3種特種水產品肌肉中脂肪酸組成比較及主成分綜合評價

羅欽 柯文輝 李冬梅 黃敏敏 任麗花 翁伯琦 潘葳 羅土炎

摘要：【目的】分析3種特種水產品肌肉中脂肪酸組成差異，并對脂肪酸品質進行綜合評價，為特種水產品的開發利用提供參考依據。【方法】根據國家標準GB 5009.168—2016對澳洲龍紋斑、青石斑魚和史氏鱘成魚肌肉中脂肪酸組成進行測定，再通過SPSS 17.0對各脂肪酸組成進行主成分分析。【結果】澳洲龍紋斑、青石斑魚和史氏鱘3種成魚肌肉中含量最高的脂肪酸分別為棕櫚酸、棕櫚酸和油酸，15種脂肪酸中有7種脂肪酸含量差異顯著（P<0.05）;3種成魚肌肉中飽和脂肪酸總量（∑SFA）、多不飽和脂肪酸總量（∑PUFA）、高不飽和脂肪酸總量（∑HUFA）、必需脂肪酸總量（∑EFA）、（n-6）系多不飽和脂肪酸總量[∑（n-6）PUFA]和（n-3）系多不飽和脂肪酸總量[∑（n-3）PUFA]的高低順序為青石斑魚>澳洲龍紋斑>史氏鱘;3種成魚肌肉中∑PUFA/∑SFA排序為澳洲龍紋斑>青石斑魚>史氏鱘，均高于世界衛生組織建議的最低值0.4～0.5。肉豆蔻酸、硬脂酸、棕櫚油酸、亞油酸、亞麻酸（C18：3n3）和二十碳五烯酸（EPA）等6種脂肪酸是3種成魚肌肉的主要特征脂肪酸;3種成魚脂肪酸品質綜合得分排序為青石斑魚>澳洲龍紋斑>史氏鱘。【結論】3種特種水產品中以青石斑魚肌肉的脂肪酸品質最佳，具有較高的營養價值和開發利用潛力。

關鍵詞： 澳洲龍紋斑;青石斑魚;史氏鱘;成魚;肌肉;脂肪酸;主成分分析

中圖分類號： S968.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼： A 文章編號：2095-1191（2019）10-2286-07

Analysis on fatty acid compositions in muscle of three special aquatic products and comprehensive evaluation of principal components

LUO Qin1， KE Wen-hui2， LI Dong-mei3， HUANG Min-min1， REN Li-hua1，

WENG Bo-qi4， PAN Wei1*， LUO Tu-yan1*

（1Institute of Agricultural Quality Standards and Testing Technology Research， Fujian Academy of Agricultural Sciences/Fujian Key Laboratory of Agro-products Quality & Safety， Fuzhou? 350003， China; 2Institute of Agricultural Economy and Scientific Information Research， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou? 350003， China; 3Research Center for Cultural and Trade/ Research Center for Cross-border E-commerce， Concord University College Fujian

Normal University， Fuzhou? 350117， China; 4Agricultural Ecology Institute， Fujian Academy

of Agricultural Sciences， Fuzhou? 350013， China）

Abstract：【Objective】The difference of fatty acid composition in muscle of three special aquatic products were stu-died， and the comprehensive analysis on the fatty acids quality were analyzed， which could provide reference for development and utilization of the special aquatic products. 【Method】GB 5009.168—2016 national standard method was referred to determine the fatty acid composition in muscle of Maccullochella peelii， Epinephius awoara and Acipenser schrenckii. Principal component analysis for fatty acid compositions were analyzed by SPSS 17.0，a statistical software.【Result】The highest fatty acids of muscles of M. peelii， E. awoara and A. schrenckii were palmitic acid， palmitic acid and oleic acid? respectively， and 7 out of the 15 fatty acids had significant differences in content（P<0.05）. The rank of satu-rated fatty acids（∑SFA）， polyunsaturated fatty acids（∑PUFA）， highly unsaturated fatty acid（∑HUFA）， essential fatty acids（∑EFA）， n-6 polyunsaturated fatty acid[∑（n-6）] PUFA and n-3 polyunsaturated fatty acid[∑（n-6）] PUFA was E. awoa-ra > M. peelii > A. schrenckii. Among the three adult fish species， the rank of ∑PUFA/∑SFA in muscles was M. peelii > E. awoara > A. schrenckii， they were all higher than the World Health Organization recommended minimum value of 0.4-0.5. Six fatty acids， including myristic acid， stearic acid， palmitoleic acid， linoleic acid， linolenic acid（c18：3n3） and eicosapentaenoic acid（EPA）， were the main characteristic fatty acids of the three adult fish. The comprehensive scores of the quality of the three adult fatty acids were E. awoara > M. peelii > A. schrenckii. 【Conclusion】E. awoara has the optimal muscle fatty acid quality among the three special aquatic products， and has high nutritional value and potential for development and utilization.

Key words： Maccullochella peelii; Epinephius awoara; Acipenser schrenckii; adult fish; muscle; fatty acids; principal component analysis

0 引言

【研究意義】特種水產品是指品質好、經濟價值高、養殖規模相對較小且養殖技術含量高的名貴水生動物（陳曉鳳，2012）。特種水產品中的魚類因富含不飽和脂肪酸（UFA），尤其富含二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）而受到消費者青睞，且許多品種已被我國南方引入進行人工養殖，如在澳大利亞素有“國寶魚”之稱的澳洲龍紋斑（Maccullochella peelii）（翁伯琦等，2016），其EPA和DHA含量為10.9%;在北太平洋西部素有“名貴海產魚類”之稱的青石斑魚（Epinephius awoara）（林建斌等，2010），其EPA和DHA含量為11.0%;在我國黑龍江素有“活化石”之稱的史氏鱘（Acipenser schrenckii）（劉紅柏等，2006），其EPA和DHA含量為3.6%。近年來，隨著我國南方人工養殖業的蓬勃發展及人們生活水平的大幅度提高，人們越來越關注高品質魚類。因此，研究特種水產品中脂肪酸組成并對其脂肪酸品質進行評價，對科學引導消費者和養殖戶及開發利用特種水產品均具有重要意義。【前人研究進展】目前已有針對澳洲龍紋斑、青石斑魚和史氏鱘3種特種水產品肌肉中脂肪酸組成，以及水產品中脂肪酸品質評價方面的研究報道。在3種特種水產品肌肉中脂肪酸組成方面，其研究主要集中在單一品種生長某一階段的脂肪酸分析、或單一品種不同部位的脂肪酸比較、或同一品種間的脂肪酸比較及同一品種不同養殖階段的脂肪酸比較等。Palmeri等（2007）研究了澳洲龍紋斑肌肉中脂肪酸特性及分布，結果表明，不同脂肪酸在澳洲龍紋斑不同部位肌肉中的沉積有所不同;許永安等（2008）研究了4尾史氏鱘后備親魚肌肉的營養組成，結果顯示，史氏鱘脂肪酸組成的營養價值較大部分的海、淡水魚低;林建斌等（2010）對3種石斑魚的脂肪酸組成進行比較分析，結果顯示，赤點石斑魚和青石斑魚的EPA+DHA含量明顯高于點帶石斑魚;馮隆峰等（2012）研究了青石斑魚與卵形鯧鲹卵黃囊仔魚發育過程中脂肪特性及脂肪酸含量變化，結果顯示，這兩種魚的脂肪和脂肪酸組成雖存在顯著差異，但其在發育過程中利用脂類的規律具有相似性;宋理平等（2013）對澳洲龍紋斑魚苗肌肉中的脂肪酸品質進行評價，結果顯示，澳洲龍紋斑脂肪酸中多不飽和脂肪酸（PUFA）含量為43.44%，其中EPA+DHA總量為14.68%，具有較高的食用價值與保健作用;宋永康等（2014）研究了不同生長階段史氏鱘的脂肪酸組成，結果表明，8齡魚的EPA+DHA總量顯著高于1齡魚和3齡魚。在水產品的脂肪酸品質評價方面，目前主要采用單個或多個脂肪酸含量作為脂肪酸品質的評價標準。陳麗花等（2010）對中國對蝦的脂肪酸進行營養價值評價，以UFA和必需脂肪酸（EFA）含量作為評價脂肪酸營養價值的指標，結果顯示，中國對蝦肉和對蝦頭均富含UFA，EPA和DHA的相對百分含量均較高，（n-3）系多不飽和脂肪酸總量/（n-6）系多不飽和脂肪酸總量[∑（n-3）PUFA/∑（n-6）PUFA]高于推薦的日常膳食比值，即中國對蝦肉和對蝦頭均具有較高的營養價值;楊文平等（2015）對梭魚不同部位的脂肪酸進行評價，結果顯示，梭魚可食用部位的DHA和EPA含量豐富，飽和脂肪酸（SFA）、單不飽和脂肪酸（MUFA）和PUFA構成比例合理，（n-3）/（n-6）PUFA比值高，表明食用梭魚肉可使膳食脂肪酸的結構趨向合理，是一種值得推廣養殖的優良品種;莊海旗等（2018）對6種鳀科魚脂肪酸組成進行比較，結果顯示，印度小公魚和康氏側帶小公魚的EPA+DHA含量高于35%，具有較高的營養價值和開發利用潛力。【本研究切入點】雖然國內外對澳洲龍紋斑、青石斑魚和史氏鱘3種特種水產品開展了一些關于脂肪酸方面的研究，但未見針對成魚階段3種特種水產品脂肪酸組成比較及主成分綜合評價的研究報道。【擬解決的關鍵問題】測定澳洲龍紋斑、青石斑魚和史氏鱘3種特種水產品肌肉中的脂肪酸含量，并應用SPSS 17.0對數據進行差異分析和主成分分析，綜合評價3種特種水產品脂肪酸品質，篩選出最佳品種，為特種水產品的開發利用提供參考依據。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

澳洲龍紋斑取自浙江省樂清市某養殖公司，養殖方式為水泥池精養殖，成魚體質健壯、體表完好無傷，共3尾（平均體重604.35±19.41 g/尾）;史氏鱘取自福建省周寧縣某養殖公司，養殖方式為網箱養殖，成魚3尾（平均體重698.64±96.67 g/尾）;青石斑魚購自福建省福州市某超市，成魚3尾（平均體重648.21±38.85 g/尾）。乙醚（分析純）購自福州福杰化學試劑有限公司;95%乙醇（分析純）購自上海振興化工二廠有限公司;氫氧化鈉和氫氧化鉀均為分析純，購自西隴化工股份有限公司;甲醇（色譜純）購自上海優試化工有限公司;三氟化硼和硫酸氫鈉均為分析純，購自福建藥典實驗科技有限公司;混合脂肪酸甲酯標準品購自美國SUPELCO公司。主要儀器設備：GC-2010氣相色譜儀（配氫火焰離子檢測器）（日本島津公司）;BCD-521WDPW冰箱（青島海爾集團）;DS-1組織粉碎機（杭州三永德儀器儀表有限公司）;AL-204分析天平[梅特勒—托利多國際貿易（上海）有限公司];RE-2000A旋轉蒸發儀（上海科升儀器有限公司）;HH-W420恒溫水浴箱（上海助藍儀器科技有限公司）。

1. 2 試驗方法

每份試驗魚分別經去頭、去尾、去皮和去內臟等簡單處理后，取魚體背部兩側肌肉，使用組織粉碎機粉碎，制成3個試驗混合樣品，于-18 ℃冷凍保存。試樣經解凍后，水解—乙醚溶液提取其中脂肪，在堿性條件下皂化和甲酯化，生成脂肪酸甲酯，經毛細管柱氣相色譜分析，按照GB 5009.168—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪酸的測定》的面積歸一化法定量測定脂肪酸百分含量。

1. 3 統計分析

采用Excel 2007和SPSS 17.0對試驗數據進行統計分析。

主成分表達函數式計算方法：用各指標變量的主成分載荷除以主成分相對應的特征值開平方根，得到某個主成分中每個指標所對應的系數即特征向量，以特征向量為權重構建某個主成分的表達函數式（林海明，2007）。

綜合評價函數計算方法：以各主成分對應的方差貢獻率作為權重，由主成分得分和對應的權重線性加權求和得到綜合評價函數（林海明，2007）。

2 結果與分析

2. 1 3種成魚肌肉中的脂肪酸組成

由表1可知，澳洲龍紋斑成魚肌肉的脂肪酸組成中棕櫚酸含量最高，油酸次之;青石斑魚成魚肌肉的脂肪酸組成中棕櫚酸含量最高，亞油酸次之;史氏鱘成魚肌肉的脂肪酸組成中油酸含量最高，棕櫚酸次之。3種成魚肌肉的肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、棕櫚油酸、亞油酸、亞麻酸和EPA含量排序均表現為青石斑魚>澳洲龍紋斑>史氏鱘;而油酸、花生一烯酸和花生四烯酸含量排序為史氏鱘>澳洲龍紋斑>青石斑魚，3種成魚中澳洲龍紋斑的DHA和亞麻酸含量最高。

3種成魚肌肉的∑SFA、∑PUFA、高不飽和脂肪酸總量（∑HUFA）、∑EFA、∑（n-6）PUFA、∑（n-3）PUFA和∑PUFA/∑MUFA排序均表現為青石斑魚>澳洲龍紋斑>史氏鱘;∑MUFA、∑UFA、∑（n-9）PUFA和∑UFA/∑SFA的排序均為史氏鱘>澳洲龍紋斑>青石斑魚;∑PUFA/∑SFA的排序為澳洲龍紋斑>青石斑魚>史氏鱘。

2. 2 3種成魚肌肉中脂肪酸組成的主成分綜合評價

2. 2. 1 3種成魚脂肪酸組成的相關性分析結果 通過SPSS 17.0處理脂肪酸原始數據，得到各脂肪酸相關系數方陣（表2）。由表2可知，肉豆蔻酸與硬脂酸、棕櫚油酸和亞麻酸（C18：3n3）呈極顯著正相關（| r |=0.980～1.000，下同）;油酸與二十碳二烯酸呈極顯著正相關，與亞油酸呈極顯著負相關; EPA與硬脂酸、棕櫚油酸和亞麻酸（C18：3n3）呈極顯著正相關，與花生一烯酸和花生四烯酸呈極顯著負相關;DHA與二十碳三烯酸呈極顯著負相關。脂肪酸間呈極顯著正相關的意義在于魚體通過食物或其他途徑來源等比例增加或補充脂肪酸，反之脂肪酸間呈極顯著負相關表達脂肪酸間在魚體內的相互轉化關系。

通過SPSS 17.0對所有脂肪酸原始數據進行主成分分析，得到特征值、主成分方差貢獻率和累積貢獻率（表3）。由表3可知， 2個主成分[第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）]的特征值均大于1.000， 2個主成分方差累積貢獻率為100.000% ，說明這2個主成分包含的要素信息量可反映出原始變量的全部信息。因此用這2個主成分代替原15個指標評價成魚脂肪酸品質。對成魚脂肪酸品質評價的指標由初始的15個方面降為2個彼此不相關的主成分，達到了降維的目的。

通過SPSS 17.0對所有脂肪酸原始數據進行主成分分析，得到主成分矩陣組成（表4）。由表4可知，主成分主要受棕櫚油酸、亞麻酸（C18：3n3）、肉豆蔻酸、硬脂酸、EPA和亞油酸等6種脂肪酸的影響，其載荷權數分別為1.000、0.999、0.998、0.998、0.988和0.961，即這6種脂肪酸（大于0.950）是3種成魚的主要特征脂肪酸。說明這6種脂肪酸對3種成魚脂肪酸品質影響最大。

2. 2. 2 3種成魚肌肉脂肪酸品質的綜合評價結果

由于3種成魚脂肪酸數據有不同的量綱和數量級，為避免量綱和數量級的影響，需對原始數據進行標準化處理（Z-score法），標準化結果見表5。由表4和特征值可計算得到特征向量（系數），見表6。

通過計算，由表5和表6可構建2個主成分的表達函數式Y1=X1-1×Z-1+X1-2×Z-2+[…]+X1-15×Z-15和Y2=X2-1×Z-1+X2-2×Z-2+[…]+X2-15×Z-15，其中，下標-1，[…]，-15分別為肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、棕櫚油酸、油酸、花生一烯酸、亞油酸、亞麻酸（C18：3n3）、亞麻酸（C18：3n6）、二十碳二烯酸、二十碳三烯酸、花生四烯酸、EPA和DHA。

此外，由表3和主成分的表達函數式可構建主成分綜合評價函數式：F=0.806Y1+0.194Y2（F為得分因子，Y1和Y2為2個主成分的表達函數式）。根據該函數式，可計算出3種成魚肌肉脂肪酸品質的綜合得分值和排序結果（表7）。由表7可知，3種成魚肌肉脂肪酸品質綜合得分排序為青石斑魚>澳洲龍紋斑>史氏鱘。

3 討論

PUFA具有特殊的生理功效，包括降血脂、降血壓、抑制血小板凝集、提高生物膜液態性、抗腫瘤及免疫調節作用等（杭曉敏等，2001）。本研究結果表明，澳洲龍紋斑成魚肌肉的∑PUFA（33.7%）與青石斑魚成魚（35.2%）接近，但二者均遠高于史氏鱘成魚（18.5%），分別是其的1.82和1.90倍。有研究報道，膳食∑SFA、∑（n-6）PUFA、∑（n-3）PUFA和∑（n-6）PUFA/∑（n-3）PUFA均可能不同程度地影響機體免疫功能（Calder，1997）。也有營養學家提出EFA的必要量和攝入（n-3）PUFA與（n-6）PUFA比值的問題（王雪青等，2004），聯合國衛生組織推薦的合理膳食結構∑（n-6）PUFA/∑（n-3）PUFA為4～5（Sugano and Hirata，2000），（n-6）PUFA攝食超量，會導致肥胖癥和心血管疾病，以及誘發腫瘤。因此，提高n-3系列脂肪酸的攝入量十分必要。本研究中，3種成魚肌肉的∑（n-6）PUFA/∑（n-3）PUFA均小于4，說明其∑（n-3）PUFA含量相對較高，且澳洲龍紋斑成魚的∑（n-3）PUFA（12.6%）與青石斑魚成魚（13.2%）接近，但二者均高于史氏鱘成魚（4.5%），分別是史氏鱘成魚的2.80和2.93倍。

人體對幾種EFA有特別的需求，以滿足體內供能、輸送脂溶性維生素和必需氨基酸的作用，亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸等EFA對人體有極重要的營養和生物學價值，是人體細胞壁、線粒體和其他部位的組成成分，其在人體內不能合成，需從食物中攝取，因此，∑EFA在脂肪酸中所占比例越高，說明該肌肉營養價值越高。本研究中，3種成魚肌肉中∑EFA均大于13.0，其中澳洲龍紋斑成魚的∑EFA（22.3%）與青石斑魚成魚（23.5%）接近，同時二者遠高于史氏鱘成魚（13.2%），分別是其的1.69和1.78倍。EPA和DHA被認為是人和動物生長發育的EFA（張鳳枰等，2012）。澳洲龍紋斑成魚肌肉的EPA（2.5%）和DHA（8.4%）均與青石斑魚成魚（4.8%和6.2%）接近，二者遠高于史氏鱘成魚（0.7%和2.9%），分別是其的3.57、2.90倍和6.86、2.14倍。∑PUFA/∑SFA是衡量魚肉營養價值的一個重要指標，世界衛生組織建議的最低值為0.4～0.5（張東平等，2012）。本研究中澳洲龍紋斑成魚肌肉的∑PUFA/∑SFA（1.3）與青石斑魚成魚（1.1）接近，二者均大于史氏鱘成魚（0.8），分別是其的1.62和1.37倍。

主成分分析是采用少量綜合指標代替原來多個指標大部分信息的一種降維分析方法（王曉慧，2007），其優點在于可消除評價指標間的相關影響，能保證評價的客觀性（林海明和杜子芳，2013;韓澤群和姜波，2014;楊玲等，2015;茍小菊等，2018）。本研究將影響魚類脂肪酸品質的15個特征指標簡化為2個主成分，簡化了選擇程序，保證了原始數據的完整性和客觀性。主成分分析結果顯示，3種成魚肌肉的脂肪酸品種綜合評價最佳的是青石斑魚，其次是澳洲龍紋斑，最差的是史氏鱘，該結論與3種成魚肌肉的∑SFA、∑PUFA、∑HUFA、∑EFA、∑（n-6）PUFA和∑（n-3）PUFA的高低順序一致，是差異分析結果的深入驗證。

對于新興的特種水產養殖業，由于處于起步階段，市場上通常缺乏專用人工配合飼料或飼料品質不夠科學從而極大影響養殖生產效益。目前，尚無澳洲龍紋斑系列專用人工配合飼料，養殖戶主要采用其他魚類的飼料進行投喂。本研究結果表明，澳洲龍紋斑成魚肌肉中的脂肪酸組成含量大部分介于青石斑魚與史氏鱘之間，且澳洲龍紋斑成魚肌肉的∑PUFA、∑HUFA、∑EFA、∑（n-6）PUFA、∑（n-3）PUFA與青石斑魚成魚接近，但均高于史氏鱘成魚，表明澳洲龍紋斑成魚肌肉的脂肪酸組成與青石斑魚成魚相似，間接反映出青石斑魚飼料比史氏鱘飼料在脂肪酸組成上更適合澳洲龍紋斑的需求，同時澳洲龍紋斑幼魚與親魚階段均會根據魚體所處的生長階段對相應功能的脂肪酸有大量需求，如親魚的亞油酸和幼魚的花生四烯酸及DHA，因此，飼料企業可在青石斑魚飼料的基礎上，根據澳洲龍紋斑的營養需求，調整并完善澳洲龍紋斑飼料配方，研制出更適合澳洲龍紋斑生長需求的專用配合飼料。

4 結論

3種成魚肌肉中的∑SFA、∑PUFA、∑HUFA、∑EFA、∑（n-6）PUFA、∑（n-3）PUFA和∑PUFA/∑SFA及脂肪酸品質綜合得分排序均為青石斑魚>澳洲龍紋斑>史氏鱘，即青石斑魚具有較高的脂肪酸品質和開發利用潛力，澳洲龍紋斑次之。

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（責任編輯 羅 麗）