魚粉中酸堿性氨基酸及呈味氨基酸含量特點研究

■丁晨紅 王 英 王威利 崔澤鋒 何媛怡 吳維煇

（廣東省農業科學院農產品公共監測中心農業部農產品質量安全檢測與評價重點實驗室，廣東廣州510640）

魚粉蛋白質含量高，氨基酸組成及配比合理，還含有許多未知生長因子，是養殖業最優質的動物源蛋白質飼料[1-2]。配合飼料中魚粉可被植物蛋白源和其它非常規飼料原料部分替代，但替代量的增加將導致飼料適口性下降，動物食欲降低、攝食量減少從而影響動物生長[3-5]。蛋白質的營養價值取決于所含氨基酸的種類、數量及組成比例。氨基酸是構成動物營養所需蛋白質的基本物質，還兼具呈味氨基酸的功能，大多具有酸味、甜味、苦味及鮮味，它能作為動物重要的誘食劑，改善飼料風味[6-8]。大量研究表明，飼糧中蛋白質或氨基酸水平對動物采食的影響極為重要，一些氨基酸可以通過中樞和外周機制調節畜禽的采食量[9]。試驗證實了氨基酸對水產及畜禽動物的攝食有刺激作用[9-14]。本研究通過分析不同魚粉中16種氨基酸、酸堿性氨基酸及4類呈味氨基酸含量的特點，旨在分析魚粉良好的適口性與其獨特的氨基酸含量配比的相關性，同時研究了魚粉與其他蛋白質原料間氨基酸含量的差異性，為魚粉氨基酸平衡性研究提供數據支撐，探索出氨基酸含量對飼料適口性的影響，為魚粉的替代研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗共分析魚粉樣品143個、豆粕樣品7個、雞肉粉樣品8個、DDGS樣品8個，它們來源于廣東省50余家飼料生產企業及經銷商。魚粉樣品包含白魚粉和紅魚粉，其中國產魚粉有45個，進口魚粉有93個（143個魚粉樣中有5個是混合魚粉未計其中）；生產工藝包括干法和濕法。本試驗樣品具有代表性。

1.2 主要儀器設備與試劑

1.2.1 儀器設備

氨基酸自動分析儀（德國賽卡姆，S-433D），電熱鼓風干燥箱，電子天平（METTELER，AB-204），水解管等。

1.2.2 試劑

鹽酸（優級純）、茚三酮（分析純）、檸檬酸鈉（分析純）、氫氧化鈉（分析純）、氯化鈉（分析純）、檸檬酸（分析純）、硼酸（分析純）等。

1.2.3 氨基酸混合標準溶液

包括天門冬氨酸（Asp）、絲氨酸（Ser）、谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）、組氨酸（His）、精氨酸（Arg）、蘇氨酸（Thr）、丙氨酸（Ala）、脯氨酸（Pro）、酪氨酸（Tyr）、纈氨酸（Val）、蛋氨酸（Met）、賴氨酸（Lys）、亮氨酸（Leu）、異亮氨酸（Ile）、苯丙氨酸（Phe）等16種濃度為2.5 mmol/l氨基酸的混合標準溶液，購自于賽卡姆（北京）科學儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品處理方法

參照GB/T 18246—2000，檢測16種氨基酸的含量，其中包括7種必需氨基酸（essential amino acid,EAA）（Thr、Val、Phe、Met、Ile、Leu、Lys）和 9 種非必需氨基酸（Asp、Glu、Gly、Pro、Tyr、Ser、His、Arg、Ala）。

1.3.2 儀器分析條件

色譜柱：LCA K06/Na。

流動相：檸檬酸鈉溶液A=0.12 N，pH值3.45；B=0.2 N，pH值10.85；C：10%異丙醇水溶液；D：氫氧化鈉溶液；E：異丙醇水溶液；F：茚三酮溶液；梯度洗脫。

流速：洗脫泵0.45 ml/min，衍生泵0.25 ml/min。

檢測器波長：570 nm+440 nm。

溫度：58～74℃梯度控溫。

1.4 數據統計

試驗結果用“平均數±標準差”表示，使用IBM SPSS Statistics 21軟件對數據進行單因素方差分析（ONEWAY ANOVA），檢驗處理間差異顯著性（P＜0.05）。

2 結果與分析

根據魚粉中16種氨基酸總量，將全部143個魚粉樣品分為低中高三組：氨基酸總量小于55%的39個樣品為低含量組，記為A組；氨基酸總量55%～60%的73個樣品為中等含量組，記為B組；氨基酸總量＞60%的31個樣品為高含量組，記為C組。另按照魚粉產地，將45個國產魚粉記為D組；93個進口魚粉記為E組。本研究對氨基酸占比（即氨基酸含量/16種氨基酸總量×100%）進行統計分析。

2.1 氨基酸占比情況（見表1～表2）

表1 不同組魚粉中各氨基酸占比及差異顯著性情況（%）

由表1結果顯示：①按氨基酸含量高低分組，隨著氨基酸總量的增加，Met、Lys、Thr、His、Leu、Ile、Tyr及必需氨基酸的占比逐漸升高，Glu、Gly、Pro和Phe逐漸降低，Ser、Ala、His、Arg和 Phe沒有顯著差異（P≥0.05）。②按魚粉產地分組，進口魚粉5種必需氨基酸Met、Lys、Thr、Lue和Ile以及2種非必需氨基酸Gly和Tyr的占比顯著高于國產魚粉（P＜0.05）。③A組與D組魚粉相比、C組與E組魚粉相比各氨基酸及必需氨基酸占比沒有顯著差異（P≥0.05）。

表2 魚粉、豆粕、雞肉粉及DDGS氨基酸占比及差異顯著性情況（%）

表2結果顯示：①4種蛋白飼料中Val和Tyr沒有顯著差異（P≥0.05），Met和Asp差異顯著（P＜0.05）。②魚粉和雞肉粉中，Val、Tyr、Glu、Ala、Leu和 Phe 含量占比沒有顯著差異（P≥0.05）；豆粕和 DDGS 中，Val、Tyr、Glu、Thr和Gly含量占比沒有顯著差異（P≥0.05）。

2.2 酸、堿性氨基酸占比情況

通常根據氨基酸分子中所含氨基（-NH2）和羧基（-COOH）的數目，將其分為中性、酸性和堿性氨基酸三類。堿性氨基酸有：Arg、Lys和His 3種；酸性氨基酸有：Asp和Glu 2種；其他均為中性氨基酸。

魚粉中酸、堿性氨基酸占比情況見表3。結果顯示：①不同組魚粉中酸性氨基酸與堿性氨基酸的占比具有近似相同的比值，即為25∶18；②不同組魚粉中酸性氨基酸占比沒有顯著差異（P≥0.05），它與氨基酸總量之間沒有明顯相關性。

表3 魚粉中酸性氨基酸與堿性氨基酸的占比及差異顯著性情況（%）

魚粉、豆粕、雞肉粉以及DDGS中酸、堿性氨基酸占比情況見表4，結果顯示：魚粉中酸、堿性氨基酸占比與豆粕、雞肉粉及DDGS均有顯著差異（P＜0.05）；魚粉、豆粕、雞肉粉和DDGS中酸堿性氨基酸占比比值分別為25∶18、32∶17、23∶17及27∶12。

表4 魚粉、豆粕、雞肉粉及DDGS中酸性氨基酸與堿性氨基酸的占比情況（%）

2.3 呈味氨基酸占比情況

天然蛋白質中的甜味類氨基酸有：Gly、Ala、Pro、Thr、Ser、Lys、Glu；苦味類氨基酸有：Phe、Arg、Ile、Val、Leu、Met和His；酸味類氨基酸有：His、Asp、Glu；鮮味類氨基酸有：Asp和Glu[7]。本研究考察了不同分組情況下魚粉中各呈味氨基酸的占比情況，并計算了甜、苦、酸及鮮味氨基酸的比值，結果見表5。由于其中有部分氨基酸同時具有兩、三種味道（如Glu和Asp），因此本試驗統計的4種呈味氨基酸占比之和超過100%。

分析比較發現：①魚粉中占比最大的呈味氨基酸是甜味氨基酸，其占比約為52%，七種甜味氨基酸中Glu、Lys和Gly的貢獻率（即占氨基酸總量）達60%；其次是苦味氨基酸，占比約為35%，其貢獻率最大的三種氨基酸依次是Leu、Arg和Val；再次是酸味氨基酸，占比約為28%，其貢獻率最大的是Glu和Asp；最小的是鮮味氨基酸，占比約為25%，兩種鮮味氨基酸中Glu的貢獻率大于Asp。Glu同時具有甜、酸、鮮三種味道，對三種呈味氨基酸占比的影響均最大，因此推測Glu的含量對魚粉的味道呈現具有決定性影響。②魚粉中各呈味氨基酸占比具有一定規律性，甜味：苦味：酸味：鮮味的比例相近，都約等于37∶25∶20∶18。為驗證這一比值的特異性，本研究測定了豆粕、雞肉粉和DDGS中各氨基酸的占比，并計算了其各呈味氨基酸的占比情況（見表6），結果發現不同蛋白質原料中4種呈味氨基酸占比的比值各不相同，豆粕、雞肉粉以及DDGS的比值分別為32∶23∶23∶21、40∶24∶19∶17和38∶23∶21∶18。

表5 魚粉中各呈味氨基酸含量的占比情況（%）

表6 魚粉、豆粕、雞肉粉及DDGS中各呈味氨基酸含量占比情況（%）

3 討論與結論

3.1 魚粉中氨基酸含量的規律性

本試驗所測試魚粉中Ser、Ala、His、Arg和Phe對氨基酸總量的占比均相對穩定，它們的含量占比與魚粉的產地、原料魚品種及加工工藝等沒有關系。魚粉中氨基酸總量的越高，Met、Lys、Thr、His、Leu、Ile和Tyr的占比也越高，而Glu、Gly、Pro和Phe的占比越低。

由于大多數國產魚粉氨基酸總量較低，大都被歸于低氨基酸含量組（A組），進口魚粉的質量較好，氨基酸總量高，大都被歸于高含量組（C組）；這一情況正好與試驗結果顯示的進口魚粉組與高氨基酸含量組各氨基酸占比沒有顯著差異，而國產魚粉與低氨基酸含量組各氨基酸占比沒有顯著差異的情況相符合。

3.2 魚粉中酸、堿性氨基酸含量特點

本研究比較分析了魚粉、豆粕、雞肉粉和DDGS中酸、堿性氨基酸占比情況，發現：①魚粉中酸性氨基酸與堿性氨基酸的比值穩定在25∶18，豆粕、雞肉粉及DDGS中酸堿性氨基酸比值分別為32∶17、23∶17及27∶12；②四種蛋白飼料中酸性氨基酸含量占比均高于堿性氨基酸；③魚粉與其它三種蛋白質飼料中酸、堿性氨基酸含量的占比有顯著差異。據此推測，酸、堿性氨基酸含量對魚粉適口性具有一定的影響。

3.3 魚粉中呈味氨基酸含量特性

本研究發現魚粉中甜味∶苦味∶酸味∶鮮味氨基酸占比的比值始終穩定在37∶25∶20∶18。豆粕、雞肉粉以及DDGS中四種呈味氨基酸含量的比值分別為32∶23∶23∶21、40∶24∶19∶17 和38∶23∶21∶18，與魚粉有較大差異；推測37∶25∶20∶18的這一比值是魚粉所特有的性質。呈味氨基酸的比值勢必會影響飼料的適口性，推測魚粉中呈味氨基酸具有特定的比值是保證魚粉良好的適口性的重要因素之一，這或許可以為研究者找出解決替代飼料適口性難題提供一個新的思路。