人工養殖鱘魚魚頭酶解蛋白粉的營養評價

段 濤 田素娟 程 波 戶業麗 張玉容 藍澤橋

在水產養殖中蛋白飼料是對水產動物生長和養殖效益影響較大的關鍵因素[1]。目前市場上使用的水產蛋白飼料主要是魚粉，雖然魚粉特別是優質魚粉提供了必需氨基酸、微量元素、鈣、磷等營養因子,有利于魚類生長,但是其富含的氮、磷成分以及魚粉中所含的蛋白質不能被魚類迅速消化吸收而排入水體,造成養殖水體的富營養化[2]。因此，針對蛋白飼料的需求和來源現狀，開發蛋白質利用率高、未消化的殘渣少，減少水體污染的新的蛋白資源成為飼料研究人員的研發熱點。

由魚類來源的蛋白與魚體本身營養成分接近，有利于魚類的消化吸收。采用酶法或微生物法對蛋白進行水解后制成蛋白粉，蛋白降解后的寡肽，吸收效果好，能夠減輕魚類的消化負擔，也減少了未消化排泄物對養殖水體的污染。目前，利用魚頭生產蛋白飼料的研究已有報道，如鰻魚頭、軍曹魚頭的酶解[3]。鱘魚作為營養價值高的高品質魚種已被廣泛接受。通過對鱘魚各部位營養成分的研究發現，鱘魚具有高蛋白、低脂、無糖的特點，富含微量元素和易為動物吸收的氨基酸比例，適宜加工成優質蛋白粉[4]。由于鱘魚人工繁殖技術的突破和工廠化養殖的發展，近年來鱘魚產業已形成規模，但對鱘魚魚頭的利用還屬空白。基于此,本文選取最佳工藝條件,利用酶法水解鱘魚頭得到鱘魚魚頭蛋白粉,并對鱘魚魚頭蛋白粉進行了營養分析和評價，旨在為新的蛋白飼料開發和應用提供研究基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

由天峽鱘業有限公司提供，體長1.1～1.5 m、體重45～55 kg的成體施氏鱘魚，共取5尾，取下鱘魚頭洗凈烘干粉碎備用。

1.2 實驗方法

人工養殖鱘魚魚頭酶解蛋白粉的工藝流程

經過預處理后制備的鱘魚魚頭干粉，過篩后超聲脫脂，加入胃蛋白酶加木瓜蛋白酶復合酶分別在胃蛋白酶的最適溫度37℃和最適pH值2.5,木瓜蛋白酶的最適溫度和最適pH值6.5的反應條件下共水解5 h,得到酶解液。酶解液滅酶后經減壓抽濾，最后采用冷凍干燥制得白色或淡黃色鱘魚魚頭酶解蛋白粉。

1.3 檢測方法

1.3.1 一般營養檢測

水分參照GB5009.3—2010[5]，105℃直接干燥法測定；灰分參照GB5009.4—2010[6]，550℃高溫灼燒法測定；粗脂肪參照GB5009.6—2003[7]，索氏抽提法測定；總糖參照GB5009.7—85[8]，高錳酸鉀滴定法測定；粗蛋白和純蛋白(采用三氯醋酸抽提法,去除非蛋白氮),依據GB/T5009.5—2010[9]，采用凱氏定氮法測定。

1.3.2 蛋白質的氨基酸組成分析

參照 GB/T5009.124—2003[10]，樣品經 6 mol/l HCl水解后，采用日立L-8800氨基酸自動分析儀測定蛋白質中17種氨基酸成分及含量；經5 mol/l NaOH水解后，測定蛋白質中色氨酸的含量。

1.3.3 無機離子檢測

依據ICP[11]法，樣品經灰化后定容，用IRIS Advantage ICP測定無機礦物質。

1.3.4 蛋白質營養價的化學評價

根據1985年FAO/WHO推薦的蛋白質模式為標準，施氏鱘魚頭酶解蛋白粉的氨基酸評分運用下式計算[12]。

1.3.5 重金屬元素的檢測

參照GB/T 5009.12—2010[13]，鉛含量應用原子吸收光譜法測定；參照GB/T 5009.11—2003[14]，砷含量應用銀鹽法測定；參照GB/T 5009.17—2003[15]，汞含量應用二硫腙比色法測定。

2 結果（見表 1～7）

表1 鱘魚頭酶解蛋白粉的主要營養成分（%）

表2 鱘魚頭酶解蛋白粉的氨基酸組成（%）

表3 鱘魚頭酶解蛋白粉中各種氨基酸的氨基酸評分

表4 鱘魚頭酶解蛋白粉中必需氨基酸的含量與國家標準飼料中氨基酸含量的比較

表5 鱘魚頭酶解蛋白粉與魚粉中氨基酸含量的比較(%)

表6 鱘魚頭酶解蛋白粉的無機質含量（mg/kg）

表7 鱘魚頭酶解蛋白粉中重金屬元素的含量（mg/kg）

3 討論

3.1 人工養殖鱘魚魚頭酶解蛋白粉主要營養成分的分析

由表1可知，人工養殖鱘魚魚頭酶解蛋白粉的粗脂肪的平均含量為1.50%；總糖含量為0.30%；灰分含量20.83%；粗蛋白含量為78.12%,純蛋白含量為48.77%。說明由鱘魚魚頭酶解制得的蛋白粉可作為高蛋白、低脂、低糖，并含有較豐富礦物質的飼料或添加劑,可開發為優良飼料或蛋白質營養品。鱘魚頭含有較多脂肪[16]，由于脂肪易氧化且產生異味，為了獲得容易保存且無異味的蛋白粉，通過脫脂的預處理工藝，能夠去除大部分脂肪，但是脂肪對保持口感和增加營養上也有一定作用。如需制備全脂魚頭酶解蛋白粉，也可采取其他的前處理工藝，如吸附去除異味，添加抗氧化劑以保證蛋白粉的新鮮度。

3.2 人工養殖鱘魚魚頭酶解蛋白粉的氨基酸組成分析

通過分析表2數據分析可以看出，鱘魚魚頭酶解蛋白粉具有以下特色：①含有豐富的氨基酸，18種氨基酸總量達87.17%，其中必需氨基酸含量占18.63%。②魚頭中軟骨的膠原蛋白成分由大量甘氨酸，脯氨酸組成，因此這兩種氨基酸含量較高，分別達19.48%，10.55%。呈味氨基酸含量大，谷氨酸，丙氨酸，甘氨酸等呈味氨基酸總量為38.14%。因此鱘魚魚頭酶解蛋白粉具有獨特的風味。③鱘魚頭酶解蛋白粉中氨基酸模式與1985年FAO/WHO推薦的蛋白質模式比較（見圖1），基本接近。鱘魚頭酶解蛋白粉的氨基酸評分見表3。色氨酸為第一限制性氨基酸，含量3.40 mg/g,氨基酸評分為34。必需氨基酸中賴氨酸不僅含量豐富，達55.40 mg/g，而且在必需氨基酸中所占比例恰當，氨基酸評分為100，利于吸收；且苯丙氨酸和酪氨酸含量達64.90 mg/g。賴氨酸含量高可補充植物來源蛋白粉賴氨酸的不足，提高蛋白粉在營養學上的均衡。另外，歐盟規定肉骨粉（MBM）必須在3個大氣壓、133℃下加工20 min，以滅活部分朊粒蛋白，這種加工會對賴氨酸和蘇氨酸等的消化率造成相當程度的損壞[17]，造成肉骨類飼料的缺陷，如果用鱘魚頭酶解蛋白粉和肉骨類飼料復配，高含量的賴氨酸和蘇氨酸可在一定程度上減少這種損壞，提高飼料的質量。綜上所述，鱘魚魚頭酶解蛋白粉作為飼料添加劑或調味品，不僅營養豐富均衡，易于吸收，而且風味較好。

圖1 鱘魚頭酶解蛋白粉純蛋白中氨基酸含量與FAO模式的比較

將必需氨基酸在鱘魚頭酶解蛋白粉中的含量與飼料的國家標準的相比較，其含量是維持和生長飼料的國家標準值的2～5倍，結果如表4所示。鱘魚頭酶解蛋白粉適于用作高質量的飼料添加劑或食品中優質的蛋白質源。

在表5中,對比了鱘魚頭酶解蛋白粉與國內外優質魚粉中主要氨基酸組成和總氨基酸總量。主要必需氨基酸含量除亮氨酸外，與優質魚粉不相上下，但亮氨酸和異亮氨酸含量比基本符合動物體代謝過程中要求的匹配性,比例在1.8左右。鱘魚頭酶解蛋白粉經過脫脂前處理及干燥濃縮，氨基酸總量相對較高。由此可見，鱘魚頭酶解蛋白粉從營養上可替代魚粉，并且由于經過酶解后，蛋白質已分解成小肽，更易消化，相當于在喂養魚類之前經過預消化，有利于魚類的消化吸收，從而有助于減輕未消化排泄物對水體的污染。

3.3 人工養殖鱘魚魚頭酶解蛋白粉無機礦物質的分析

由表6可知，魚頭酶解蛋白粉礦物質元素含量豐富，K、Ca含量較高，特別是Ca元素含量達3.9×105mg/kg，同時蛋白粉中含有一定微量元素，如鋅、錳、硒等，特別是Se含量為0.48 mg/kg，Zn含量為54 mg/kg。

3.4 人工養殖鱘魚魚頭酶解蛋白粉重金屬元素的分析

由表7可知，酶解蛋白粉中鉛、砷、汞的含量均遠遠低于國家標準，可見魚頭酶解蛋白粉作為飼料或營養品的原料是安全可靠的。

4 結論

脫脂與處理后采用胃蛋白酶加木瓜蛋白酶復合酶水解經冷凍干燥制得鱘魚魚頭酶解蛋白粉，其平均總脂肪的含量為1.50%，總糖含量為0.30%，粗蛋白含量為78.12%；蛋白粉中蛋白質模式與FAO標準較接近，其中第一限制性氨基酸為色氨酸，含量為3.40 mg/g,氨基酸評分為34，但賴氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸含量高達55.40 mg/g和64.90 mg/g；魚頭酶解蛋白粉含有豐富的礦物質除常量元素外還包括微量元素鋅、錳、硒等。Ca含量達 3.9×105mg/kg，Se含量達 0.48 mg/kg；而重金屬元素的含量遠遠低于同類國標。因此，鱘魚魚頭酶解蛋白粉具有蛋白質豐富、均衡，低脂、低糖的特色，可作為優質的飼料添加劑或富硒的蛋白營養品的新來源。

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