顏 霖,施建設(shè),王俊杰,邢明艷,顏闊秋,*
(1.廣東省鰉鯨海洋生物科技有限公司,廣東惠州 516300;2.華南師范大學(xué),廣州 510631;3.一方海(廣東)海洋牧場有限公司,廣東惠州 516300)
中國石首魚科(Sciaenidae)魚類共有13屬37種[1],棲息在中國南方海域的大多數(shù)石首魚類都具有很高的經(jīng)濟(jì)價值,例如,分布于廣東硇洲島海域的大黃魚(Pseudosciaena crocea)、在廣東潮汕地區(qū)用于取鰾而養(yǎng)殖的雙棘原黃姑魚(Protonibea diacanthus)、在珠三角地區(qū)廣泛養(yǎng)殖的淺色黃姑魚(Nibea coibor)等品種。但是,對于大黃魚,除浙江的岱衢洋海域大黃魚和福建的官井洋海域大黃魚有較多研究[2-3],對于棲息在廣東硇洲島附近的大黃魚則少見報道。雙棘原黃姑魚和淺色黃姑魚在苗種培育、養(yǎng)殖生物學(xué)、營養(yǎng)成分分析等方面都只有少量的研究報道[4-5]。
石首魚科大部分經(jīng)濟(jì)種類不僅魚鰾具有很高的藥用價值,肌肉更是優(yōu)質(zhì)蛋白資源。其中,大黃魚浙江種群和福建種群的肌肉營養(yǎng)成分有較多的研究報道[6-9],其他品種則多集中在中小型個體的魚種上[10-13]。有關(guān)雙棘原黃姑魚等品種肌肉營養(yǎng)成分未見報道,可能與這些種類只注重魚鰾價值而忽視取鰾后其他組織的利用有關(guān)。本實驗用自行繁育或養(yǎng)殖的大黃魚、雙棘原黃姑魚和淺色黃姑魚為材料,進(jìn)行了養(yǎng)殖后魚肌肉營養(yǎng)成分和脂肪酸、氨基酸組成的比較分析,以期為開發(fā)利用石首魚科中的優(yōu)質(zhì)蛋白資源和飼料開發(fā)提供參考。
大黃魚來源于在惠州雙月灣小星山海洋牧場的深水網(wǎng)箱,取樣5尾,平均體質(zhì)量(184.00±27.25)g、平均體長(22.10±1.29)cm。
淺色黃姑魚來源于惠州石首魚保育與繁育中心的循環(huán)水系統(tǒng),取樣5尾,平均體質(zhì)量(233.20±33.86)g、平均體長(22.20±1.35)cm。
雙棘原黃姑魚來源于惠州石首魚保育與繁育中心的循環(huán)水系統(tǒng),取樣5尾,平均體質(zhì)量(369.80±55.23)g、平均體長(27.10±0.89)cm。
水分測定采用常壓干燥法(GB 5009.3—2016);粗蛋白測定采用凱氏定氮法(GB/T 5009.5—2016);粗脂肪測定采用索氏提取法(GB 5009.6—2016);粗灰分測定采用灰化法(GB/T 5009.4—2016)。
使用氨基酸自動分析儀測定氨基酸組成和含量[14],色氨酸未單獨檢測;脂肪酸組成與含量測定是經(jīng)甲酯化后在氣相色譜儀上分析[15]。
根據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations,F(xiàn)AO)/世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)在1973年提出的人體必需氨基酸均衡模式,采用氨基酸計分方法[16],以氨基酸評分(amino acids score,AAS)、化學(xué)評分(chemical score,CS)和必需氨基酸指數(shù)(essential amino acid index,EAAI)來評定3種魚肌肉中蛋白質(zhì)的氨基酸營養(yǎng)價值。計算公式如下:
式(1)~(3)中,aa為本實驗檢測的氨基酸含量(mg·g-1);AA(FAO/WHO)為評分模式中同種氨基酸含量(mg·g-1);AA(Egg)為雞蛋蛋白中同種氨基酸的含量(mg·g-1);n為比較的氨基酸數(shù)目;A、B、C、…、H為本實驗檢測的某必需氨基酸含量(%);AE、BE、CE、…、HE為雞蛋蛋白質(zhì)中某必需氨基酸含量(%)。
采用氨基酸的支鏈氨基酸與芳香氨基酸的比值(F值):(纈氨酸+亮氨酸+異亮氨酸)/(苯丙氨酸+酪氨酸)來評價氨基酸的質(zhì)量。
脂肪酸評價方法,利用食品中脂肪酸致人類心血管疾病發(fā)生影響的血管動脈粥樣硬化指數(shù)(index of atherogenic,IA)和血栓形成指數(shù)(index of thrombogenic,IT)[17],來評價3種魚的脂肪酸營養(yǎng)價值。用多烯指數(shù)(polyene index,PI)來評價多不飽和脂肪酸的氧化程度[18]。計算公式如下:
式(4)~(6)中,C12:0表示月桂酸;C14:0表示肉蔻酸;C16:0表示棕櫚酸;∑MUFA表示單不飽和脂肪酸總量;∑PUFA表示多不飽和脂肪酸總量;C18:0表示硬脂酸;C20:5表示EPA;C22:6表示DHA;∑PUFA(n-6)表示多不飽和脂肪酸中第1個不飽和鍵出現(xiàn)在碳鏈甲基端的第6位的總量;∑PUFA(n-3)表示多不飽和脂肪酸中第1個不飽和鍵出現(xiàn)在碳鏈甲基端的第3位的總量。
測定結(jié)果百分含量的數(shù)值作方差齊性轉(zhuǎn)換后,采用SPSS16.0軟件進(jìn)行單因子方差分析,并用Duncan檢驗進(jìn)行多重比較,P<0.05時認(rèn)為有顯著差異。數(shù)據(jù)以(平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤)表示。
3種石首魚的基本營養(yǎng)成分檢測結(jié)果見表1。肌肉中水分含量由高到低依次為雙棘原黃姑魚、淺色黃姑魚和大黃魚。粗蛋白含量則由高到低依次為淺色黃姑魚、雙棘原黃姑魚和大黃魚。3種魚肌肉中水分、粗蛋白和灰分含量之間均無顯著性差異(P>0.05)。粗脂肪含量以大黃魚最高,雙棘原黃姑魚最低,雙棘原黃姑魚與其他2種魚都有顯著性差異(P<0.05)。
表1 3種石首魚肌肉的基本營養(yǎng)成分濕質(zhì)量分?jǐn)?shù)Tab.1 Wet mass fraction of the basic nutrients in muscle of 3 Sciaenidae species (%)
3種石首魚科魚類的氨基酸組成如表2所示,氨基酸總量(TAA)、必需氨基酸(EAA)、半必需氨基酸(SEAA)和非必需氨基酸量(NEAA)在3種魚之間無顯著性差異(P>0.05)。3種魚中都是谷氨酸(Val)含量最高,天冬氨酸(Asp)次高,胱氨酸(Cys)含量最低,組氨酸(His)次低。大黃魚的甘氨酸(Gly)顯著低于其他2種魚類(P<0.05);大黃魚的脯氨酸(Pro)含量低于雙棘原黃姑魚和淺色黃姑魚,且有顯著差異(P<0.05)。
表2 3種石首魚肌肉的氨基酸組成和含量[n=5,g·(100g)-1,濕樣]Tab.2 Amino acid composition and content of muscle of 3 Sciaenidae species[n=5,g·(100g)-1,wet mass]
3種魚的EAA/TAA的比值為36.01%~37.64%,都在FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)(35.38%)對蛋白質(zhì)的要求之上;同時,3種魚的EAA/NEAA的比值為64.27%~69.04%,均高于FAO/WHO蛋白模式的60%標(biāo)準(zhǔn)。EAA/TAA和EAA/NEAA的比值說明3種魚的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值較高,可以作為優(yōu)質(zhì)食用蛋白源。3種魚的鮮味氨基酸含量占總氨基酸的比值都達(dá)到了40%以上,表明3種石首魚肌肉的口感更好,具有很好的鮮味感。
大黃魚、雙棘原黃姑魚和淺色黃姑魚的F值分別為1.93±0.16、1.94±0.03和1.81±0.06。
用AAS、CS和EAAI對3種魚肌肉的氨基酸營養(yǎng)價值進(jìn)行評估,結(jié)果如表3所示。大黃魚肌肉中Val和Ile的AAS為0.58和0.61,其余氨基酸的AAS均超過或接近1.00;大黃魚肌肉中Val和Ile的CS為0.44和0.46,Lys的CS結(jié)果超過1.10,其他必需氨基酸的CS值為0.51~0.85。其他2種魚類中Val和Ile的AAS和CS分別為0.53~0.63和0.38~0.48,Lys的AAS和CS評價結(jié)果均超過1.00,其他幾種氨基酸的AAS和CS評價結(jié)果為0.50~1.00。3種魚的EAAI值為59.50~66.27。從AAS、CS和EAAI結(jié)果分析可見,都符合或接近FAO/WHO推薦的標(biāo)準(zhǔn),也接近中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所提出的雞蛋蛋白質(zhì)模式的參比標(biāo)準(zhǔn),可視為優(yōu)質(zhì)海水魚類。
表3 3種石首魚肌肉的氨基酸營養(yǎng)評價Tab.3 Nutritional evaluation of amino acids i nmuscle of 3 Sciaenidae species
在檢測出的必需氨基酸中,AAS和CS結(jié)果顯示3種魚的纈氨酸(Val)均為最低,為第一限制性氨基酸;異亮氨酸(Ile)次低,為第二限制性氨基酸。AAS和CS均顯示賴氨酸(Lys)的評分指標(biāo)最高,從第一限制性氨基酸的Val到評分指標(biāo)最高的Lys之間,3種魚的各必需氨基酸評價指標(biāo)結(jié)果差異都不大,最低值與最高值分別35%和52%,表明3種魚的肌肉氨基酸比較平衡,是適合人體吸收的蛋白資源。
檢測了37種脂肪酸,結(jié)果為:大黃魚和淺色黃姑魚檢測出24種脂肪酸;雙棘原黃姑魚檢測出14種脂肪酸(表4)。大黃魚、雙棘原黃姑魚和淺色黃姑魚的飽和脂肪酸(SFA)分別是10、4和10種,單不飽和脂肪酸(MUFA)都是5種,多不飽和脂肪酸(PUFA)則分別是9、5和9種。
表4 3種石首魚肌肉的脂肪酸組成和含量[n=5,g·kg-1,濕重]Tab.4 Fatty acid composition and content in muscle of 3 Sciaenidae species[n=5,g·kg-1,wet mass]
大黃魚的ΣSFA>ΣMUFA>ΣPUFA;淺色黃姑魚則ΣSFA>ΣPUFA>ΣMUFA;雙棘原黃姑魚為ΣPUFA>ΣSFA>ΣMUFA??梢娙愔舅峥偭康谋戎当容^接近,其肌肉中的三類脂肪酸含量沒有顯著性差異,符合國際組織推薦的人類膳食中ΣSFA:ΣMUFA:ΣPUFA應(yīng)為1∶1∶1的標(biāo)準(zhǔn)。
在3種石首魚肌肉中,ΣMUFA分別占脂肪酸總量的31.64%、26.18%和30.16%,無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。除大黃魚,其他2種魚的ΣPUFA含量均高于ΣMUFA含量。ΣPUFA的絕對含量以大黃魚最高,淺色黃姑魚次之,雙棘原黃姑魚最低,ΣPUFA占脂肪酸總量的相對百分含量則為25.91%、37.42%和34.16%,大黃魚與其他2種魚之間具有顯著性差異(P<0.05)。大黃魚、雙棘原黃姑魚和淺色黃姑魚的鯊魚酸(C24:1)分別占到了ΣMUFA的4.10%、9.27%和3.68%。同樣,3種石首魚中,大黃魚肌肉中的ARA、EPA和DHA含量最高,淺色黃姑魚次之,雙棘原黃姑魚最低。
大黃魚的IA和IT在3種魚中均為最高(表5),分別達(dá)到0.79±0.02和0.47±0.03,而淺色黃姑魚的IA和IT最低,僅分別是0.52±0.02和0.35±0.01,都與大黃魚之間具有顯著性差異(P<0.05)。IA和IT值的大小表示脂肪酸不飽和程度的高低,高不飽和脂肪酸具有降血脂、軟化血管和抑制血栓形成功能。
表5 3種石首魚肌肉脂肪酸營養(yǎng)價值的評價Tab.5 Evaluation of nutritional value of fatty acids in muscle of 3 Sciaenidae species
淺色黃姑魚的PI指數(shù)最小(0.64±0.05),其次是大黃魚(0.73±0.08),而雙棘原黃姑魚的PI指數(shù)最大(1.09±0.03)。PI指數(shù)越小,表明多不飽和脂肪酸降解及氧化程度越小。
已檢測的大多野生及養(yǎng)殖石首魚種類的肌肉粗蛋白含量基本都在17.21%~20.8%[6-9],與本研究的3種石首魚肌肉蛋白含量18.32%~19.76%無顯著差異。從蛋白含量分析,都是可提供給人類的優(yōu)質(zhì)魚類蛋白資源。
肌肉脂肪水平與人們在食用過程中體會到的“多汁”“嫩度”存在相關(guān)性[19-20]。一般認(rèn)為較高的肌肉脂肪水平對食用感官體驗有積極的影響[21]。有研究認(rèn)為,豬肉中脂肪水平在1.5%左右時口感最佳[22]。而對一種鷓鴣的肌肉研究認(rèn)為,其肌肉脂肪水平不超過0.5%更佳[23]??梢娂∪庵舅揭蚱贩N而異。研究中的3種石首魚中,大黃魚肌肉脂肪水平在5.36%,雙棘原黃姑魚為1.08%,淺色黃姑魚則為3.88%,都為人們提供了優(yōu)質(zhì)的海水魚類蛋白和脂肪資源。以初次性成熟個體大小為標(biāo)準(zhǔn)來劃分本研究中3種石首魚,可以將大黃魚和淺色黃姑魚歸為中小型魚類,而雙棘原黃姑魚則可劃分成大型魚類。在同樣的養(yǎng)殖時間、相同的飼養(yǎng)環(huán)境條件下,3種魚的生長差異明顯。推測在相同環(huán)境條件下飼養(yǎng),不同品種會因不同生長速度而導(dǎo)致不同的肌肉脂肪水平。
鮮味氨基酸中,Glu不僅是鮮味氨基酸,還是腦組織生化代謝中的重要氨基酸,參與多種生理活性物質(zhì)的合成[24];Asp與Glu一樣也是鮮味氨基酸,同時也是有助于免疫球蛋白和抗體的產(chǎn)生,在進(jìn)入血液和細(xì)胞中后,形成天冬氨酸鎂和天冬氨酸鉀,以提高肌肉中的能量。Asp通過其在體內(nèi)的合成與轉(zhuǎn)化參與細(xì)胞內(nèi)三羧酸循環(huán)及核苷酸代謝等生物途徑進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞增殖[31]。研究中檢測的3種石首魚都具有較高的鮮味氨基酸含量,除呈現(xiàn)出鮮味,也為魚的肌肉提供了豐富的代謝物質(zhì)。3種石首魚的鮮味氨基酸與總氨基酸之比均超過了41.22%的水平,超過了棘頭梅童魚34.33%[10]、小黃魚37.31%[13]、黃姑魚38.89%[12]等石首魚科中的種類。這種差異除了與不同的物種有關(guān),也可能與環(huán)境條件和餌料組成有關(guān)。
EAAI是評價食品營養(yǎng)價值的常用指標(biāo)之一[26],用此指標(biāo)可以判別EAA與標(biāo)準(zhǔn)蛋白間的相符程度。3種魚的EAAI值都在59.50~66.27,說明了3種石首魚的EAA含量比較豐富,組成合理,對人體的需要有一定的滿足率。
3種魚的AAS和CS評判值顯示均是Val最低,占EAA的8.06%~9.23%,為第一限制性氨基酸;Ile次低,占EAA的8.69%~9.86%,是第二限制性氨基酸。限制性氨基酸與AAS和CS評分最高的Lys的比值22.35%~22.86%之間差異并不很大。其比值的百分?jǐn)?shù)說明3種魚肌肉的氨基酸比較平衡,不會因限制性氨基酸而影響蛋白中其他的氨基酸的消化吸收,這也進(jìn)一步說明3種石首魚類都是適合人體吸收的蛋白資源。
Leu、Val和Ile這三個氨基酸組成的支鏈氨基酸BCAA,其主要作用是增強(qiáng)肌肉合成能力、提高抗疲勞能力、防止肌肉組織流失和提升機(jī)體免疫力[27]。3種石首魚肌肉中的BCAA含量豐富,可為供能、抗疲勞、提升免疫力提供保障。許多研究中都用支鏈氨基酸與芳香族氨基酸比值(F值)來說明氨基酸的質(zhì)量。研究中的3種石首魚的F值在1.75~1.93。與養(yǎng)殖狀態(tài)下的大黃魚2.07~2.31[6]相比,其比值并不算高。但仍接近人體肝臟受損時的F值范圍[8],表明3種石首魚在抗疲勞、提升免疫力、提供代謝能量方面可能具有作用。
1977年,F(xiàn)AO/WHO就已經(jīng)提出脂肪酸平衡的概念,即膳食脂肪中SFA:MUFA:PUFA的比值應(yīng)為1:1:1[28]。經(jīng)過幾十年的研究,這比值已成為了多數(shù)國家和組織的共識。本研究中的3種石首魚肌肉中的脂肪組成均符合1:1:1的比值,從脂肪酸平衡角度考慮可以認(rèn)為是一種優(yōu)質(zhì)食用資源。
一般認(rèn)為被人體攝入的SFA中,肉豆蔻酸(C14:0)會顯著提高血清中膽固醇的含量,導(dǎo)致心血管疾病風(fēng)險的增加;而棕櫚酸(C16:0)可降低血清中膽固醇的水平;硬脂酸(C18:0)對降低心血管疾病的發(fā)生率有作用,并與降低膽固醇含量有相關(guān)性[29]。本研究中的3種魚肌肉中的長鏈SFA含量最大的C14:0、C16:0和C18:0,分別占∑SFA的比重是7%~11%、63%~67%和16%~30%,C16:0與其他幾種長鏈飽和脂肪酸含量之間有6倍以上的差距,具有生物統(tǒng)計學(xué)意義。表明這3種石首魚類是有利人體健康的魚類食品。
當(dāng)前,在營養(yǎng)醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域,已越來越重視對MUFA在改善阿爾茨海默癥、精神病和抑郁癥、脫髓鞘病、心血管病和慢性腎病等疾病的作用[30]。BOZZETTO等認(rèn)為,MUFA在調(diào)整人體膽固醇的比例中發(fā)揮了重要的作用[31]。LIENER發(fā)現(xiàn),MUFA中的油酸(C18:1n9c)有利于降低高血脂癥患者血脂水平以及預(yù)防心血管疾?。?2]。大黃魚和淺色黃姑魚中的C18:1n9c分別達(dá)到了(7.32±1.32)g·kg-1和(5.27±0.54)g·kg-1水平,而雙棘原黃姑魚僅有(1.27±0.10)g·kg-1。是否表明大黃魚在預(yù)防心血管疾病方面可能更能發(fā)揮作用,有待研究證實。PUFA在降低心腦血管疾病的風(fēng)險、調(diào)控血脂和血壓、改善胰島素抵抗、調(diào)節(jié)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和生物學(xué)過程等方面,已經(jīng)有很多報道[33-35]。本研究中的雙棘原黃姑魚PUFA中僅有5種脂肪酸,比大黃魚和淺色黃姑魚少了4種PUFA。是何原因?qū)е码p棘原黃姑魚PUFA種類的缺失還有待分析研究。對3種石首魚的IA和IT值分析顯示,大黃魚的IA和IT分別在0.79和0.47,明顯高于其他2種魚類。而淺色黃姑魚的IA和IT分別是0.52和0.35,為最低。IA和IT值低,表示脂肪酸的不飽和度高,PUFA降解及氧化程度小。與人們常食用的豬肉(IA0.60和IT1.37)、牛肉(IA0.72和IT1.06)和羊肉(IA1.00和IT1.58)[36]相比,3種石首魚的肌肉都可能具有更好的降脂、軟化血管和抑制血栓形成的功能。
鑒于ΣPUFA(n-3)和ΣPUFA(n-6)多不飽和脂肪酸在預(yù)防心血管疾病中的作用,n-3和n-6之間的平衡也成為研究熱點。近幾年的醫(yī)學(xué)營養(yǎng)研究認(rèn)為,ΣPUFA(n-3)/ΣPUFA(n-6)在降低血脂、抑制血小板凝集、預(yù)防心血管疾病的發(fā)生方面具有積極作用[37]。3種魚中的ΣPUFA(n-3)/ΣPUFA(n-6)比例在大黃魚、雙棘原黃姑魚和淺色黃姑魚中分別為6.21、2.60和1.16。均超出FAO/WHO推薦 的 日 常 膳 食ΣPUFA(n-3)/ΣPUFA(n-6)值(0.1~0.2)[37]。但也有報道人類食物中ΣPUFA(n-3)/ΣPUFA(n-6)為1:10~1:30[38]。對比這些資料均說明本研究中3種魚的肌肉可以作為優(yōu)質(zhì)食品加以開發(fā)利用。
本研究結(jié)果顯示,在人工養(yǎng)殖環(huán)境下,石首魚科中大黃魚、淺色黃姑魚和雙棘原黃姑魚都具有豐富的營養(yǎng)成分,是優(yōu)質(zhì)的魚類資源。除繼續(xù)開發(fā)石首魚類的魚鰾藥用價值外,怎樣提升取鰾后雙棘原黃姑魚的肌肉等其他組織的價值,以及將硇洲海域大黃魚的養(yǎng)殖擴(kuò)大到產(chǎn)業(yè)化規(guī)模,開發(fā)出符合南方海域養(yǎng)殖的大黃魚和淺色黃姑魚的配合飼料,都是今后的重點課題。