野生與養殖許氏平品質的比較

李智慧,孫 永,史建如,馬玉潔,宿志偉,周德慶,*

(1.青島農業大學食品科學與工程學院,山東青島 266109; 2.中國水產科學研究院黃海水產研究所,山東青島 266071)

李智慧1,2,孫 永2,史建如2,馬玉潔2,宿志偉2,周德慶2,*

(1.青島農業大學食品科學與工程學院,山東青島 266109; 2.中國水產科學研究院黃海水產研究所,山東青島 266071)

為了解不同生長環境下魚類的品質差異,分別對野生和養殖許氏平鲉主要營養成分、質構及FTIR特性進行了比較分析。結果表明,野生許氏平鲉的水分含量顯著高于養殖許氏平鲉(p<0.01),粗蛋白、粗脂肪含量顯著低于養殖許氏平鲉(p<0.05);野生許氏平鲉氨基酸總量、必需氨基酸總量和呈味氨基酸總量都顯著高于養殖許氏平鲉(p<0.05),必需氨基酸指數也高于養殖許氏平鲉;野生許氏平鲉的單不飽和脂肪酸總量以及ARA、EPA都顯著高于養殖許氏平鲉(p<0.05),而DHA顯著低于養殖許氏平鲉(p<0.05);在質構特性上,野生許氏平鲉的黏附性顯著低于養殖許氏平鲉(p<0.05),而彈性、咀嚼性顯著高于養殖許氏平鲉(p<0.05),FTIR分析結果表明,野生和養殖許氏平鲉脂肪酸特征峰峰形差異明顯,這是兩者脂肪酸差異顯著的一個驗證。研究結果表明,許氏平鲉在不同的生長環境下其基本營養成分、氨基酸、脂肪酸和質構等特性差異顯著,可以作為其品質評價與分級研究的基礎資料和參考依據。

許氏平鲉,營養成分,質構,紅外光譜

許氏平鲉(Sebastesschlegeli)俗稱黑石鱸、黑裙、黑頭魚等[1],是卵胎生的巖礁性魚類,隸屬于脊索動物門(Chordata)、硬骨魚綱(Osteichthyes)、鲉形目(Scorpaeniformes)、鲉科(Sebastidae)、平鲉屬(Sebastes)[2],主要分布在我國黃海、渤海、東海以及朝鮮半島、日本、鄂霍次克海等海域。其肉質細嫩,味道鮮美,深受廣大消費者喜愛,是我國及韓國、日本的一種重要捕撈及養殖魚類[3]。

近年來,近海海洋漁業資源逐步匱乏,海捕野生許氏平鲉產量已無法滿足消費需求。目前,市場上很大一部分許氏平鲉是網箱養殖的,由于養殖周期短及餌料配比等方面的因素,野生和養殖許氏平鲉感官上存在較大差異,價格上也相差懸殊。目前,已經有對野生與養殖牙鲆[4]、長吻鮠[5]、南亞野鯪[6]、胭脂魚[7]、大黃魚[8]、草魚[9]等魚類營養成分的比較分析,而對野生和養殖許氏平鲉品質的分析鮮有報道。本研究主要針對野生和養殖許氏平鲉的主要營養成分和質構特性進行比較分析,并通過其傅里葉變換紅外光譜(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)進行比對,為許氏平鲉等水產品的品質評價與分級研究提供基礎資料和參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

野生許氏平鲉 2016年4～6月份分別從青島市嶗山區沙子口碼頭和日照市嵐山區潘家村碼頭采集,共10尾,體重范圍為506.2～518.3 g,體長范圍為29.9～31.6 cm;養殖許氏平鲉 從青島市膠南靈山島和大連市皮口鎮個體養殖戶采集,共10尾,體重范圍為512.8～522.7 g,體長范圍為31.8～33.1 cm;氨基酸混合標準溶液 上海谷研科技有限公司;35種脂肪酸甲酯混合標準溶液、內標十九烷酸甲酯 sigma公司;茚三酮、甲醇、正己烷、鹽酸、氫氧化鈉等試劑 均為分析純,國藥集團化學試劑有限公司。

日立L-8900氨基酸自動分析儀 株式會社日立制作所;Trace1310 ISQ氣相色譜質譜聯用儀 賽默飛世爾科技公司;TA.XT.Plus型物性測試儀 英國Stable Micro Systems公司;Bruker Tensor27傅里葉變換紅外光譜儀 德國Bruker公司。

1.2 樣品制備

分別將野生與養殖許氏平鲉沿背脊一分為二,取背部肌肉。一側絞碎混勻,用于主要營養成分的測定及FTIR的掃描。另一側切成2.0 cm×2.0 cm×1.0 cm的小塊,用于質地剖面分析(texture profile analysis,TPA)測試。

1.3 測定方法

1.3.1 基本營養成分的測定 水分參照GB 5009.3-2010測定;粗蛋白參照GB 5009.5-2010測定;粗脂肪參照GB/T 5009.6-2003測定;粗灰分參照GB 5009.4-2010測定。

1.3.2 氨基酸(除色氨酸外) 參照GB/T 5009.124-2003的方法進行樣品預處理,使用氨基酸自動分析儀測定。

1.3.3 脂肪酸 參照GB/T 9695.2-2008的方法進行樣品預處理,取5 g樣品于50 mL燒瓶中,加入4 mL氫氧化鈉甲醇溶液、100 μL十九烷酸甲酯內標,水浴回流至油滴消失。加入5 mL三氟化硼甲醇溶液,繼續煮沸3 min,加入2 mL異辛烷,停止加熱,移去冷凝管。立即加入20 mL飽和氯化鈉溶液,振搖15 s,繼續加入飽和氯化鈉溶液至燒瓶頸部,吸取上層異辛烷溶液1 mL于試管中,加適量無水硫酸鈉脫水,過0.45 μm濾膜,使用氣相色譜質譜聯用儀檢測,按峰面積歸一化法計算脂肪酸的含量。

1.3.4 TPA模式測試 將樣品置于物性測試儀上,探頭型號P/0.5,測試前速率2.00 mm/s,測試中速率1.00 mm/s,測試后速率5.00 mm/s,壓縮比50%,測試時間間隔5 s,樣品壓縮次數2次。測定的參數包括:硬度、黏附性、彈性、凝聚性、膠黏性、咀嚼性、恢復性。

1.3.5 FTIR分析 將樣品凍干研碎,KBr壓片,進行FTIR測定,掃描波數范圍為4000～400 cm-1,分辨率2 cm-1,取其平均光譜進行分析。

1.4 氨基酸營養品質評價方法

根據1973年世界糧食與農業組織/世界衛生組織(FAO/WHO)建議的必需氨基酸評分標準模式(%,dry)[10]和全雞蛋蛋白質的氨基酸模式(%,dry)[11],通過氨基酸評分(amino acid score,AAS)、化學評分(chemical score,CS)和必需氨基酸指數(essential amino acid index,EAAI)[12]評價野生和養殖許氏平鲉的營養價值。計算公式如下:

AAS=待測樣品氨基酸含量÷(FAO/WHO標準模式中同種氨基酸含量)

CS=待測樣品氨基酸含量÷全雞蛋蛋白質同種氨基酸含量

EAAI=[(100A/AE)×(100B/BE)×(100C/CE))×……×(100G/GE)]1/n

EAAI式中,n為比較的必需氨基酸的個數,A、B、C、……、G為待測樣品中各必需氨基酸的含量(%,dry),AE、BE、CE、……、GE代表全雞蛋蛋白質中相對應的必需氨基酸的含量(%,dry)。

1.5 數據處理與統計

用SPSS 17.0軟件對數據進行顯著性分析,p<0.01為極顯著性差異,p<0.05為顯著性差異;用OPUS 7.0軟件進行光譜采集。

表1 野生和養殖許氏平鲉肌肉的主要營養成分比較Table 1 Comparison of primary nutrients in wild-captured and farmed black rockfish muscles

注:同行中標注不同大寫字母表示差異極顯著(p<0.01),標注不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05);表2、表4、表5同。

2 結果與討論

2.1 主要營養成分

由表1可知,野生許氏平鲉的水分含量極顯著高于養殖許氏平鲉(p<0.01),粗蛋白、粗脂肪含量顯著低于養殖許氏平鲉(p<0.05),灰分含量無顯著性差異(p>0.05),這與Alasalvar C等[13]人對野生和養殖歐洲鱸肌肉營養成分的研究結果類似,但也有一些研究結果與此不同,野生牙鲆[4]、虹鱒魚[14]、三文魚[15]的粗蛋白的含量高于養殖群體,粗脂肪含量低于養殖群體,造成這種差異的原因可能與其食物的營養成分、生活環境、生長期、性別、季節等多種因素相關[5]。

2.2 氨基酸的組成及評價

許氏平鲉肌肉中共測出17種氨基酸(酸水解法處理樣品,色氨酸被水解破壞未測)見表2,包括7種必需氨基酸(essential amino acid,EAA)、2種半必需氨基酸(semi-essential amino acid,SEAA)、8種非必需氨基酸(nonessential amino acid,NEAA)。比較可知,野生許氏平鲉肌肉中亮氨酸、蘇氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、丙氨酸、谷氨酸、絲氨酸含量顯著高于養殖許氏平鲉(p<0.05);野生許氏平鲉的氨基酸總量(total amino acid,TAA)占干基重量的76.41%,顯著(p<0.05)高于養殖許氏平鲉(74.16%);根據FAO/WHO的理想模式,質量較好的蛋白質其組成氨基酸的EAA/TAA為40%左右,EAA/NEAA在60%以上[16],而野生和養殖許氏平鲉的EAA/TAA分別為41.81%和41.67%,EAA/NEAA分別為85.38%和85.79%,由此可知,野生和養殖許氏平鲉肌肉的氨基酸組成均符合FAO/WHO標準,其所含蛋白質均屬于優質蛋白;動物蛋白質的鮮美程度主要取決于天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸等呈味氨基酸(delicious amino acid,DAA)的組成與含量,其中谷氨酸和天冬氨酸為呈鮮味的氨基酸,谷氨酸鮮味最強,甘氨酸、丙氨酸為呈甘味的氨基酸[17],野生許氏平鲉谷氨酸含量(12.27%)極顯著(p<0.01)高于養殖許氏平鲉(11.61%)。野生許氏平鲉的DAA/TAA(37.38%)也高于養殖許氏平鲉(36.96%),這一結果說明野生許氏平鲉滋味更豐富。

表3 野生和養殖許氏平鲉肌肉的AAS、CS和EAAI的比較Table 3 Comparative analysis of AAS,CS and EAAI in wild-captured and farmed black rockfish muscles

表2 野生和養殖許氏平鲉肌肉氨基酸組成與含量比較(%,干基)Table 2 Comparison of amino acid compositions and contents in wild-captured and farmed black rockfish muscles(%,dry weight)

注:以干基計;呈味氨基酸為谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸。

氨基酸評分(AAS)、化學評分(CS)、氨基酸指數(EAAI)是分析魚類肌肉必需氨基酸組成,評價蛋白質營養價值的常用指標[4]。根據表3可知,野生和養殖許氏平鲉的AAS均接近1,CS均大于0.5,組成相對均衡,接近人體需要的氨基酸模式,這樣的蛋白質人體利用較完全,營養價值較高;其中賴氨酸的含量最為豐富,可以彌補以谷物為主的膳食者食物中賴氨酸的不足,從而提高人體對蛋白質的利用率[18];根據AAS可知,野生和養殖許氏平鲉的第一限制性氨基酸均是纈氨酸,根據CS可知,野生許氏平鲉的第一限制性氨基酸是纈氨酸、蛋氨酸和胱氨酸,而養殖許氏平鲉的第一限制性氨基酸是蛋氨酸和胱氨酸;必需氨基酸指數(EAAI)是評價食物蛋白質營養價值的常用指標之一,能反映必需氨基酸含量與標準蛋白質(雞蛋蛋白)相比接近的程度[19],野生許氏平鲉的EAAI(74.35)大于養殖許氏平鲉(71.92),從EAAI角度而言,野生許氏平鲉肌肉中必需氨基酸更趨于雞蛋蛋白質,更適合人類對氨基酸的營養需求。

表4 野生和養殖許氏平鲉肌肉中脂肪酸的含量比較(%)Table 4 Comparative analysis of fatty acid contents in wild-captured and farmed black rockfish muscles(%)

2.3 脂肪酸的組成及含量

由表4可知,野生和養殖許氏平鲉均檢出18種脂肪酸,其中飽和脂肪酸7種,單不飽和脂肪酸6種,多不飽和脂肪酸5種。野生和養殖許氏平鲉肌肉中均含有豐富的不飽和脂肪酸,分別占66.17%和65.31%,野生許氏平鲉的單不飽和脂肪酸含量顯著高于養殖許氏平鲉(p<0.05),在多不飽和脂肪酸中,野生許氏平鲉的ARA和EPA顯著高于養殖許氏平鲉(p<0.05),而DHA顯著低于養殖許氏平鲉(p<0.05)。兩者多不飽和脂肪酸中DHA+EPA分別占脂肪酸總量的43.02%和43.54%,高于野生和養殖的虹鱒魚(29.99%和17.94%)[15]、野生和養殖海鱸魚(28.79%和16.38%)[20]、野生和養殖黃鱸魚(35.47%和40.81%)[21]。

2.4 質構特性分析

質構是食品組織特性的一項重要指標,肌肉的質地結構直接影響其口感,TPA測試模型是通過模擬口腔咀嚼來測定樣品的感官性能,通過量化的指標客觀全面的評價食品的品質,避免了人為因素對食品品質評價結果的主觀影響[22]。由表5可知,野生和養殖許氏平鲉肌肉的硬度、凝聚性、膠黏性、恢復性并無顯著性差異(p>0.05);而野生許氏平鲉肌肉的黏附性顯著低于養殖許氏平鲉(p<0.05),黏附性參數能夠反映魚肉細胞間結合力大小,細胞間結合力越小,則黏附性值越大[23],說明野生許氏平鲉肌肉的細胞間結合力顯著大于養殖許氏平鲉;野生許氏平鲉肌肉的彈性、咀嚼性則顯著高于養殖許氏平鲉(p<0.05),這可能與野生許氏平鲉ATP酶活性相對較高,肌肉間的結合力相對較大有關[24],彈性越強,咀嚼性越好,說明野生許氏平鲉在食用時口感的愜意程度更佳。

表5 野生和養殖許氏平鲉肌肉質構測定結果的比較Table 5 Comparative analysis of TPA properties in wild-captured and farmed black rockfish muscles

2.5 FTIR分析

脂肪、蛋白質等主要營養成分在中紅外光區有典型的特征吸收峰,其中脂肪的特征峰為νCH2(2925±1) cm-1、νCH2(2854±1) cm-1和νC=O(1746±1) cm-1;蛋白質的特征峰為νC=O1680～1630 cm-1和νN-H,C-N1570～1510 cm-1[25];由圖1可得出，野生和養殖許氏平鲉紅外光譜在νCH22926 cm-1、νCH22855 cm-1處的峰形差異明顯,養殖許氏平鲉在νC=O1746 cm-1處有明顯的特征峰,而野生許氏平鲉在此處并沒有出現特征峰,這一結果進一步驗證了兩者脂肪酸的差異。

圖1 野生和養殖許氏平鲉肌肉的FTIR圖Fig.1 The FTIR spectra of wild-captured and farmed black rockfish muscles

3 結論

許氏平鲉是一種營養價值較高的魚類,能為人們提供優質的動物食用蛋白,隨著我國經濟的發展,人們生活水平的不斷提高,對水產品品質的要求也越來越高,通過對比野生和養殖許氏平鲉的主要營養指標可知,野生許氏平鲉水分含量高于養殖許氏平鲉,而粗蛋白、粗脂肪含量低于養殖許氏平鲉。野生和養殖許氏平鲉的EAA/TAA、EAA/NEAA、AAS、CS均符合人體所需要的氨基酸模式,從EAAI角度而言,野生許氏平鲉肌肉中必需氨基酸更趨于雞蛋蛋白質,更適合人類對氨基酸的營養需求;從DAA/TAA來看,野生許氏平鲉較養殖許氏平鲉更加鮮美;野生和養殖許氏平鲉均含有豐富的不飽和脂肪酸,但野生許氏平鲉的單不飽和脂肪酸總量以及ARA、EPA顯著高于養殖許氏平鲉(p<0.05),而DHA顯著低于養殖許氏平鲉(p<0.05);野生許氏平鲉較養殖許氏平鲉肌肉細胞結合力更大,更有彈性和咀嚼性,口感較好;野生和養殖許氏平鲉FTIR差異明顯,進一步驗證了兩者差異的存在。由此可見,通過比較分析其基本營養成分、氨基酸、脂肪酸和質構等特性的差異,可以為許氏平鲉等水產品的品質評價與分級研究提供基礎資料和參考依據。

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Comparative of quality of wild-captured and farmedSebastesschlegeli

LI Zhi-hui1,2,SUN Yong2,SHI Jian-ru2,MA Yu-jie2,SU Zhi-wei2,ZHOU De-qing2,*

(1.College of Food Science and Engineering,Qingdao Agricultural University,Qingdao 266109,China; 2.Yellow Sea Fishery Research Institute Chinese Academy of Fishery Sciences,Qingdao 266071,China)

In order to find out the quality differences ofSebastesschlegeliin different living conditions,the primary nutrients,textural and FTIR properties of wild-captured and farmedSebastesschlegeliwere compared and analyzed. The results showed that the moisture content of wild-capturedSebastesschlegeliwas significantly higher than farmed(p<0.01),while the contents of crude protein and crude fat of wild-capturedSebastesschlegeliwere significantly lower than farmed(p<0.05). The contents of total amino acids and essential amino acids and delicious amino acids of wild-capturedSebastesschlegeliwere significantly higher than farmed(p<0.05). The essential amino acids index(EAAI)of wild-capturedSebastesschlegeliwas higher than farmed. The contents of MUFA,ARA and EPA of wild-capturedSebastesschlegeliwere significantly higher than farmed(p<0.05),while the contents of DHA were significantly lower than farmed(p<0.05). The adhesiveness of wild-capturedSebastesschlegeliwas significantly lower than farmed(p<0.05),while the springiness and chewiness of wild-captured were significantly higher than farmed(p<0.05). There were obvious differences in the characteristic peaks of fatty acids in the FTIR. It was a validation on significant differences of fatty acids composition between wild-captured and farmedSebastesschlegeli. The results indicated that,there were significant differences on the basic nutrients,amino acids,fatty acids and textural properties ofSebastesschlegeliin different living conditions. These could be used as basic information and reference in order to study on quality evaluation and grading.

Sebastesschlegeli;nutrient composition;textural properties;infrared spectra

2016-10-14

李智慧(1990-)，女，碩士研究生，研究方向：食品質量與安全，E-mail:18354286369@163.com。

*通訊作者:周德慶(1962-)，男，博士，研究員，研究方向：水產品加工與質量安全，E-mail：zhoudq@ysfri.ac.cn。

國家科技支撐計劃(2015BAD17B01)。

TS254.1

A

1002-0306(2017)08-0087-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.08.009