上市前限喂對池塘養殖異育銀鯽生長及品質的影響

李海燕朱曉鳴韓 冬楊云霞金俊琰解綬啟

(1. 中國科學院水生生物研究所, 淡水生態與生物技術國家重點實驗室, 武漢 430072; 2. 中國科學院大學, 北京 100049; 3. 淡水水產健康養殖湖北省協同創新中心, 武漢 430070)

上市前限喂對池塘養殖異育銀鯽生長及品質的影響

李海燕1,2朱曉鳴1韓 冬1,3楊云霞1金俊琰1解綬啟1

(1. 中國科學院水生生物研究所, 淡水生態與生物技術國家重點實驗室, 武漢 430072; 2. 中國科學院大學, 北京 100049; 3. 淡水水產健康養殖湖北省協同創新中心, 武漢 430070)

實驗采用5種投喂水平: 飽食(R100)、80%飽食(R80)、60%飽食(R60)、40%飽食(R40)、饑餓(R0), 旨在探究上市前一個月的池塘養殖中, 采用不同程度限喂的投喂策略對異育銀鯽生長和品質的影響。結果表明,當投喂水平小于 60%, 特定生長率(SGR)顯著下降, 而屠宰率則表現出相反趨勢。饑餓組實驗魚呈現出較瘦體形和較硬的肌肉質地。對可能影響肌肉質地的脂肪含量和膠原蛋白總量分析發現, 隨著投喂水平的降低肌肉脂肪含量顯著減少但膠原蛋白總量無顯著差異。投喂水平的降低導致魚體各組織脂肪含量的降低, 尤其是內臟脂肪的顯著減少。通過SGR與脂肪含量的線性模型, SGR分別解釋背肌、腹肌、內臟脂肪含量總變化的56%、66%、71%。在各投喂水平條件下肌肉的粗蛋白含量和必需氨基酸與非必需氨基酸之比維持相對穩定,表明在上市前一個月的池塘養殖中, 限喂的方式并未對肌肉的蛋白營養價值造成不良影響。

異育銀鯽; 投喂策略; 限喂; 生長; 品質

隨著消費者消費觀念由數量型向質量型的轉變, 人們對于魚產品的品質要求越來越高。而投喂策略作為改善調控肉制品品質的有力手段, 在生產實踐中得以積極而廣泛的應用[1]。在國外某些養殖地區中, 上市屠宰前, 通常對養殖魚進行禁食處理, 以使其清空腸道并獲得更高新鮮度的魚產品[2]。另一方面, 國內一些漁民通過采取將養成規格的魚轉移至天然水體中, 并停止投喂一段時期(1至 2個月)再將其上市售賣的養殖方法, 從而創立“瘦身魚”品牌(亦稱“吊水魚”), 并以其優質的品質贏得消費者青睞。

上市前養殖魚產品品質的調控研究多集中于禁食和降低飼料中脂肪含量的攝入, 通過減少魚體脂肪的積累從而緩解因脂肪過高而伴隨的一些不良品質問題, 如出肉率降低, 質地松軟[3,4], 貨架壽命減短[5], 腥臭味加重等[6,7]。此外, 通過限喂, 還可減少捕撈時的應激反應, 而應激反應也會對魚產品品質產生一些負面影響[8,9]。但另一方面, 限喂同時會帶來總產量的損失, Einen, et al.發現, 在饑餓后, 大西洋鮭的屠宰率增加, 但增重嚴重下降[10,11]。

鯽是我國主要淡水養殖品種之一, 近年來年產量高達2百萬噸(中國漁業年鑒, 2010)。目前為止, 關于屠宰前限喂對異育銀鯽品質的影響國內尚未有報道, 本實驗旨在探究上市前一個月不同投喂水平對異育銀鯽生長、體型、質地及營養品質的影響, 從而為養殖實踐中魚產品品質的調控提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 實驗魚和養殖系統

實驗魚購自江蘇淮安市綠原農業發展有限公司漁場, 運輸至實驗進行地—湖北石首老河四大家魚原種場后, 暫養在池塘網箱中(約100尾/每個網箱),暫養持續3周, 每天飽食投喂。

在實驗開始前, 實驗魚饑餓24h。從暫養網箱中隨機選取表觀健康, 大小均勻的異育銀鯽, 稱重后分配于池塘的另外15個網箱中, 每網箱30尾, 平均初重(174.6±0.5) g。實驗期間采用5種投喂水平, 分別為飽食投喂(R100)、飽食投喂水平的80%(R80)、60%(R60)、40%(R40)和完全不投喂(R0), 每處理 3個重復, 飽食組按魚體體重的 3%—4%進行投喂,并根據天氣變化、具體攝食情況調整投喂量。在暫養和實驗期間, 除R0組實驗期間不投喂, 其余各組每天分別于9:00、15:00和18:00各投喂一次。實驗飼料為商品飼料(武漢高龍飼料有限公司, K861),粗蛋白、粗脂肪和灰分干物質含量分別為32.88%、5.32% 和15.07%。每個網箱中均安置有食臺以觀察實驗魚攝食情況。

網箱規格為2 m×2 m×2 m, 浸入池水的實際高度為1.8 m, 池塘實際水深為2 m, 每2—3天從長江故河—老河引水補充池塘蒸發水量, 以維持池塘水位。池塘中增氧泵每天開啟時間為12:00—15:00和24:00—06:00。實驗在自然光照下進行(2011.8.30—2011.9.28), 期間平均水溫(1 m 水深處)為 22.3℃(17—26.5 ), ℃ 氨氮濃度小于0.5 mg/L, pH 7.2—7.5。

1.2 屠宰和取樣

在實驗結束后, 實驗魚饑餓 2d, 從每網箱中隨機取9尾魚, 用鈍物猛擊頭部致死, 稱重, 量體長后剝去魚皮。其中 6尾魚解剖后取肝稱重, 并取該 6條魚的背肌、腹肌及內臟團, 分別保存于–18℃待分析。另3尾魚, 從每尾魚左側肌肉取兩塊背肌(肉塊規格1 cm×1 cm×1 cm)立即用于質構分析, 右側肌肉相對應部位取肌肉樣于–80℃條件下保存用于總膠原蛋白分析。

1.3 分析方法

質構分析 背肌取樣部位見圖1。所用質構儀型號為TA1XT2i/25(Stable Micro System, Surrey, UK), 選擇測壓元件為30 kg壓力, 直徑36 mm的平底圓柱形探頭。測量方法參考柳明等[13]。測量采用兩次下壓的TPA模式, 探頭以1 mm/s速度下壓至60%魚肉高度, 達到最大壓力。在測量過程中, 待測樣品置于冰上保存。

圖1 質構儀分析背肌取樣部分部位Fig. 1 Sites for the sampling of dorsal muscle texture analyses

生化組成分析 魚體組成成分的相關分析采用AOAC的方法[14]: 干物質于105℃烘干至恒重后失重法測定; 粗蛋白(N×6.25)采用 FOSS定氮儀(2003, Kjeltec Analyzer Unit, Sweden)測定; 粗脂肪采用索氏抽提儀(Soxtec system HT6, Tecator, Hoganas, Sweden)乙醚抽提測定; 灰分于馬福爐中550℃焚燒12h后測定。膠原蛋白參考Palka.的測定方法[15],羥脯氨酸換算成總膠原蛋白含量的系數為 11.42[16],并表達為每克肌肉中膠原蛋白的含量。

氨基酸的測定在湖北省農業科學院進行。樣品于6 mol/L 鹽酸中110℃水解24h后采用日立L-8900自動分析儀(Hitachi High-Technologies, Japan)進行分析。

1.4 數據處理及統計分析

實驗數據采用SPSS 13.0 統計軟件進行統計分析。數據經一元方差分析(One-way ANOVA)后進行多重比較(Duncan’s multiple range test), 各處理組間的差異顯著性水平為0.05 (P<0.05)。采用一元線性回歸模型及相關性(Pearson Correlation)分析實驗結果間的關系。

2 結果

2.1 生長、飼料利用和生物學參數

由表 1可知, 特定生長率隨投喂水平的下降呈下降趨勢(P<0.05), 但60%以上的投喂水平, 各組間并無顯著差異。不投喂組由于攝食池塘中天然餌料也表現出輕微的生長。SGR與投喂水平呈正相關關系(r=0.872; P<0.000)。相反, 飼料效率則表現出明顯增加趨勢, 且與投喂水平顯著負相關(r= –0.957; P< 0.000)。投喂水平對各處理組魚體叉尾長無顯著影響(P>0.05), 魚體空殼產量隨投喂水平降低而增加(P< 0.05),而肥滿度和肝體比均呈顯著下降趨勢(P<0.05)。

2.2 脂肪分布

從圖2可看出, 各處理中脂肪含量均為內臟>腹肌>背肌, 且魚體背肌、腹肌、內臟團中脂肪均隨投喂水平的下降而顯著降低(P<0.05)。不投喂組魚體各組織的脂肪含量均顯著低于其他四組。

2.3 生化組成和質構結果

由表 2可知, 當投喂水平下降時, 除脂肪含量顯著降低(P<0.05), 蛋白、灰分、干物質均無顯著差異(P>0.05), 且各組膠原蛋白總量無顯著差異(P> 0.05)。不投喂組魚體背肌硬度顯著高于其他各組(P<0.05), 投喂水平對背肌彈性無顯著影響(P>0.05)。

表1 不同投喂水平對異育銀鯽生長、飼料利用及生物學參數的影響(平均值±標準誤)Tab. 1 Growth, feed utilization and body biometric parameters in gibel carp under different feeding level (mean±SE)

圖2 脂肪(% ww)在魚體不同部位的分布(n=6, 平均值±標準誤) Fig. 2 Lipid deposition (% ww) in different body parts of gibel carp at different ration size (n=6, mean±SE)

由表 3可知, 投喂水平對氨基酸總量(Total amino-acid, TAA)、必需氨基酸(Essential amino-acid, EAA)及非必需氨基酸總量(Non-essential amino-acid, NAA)均無顯著影響(P>0.05), 但不投喂組顯示最低值。R100和R80處理組必需氨基酸與非必需氨基酸比值(EAA/NAA)均為0.75, 另三個處理組均為0.77,各組間無顯著差異(P>0.05)。除天冬氨酸和苯丙氨酸隨投喂水平的降低顯著降低(P<0.05), 其余各組各氨基酸含量無顯著差異(P>0.05)。

表2 背肌生化和質構參數 (平均值±標準誤)Tab. 2 Biochemical and textural parameters in dorsal muscle of gibel carp, and significance level within treatments (mean±SE)

2.4 生長速率和脂肪沉積的關系

在線性回歸模型中(圖3), 背肌(r2=0.56, P=0.001)、腹肌(r2=0.66, P<0.000)、內臟(r2=0.71, P<0.001)的脂肪含量均隨SGR的增加而顯著增加, 尤其內臟團脂肪的增加最為明顯。

表3 不同投喂水平對異育銀鯽肌肉氨基酸組成的影響(平均值±標準誤)Tab. 3 Amino-acid composition (g/100 g protein ) in muscle of gibel carp under different feeding level (mean±SE)

圖3 實驗魚不同組織脂肪含量與特定生長率(%/d)間的關系(n=6)Fig. 3 A linear relationship between specific growth rate (%/d) and lipid content in different body parts of gibel carp (n=6)

3 討論

限喂對魚體生長的影響取決于魚的種類、規格、限喂的程度和持續時間以及營養史。Regost, et al.發現褐鱒(Salmo trutta)投喂高脂肪飼料后饑餓 2個月體重顯著下降[17], 而Grigorakis 和 Alexis發現3周的禁食對養殖金頭鯛(Sparus aurata)生長沒有顯著影響[18]。在本研究中, 適量的限喂組(R80、R60)與飽食投喂組(R100)的SGR和終末體重接近, 表明投喂水平大于60%的限喂對魚體的增重沒有造成明顯損失。與多數實驗中完全不投喂處理下魚體負增長的情況不同, 本實驗中未投喂組魚也表現出一定程度的生長(0.44%/d), 類似于Bosworth 和 Wolters在鯰(Ictalurus punctatus)實驗中的情況[19]。同樣, 這可歸因于實驗魚采食池塘中天然存在的食物(藻類,微生物等)。一般而言, 適量的限喂會增加飼料效率,嚴重的限喂則會導致飼料效率下降[19]。而在本實驗中隨投喂水平的降低, 飼料效率穩定上升, 可能是由于低投喂水平下的實驗魚從水體中攝取更多的天然食物, 天然食物對魚體生長的貢獻也更大。

在實驗結束時, 各投喂水平實驗魚體長無顯著差異, 這與Suárez, et al.在金頭鯛實驗結果一致[20]。Einen, et al.發現大西洋鮭(Salmo salar)饑餓天數少于 30d時體長沒有顯著變化, 但饑餓天數超過 58d時顯著增加[12]。多數研究表明, 在嚴重限喂的狀況下, 肥滿度和肝體比降低, 屠宰率增加[10,12]。但Regost, et al.報道限喂對魚體空殼率無顯著影響[17]。不同的研究結果與限喂的程度、持續時間以及魚體原有能量儲存狀況密切相關。在本實驗中, 當投喂水平為 40%時, 增加的屠宰率和較瘦的體形所帶來的利益可能會抵消體重上的損失, 但對于完全不投喂組(R0), 屠宰率的增加未必能補償魚體產量上的巨大損失。

各處理異育銀鯽的腹肌脂肪含量約為背肌的 3倍左右, 類似于大西洋鮭[11]、金頭鯛[21,22]和舌齒鱸(Dicentrarchus labrax)[21]中的背、腹肌脂肪比例。與飽食投喂組魚體相比, 未投喂組魚內臟、腹肌和背肌脂肪含量分別減少了63.0%、53.2%和39.0%。這表明在限喂時, 異育銀鯽內臟脂肪比肌肉中的脂肪優先利用, 腹肌脂肪比背肌脂肪優先利用。類似地, Lie 和 Huse報道大西洋鮭內臟脂肪顯著減少, 而魚片中的脂肪幾乎沒有減少[23]。但相反, Wathne報道饑餓時大西洋鮭腹部脂肪減少而脂肪含量卻無明顯降低[24]。這些不同結果表明了不同種類的魚在能量代謝機制方面的差異。

雖然本實驗中線性回歸模型顯示(圖 3), 背肌(r2=0.56, P=0.001)、腹肌(r2=0.66, P<0.000)、內臟(r2=0.71, P<0.001)的脂肪含量均隨SGR的增加而顯著增加, 尤其內臟團脂肪的增加最為明顯, 但生長較快的魚含有較高的組織脂肪僅僅是由于魚體末重的差異, 這與Young, et al.在大西洋鮭實驗觀察的結果是一致的: 當考慮魚體大小因素時, SGR與蘇格蘭(SQC)魚片中脂肪含量無相關性(r2=0.0198, P= 0.1087)[25]。另一方面, Rasmussen 和 Ostenfeld發現,當生長速率不同而終末體重在相同水平上時, 快速生長導致溪紅點鮭(Salvelinus fontinalis) (r2= 0.75, P<0.01)和虹鱒(Oncorhynchus mykiss) (r2=0.68, P<0.01)的體脂含量均顯著增加, 但僅與虹鱒魚片中的脂肪含量顯著正相關(r2=0.37, P<0.01)[26]。因此可以看出,生長速率與脂肪沉積的關系取決于魚體大小、種類以及身體部位的差異。

在不同投喂水平下, 背肌粗蛋白含量保持相對穩定, 分別與Einen, et al.在大西洋鮭[10]和Suárez, et al.在金頭鯛[21]中的觀察結果一致。與其他魚類研究中的報道相似, 背肌氨基酸組成顯示, 天冬氨酸、谷氨酸、賴氨酸和亮氨酸占多數[27—29], 在本實驗中,蛋氨酸、組氨酸和脯氨酸濃度低于其他種類氨基酸。Iwasaki和 Harada研究發現, 沙丁魚(Sardina melonosticta)的EAA/NAA為0.69, 鯔(Mugil cephalus)為0.71, 鯡(Clupea pallasi)為0.74, 大麻哈魚為0.75,真鯛(Pagrus major)、鯖(Scomber japonicus)和太平洋比目魚(Paralichthys olivaceus)為0.77[30]。Jhaveri, et al. 報道了鱈(Gadus morhua)的必需氨基酸與非必需氨基酸的比值則為0.71[31]。Ozyurt 和Polat發現,較之食物充裕的季節, 在食物匱乏的季節, 舌齒鱸魚片中的EAA/NAA并未受到顯著影響[27]。相似地,在本研究中, 蛋白含量相對穩定且各投喂水平下EAA/NAA無顯著差異, 表明在池塘養殖中, 一個月的限喂甚至饑餓未對異育銀鯽的蛋白質的營養價值造成明顯不良影響, 盡管有個別氨基酸含量發生變化, 依然滿足人類蛋白營養的需求。

通常, 過量的投喂會導致較軟的肌肉質地, 但減少能量攝入時對肌肉質地的影響研究結果卻不盡相同。在虹鱒中, Andersen, et al.和Johansson, et al.均觀察到飼喂高脂肪含量的飼料會降低肌肉硬度[32,33], Faergemand, et al.的研究卻得出兩者之間沒有必然聯系[34]。Regost, et al.在大西洋鮭的研究中也未觀察到高脂飼料對魚肉硬度產生顯著影響[17]。當采用不同飼料營養水平和投喂策略聯合的方式時, Young, et al.報道飼料油脂水平和投喂水平均不影響大西洋鮭的肌肉硬度[25], 而Johnsen, et al.卻發現不管飼喂何種能量水平的飼料, 80%投喂水平下的大西洋鮭較之飽食投喂的大西洋鮭魚片硬度明顯增加[35]。

在本實驗中, 不投喂組魚體肌肉硬度顯著增加的主要原因可能在于脂肪含量上的顯著差異(r= 0.858, P<0.000), 即肌肉脂肪含量的增加導致魚肉變軟, 在虹鱒[32,33]和長吻[13]中也有類似的報道。但Bj?rnevik, et al.和Regost, et al.在大西洋鮭中發現肌肉脂肪對其質地并無顯著影響[17,36]。Love指出,對于在一些本身較瘦, 肌肉中很少儲存脂肪的魚類如大菱鲆(Scophthalmus maximus)說, 脂肪含量的小幅增加(2%ww)都可顯著影響魚產品的質量, 而同樣的脂肪變化則一般不會影響如鮭魚這種本身脂肪含量較高種類的魚的品質特性[37]?？紤]到異育銀鯽本身作為一種脂肪含量較少的魚類, 脂肪含量的變化可能對其質地有較明顯的影響。同時, 脂肪含量的減少會導致異育銀鯽肌間刺含量的相對增加, 肌間刺的存在可能是本文中所測肌肉質地的硬度值明顯高于文獻中所報道的一些海水魚類如鮭、鱸等肌肉硬度的主要原因。

在本實驗中, 肌肉的硬度與總膠原蛋白顯著正相關(r=0.601, P=0.018), 與Hagen, et al.研究一致[38]。但各處理組總膠原蛋白含量并無顯著差異, 因此不能解釋肌肉硬度的變化。根據其他的一些進一步的研究, 在膠原蛋白中, 不溶性部分以及交聯程度與肌肉的硬度正相關, 而當可溶性部分含量較高時,肌肉硬度反而下降[35,36,38]。Johnsen, et al.報道成熟膠原蛋白的羥基賴氨酰吡啶啉(PYD)的濃度是決定肌肉硬度的首要因素[35]。由于本實驗中并未測量PYD, 因此, 限喂對異育銀鯽的膠原蛋白交聯程度極其對肌肉質地的影響并不清楚。

此外, 肌纖維的數量和直徑、肌肉pH等因素也可能會影響肌肉的質地特性。如Johnston, et al.認為,大魚具有較大的肌纖維直徑和較小的肌纖維密度,所以肌肉硬度較小[39]。在大西洋鮭中的研究發現, pH的升高對魚肉質地的硬度有顯著的貢獻[11,17,36], Ginés, et al.在金頭鯛的研究中也認為較低的pH是引起肌肉質地軟化的一個重要因素[2]。因此, 對肌肉質地變化的原因有待于深入的研究。

綜上所述, 在池塘養殖環境中, 適度的限喂(80%和 60%)可得到與飽食投喂方式下(100%)生長及品質相似的異育銀鯽, 并且同時可節約 20%—40%的飼料投喂量。即使對于 40%限喂的異育銀鯽, 雖然生長減少了 13.7%, 但顯著增高的飼料轉化效率以及一些改善的品質特征或可補償其產量的損失。一個月的完全饑餓使得異育銀鯽肌肉硬度顯著增加,蛋白質質量未有顯著下降, 但考慮到產量的巨大損失, 完全饑餓的方式可能未必有利于生產者的盈利最大化。何種口感和質地的魚肉將為消費者所喜好也是一個需要權衡的問題, 需要在以后的研究中增加人工品嘗實驗并與儀器測量結果做比較。此外,有必要引入更多的評價指標如系水力、肌纖維的組織學特性、PYD濃度等以豐富品質評價內涵并進一步了解影響肌肉質地的因素。

致謝:

感謝本實驗室高級技師聶光漢先生在實驗系統維護方面的大力幫助。

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THE EFFECTS OF PRE-HARVEST RESTRICTED FEEDING ON THE GROWTH AND THE PRODUCT QUALITY TRAITS OF POND-REARED GIBEL CARP (CARASSIUS AURATUS GIBELIO)

LI Hai-Yan1,2, ZHU Xiao-Ming1, HAN Dong1,3, YANG Yun-Xia1, JIN Jun-Yan1and XIE Shou-Qi1
(1. State Key Laboratory of Freshwater Ecology and Biotechnology, Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430072, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. Freshwater Aquaculture Collaborative Innovation Center of Hubei Province, Wuhan 430070, China)

One-month growth trial was conducted to investigate the effects of different feeding regimes prior to slaughter on the growth and the product quality of pond-reared gibel carp. Five feeding levels were approached: satiation (R100), 80% of satiation (R80), 60% of satiation (R60), 40% of satiation (R40), and unfed (R0). The results showed that the specific growth rate (SGR) of gibel carp decreased significantly at the feeding level of 60%. In the contrast, an improved gutted yield was observed at R40 and R0. The unfed fish exhibited a leaner body shape and a harder muscle mass compared to the control group. The lipid content and the total collagen content potentially contribute to muscle textural traits. Analysis on these two factors showed that the lipid content of the muscle reduced significantly whereas there was no difference in the total collagen content. The restricted feeding regime resulted in reduced fat contents in different parts of fish body, especially in the visceral. Relationships between SGR and the lipid content were established using a liner regression model, in which SGR accounted 56% for the dorsal muscle lipid, 66% for the ventral muscle lipid, and 71% for the visceral lipid in the total variation. Both the crude protein content and the ratio of essential amino acid to non-essential amino acid were stable in fish at different feeding levels, indicating that the restricted feeding regime did not affect the muscle protein quality in terms of the nutritional value.

Gibel carp; Feeding regime Restricted feeding; Growth; Quality

S965.1

A

1000-3207(2014)03-0525-08

10.7541/2014.74

2013-03-25;

2013-12-13

現代農業產業技術體系建設專項資金 (CARS-46-19); 公益性行業(農業)專項 (201203015, 201003020)資助

李海燕(1986—), 女, 安徽淮南人; 碩士研究生; 研究方向為魚類生理生態學。E-mail: lhy0610111@163.com

解綬啟, E-mail: sqxie@ihb.ac.cn