不同生境來源的草魚肌肉營養品質比較

李忠瑩,丁紅秀,張露,涂宗財,2*

1(江西師范大學 國家淡水魚加工技術研發專業中心和江西省淡水魚高值化利用工程技術研究中心,江西 南昌,330022) 2(食品科學與技術國家重點實驗室(南昌大學),江西 南昌,330047)

魚類對棲息地生境條件依賴性高,其生存容易受到各種生境因子的影響[1]。生境因子發生改變時,魚類肌肉的營養品質也會發生相應的改變[2]。水體鹽度、溫度、餌料、藥物等均會對魚類肌肉的營養品質產生影響[3]。研究表明,不同生境來源的青魚、大黃魚、鱸魚、中華烏塘鱧、黃顙魚等魚類的肌肉營養品質均存在顯著差異[4-8]。

草魚(Ctenopharyngodonidellus)是我國國民日常食用魚,來源有很多,有從野外自然生境捕撈,也有人工或半人工養殖的魚類[9-10]。不同生境中草魚魚肉營養品質呈現出參差不齊的現象,尤其是野生魚類與人工養殖草魚在肌肉品質和營養成分等方面存在顯著差異[11-12]。本文選取河流、湖泊、高密度池塘養殖與低密度水庫養殖4種不同的生境,其中河流和湖泊都是自然生境,草魚以高等植物為食,但2種生境水體來源、水量和水體流速等存在差異；水庫低密度養殖生境屬于半天然養殖,養殖水域面積比池塘養殖更大,草魚主要攝食人工投喂的飼料,但同時還能攝食水草,而池塘養殖草魚只能以飼料為食,養殖密度大,水體沒有流動性。以這4種不同生境來源的草魚為研究對象,參照食品安全國家標準,檢測分析其肌肉營養品質差異,以期為草魚肉營養品質的改善和加工利用提供基礎資料和理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

從河流自然生境(江西九江吳城鎮贛江段)、湖泊自然生境(江西南昌進賢縣青嵐湖)、高密度池塘養殖生境(江西南昌茅蓮湖養殖場,133 尾/hm2)和低密度水庫養殖生境(江西南昌南新鄉黃渡水庫,20～67尾/hm2)4種不同生境中各隨機選取草魚3尾,體質量(1.09±0.24)kg,體長(37.73±2.42)cm。

濃H2SO4、CuSO4、NaOH、Na2CO3、酒石酸鉀鈉、甲醇、石油醚、三氯乙酸、正己烷等均為分析純,西隴科學股份有限公司；37種脂肪酸甲酯混標,北京索萊寶科技有限公司。

1.2 儀器與設備

TA-TX plus型質構分析儀,英國Stable Micro System公司；CR-10型色度儀,日本柯尼卡公司；RA-52A型旋轉蒸發儀,上海亞榮生化儀器廠；7890B型氣相色譜儀、CP-SI 188型毛細管色譜柱,中國安捷倫科技公司；日立L1008型氨基酸自動分析儀,日本Hitachi公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 肌肉營養成分測定

草魚肌肉水分含量參照 GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》,采用直接干燥法測定;灰分含量參照 GB 5009.4—2016《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》,采用550 ℃灼燒法測定;粗蛋白含量參照GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》,采用凱氏定氮法測定;粗脂肪含量參照 GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》,采用索氏抽提法測定。

1.3.2 肌肉顏色測定

取草魚側線上肌肉塊,用色差儀測定魚肉的色澤情況,采用國際照明委員會推薦使用的Lab表色系統,結果用L*值、a*值和b*值表示,計算E*值。其中,L*值代表明亮程度,從數值0～100表示亮度(從黑度值到白度值)：a*值表示紅綠值,正值為紅度值,負值為綠度值；b*值表示黃藍,正值為黃度值,負值為藍度值；數值越大,樣品越偏向相應顏色[13]。

1.3.3 肌肉質構特性測定

魚肉質構測定采用質構分析儀的TPA(texture profile analysis)模式：采集草魚側線上方的肌肉,切成2 cm×2 cm×2 cm的小塊,探頭初始速度2 mm/s,測試速度1 mm/s,測試后速度5 mm/s,測試模式為形變量,形變量50%,促發力5.0 g[14]。用硬度、黏度、內聚力、咀嚼度、彈性等指標來評判魚肉的品質。

1.3.4 肌肉氨基酸組成與含量測定

采用酸水解的方法,用氨基酸自動分析儀對草魚魚肉進行氨基酸組成和含量的測定。按照全雞蛋蛋白質和FAO/WHO的氨基酸評分標準計算其氨基酸評分(amino acid score,AAS)、化學評分(chemical score,CS)和必需氨基酸指數(essential amino acid index,EAAI)。

1.3.5 肌肉脂肪酸組成與含量測定

參照謝雅雯[15]的方法并做適當修改。按照體積比為2∶1的比例將氯仿溶液和甲醇混合作為提取劑,勻漿后靜置抽提24 h用蒸餾水洗滌去除非脂溶性雜質,取下層氯仿部分旋蒸濃縮,加NaOH-甲醇溶液進行沸水浴加熱,皂化后加入質量分數為14%的三氟化硼-甲醇溶液,用正己烷提取酯化的脂肪酸,采用氣相色譜儀對脂肪酸進行定性定量分析。脂肪酸含量以單個脂肪酸占總脂肪酸含量的百分比表示,根據對應的峰面積進行計算。

1.4 數據處理

數據采用Excel軟件進行整理,采用SPSS 21.0軟件進行方差分析比較,結果用平均值±標準差表示,以P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 肌肉中常規營養成分含量測定結果

不同生境草魚肌肉常規營養成分含量,結果如表1所示,4種不同生境草魚肌肉水分含量差異性不大,在79.41%～82.81%；灰分含量最高的是高密度池塘養殖生境草魚,為1.14%,顯著高于湖泊自然生境草魚(P<0.05)；2種養殖生境草魚脂肪含量顯著高于自然生境草魚(P<0.05)；蛋白質含量存在顯著性差異(P<0.05),湖泊自然生境草魚含量最高,為20.42%,河流自然生境草魚含量最低,為18.53%,2種養殖生境草魚肉蛋白質含量相當。分析其原因可能與不同生境草魚所攝餌料差異有關,養殖生境通常投放足量的人工配合飼料,脂肪含量高,從而導致其肌肉脂肪含量較以水生植物為食的野生草魚更高。

表1 不同生境草魚肌肉常規營養成分含量 單位：%FW

2.2 肌肉質構特性和顏色比較

肌肉顏色測定結果如表2所示,4種生境魚肉色差值E*值存在顯著性差異(P<0.05),湖泊自然生境草魚肉亮度L*值為48.19,顯著高于其他3種生境(P<0.05),高密度池塘養殖生境L*最低為38.09。紅度a*值在2種自然生境草魚肉較高,但總體相差不大。2種養殖生境草魚肌肉黃度b*值均高于9.30,且兩者間無顯著差異(P>0.05),河流自然生境草魚肉b*值為8.05,湖泊自然生境草魚b*值最低為5.27。2種養殖生境草魚肌肉b*值顯著高于2種自然生境草魚(P<0.05),說明2種養殖生境草魚肉色更偏向于黃綠色。研究表明,貯藏越久越劣質的魚肉顏色會偏向于黃綠色[16],由此,可認為2種自然生境草魚肌肉顏色感官較好。

表2 不同生境草魚肌肉顏色Table 2 The muscle color of grass carp from different habitats

表3顯示,不同生境來源的草魚肌肉質構特性存在顯著差異,河流自然生境草魚肌肉硬度最高為385.62 g,其次是湖泊自然生境草魚333.63 g,兩者顯著高于2種養殖生境草魚(P<0.05)。而2種養殖生境草魚肌肉彈性、內聚性顯著高于2種自然生境草魚(P<0.05)。低密度水庫養殖生境草魚肌肉的膠黏性顯著低于其他生境(P<0.05),另外3種生境草魚肌肉膠黏性相差不大。高密度池塘養殖生境草魚的咀嚼性顯著高于其他生境(P<0.05)。2種自然生境草魚肌肉的質構特性無顯著性差異(P>0.05),推測其原因可能是2種自然生境草魚的活動范圍大、運動量強、肌纖維密度更大,導致其硬度較高,2種養殖生境草魚活動范圍小、食物充足、脂肪含量較高,故肌肉較為松軟[17]。

表3 不同生境草魚肌肉質構特性Table 3 The texture profiles parameters in muscle of grass carp from different habitats

2.3 肌肉氨基酸組成和含量

如表4所示,4種生境來源草魚肌肉均測得17種氨基酸,且均以谷氨酸含量最高,相互間無顯著差異(P>0.05)；其次是賴氨酸、天冬氨酸和亮氨酸；含量最低的為半胱氨酸,分別為0.17、0.18、0.15和0.14 g/100 g,這與程輝輝等[18]研究結果基本一致。4種生境草魚肌肉中的7種必需氨基酸中均以賴氨酸含量為最高,依次為高密度池塘養殖生境(2.25 g/100 g)>低密度水庫養殖生境(2.05 g/100 g)>河流自然生境(1.86 g/100 g)>湖泊自然生境(1.73 g/100 g),且2種養殖生境草魚肌肉中的賴氨酸含量顯著高于2種自然生境。4種生境草魚肌肉氨基酸總量(total amino acid,TAA)從高到低依次為,高密度池塘養殖生境(19.26 g/100 g)>低密度水庫養殖生境(17.95 g/100 g)>湖泊自然生境(17.40 g/100 g)>河流自然生境(16.49 g/100 g),高密度池塘養殖生境草魚肉必需氨基酸總量(total essential amino acid, TEAA)、非必需氨基酸總量(total nonessential amino acid, TNEAA)均高于其他生境,其草魚肌肉的TEAA/TAA和TEAA/TNEAA均顯著高于自然生境(P<0.05),根據FAO/WHO的優質蛋白質模式,質量較好的蛋白質其氨基酸組成中的TEAA/TAA為40%左右,TEAA/TNEAA則在60%以上[19]。本文研究的4種生境草魚肌肉氨基酸均符合該標準,高密度池塘養殖生境草魚的氨基酸組成更好的原因可能與其攝食人工餌料更具營養價值有關。不同生境草魚肌肉均含有6種鮮味氨基酸,呈鮮味最強的谷氨酸含量沒有顯著性差異(P>0.05),呈鮮味其次的天冬氨酸含量以高密度池塘養殖和湖泊自然生境最高,且顯著高于河流自然生境(P<0.05),2種自然生境草魚肌肉中呈甘味的甘氨酸含量更高,但丙氨酸含量更低。4種生境草魚的鮮味氨基酸總量(total delicious amino acid,TDAA)無顯著差異(P>0.05),但2種養殖生境草魚肌肉TDAA/TAA顯著低于自然生境(P<0.05),2種自然生境草魚的鮮味氨基酸含量占比更大,說明養殖生境草魚鮮味與自然生境草魚相比可能略遜一籌。

表4 不同生境草魚肌肉氨基酸組成和含量 單位：g/100 g FW

續表4

2.4 肌肉氨基酸營養評價

根據所測得的草魚肌肉氨基酸含量和FAO/WHO評分標準模式,計算4種生境來源草魚肌肉的AAS、CS和EAAI,結果如表5所示。通過對比4種不同生境的AAS可知,河流自然生境草魚肌肉第一限制性氨基酸為甲硫氨酸+半胱氨酸；湖泊自然生境草魚肉第一限制性氨基酸為賴氨酸；2種養殖生境草魚肌肉第一限制性氨基酸均為蘇氨酸。2種養殖生境草魚肉的氨基酸營養評價指標均高于2種自然生境草魚,說明選取的2種養殖生境更能滿足草魚生長發育的營養需求。由CS可知,4種生境草魚肌肉第一限制性氨基酸均為甲硫氨酸+半胱氨酸,這與毛東東等[20]研究結果類似。評分最高氨基酸是賴氨酸,賴氨酸在人體發育、免疫功能等方面有重要作用[21],說明不同生境草魚都可以達到補充賴氨酸的目的。4種生境中草魚肌肉EAAI值依次為高密度池塘養殖生境(96.61)>低密度水庫養殖生境(90.13)>河流自然生境(84.22)>湖泊自然生境(77.19),說明2種養殖生境草魚肉氨基酸組成更合理。

表5 不同生境草魚肌肉必需氨基酸組成評價Table 5 The evaluation of essential amino acids in the muscle of grass carp from different habitats

2.5 肌肉脂肪酸組成和含量

4種生境來源的草魚肌肉中共檢測到18種脂肪酸包括7種飽和脂肪酸(saturated fatty acid, SFA)，4種單不飽和脂肪酸(monounsaturated fatty acid, MUFA)和7種多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid, PUFA),含量較高的是棕櫚酸、亞油酸、二十二碳六烯酸和亞麻酸。4種生境草魚肌肉脂肪酸含量存在顯著差異(P<0.05),其中高密度池塘養殖生境草魚飽和脂肪酸含量顯著低于其他3種生境草魚(P<0.05),多不飽和脂肪酸含量顯著高于其他3種生境草魚(P<0.05)。河流和湖泊自然生境草魚以各種高等水生植物為食,食物來源豐富,而2種養殖生境草魚以人工配合飼料為食,食物來源單一,草魚攝食餌料的不同可能是引起肌肉脂肪酸含量差異的原因[22]。高密度池塘養殖生境草魚n-6系列脂肪酸含量顯著高于其他3種生境草魚(P<0.05),而其n-3系列脂肪酸總量顯著低于河流自然生境草魚(P<0.05),這與程漢良等[11]的研究結果相似。n-3系列脂肪酸具有免疫增強作用,而n-6系列脂肪酸作用與其相反[23]。相比高密度池塘養殖生境草魚,2種自然生境草魚有較好的免疫增強作用。

表6 不同生境草魚肌肉脂肪酸組成和比例 單位：%

3 結論

本文選取2種自然生境和2種養殖生境來源的草魚為樣本,比較不同生境下草魚肌肉常規營養成分、質構特性、顏色、氨基酸含量和脂肪酸組成,證明了不同生境草魚肌肉營養品質存在差異。2種養殖生境草魚肌肉脂肪含量比2種自然生境草魚高,肌肉較為松軟,而其氨基酸總量,必需氨基酸含量均高于2種自然生境草魚。不同生境草魚肌肉氨基酸均符合FAO/WHO 優質蛋白模式的要求,2種養殖生境草魚必需氨基酸組成比自然生境草魚肌肉更合理;AAS評分結果顯示,2種養殖生境草魚肌肉第一限制性氨基酸均為蘇氨酸;CS評分結果顯示,2種養殖生境草魚肌肉第一限制性氨基酸均為甲硫氨酸+半胱氨酸,若能在養殖過程中適當補充蘇氨酸、甲硫氨酸和半胱氨酸,將能更好地滿足草魚生長發育的需求,也有望改善其肌肉蛋白質營養品質。不同生境草魚肌肉脂肪酸含量差異顯著,2種自然生境草魚肌肉脂肪酸中n-3系列脂肪酸含量較高,脂肪酸組成較好。研究結果可為草魚肌肉營養品質與生境之間關系的相關研究提供參考。