)現(xiàn),宰前靜養(yǎng)同樣可以降低應激、改善肉類品質(zhì)[14-15]。然而,暫養(yǎng)技術(shù)對魚類捕撈應激的作用評價相對缺乏[16-18],因此,探索暫養(yǎng)技術(shù)對魚類捕撈應激的作用是非常必要的。
鳙(Aristichthysnobilis),俗稱胖頭魚,濾食性,是我國湖泊、水庫等大水面增養(yǎng)殖的主要對象之一[1]。為了研究大水面養(yǎng)殖環(huán)境下暫養(yǎng)處理對魚肉的品質(zhì)和營養(yǎng)成分的影響,本研究以水庫養(yǎng)殖的鳙為研究對象,通過檢測圍網(wǎng)捕撈后暫養(yǎng)不同時間的鳙肌肉質(zhì)構(gòu)特性、氨基酸與脂肪酸組成以及血漿中部分生化指標與抗氧化指示酶活性,研究大水面捕撈后暫養(yǎng)處理對鳙肌肉品質(zhì)、營養(yǎng)成分和體質(zhì)狀況的影響,為暫養(yǎng)處理在漁業(yè)生產(chǎn)中的應用奠定理論基礎。
實驗用鳙取自安徽省六安市舒城縣萬佛湖水庫。2018年7月27日—8月24日。將大小均勻、健康狀態(tài)一致的即時圍網(wǎng)捕撈的鳙(均重2 500 g)分別置于離岸3 km處的4個完全相同的湖心網(wǎng)箱(8 m×8 m×8 m)中暫養(yǎng),網(wǎng)箱底部距湖底17 m。暫養(yǎng)密度為1尾/m3,暫養(yǎng)期間不額外喂食。2018年7月27日,分別從4個網(wǎng)箱中隨機各取3尾,記為暫養(yǎng)0周實驗魚;后每隔1周隨機從4個網(wǎng)箱中分別取樣(暫養(yǎng)1周、暫養(yǎng)2周、暫養(yǎng)3周、暫養(yǎng)4周)。
每次取樣從暫養(yǎng)的4個網(wǎng)箱中各撈取3尾實驗魚后,立刻置于100 mg/L 間氨基苯甲酸乙酯甲磺酸鹽(3-Aminobenzoic acid ethyl ester methanesulfonate,MS-222)中進行麻醉處理,至岸邊進行取樣處理,所有取樣過程均在冰上操作。用10 mL的注射器于尾靜脈抽血至抗凝管中,采集到的全血樣品在4 ℃條件下,3 000 r/min離心10 min,小心吸取上層血漿,保存于-80 ℃冰箱用于抗氧化酶活性檢測。對每尾實驗魚進行解剖處理,取200 g左右背肌,短暫置于冰上,用于肌肉質(zhì)構(gòu)特性的檢測;另取100 g左右背肌,保存于-80 ℃冰箱用于后續(xù)的氨基酸和脂肪酸的測定。
取背肌修剪,修剪尺寸為20 mm×15 mm×15 mm,每尾魚取4個平行樣品作為技術(shù)重復進行檢測。將修剪好的肌肉在物性測試儀上進行測定。采用質(zhì)地多面剖析法(Texture profile analysis,TPA)的測定方法[19-20]如下:采用圓柱形探頭,型號為P/36R,用物性測試儀對樣品進行兩次壓縮測試前用濾紙吸干魚肉表面水分,結(jié)果為4 次平行測定的平均值。測前速度1 mm/s,測試速度為1 mm/s,測后速度5 mm/s,壓縮比為50%,停留時間為5 s。
稱取100 mg肌肉干燥樣品,按照國家標準GB/T5009.124-2003方法。4 組平行實驗取平均值。全自動氨基酸分析儀參數(shù)條件:分析柱(4.6 mm×60 mm),采用3 μm離子交換樹脂;進樣量:自動進樣器200個瓶位,直接進樣(高壓進樣);凹面衍射光柵,閃躍波長:570 nm(脯氨酸為440 nm);通道1流速:0.40 mL/min;通道2流速:0.35 mL/min;反應單元溫度:135 ℃。
根據(jù)FAO/WHO 1973年建議的氨基酸評分標準模式[26]和中國預防醫(yī)學科學院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所提出的雞蛋蛋白質(zhì)模式進行營養(yǎng)評價[27]。分別按下列公式計算氨基酸評分(AAS)、化學評分(CS)和必需氨基酸指數(shù)(EAAI):
公式中,aa為實驗樣品氨基酸含量(%),AA(FAO/WHO)為FAO/WHO評分標準模式中同種氨基酸含量(%),AA(Egg)為全雞蛋蛋白質(zhì)中同種氨基酸含量(%),n為比較的必需氨基酸個數(shù),A,B,C,… ,I為魚肌肉蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量(%,dry),AE,BE,CE,… ,IE為全雞蛋蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量(%,dry)。
樣品預處理:將肌肉組織在勻漿機中進行勻漿,通過氯仿-甲醇(2 ∶1,V/V)法提取肌肉組織中脂肪酸用于甲酯化處理。
甲酯化處理:通過簡易堿式甲酯化法進行脂肪酸的衍生。所提脂質(zhì)在加入氫氧化鉀-甲醇充分反應后,再加少量無水硫酸鈉,靜置分層,有機相轉(zhuǎn)入進樣瓶用于氣相色譜分析。
氣相色譜儀檢測:用GC 7890A氣相色譜儀(安捷倫,美國)分析。氣相色譜條件:DB-WAX 30 m×0.25 mm×0.25 μm彈性石英毛細管柱,檢測器為FID,載氣為高純氮氣,流量0.8 mL/min,分流比為50 ∶1,進樣量為1 μL。進樣口溫度250 ℃,接口溫度250 ℃。程序升溫:柱溫60 ℃,維持1 min,以15 ℃/min速率升至200 ℃,再以3 ℃/min速率升至230 ℃,保持5 min。C14-C22脂肪酸甲酯標準品定性,面積歸一法定量。
血液中部分生化指標及抗氧化指示酶活性均由南京建成生物工程研究所檢測。堿性磷酸酶(AKP)含量采用磷酸苯二鈉比色法;谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)含量采用賴氏比色法;谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)含量采用賴氏比色法;超氧化物歧化酶(SOD)含量采用黃嘌呤氧化酶法(羥胺法);過氧化氫酶(CAT)采用鉬酸銨法;谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)含量采用比色法;丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法。
使用SPSS16.0對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。在統(tǒng)計分析之前,所有數(shù)據(jù)需要通過Shapiro-Wilk test正態(tài)分布檢驗。用Barlett′s test檢驗不同處理間的方差齊性。然后對兩種養(yǎng)殖模式下各檢測數(shù)據(jù)進行獨立樣本t-檢驗。數(shù)值用“平均值±標準誤”表示,P<0.05被認為差異性顯著。
暫養(yǎng)不同時間鳙肌肉的質(zhì)構(gòu)特性測定結(jié)果見表1。隨著暫養(yǎng)時間的遞增,鳙肌肉硬度先增加后降低,暫養(yǎng)1周和2周的時間相對于暫養(yǎng)0周顯著增加了其肌肉的硬度,而暫養(yǎng)3周和4周的時間則顯著降低了肌肉硬度。鳙肌肉彈性隨著暫養(yǎng)時間的增加逐漸升高,暫養(yǎng)3周和4周的鳙肌肉彈性顯著高于暫養(yǎng)0周的鳙。在鳙肌肉內(nèi)聚性和膠著性上,4周內(nèi)的暫養(yǎng)時間與不暫養(yǎng)的0周時刻相比無顯著性差異。暫養(yǎng)1~3周時段的鳙肌肉咀嚼性顯著高于暫養(yǎng)0周的鳙,而超過3周的暫養(yǎng)時間(暫養(yǎng)4周),其肌肉的咀嚼性顯著降低。
表1 暫養(yǎng)不同時間的鳙肌肉質(zhì)構(gòu)特性的變化Tab.1 Differences in textural properties of bighead carp muscle at different purging time
暫養(yǎng)不同時間的鳙肌肉氨基酸組成成分測定結(jié)果見表2。17種常見氨基酸在鳙肌肉中被檢出,其中必需氨基酸9種,非必需氨基酸8種。由于色氨酸在酸水解過程中發(fā)生分解,所以未分析。暫養(yǎng)不同時間的鳙肌肉中單個氨基酸中,均以谷氨酸含量為最高,其次為天冬氨酸。暫養(yǎng)3周的鳙肌肉中天冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、丙氨酸、酪氨酸、精氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蘇氨酸均顯著高于其它暫養(yǎng)時間的鳙。另外,暫養(yǎng)3周的鳙肌肉中的甘氨酸含量顯著高于暫養(yǎng)1周的鳙;半胱氨酸含量顯著高于暫養(yǎng)4周的鳙;蛋氨酸含量顯著高于暫養(yǎng)1周和4周的鳙;苯丙氨酸含量顯著高于暫養(yǎng)2周和4周的鳙。
對暫養(yǎng)不同時間的鳙肌肉氨基酸組成進行統(tǒng)計分析,發(fā)現(xiàn)暫養(yǎng)3周的鳙肌肉中呈味氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸)總量ΣDAA顯著高于其它暫養(yǎng)時間的鳙。暫養(yǎng)3周的鳙肌肉中必需氨基酸ΣEAA、非必需氨基酸ΣNEAA以及氨基酸總量TAA均顯著高于其它暫養(yǎng)時間的鳙。必需氨基酸總量與氨基酸總量比值ΣEAA/TAA在暫養(yǎng)3周時顯著高于未進行暫養(yǎng)處理的鳙。必需氨基酸與非必需氨基酸之間的比值ΣEAA/ΣNEAA無顯著性差異。
鳙AAS、CS和EAAI結(jié)果見表3。以AAS評價作為標準,暫養(yǎng)不同時間的鳙第一限制性氨基酸為蛋氨酸+半胱氨酸(Met+Cys),第二限制性氨基酸為纈氨酸(Val)。以CS評價作為標準,暫養(yǎng)不同時間的鳙第一和第二限制性氨基酸同樣為Met+Cys和Val。暫養(yǎng)0~4周的鳙EAAI分別為75.46±0.54、75.45±0.37、75.31±0.33、78.68±1.51和74.18±0.69,由數(shù)值大小可見暫養(yǎng)3周的鳙肌肉蛋白質(zhì)品質(zhì)顯著優(yōu)于暫養(yǎng)其它時間的鳙。
表2 暫養(yǎng)不同時間的鳙肌肉氨基酸組成成分(占干重)Tab.2 Amino acid composition of bighead carp muscle at different purging time(g/100g on dry weight)
表3 暫養(yǎng)不同時間鳙肌肉氨基酸含量以及氨基酸評分、化學評分和必需氨基酸指數(shù)Tab.3 Contents of essential amino acids,amino acids score,chemical score,and EAAIof bighead carp muscle at different purging time
續(xù)表3
根據(jù)暫養(yǎng)不同時間的鳙肌肉脂肪中脂肪酸組成成分測定結(jié)果,各處理組間鳙肌肉脂肪中脂肪酸組成相同,均含有12種脂肪酸,包括4種飽和脂肪酸(肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸和花生酸),2種多不飽和脂肪酸(棕櫚油酸和油酸)和6種PUFA(亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸、EPA、DPA和DHA)(表4)。研究發(fā)現(xiàn),暫養(yǎng)2周的鳙肌肉飽和脂肪酸總含量(∑SFA)顯著低于暫養(yǎng)0周、3周和4周的鳙。其次,鳙肌肉單不飽和脂肪酸總含量(∑MUFA)在4周的暫養(yǎng)期內(nèi)呈逐步升高的趨勢。
暫養(yǎng)不同時間的鳙肌肉必需脂肪酸含量在暫養(yǎng)2周時含量最高。暫養(yǎng)2周的鳙肌肉多不飽和脂肪酸總含量(∑PUFA)較暫養(yǎng)1周、3周和4周的處理組顯著升高。亞油酸(C18 ∶2)的含量在暫養(yǎng)2周鳙的肌肉中達到最高。二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)含量在各處理組間保持相對穩(wěn)定。然而,DHA+EPA含量在暫養(yǎng)4周時顯著低于其它暫養(yǎng)時間的鳙。
根據(jù)暫養(yǎng)不同時間的鳙血漿部分生化指標及抗氧化指示酶活性測定結(jié)果,在實驗期間鳙血漿中的AKP和AST均無明顯變化(表5)。暫養(yǎng)2周的鳙血漿中ALT的含量較暫養(yǎng)0周和1周的處理顯著降低。另外,暫養(yǎng)2周和3周的鳙血漿SOD含量顯著高于暫養(yǎng)0周的鳙。隨著暫養(yǎng)時間的遞增,鳙血漿CAT的活性呈先上升后下降的趨勢,在暫養(yǎng)2周時活性達到最高。暫養(yǎng)2周的鳙血漿GSH-Px顯著高于暫養(yǎng)0周的鳙。暫養(yǎng)2周的鳙血漿中MDA含量顯著低于暫養(yǎng)1周的鳙,且在處理組間含量最低。
表4 暫養(yǎng)不同時間的鳙肌肉脂肪中脂肪酸組成Tab.4 Fatty acid composition of bighead carp muscle fat at different purging time %
表5 暫養(yǎng)不同時間的鳙血漿生化指標變化Tab.5 Changes in plasma biochemical indexes of bighead carp at different purging time
肌肉質(zhì)構(gòu)特性分析是評價肉類肌肉品質(zhì)的重要評判標準[19-20]。研究報道發(fā)現(xiàn),6 d的短期饑餓處理顯著降低了鯽魚肌肉的硬度和土腥味、提高肌肉的咀嚼性、彈性和凝聚性[21]。團頭魴(Megalobramaamblycephala)中的研究同樣發(fā)現(xiàn)了加工前的凈化處理可以顯著改善其肌肉的彈性和咀嚼性,提高團頭魴魚肉的食用品質(zhì)[22]。與上述結(jié)果類似,養(yǎng)殖的草魚在50 d的暫養(yǎng)時段后其肌肉硬度、彈性、黏附性和內(nèi)聚性顯著高于不暫養(yǎng)的草魚[23]。然而,草魚在短期暫養(yǎng)(<7 d)過程中,魚肉的質(zhì)構(gòu)特性沒有顯著的變化[2]。因此,本研究對鳙采取了相對較長時間的暫養(yǎng)處理,根據(jù)其肌肉的質(zhì)構(gòu)參數(shù)可見,上市前經(jīng)過3周的暫養(yǎng)處理可以顯著降低鳙肌肉的硬度、提高肌肉的彈性和咀嚼性。
其次,根據(jù)暫養(yǎng)不同時間的鳙肌肉氨基酸組成分析,發(fā)現(xiàn)暫養(yǎng)3周的鳙肌肉中呈味氨基酸總量達到最大值。谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸和丙氨酸等呈味氨基酸的組成和含量直接影響著食品的鮮美程度[24]。并且水生動物肌肉中的氨基酸含量普遍比陸生生物高,因此魚肉中的氨基酸含量對其風味的影響尤為顯著[25]。因此,3周的暫養(yǎng)時間可以幫助魚體有效的積累呈味氨基酸,提高其肌肉鮮美程度。暫養(yǎng)處理對鳙肌肉氨基酸組成成分的影響可能與暫養(yǎng)期的攝入能量減少引起的肝臟中氨基酸代謝變化有關(guān),這一觀點可以從肝臟中谷丙、谷草轉(zhuǎn)氨酶活性的變化得以證明。另一方面,F(xiàn)AO/WHO規(guī)定理想蛋白源的氨基酸組成為必需氨基酸占總氨基酸比例ΣEAA/TAA維持在40%左右,ΣEAA/ΣNEAA>60%的蛋白質(zhì)質(zhì)量較好[26]。本研究發(fā)現(xiàn)鳙肌肉必需氨基酸含量33.68%~35.71%,接近40%,ΣEAA/ΣNEAA均高于75%,說明鳙蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值較高。鳙肌肉中必需氨基酸ΣEAA以及氨基酸總量TAA在3周的暫養(yǎng)時間達到最高,并且根據(jù)暫養(yǎng)不同時間內(nèi)鳙肌肉必需氨基酸指數(shù)(EAAI)的數(shù)值大小判斷暫養(yǎng)3周的鳙肌肉蛋白質(zhì)品質(zhì)優(yōu)于暫養(yǎng)其它時間的鳙。因此,本研究結(jié)果表明3周的暫養(yǎng)處理有助于增加鳙肌肉中呈味氨基酸和必需氨基酸的含量。
謝小軍等[27]研究表明,魚類在饑餓的過程中一般優(yōu)先利用飽和脂肪酸,其次利用低不飽和脂肪酸,最后動用高不飽和脂肪酸。在本研究中,在暫養(yǎng)前2周內(nèi),鳙肌肉中飽和脂肪酸含量顯著下降,單不飽和脂肪酸升高,多不飽和脂肪酸無顯著變化,說明鳙在暫養(yǎng)2周內(nèi)優(yōu)先動用飽和脂肪酸。從暫養(yǎng)第3周開始,鳙肌肉中飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸均有所增加,然而多不飽和脂肪酸含量顯著降低,表明鳙從暫養(yǎng)3周開始動用多不飽和脂肪酸。該結(jié)果與暫養(yǎng)處理對草魚肌肉脂肪酸含量的作用類似,草魚在短期的暫養(yǎng)期內(nèi)同樣優(yōu)先利用飽和脂肪酸,繼而動用單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸[2]。另外,暫養(yǎng)不同時間的鳙肌肉必需脂肪酸和多不飽和脂肪酸含量在暫養(yǎng)2周時均達到最高,表明2周的暫養(yǎng)處理可以有效提高鳙肌肉中必需脂肪酸和多不飽和脂肪酸的相對含量。
研究發(fā)現(xiàn),一定密度范圍內(nèi)的暫養(yǎng)并不影響魚類血液中的轉(zhuǎn)氨酶活性,適度的暫養(yǎng)休息可以緩解人工捕撈過程帶來的強烈應激[28]。本研究中鳙血漿ALT的含量隨著暫養(yǎng)時間呈先下降后上升的變化趨勢,在暫養(yǎng)2周時數(shù)值最低,說明2周的暫養(yǎng)處理有益于肝臟功能的恢復[25]。其次,抗氧化的標志酶SOD、CAT、GSH-Px活性在暫養(yǎng)2周的鳙血液中達到最大值,表明2周的暫養(yǎng)時間與即時捕撈的鳙相比,其抗氧化能力有所提高,可能2周的暫養(yǎng)過程在一定程度上幫助緩解了鳙捕撈過程中的應激[29]。中華鱘(Acipensersinensis)的擁擠脅迫試驗中同樣發(fā)現(xiàn)血漿中的抗氧化酶活性隨環(huán)境脅迫變化而變化以抵御活性氧對機體的損傷[30]。因此,暫養(yǎng)2周的時間能夠緩解捕撈過程帶給鳙的肝功能損傷,增強其抗氧化能力。
因此,本研究對圍網(wǎng)捕撈后暫養(yǎng)4周的鳙肌肉質(zhì)構(gòu)特性、氨基酸和脂肪酸組成以及血液中健康與抗氧化指示酶活性的變化進行了檢測。研究發(fā)現(xiàn)歷時2周的暫養(yǎng)處理可以有效提高鳙肌肉中必需脂肪酸和多不飽和脂肪酸的相對含量,提升其營養(yǎng)價值;同時暫養(yǎng)2周的時間能夠緩解捕撈過程帶給鳙的肝功能損傷、增強其抗氧化能力。3周的暫養(yǎng)處理可以顯著降低鳙肌肉的硬度和咀嚼性、提高肌肉的彈性,同時有助于增加肌肉中呈味氨基酸和必需氨基酸的含量,提高其營養(yǎng)品質(zhì)。因此,適時的暫養(yǎng)處理一方面有助于提高鳙的肌肉品質(zhì)和營養(yǎng)價值提升,另一方面降低了捕撈應激以利于運輸。綜上,暫養(yǎng)處理可以作為漁業(yè)生產(chǎn)銷售中提高魚類肌肉品質(zhì)和營養(yǎng)價值的一種可選擇的營銷策略。