池塘內循環“跑道”與傳統土池模式養成梭魚的營養成分對比研究

周 凡，丁理法，彭 建，陳劉浦，相興偉，貝亦江，馬文君，丁雪燕

（1.浙江省水產技術推廣總站，浙江 杭州 310023； 2.溫嶺市水產技術推廣站，浙江 溫嶺 317500；3.浙江工業大學食品科學與工程學院，浙江 杭州 310014）

梭魚 (Liza haematocheila) 隸屬于鯔形目、鯔科、梭魚屬，具有廣溫廣鹽性、生長速度快、病害較少、肉質鮮美等特點，是我國沿海和河口地區一種重要經濟養殖魚類[1-2]，其傳統養殖模式主要有土池養殖、海水小網箱等。近年來興起的池塘內循環“跑道”養殖 (In-pond raceway aquaculture,IPAS) 模式 (以下簡稱“跑道”模式)，是一種將傳統池塘分為流水槽養魚區和水凈化處理區，在“跑道”中高密度圈養吃食性魚類，將外塘作為凈水區的設施養殖模式[3]，具有生態循環、節約勞動成本、環境易于管控等優點[4-5]。已有研究認為梭魚是一種適宜在海水池塘“跑道”中養殖的魚類[6]。

養殖模式優化可以影響水產動物營養與品質[7]，是促進水產養殖業綠色高質量發展和滿足消費者對高品質水產品日益增長需求的重要途徑。目前已有關于“跑道”養殖對淡水魚類營養品質提升的研究報道[8-10]，但市場和消費者對“跑道魚”的整體認知度還不高，據調查顯示，浙江省能夠實現出售價格提升的“跑道”養殖主體不到10%，未能體現優品優價[5]。本文以傳統土池和“跑道”養殖的梭魚為研究對象，對比分析2種模式養成梭魚的營養成分、質構特性和泥腥味物質等組成和含量差異，旨在為海水魚“跑道”模式推廣及養殖模式對魚肉品質調控提供參考依據，促進“跑道”模式健康可持續發展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗梭魚由浙江省溫嶺市城南綠貝水產養殖有限公司提供。該公司在4口海水池塘 (總面積0.067 km2) 共建有混凝土磚結構的“跑道”15條。本試驗中檢測的“跑道”梭魚，初始放養密度為每條槽 8 000 尾 (40 尾·m?2，初始規格 350 g·尾?1)，流水槽推水速度為0.4～0.5 m·s?1，在投喂飼料期間將推水速度降低約50%；在投喂結束后1 h恢復推水速度，最大程度將殘餌和魚糞排出系統，并開啟吸污裝置進行清污。經4個月的養殖到10月之后，梭魚長至商品規格時，隨機抽樣10尾魚 [ 體長 (34.84±1.21) cm，體質量 (758.09±8.08) g]，作為“跑道”養殖組樣品。同時，從該基地的傳統海水土池中 (放養密度為10尾·m?2)抽樣規格相近的梭魚10尾 [體長 (35.29±1.97) cm，體質量 (765.17±10.45) g]，作為土池養殖對照組樣品。

1.2 儀器與設備

本試驗所用的主要儀器設備包括烘箱 (上海智誠)、馬弗爐 (德國納博熱)、凱氏定氮儀 (海能K9840)、索氏抽提儀 (瑞士BUCHI B-811)、氨基酸自動分析儀 (日本日立L-8900) 、氣相色譜儀 (美國Aglient 7890A)、質構儀 (瑞典泰沃TVT-300XP)、氣相色譜-質譜聯用儀/三重四級桿氣質聯用儀 (美國 THERMO/TSQ 9000)。

1.3 檢測方法

1.3.1 梭魚背部肌肉營養組成測定指標與方法水分用105 ℃恒質量法，參照《食品中水分的測定》(GB 5009.3—2016)；粗蛋白質用凱氏定氮法，參照《食品中蛋白質的測定》(GB 5009.5—2016)；粗脂肪用索氏抽提法，參照《食品中脂肪的測定》(GB 5009.6—2016)；總灰分用灼燒法，參照《食品中灰分的測定》(GB 5009.4—2016)。魚肉氨基酸組成和含量按照食品中氨基酸的測定(GB 5009.124—2016)；脂肪酸組成和相對含量按照《食品中脂肪酸的測定》(GB 5009.168—2016)。

1.3.2 魚肉質構參數 梭魚宰殺后，取魚體左右背部肌肉切成長、寬、厚為2 cm×2 cm×1 cm的肉塊，用于全質構 (TPA) 分析。采用TVT-300XP物性測試儀進行TPA模式測試，選擇圓柱形測試探頭，測試前速度為 3 mm·s?1，測試速度為 1 mm·s?1，測后速度為5 mm·s?1，魚肉變形率為50%，間隔停留時間5 s，負重探頭類型為Auto-5 g，每個樣品測6次平行后取平均值[11]。

1.3.3 魚肉土腥味檢測 主要檢測土臭素(Geosmin, GSM) 和2-甲基異莰醇 (2-Methylisoborneol, 2-MIB) 2種物質。取梭魚背部肌肉5 g，搗碎并研磨肌肉組織成魚糜狀態，添加5 g 氯化鈣 (CaCl2) 和 50 mL 200 g·L?1氯化鈉 (NaCl) 溶液充分混勻。微波爐微波功率為560 W，蒸餾時間5 min；載氣氮氣將氣化的異味物質帶出，經由冷凝管冷凝后收集餾分。取5 mL微波蒸餾液注入吹掃捕集裝置中進行富集；再使用氣相色譜-質譜聯用儀/三重四級桿氣質聯用儀 (THERMO/TSQ 9 000)檢測[12]。

1.4 評價指標

梭魚肌肉的氨基酸評分 (Amino acid score,AAS)、化學評分 (Chemical score, CS) 和必需氨基酸指數 (Essential amino acid index, EAAI) 分別按照聯合國糧食與農業組織/世界衛生組織 (FAO/WHO)建議的必需氨基酸評分標準模式和全雞蛋蛋白質的必需氨基酸模式計算。計算公式為：

1.5 統計方法

試驗數據采用SPSS 16.0和Microsoft Excel 2010軟件分析處理，取平均值±標準差。數據采用單因子方差分析，再用Tukey's檢驗均值的顯著性，P＜0.05表示顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 常規營養組成

肌肉是魚體的主要營養部位和食用部位，其營養成分組成和含量通常作為魚體肌肉的品質評價。本試驗發現“跑道”養殖模式對梭魚魚肉基本營養組成的影響主要表現為粗脂肪含量下降和粗灰分含量增加 (P＜0.05)，但對魚肉的水分和粗蛋白含量無明顯影響 (P＞0.05，表1)。有研究報道1齡和2齡的梭魚肌肉中水分質量分數介于75.71%～77.18%、粗蛋白質量分數介于18.21%～18.96%、粗脂肪質量分數介于2.95%～4.32%[13]，與本試驗結果較為接近。根據魚肉的含脂量高低，可分為多脂魚 (脂肪質量分數≥10%) 和少脂魚 (脂肪質量分數≤5%)，研究認為梭魚屬于一種介于多脂魚和少脂魚之間的中脂魚[14]?！芭艿馈彼篝~肌肉脂肪的降低可能與魚類在流水槽中具有較大的運動量而加速魚體的脂肪氧化代謝，抑制內臟脂肪蓄積，并加速體蛋白合成有關[8-9,15]。相比于傳統池塘養殖，在“跑道”高密度養殖的環境，魚類也需要消耗更多的能量進行空間與攝食等競爭，肌肉中原有糖原被大量消耗，致使蓄存的脂肪被分解用于供能，從而表現為體脂含量降低。本試驗也得到相似結果，通過高密度 (為外塘模式密度的4倍)、微流水的“跑道”養殖后，梭魚從傳統的“中脂魚”變成了“低脂魚”。

表1 2種模式養成的梭魚肌肉基本營養成分對比 (濕質量)Table 1 Proximate composition of L.haematocheila muscle between usual-pond and in-pond raceway systems (wet mass) %

2.2 氨基酸組成與評價

氨基酸組成與含量是評價魚肉蛋白質質量的重要指標。本試驗結果顯示，在魚肉必需氨基酸組成方面，“跑道”養殖組梭魚肌肉中賴氨酸和纈氨酸含量均顯著高于土池養殖組 (P＜0.05)，其他必需氨基酸的含量未受不同養殖模式的影響 (P＞0.05，表2)。在梭魚肌肉非必需氨基酸組成上，“跑道”養殖組中的天冬氨酸和甘氨酸含量均顯著高于土池養殖組 (P＜0.05)，而脯氨酸含量則顯著低于土池養殖組 (P＜0.05)，其他非必需氨基酸組成無顯著性差異 (P＞0.05)。

表2 2種模式養成梭魚的肌肉氨基酸組成和含量的對比分析 (濕質量)Table 2 Proximate composition and contents of amino acids of L.haematocheila muscle between usual-pond and in-pond raceway systems (wet mass) %

本試驗中2種模式下梭魚的必需氨基酸總量/氨基酸總量分別為0.41和0.42，高于FAO/WHO的推薦標準 (35.38%)；必需氨基酸總量/非必需氨基酸總量分別為0.68和0.73，同樣高于FAO/WHO標準 (60%)，說明梭魚魚肉是一種氨基酸組成較為平衡的優質蛋白質，可以滿足人體對食物氨基酸的攝入需求?！芭艿馈别B殖組的必需氨基酸總量/非必需氨基酸總量顯著高于土池養殖組 (P＜0.05)，在“跑道”和池塘養成的黃顙魚 (Pelteobagrus fulvidraco) 對比研究中也有相同發現[9]。但不同養殖模式對梭魚肌肉的必需氨基酸總量、非必需氨基酸總量以及呈味氨基酸 (谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸和天冬氨酸) 總量均未產生顯著影響 (P＞0.05)。

根據AAS和CS評分，土池養殖組和“跑道”養殖組的梭魚第一限制性氨基酸均為蛋氨酸+胱氨酸，第二限制性氨基酸均為纈氨酸，該結果與已有對梭魚的研究結果一致[16](表3)。黃斑籃子魚 (Siganus orami)[17]、澳洲金鱸 (Macquaria ambigua)[18]等海水魚的第一限制性氨基酸也是蛋氨酸+胱氨酸，這為梭魚的人工配合飼料研發提供了參考。2種模式下養成的梭魚，除蛋氨酸+胱氨酸以外，其他必需氨基酸的CS評分均高于雞蛋蛋白的評分標準；所有氨基酸的AAS評分也都高于FAO/WHO氨基酸的評分標準。EAAI作為評價蛋白質營養價值的常用指標之一，反映了必需氨基酸的平衡性，EAAI＜70表示蛋白質營養不充足，EAAI約80表示蛋白質營養價值良好，EAAI＞90則表示蛋白質營養價值高[19]。本試驗中土池養殖組和“跑道”養殖組梭魚肌肉EAAI分別為80.06和91.19，說明梭魚的蛋白質營養價值較高，其氨基酸平衡性較好；也表明“跑道”模式能夠優化梭魚的魚肉氨基酸組成，提高氨基酸平衡性。同時，兩組EAAI指數的F值 (2.12和2.22) 相近，表明梭魚在2種養殖模式下養殖的氨基酸營養整體上相近。

表3 2種模式養成的梭魚肌肉必需氨基酸與聯合國糧食與農業組織/世界衛生組織和全雞蛋蛋白標準模式的比較Table 3 Comparison of essential amino acids of L.haematocheila muscle with FAO/WHO and egg protein standard modes from different aquaculture systems

2.3 脂肪酸組成

魚類肌肉脂肪酸組成與變化受棲息習性、食性、適應性和生長習性等綜合影響[20]，而脂肪酸的含量又影響魚肉的多汁性與風味[21]。本試驗共測定出23種具有統計意義的脂肪酸 (表4)，其中飽和脂肪酸 (SFA) 8種、單不飽和脂肪酸 (MUFA)8種、多不飽和脂肪酸 (PUFA) 7種；兩組間存在顯著差異的脂肪酸有8種，表明養殖模式也會對梭魚的脂肪酸產生影響。土池養殖的梭魚肌肉SFA、MUFA和PUFA分別占脂肪酸總量的32.83%、40.91%和26.22%；“跑道”養殖的梭魚肌肉中這3類脂肪酸含量分別為25.83%、39.83%和34.35%(表4)。“跑道”養殖組梭魚肌肉的SFA總量顯著低于土池養殖組 (P＜0.05)，而PUFA總量和總不飽和脂肪酸 (∑UFA) 含量均顯著高于土池養殖組(P＜0.05)；類似結果在黃顙魚[9]、金帶籃子魚 (S.rivulatus)[22]及大口黑鱸 (Micropterus salmoides)[23]中也有報道。但本試驗的兩組魚肉單不飽和脂肪酸總量 (∑MUFA) 不存在顯著差異 (P＞0.05)。

表4 2種模式養成的梭魚肌肉脂肪酸組成和含量對比分析 (濕質量)Table 4 Fatty acid composition and contents of L.haematocheila muscle between usual-pond and in-pond raceway systems (wet mass)%

二十二碳六烯酸 (DHA) 和二十碳五烯酸(EPA) 屬于n-3長鏈高不飽和脂肪酸，是魚類肌肉營養和魚油價值評價的重要指標[24]。已有研究報道“跑道”模式養成的青魚 (Mylopharyngodon piceus)肌肉中DHA和EPA均顯著高于傳統池塘養成的試驗魚[8]，推測循環流水槽養殖有助于青魚的育肥，并具有促進魚肉中DHA和EPA富集的可能性。本試驗觀察到2種模式養成的梭魚的EPA和DHA含量雖存在顯著差異 (P＜0.05)，但兩者的總量并無統計學差異 (P＞0.05)。

2.4 質構指標

全質構分析已被廣泛應用于水產品的肉質評價，通過質構儀模擬食物咀嚼過程，把質地感官知覺與力學性能、幾何特性相結合，以系統指標的數據來揭示人牙齒在咀嚼過程中時間和力的變化規律，從而客觀評價魚肉的品質特性[25]。本試驗觀察到“跑道”養殖模式中梭魚的肌肉質構指標產生了明顯變化，“跑道”模式組魚肉的硬度、膠黏性、咀嚼性等指標均顯著提高 (P＜0.05)，凝聚力、黏附性和回復性等指標也顯著高于土池養殖組 (P＜0.05, 表5)。其中硬度和咀嚼性與蛋白質含量呈顯著正相關，與水分、脂肪呈負相關，影響魚肉的機械強度。已有研究表明魚類運動量的增加使得肌肉細胞間的結合力增強，肌纖維直徑變得小而緊密，肌纖維密度增加，肌原纖維蛋白含量更高[26]；流水環境下，高密度養殖梭魚在“跑道”內泳動量大幅增加，推測是“跑道”組梭魚肌肉硬度和膠黏性顯著提升的原因之一。對“跑道”養成的大口黑鱸質構分析也發現相似的結果[27]。咀嚼性反映的是魚肉從可咀嚼狀態到可吞咽狀態所需的能量，本試驗觀察到“跑道”梭魚的該指標提升522%，是增幅最大的質構參數；咀嚼性數值越高，則口感上對應的“咬勁”越好，熱處理后不易變爛，口感更好，更受消費者歡迎[27-28]。

表5 2種模式養成的梭魚肌肉質構參數對比Table 5 Muscle texture parameters of L.haematocheila muscle between usual-pond system and in-pond raceway aquaculture systems

2.5 土腥味物質

有研究指出，養殖水產動物出現的土腥味物質并不是其自身產生的，而是因富營養化水體中的藍藻和放線菌等微生物通過分解有機質，釋放出大量的次生代謝產物 (主要為2-甲基異茨醇和土臭素)，這些異味化合物被魚體鰓、皮膚吸收，或隨著攝食藻類進入魚體內蓄積而成[29]；養殖池塘的底質也會影響養殖水產品的土腥味蓄積[30]。有研究認為2-甲基異茨醇和土臭素在魚肉中的嗅覺閾值分別為 0.6 和 0.9 μg·kg?1[31]。本試驗在土池養殖組的梭魚肌肉中檢測出了土臭素 (0.22 μg·kg?1)，2-甲基異茨醇則未檢出；而“跑道”養殖組的魚肉中這2種物質均未檢出。研究發現土塘養殖的羅非魚 (Oreochromis mossambicus) 魚肉中土臭素的含量最高，鋪設地膜的養殖塘里的魚肉中次之，在咸淡水魚蝦混養的水泥池塘中的魚肉土腥味最低[12]。而對團頭魴 (Megalobrama amblycephala) 和鯽 (Carassius auratus) 的試驗表明，通過調控水質和水流速度等方式，可以有效去除魚肉土腥味[32]。本試驗的“跑道”為混凝土磚結構，流水槽底部鋪設了瓷磚，推測底質和水流速的差異是造成土池養殖梭魚具有輕微土腥味的原因。

3 結論

綜上所述，與傳統土池養殖模式相比，通過池塘循環水“跑道”模式養成的梭魚具有魚肉脂肪較低、氨基酸組成更均衡、不飽和脂肪酸總量較高等特點，并且魚肉口感更加緊實、有彈性且無土腥味，整體上提升了梭魚的營養品質，更符合市場和消費者對優質水產品的需求。本研究為通過改變養殖模式實現梭魚養殖業優品優價發展提供了理論依據，也為“跑道”養殖模式的可持續健康發展提供了參考。