黃河鯉新品系F3和F4群體的生長(zhǎng)和肌肉營(yíng)養(yǎng)成分差異分析

王冰柯,王延暉,馮建新,吳小軍,屈長(zhǎng)義,于 瀟,賀海戰(zhàn),張 芹

( 1.河南省水產(chǎn)科學(xué)研究院,河南 鄭州 450044; 2.河南省漁業(yè)工程技術(shù)研究中心,河南 鄭州 450044 )

黃河鯉(Cyprinuscarpiohaematopterus),屬鯉形目鯉科鯉亞科鯉屬,具有食用價(jià)值高、味道鮮美、抗病力強(qiáng)、生命力強(qiáng)、生長(zhǎng)性能好等優(yōu)點(diǎn),我國(guó)絕大多數(shù)地區(qū)均可養(yǎng)殖[1]。與其他品系鯉相比,黃河鯉蛋白質(zhì)含量較高而脂肪含量較低。但是,近年來(lái)由于自然災(zāi)害、人為破壞等因素,使得黃河中的黃河鯉資源日趨減少,而且品質(zhì)下降。

隨著人們生活水平不斷提高,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、味道鮮美的魚肉品質(zhì)已成為今后影響消費(fèi)者購(gòu)買欲的重要因素,而影響魚肉風(fēng)味的主要因素就是魚肉中氨基酸和脂肪酸的含量[2]。魚肉中含有的必需氨基酸對(duì)人體的生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要,還含有一些鮮味氨基酸能夠產(chǎn)生鮮味[3],可以作為評(píng)價(jià)魚肉品質(zhì)的重要指標(biāo)[4]。魚肉中大部分揮發(fā)性芳香化合物是由脂質(zhì)中的多不飽和脂肪酸在特定的脂肪氧合酶作用下衍生而來(lái)的[5],這些脂肪酸衍生物可以幫助增加魚肉的風(fēng)味、口感,提高肉質(zhì)的嫩度[2]。魚肉中的多不飽和脂肪酸,如二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸對(duì)人體健康起著重要作用[6]。因此探討魚肉營(yíng)養(yǎng)成分差異,特別是氨基酸和脂肪酸含量就顯得尤為重要。

Wang等[7]研究表明,飼料中糖水平和脂肪種類的不同可以改變團(tuán)頭魴(Megalobramaamblycephala)肌肉的脂肪酸組成;王兵兵等[8]研究表明,不同地域黃河鯉、建鯉(C.carpiovar.jian)的肌肉氨基酸和脂肪酸含量也存在差異;蔣湘輝等[9]研究表明,繁殖前后大洋河刀鱭(Coilianasus)肌肉氨基酸和脂肪酸存在差異;劉招坤[10]對(duì)大黃魚(Larimichthyscrocea)的選育結(jié)果表明,F1總體增長(zhǎng)速度明顯快于F2,兩個(gè)群體均表現(xiàn)為等速生長(zhǎng)類型。有關(guān)魚類肌肉營(yíng)養(yǎng)方面的研究報(bào)道雖然不少,但多偏重于通過(guò)改變飼料配方來(lái)改變肌肉的營(yíng)養(yǎng)成分[7,11-12]和養(yǎng)殖與野生魚類的營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)比[8,13],而關(guān)于魚類群體選育的研究多集中在生長(zhǎng)速度上[10,14],對(duì)魚類不同群體的肌肉營(yíng)養(yǎng)對(duì)比少有研究。綜合考慮,筆者通過(guò)對(duì)黃河鯉新品系群體選育相鄰世代F3和F4群體的肌肉營(yíng)養(yǎng)成分分析,并應(yīng)用方差分析等數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的差異性進(jìn)行比較,以期為養(yǎng)殖條件下黃河鯉群體選擇育種提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 遺傳背景

20世紀(jì)70年代以來(lái),鯉的開(kāi)發(fā)利用和遺傳改良取得了豐碩的成果,獲得了一批優(yōu)良的鯉魚品種(品系)和雜交種,如建鯉是第一個(gè)通過(guò)雜交、家系選育和雌核發(fā)育等方法人工培育出的鯉新品種。河南省水產(chǎn)科學(xué)研究院采用選擇加近交的混合選育方法,對(duì)從黃河中捕獲的親本進(jìn)行連續(xù)8代提純復(fù)壯,使其優(yōu)良性狀趨于穩(wěn)定,生長(zhǎng)速度得到了較大提高,并于2004年獲批新品種——“豫選黃河鯉”。黃河鯉新品系的育種基礎(chǔ)群體來(lái)源于野生黃河鯉種質(zhì)資源庫(kù)中經(jīng)過(guò)連續(xù)傳代的黃河鯉群體,該群體與“豫選黃河鯉”育種基礎(chǔ)群體自1993年(野生黃河鯉F4)分離,持續(xù)進(jìn)行黃河鯉混群繁殖及種質(zhì)資源庫(kù)保存直至2010年,自該群體中選擇337尾生長(zhǎng)性能具有較大優(yōu)勢(shì)的個(gè)體作為選育基礎(chǔ)群體,形成黃河鯉新品系,并在此基礎(chǔ)上連續(xù)進(jìn)行分子標(biāo)記輔助育種至F4代(圖1)。

圖1 黃河鯉新品系F4選育圖Fig.1 The breeding flow chart of new strain F4 of Yellow River common carp

1.2 試驗(yàn)用魚及樣品采集

為比較在同等條件下(即同一時(shí)間繁育、相同魚齡、相同養(yǎng)殖環(huán)境、相同養(yǎng)殖周期、投喂相同飼料)2個(gè)世代黃河鯉新品系養(yǎng)殖群體的肌肉營(yíng)養(yǎng)成分差異,試驗(yàn)用魚取自河南水產(chǎn)科學(xué)研究院在滎陽(yáng)市萬(wàn)畝連片黃河鯉產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)繁育的2齡黃河鯉新品系F3和F4群體,對(duì)2個(gè)世代分別隨機(jī)選取50尾黃河鯉,測(cè)量其體長(zhǎng)和體質(zhì)量,從中挑選10尾取其背部?jī)蓚?cè)肌肉放入-20 ℃冰箱以供后續(xù)肌肉品質(zhì)分析。

1.3 分析測(cè)定

1.3.1 肌肉常規(guī)營(yíng)養(yǎng)組成分析

肌肉常規(guī)營(yíng)養(yǎng)組成分析方法參照文獻(xiàn)[15]:在烘箱中105 ℃烘至恒等質(zhì)量測(cè)定水分含量;粗蛋白采用凱氏定氮法(FOSS KT260,凱氏定氮儀,瑞士)測(cè)定;粗脂肪采用索氏抽提法測(cè)定,67 ℃條件下冷凝回流12 h;灰分用高溫爐灰化法測(cè)定,550 ℃條件下灰化6 h。

1.3.2 氨基酸和脂肪酸組成分析

氨基酸含量是根據(jù)文獻(xiàn)[16]描述的方法測(cè)定:取在105 ℃下恒溫干燥的肌肉樣品50 mg,用6 mol/L的鹽酸在110 ℃條件下水解22 h,過(guò)濾并定容至50 mL,取0.5 mL于真空干燥箱中蒸干,再用 0.02 mol/L鹽酸溶解并定容至10 mL備用,用氨基酸自動(dòng)分析儀(L-8900,HITACHI,日本)測(cè)定樣品的氨基酸組成及比例。脂肪酸的甲酯化是采用文獻(xiàn)[17]描述的方法:使用V(甲醇)∶V(氯仿)=1∶2的混合溶液對(duì)肌肉進(jìn)行反復(fù)抽提,然后用0.5 mol/L氫氧化鉀-甲醇溶液在60 ℃條件下水浴加熱30 min至油珠完全溶解,冷卻后加入25% BF3甲醇溶液,60 ℃水浴酯化20 min,冷卻后加入正己烷,最后加入飽和NaCl溶液振搖,離心取上層有機(jī)相上機(jī)待測(cè)。脂肪酸組成采用氣相色譜法測(cè)定(鉑金埃爾默Clarus 500)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2019整理,用SPSS 22.0數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。當(dāng)P<0.05時(shí),用*表示;當(dāng)P<0.01時(shí),用**表示;當(dāng)P<0.001時(shí),用***表示。結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃河鯉新品系F3和F4群體的體長(zhǎng)和體質(zhì)量

黃河鯉新品系F3和F4群體的體長(zhǎng)和體質(zhì)量見(jiàn)圖2。F3和F4群體的體長(zhǎng)分別為299.86 mm和326.34 mm,體質(zhì)量分別為605.98 g和778.36 g,2齡黃河鯉新品系F4群體的體長(zhǎng)和體質(zhì)量均顯著高于F3群體(P<0.05)。

圖2 黃河鯉新品系F3和F4群體的體質(zhì)量和體長(zhǎng)Fig.2 Body weight and body length of F3 and F4 populations of Yellow River common carp new strain同一組標(biāo)注*或**表示與未標(biāo)注數(shù)據(jù)有顯著性差異,下同.The same group marked with * or ** indicates significant difference from the unmarked data, et sequentia.

2.2 黃河鯉新品系F3和F4群體的肌肉常規(guī)營(yíng)養(yǎng)組成

黃河鯉新品系F3和F4群體的肌肉常規(guī)營(yíng)養(yǎng)組成見(jiàn)圖3。2個(gè)群體的肌肉水分和粗脂肪含量差異不顯著 (P>0.05),F3群體的肌肉粗灰分含量(1.70%)和粗蛋白含量(20.11%)均顯著高于F4群體的肌肉粗灰分含量(1.26%)和粗蛋白含量(19.02%)(P<0.05)。

圖3 黃河鯉新品系F3和F4群體的肌肉常規(guī)營(yíng)養(yǎng)組成(濕質(zhì)量)Fig.3 Muscle proximate nutrient composition of F3 and F4 populations of Yellow River common carp new strain (wet weight)

2.3 黃河鯉新品系F3和F4群體的肌肉氨基酸含量

黃河鯉新品系F3和F4群體的肌肉氨基酸含量見(jiàn)表1。肌肉總氨基酸含量和必需氨基酸含量差異不顯著 (P>0.05),但F4群體的必需氨基酸/總氨基酸(51.07%)顯著高于F3群體(49.17%)(P<0.05),其中F3群體的肌肉精氨酸含量顯著高于F4群體 (P<0.05),而組氨酸和甲硫氨酸的含量顯著低于F4群體(P<0.05)。F3群體的肌肉非必需氨基酸含量(91.61 g/kg)、鮮味氨基酸含量(69.15 g/kg)和鮮味氨基酸/總氨基酸(38.36%)均顯著高于F4群體(85.25 g/kg、65.34 g/kg、37.51%)(P<0.05),其中天冬氨酸、絲氨酸、谷氨酸、丙氨酸、脯氨酸和酪氨酸含量顯著高于F4群體(P<0.05),而半胱氨酸含量顯著低于F4群體(P<0.05)。

表1 黃河鯉新品系F3和F4群體的肌肉氨基酸含量 g/kgTab.1 Muscle amino acid content of F3 and F4 populations of Yellow River common carp new strain

2.4 黃河鯉新品系F3和F4群體的肌肉脂肪酸含量

黃河鯉新品系F3和F4群體的肌肉脂肪酸含量見(jiàn)表2。肌肉飽和脂肪酸、α-亞麻酸和花生四烯酸含量差異不顯著(P>0.05)。F3群體的肌肉棕櫚酸、棕櫚油酸、油酸、花生一烯酸和單不飽和脂肪酸(42.12%)含量顯著高于F4群體(34.39%)(P<0.05),而硬脂酸、芥酸、亞油酸、二十碳五烯酸(0.45%)、二十二碳六烯酸(1.31%)、多不飽和脂肪酸(31.87%)、n-3長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸(3.73%)和n-6長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸(27.58%)含量卻顯著低于F4群體(0.90%、5.42%、41.52%、9.00%、32.23%)(P<0.05)。

表2 黃河鯉新品系F3和F4群體的肌肉脂肪酸含量 %Tab.2 Muscle fatty acid profile of F3 and F4 populations of Yellow River common carp new strain

3 討 論

3.1 黃河鯉新品系F3和F4群體的體長(zhǎng)和體質(zhì)量比較

選擇育種是以自然變異為基礎(chǔ),對(duì)現(xiàn)有品種進(jìn)行有計(jì)劃、有目的反復(fù)淘汰和人工選擇,以得到具有優(yōu)良目標(biāo)經(jīng)濟(jì)性狀且能夠穩(wěn)定遺傳的品系[18]。唐首杰等[14]對(duì)“新吉富”羅非魚(Oreochromisniloticus)選育后期世代F13～F15的研究發(fā)現(xiàn),F13、F14、F153個(gè)選育世代的絕對(duì)質(zhì)量增加率分別為 2.39、2.61 g/d和2.74 g/d,其中,F15比F14提高4.98%,F14比F13提高9.21%。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,2齡黃河鯉新品系F4群體的體長(zhǎng)和體質(zhì)量都顯著高于F3群體,這表明通過(guò)不斷地定向性選育,黃河鯉新品系F4群體的生長(zhǎng)性能得到顯著加強(qiáng),這一結(jié)果與對(duì)中華鱉(Pelodiscussinensis)[19]的選育結(jié)果一致。國(guó)內(nèi)外對(duì)于多種水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)動(dòng)物的選育結(jié)果都證明,科學(xué)系統(tǒng)的選育是選擇優(yōu)良水產(chǎn)品種的有效手段,如團(tuán)頭魴(Megalobramaamblycephala)“浦江1號(hào)”[20]、興國(guó)紅鯉(C.carpiovar.singuonensis)[21]、斑點(diǎn)叉尾(Ictaluruspunctatus)[22]、大西洋鮭(Salmosalar)[23]等。

3.2 黃河鯉新品系F3和F4群體的肌肉常規(guī)營(yíng)養(yǎng)組成

肌肉品質(zhì)是水產(chǎn)動(dòng)物的重要經(jīng)濟(jì)性狀,肌肉常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分是衡量水產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo),但是魚類肌肉品質(zhì)的遺傳力很低,通過(guò)選育手段進(jìn)行肉質(zhì)改良的研究也很少[24]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,黃河鯉新品系F3和F4群體的肌肉水分和粗脂肪無(wú)顯著性差異,而F3群體的肌肉粗灰分和粗蛋白含量卻都顯著高于F4群體,這表明通過(guò)不斷地群體選育,黃河鯉的肌肉營(yíng)養(yǎng)成分發(fā)生了微量變化,選擇育種對(duì)于黃河鯉的肉質(zhì)改良是可能的,但需要多個(gè)世代、較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行定向選育。類似的結(jié)果也出現(xiàn)在大黃魚[24-25]和許氏平鲉(Sebastesschlegeli)[26]的研究中。

3.3 黃河鯉新品系F3和F4群體的肌肉氨基酸含量

魚類肌肉中氨基酸的含量、種類和比例決定了蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,必需氨基酸是人體不能合成或合成速度不能滿足自身生長(zhǎng)發(fā)育所必需的氨基酸,其組成與含量是魚肉營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)[27]。本試驗(yàn)中,黃河鯉新品系F3和F4群體肌肉必需氨基酸總含量雖然差異不顯著,但是F4群體的必需氨基酸/總氨基酸顯著高于F3群體且均高于40%,根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織和世界衛(wèi)生組織的理想模式,質(zhì)量較好的蛋白質(zhì)氨基酸組成為必需氨基酸/總氨基酸約達(dá)40%[28],說(shuō)明F4群體相對(duì)于F3群體能夠提供更優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì),因此選育過(guò)程中,在保證生長(zhǎng)性能的同時(shí),必需氨基酸可作為將來(lái)選擇育種的新方向。在必需氨基酸中,賴氨酸不但能夠促進(jìn)幼體的生長(zhǎng)發(fā)育,還能增進(jìn)食欲,提高鈣的吸收和積累[29];精氨酸能夠促進(jìn)傷口的愈合,同時(shí)也是哺乳動(dòng)物幼年生長(zhǎng)所必需的氨基酸[30]。本試驗(yàn)中,F3和F4群體肌肉賴氨酸含量沒(méi)有差異,而F3群體的精氨酸含量顯著高于F4群體。除必需氨基酸外,鮮味氨基酸含量的高低也是評(píng)價(jià)魚肉營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)之一,本試驗(yàn)中F3群體的鮮味氨基酸含量和鮮味氨基酸/總氨基酸顯著高于F4群體,其中谷氨酸在腦組織生化代謝和合成多種生理活性物質(zhì)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用[30],表明黃河鯉新品系F3群體肌肉具有更鮮美的味道,可能是因?yàn)镕3群體生長(zhǎng)速度較慢,鮮味氨基酸能夠在長(zhǎng)時(shí)間的生長(zhǎng)過(guò)程中積累下來(lái)。這也說(shuō)明在選育過(guò)程中,追求生長(zhǎng)性能的同時(shí)也要保證肌肉品質(zhì),不能一味地追求生長(zhǎng)速度,而忽略魚肉的食用性和價(jià)值性。

3.4 黃河鯉新品系F3和F4群體的肌肉脂肪酸含量

脂肪酸在人類營(yíng)養(yǎng)生理活動(dòng)和食品風(fēng)味中起著十分重要的作用。魚類肌肉中的長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸能夠顯著地增加鮮味,同時(shí)在一定程度上也反映了肌肉的多汁性[31]。本試驗(yàn)中,黃河鯉新品系F3群體和F4群體肌肉飽和脂肪酸、α-亞麻酸和花生四烯酸含量沒(méi)有顯著差異,F3群體肌肉棕櫚酸和單不飽和脂肪酸含量顯著高于F4群體,棕櫚酸是動(dòng)物機(jī)體內(nèi)從頭合成脂肪酸的主要產(chǎn)物,是典型的飽和脂肪酸,有研究表明,棕櫚酸具有降低血清中膽固醇含量的作用[32]。魚類脂肪的合成通常開(kāi)始于單不飽和脂肪酸的生物合成,而不是多不飽和脂肪酸[33],而單不飽和脂肪酸中的油酸能夠降低血糖和低密度脂蛋白膽固醇[34],因此從膽固醇的角度來(lái)考慮,黃河鯉新品系F3群體的肌肉更加有助于降低人體血液中的膽固醇。本試驗(yàn)中,F3群體的亞油酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、多不飽和脂肪酸、n-3長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸和n-6長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸含量顯著低于F4群體,對(duì)于大多數(shù)淡水魚類來(lái)說(shuō),亞油酸和亞麻酸為其必需脂肪酸[35],這些魚類能夠分別利用亞油酸和亞麻酸合成n-6和n-3長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸[36]。人體內(nèi)n-3長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸和n-6長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸是不能互相轉(zhuǎn)化的,n-3長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸能夠降低血液中的甘油三酯水平,而其中的二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸是魚類和人類體內(nèi)十分重要的必需脂肪酸[37],在提高機(jī)體免疫系統(tǒng)功能、降低Ⅱ型糖尿病患者血糖、減少炎癥反應(yīng)、防治心腦血管疾病和抗擊腫瘤反應(yīng)等方面具有重要的作用[38],因此黃河鯉新品系F4群體相對(duì)于F3群體可作為人類二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸等多不飽和脂肪酸更好的膳食來(lái)源,對(duì)開(kāi)展黃河鯉高二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸含量的選擇育種工作具有重要的理論意義,為培育黃河鯉優(yōu)質(zhì)良種打下了重要基礎(chǔ)。

4 結(jié) 論

綜上所述,黃河鯉新品系經(jīng)過(guò)不斷的群體選育,F4群體的體質(zhì)量和體長(zhǎng)得到顯著提高,分別由299.86 mm、605.98 g提高至326.34 mm、778.36 g。在以生長(zhǎng)性能為依據(jù)的選育過(guò)程中,F4群體肌肉中的必需氨基酸/總氨基酸和多不飽和脂肪酸含量得到顯著提高,分別由49.17%和31.87%提高至51.07%和41.52%,尤其是二十二碳六烯酸和二十碳五烯酸從0.45%和1.31%提高至0.90%和5.42%,但是肌肉中鮮味氨基酸含量卻顯著下降,由69.15 g/kg降至65.34 g/kg。本試驗(yàn)結(jié)果可為以后黃河鯉新品系不斷的群體選育提供依據(jù),也為肌肉營(yíng)養(yǎng)組成方面積累一定的數(shù)據(jù)。