不同部位西伯利亞鱘魚肉的營養成分分析

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(1.中國水產科學研究院南海水產研究所,農業部水產品加工重點實驗室, 國家水產品加工技術研發中心,廣東廣州 510300; 2.衢州鱘龍水產食品科技開發有限公司,浙江衢州 324000)

鱘魚(Acipenser)是目前地球上最原始的脊椎動物之一,屬鱘形目(Acipenseriformes),是食用價值極好的經濟魚類,除了體表骨板外,其他部位都可食用。作為淡水魚中個體最大的魚類,鱘魚骨刺少,非常適合加工。

隨著鱘魚養殖業的迅猛發展[1],對養殖鱘魚營養價值的報道也逐漸增多。尹洪濱[2]分析了6種養殖鱘魚肌肉的營養成分,宋超[3]比較了野生及人工養殖中華鱘幼魚的肌肉營養成分,程波[4]研究了施氏鱘(Acipenserschrencki)魚鰭的營養成分,高露姣[5]比較分析了兩種鱘魚卵的鮮味相關物質含量,郝淑賢[6]綜述了鱘魚卵的加工產品及其保鮮技術,劉曉勇[7]比較分析了三種養殖鱘魚卵的營養成分,此外,對魚皮[8-9]、軟骨[10-11]等組織的研究也有報道。一方面,鱘魚子醬加工產業的發展雖然在一定程度上提升了鱘的經濟價值,但仍有大量的加工副產物沒有得到充分利用。盡管已有研究針對鱘魚產品的開發[12],但仍處于探索階段。另一方面,由于消費習慣等問題,目前國內市場上鱘魚鮮食多為幼魚,其正處于生長旺盛時期,這不僅是對鱘資源的極大浪費,而且大大增加了養殖成本[13]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鱘魚 西伯利亞鱘魚(Acipenserbaeri),體重12～18 kg,體長130～145 cm,千島湖鱘龍魚科技有限公司;濃硫酸、硫酸鉀、硫酸銅、氫氧化鈉、氯化鈉、硼酸、鹽酸 均為分析純,廣州化學試劑廠;石油醚、甲醇、氯仿、正己烷 均為分析純,天津市富宇精細化工有限公司;68%硝酸 優級純,蘇州晶瑞化學股份有限公司;三氟化硼-甲醇溶液 優級純,上海安普科學儀器有限公司;混合氨基酸標準品、十一烷酸標準品 優級純,美國Sigma-Aldrich公司。

ZRD-A780全自動鼓風干燥箱 上海智誠分析儀器制造有限公司;B180馬弗爐 德國納博熱公司;Soxtec2050脂肪自動分析儀、Kjeltec2300蛋白自動分析儀 丹麥FOSS公司;QP-2010 Plus氣相色譜質譜聯用儀 日本島津公司;L-8900全自動氨基酸分析儀 日本HITACHI公司;Agilent 7900電感耦合等離子體質譜聯用儀 美國Agilent公司 CEM MARS 5高通量微波消解儀 美國CEM公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 取成熟西伯利亞鱘魚三尾,放血宰殺后,分別取背部、腹部和尾部肌肉,用絞肉機打成勻漿,于-20 ℃凍藏備用。

1.2.2 基本營養成分測定 水分含量依據GB/T 5009.3-2016,用103 ℃常壓烘干法測定;灰分含量依據GB/T 5009.4-2016,用高溫灰化法測定;蛋白質含量依據GBT 5009.5-2016,用凱氏定氮法測定;粗脂肪含量依據GB/T 5009.6-2016,用索氏抽提法測定。

1.2.3 脂肪酸分析 根據Folch等[15]的方法略作修改,取1.0 g樣品,加入內標物十一烷酸5 mg,然后加入15 mL氯仿-甲醇(2∶1),冰浴中用高速分散均質機均質兩次,移入50 mL容量瓶中定容,靜置1 h后過濾,加入0.2倍體積生理鹽水,于3000 r/min離心15 min,棄去上層液體,將余液用氮氣吹掃濃縮,有機試劑揮發后得到固體脂質。向脂質中加入質量分數為14%的三氟化硼-甲醇溶液2 mL,于60 ℃恒溫水浴處理30 min,冷卻至室溫后,加入1 mL蒸餾水和1 mL正己烷,振蕩,靜置分層完全后,吸取上層有機層,揮干溶劑后用1 mL正己烷溶解,用GC-MS分析。

GC-MS條件:HP-5MS色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm),進樣口溫度230 ℃,檢測器溫度200 ℃,升溫程序:110 ℃保留4 min,以10 ℃/min升溫到160 ℃,保留1 min,再以4 ℃/min升溫到210 ℃,保留1 min,再以4 ℃/min升溫到240 ℃,保留8 min,進樣量1 μL,分流比為1∶30。

脂肪酸分析:利用計算機NIST 0.5譜庫數據庫檢索,通過于MS圖庫中的標準譜圖進行比較,來確認鱘魚中的脂肪酸成分,通過內標十一烷酸定量。

1.2.4 礦物元素分析 參考曾海英等[16]的方法略作修改,采用高壓微波消解-ICP-MS法進行測定。取0.5 g樣品于聚四氟乙烯管中,加入10 mL濃硝酸(68%),密封后放入MARS 5高通量微波消解儀進行消解。具體參數如下:最大功率800 W,坡道20 min,溫度控制180 ℃,保持30 min。消解結束后于通風櫥中冷卻、放氣,然后用超純水定容至50 mL,待測。

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1.2.5 氨基酸測定 依據GB/T 5009.124-2016食品中氨基酸的測定,采用酸水解法進行測定。

1.2.6 營養價值評價 根據FAO/WHO的氨基酸評分標準和雞蛋蛋白模式,按下列公式計算氨基酸評分(AAS)和化學評分(CS)[17]:

AAS=試樣中每克氮中的氨基酸量(mg/g N)/FAO/WHO評分標準模式中同種氨基酸含量(mg/g N);

CS=試樣中每克氮中的氨基酸量(mg/g N)/全雞蛋蛋白質中同種氨基酸含量(mg/g N)。

1.3 數據分析

采用Excel 2010和SPSS 20進行數據處理。采用方差分析(One-way-ANOVA)Duncan’s對數據進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 基本營養成分測定結果

鱘魚不同部位基本營養成分如表1所示。不同部位的蛋白質、脂肪及灰分含量差異顯著(p<0.05),水分含量差異不顯著(p>0.05)。其中蛋白質含量背部肌肉最高,腹部肌肉最低;脂肪含量腹部最高,其次是尾部,背部最低(p<0.05)。灰分含量則以尾部最高,腹部次之,背部最低(p<0.05)。

表1 不同部位的鱘魚肉基本營養成分比較(濕重%)Table 1 Comparison of nutritional components in muscle of sturgeon from different part(wet weight %)

鱘魚肌肉蛋白質含量為14.02%～17.63%,高于雞蛋蛋白質含量(14%)[18],特別是背部蛋白質含量為17.63%,與軍曹魚蛋白含量(17.59%)基本相當[19],高于大黃魚(15.84%)、大口黑鱸(16.70%)等名優養殖魚類[20]。

2.2 氨基酸組成及營養評價

西伯利亞鱘魚不同部位氨基酸組成及含量如表2所示。氨基酸總量14.7～16.1 g/100 g,其中必需氨基酸5.78～6.85 g/100 g,鮮味氨基酸5.39～5.87 g/100 g。含量最高的三種氨基酸為谷氨酸、天冬氨酸和賴氨酸,含量最低的幾種氨基酸為脯氨酸、蛋氨酸、酪氨酸和組氨酸,結果與王念民等[21]的分析一致。由表2還可以看出,背部肌肉的氨基酸含量高于腹部和尾部肌肉。測定的16種氨基酸中,天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸含量均為背部肌肉最高,腹部和尾部的氨基酸含量較接近,背部和尾部肌肉必需氨基酸與總氨基酸的比值相當,而腹部肌肉此比值較低。

表2 不同部位的鱘魚肌肉氨基酸組成及含量(濕重g/100 g)Table 2 Comparison of amino acid in muscle of sturgeon from different part(wet weight g/100 g)

根據FAO/WHO建議的理想蛋白模式,必需氨基酸/總氨基酸的比值在40%左右的蛋白質質量較好。本實驗背部肌肉和尾部肌肉EAA/TAA比值均高于40%,腹肌較低(38.53%),不同部位必需氨基酸含量從高到低依次為背部肌肉,尾部肌肉以及腹部肌肉。另外,脯氨酸、甘氨酸在腹部肌肉中的含量明顯高于背部肌肉和尾部肌肉。可能是由于腹部脂肪和肌肉之間存在許多結締組織,而脯氨酸、甘氨酸是構成結締組織重要氨基酸,因此其在腹部肌肉中的含量較高。

魚肉的鮮美程度取決于4種鮮味氨基酸(谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸和甘氨酸)的含量。本研究中,谷氨酸(2.51 g/100 g)和天冬氨酸(1.68 g/100 g)在背部肌肉的含量較高,甘氨酸(1.19 g/100 g)在腹部肌肉中的含量較高,而丙氨酸含量在不同部位鱘魚肉中基本一致,不同部位的西伯利亞鱘魚肉鮮味氨基酸總量基本一致,腹部肌肉鮮味氨基酸所占比例略低于背部肌肉和尾部肌肉。

鱘魚不同部位肌肉必需氨基酸的氨基酸評分和化學評分如表3所示。不同部位肌肉的必需氨基酸組成一致,含量差別不大。AAS和CS評分顯示,含量最高的必需氨基酸為賴氨酸,第一限制氨基酸為蛋氨酸、第二限制氨基酸為纈氨酸。AAS評分中,除蛋氨酸外,其他6種氨基酸的得分均大于或接近1,說明鱘魚肌肉的必需氨基酸含量豐富,其營養價值較高。

表3 不同部位鱘魚肌肉的必需氨基酸組成評價Table 3 Evaluation on essential amino acid of sturgeon from different part

2.3 脂肪酸組成及含量

西伯利亞鱘脂肪酸組成及含量如表4所示,脂肪酸總量29.07～37.26 mg/g,其中飽和脂肪酸(SFA)7.03～8.50 mg/g,主要為C16∶0和C18∶0,單不飽和脂肪酸(MUFA)11.21～13.85 mg/g,主要為C16∶1和C18∶1,多不飽和脂肪酸(PUFA)10.82～14.91 mg/g,主要為C18∶2、C20∶5和C22∶6,其脂肪酸組成種類與多種淡水魚相似[22-23],但脂肪酸含量更高。據報道,歐洲鰉魚的肌肉中單不飽和脂肪酸是其最主要的一類脂肪酸[24],而本次測定的西伯利亞鱘魚肉中SFA∶MUFA∶PUFA比值約為1∶1.48∶1.66,不飽和脂肪酸占總脂肪酸的比例超過2/3,多不飽和脂肪酸含量最高。與脂肪含量較高的大黃魚相比[25],其不飽和脂肪酸占比更高。與其他經濟魚類相比,西伯利亞鱘魚的脂肪營養價值更高。

表4 不同部位的鱘魚肉脂肪酸組成及含量(濕重 mg/g)Table 4 Fatty acid contents in muscle of sturgeon from different part(wet weight mg/g)

不同部位的西伯利亞鱘魚肌肉各脂肪酸組分含量均無顯著性差異(p>0.05)。背部肌肉和尾部肌肉的C20∶5(EPA)含量分別為2.67和2.25 mg/g,高于腹部肌肉(1.90 mg/g),但差異不顯著(p>0.05);C22∶6(DHA)含量背部肌肉(4.17 mg/g)和尾部肌肉(4.89 mg/g)也高于腹部肌肉(2.87 mg/g),差異不顯著(p>0.05)。鱘魚肉貯藏過程中產生的腥味是影響其深加工的關鍵因素之一。目前研究普遍認為魚肉氣味的產生與不飽和脂肪酸氧化有關[26-27],劉奇[28]研究了鱘魚腥味物質產生與脂肪酸氧化的關系,發現從鱘魚提取的脂肪氧合酶(LOX)能顯著催化n-6脂肪酸(C18∶2、C20∶4)和n-3脂肪酸(C22∶6)的氧化,產生醛、酮類物質。一方面,腹部肌肉由于游離脂肪含量較高,其發生脂肪氧化往往也更早更快;另一方面,背部肌肉和尾部肌肉的多不飽和脂肪酸(亞油酸、花生四烯酸、DHA等)含量明顯高于腹部肌肉,其在貯藏加工過程中發生的脂肪氧化也不容忽視。

2.4 礦物元素

測定了6種礦物元素含量,具體結果見表5。其中K元素含量最高(3384.31～4082.68 μg/g),Mn元素含量最低0.22～0.31 μg/g。吳燕燕等[20]測定了海鱸魚和大口黑鱸的營養成分,其K元素含量(296.92～307.66 mg/100 g)顯著低于(p<0.05)本次測定的鱘魚;除了Ca含量差異較大外,大口黑鱸的Na、Mg、Fe、Zn等礦物元素含量與本次測定結果較為接近。

表5 不同部位的鱘魚礦物元素含量(濕重μg/g)Table 5 Comparison of mineral element contents in muscle of sturgeon from different part(wet weight μg/g)

Mg、Ca、Zn含量在不同部位肌肉中差異不顯著(p>0.05),說明這三種元素在不同部位鱘魚肉的富集能力基本相同。Na元素含量尾部(700.09 μg/g)顯著高于背部(p<0.05);K元素含量則背部肌肉和尾部肌肉基本一致,顯著高于腹部肌肉(p<0.05);Mn元素含量背部肌肉高于尾部肌肉(p<0.05)。Fe元素含量則尾部(16.63 μg/g)顯著高于(p<0.05)背部和腹部,其原因可能是尾部運動較多,肌紅蛋白含量較高。另外,Fe2+在脂肪氧化過程中也扮演著重要角色[29],表明鱘魚尾部肌肉可能更易發生脂肪氧化。

3 結論

本次實驗測定了西伯利亞鱘魚不同部位肌肉的水分、脂肪、蛋白質、灰分、脂肪酸、氨基酸以及礦物元素Na、K、Mg、Ca、Mn、Fe、Zn含量。結果表明,鱘魚肉營養組成均衡,多不飽和脂肪酸占總脂肪酸比例較高,礦物元素含量豐富,必需氨基酸與總氨基酸的比值符合FAO/WHO的建議,具有較高的營養價值。西伯利亞鱘魚背部肌肉蛋白含量更高,氨基酸總量、必需氨基酸含量均高于腹部肌肉和尾部肌肉,水分、脂肪以及灰分含量更低(p<0.05);不同部位鱘魚肉脂肪酸含量差異不顯著(p>0.05),其中尾部肌肉脂肪酸含量最高,其次為背部肌肉,腹部肌肉最低。尾部肌肉中Na、Mg、Fe等元素的含量較高,其中Na、Fe為尾部最高(p<0.05),K元素含量背部肌肉與尾部肌肉差異不顯著(p>0.05),Ca、Mg、Zn含量在不同部位中差異不顯著(p>0.05)。綜上分析,從營養價值的角度看,鱘魚背部肌肉的營養價值高于腹部肌肉和尾部肌肉。另外,尾部肌肉由于含有更多不飽和脂肪酸和Fe元素,可能是鱘魚腥味產生的主要來源。