赵何勇 陈诏 徐鸿飞 李华 袁宗伟 黄彩林
摘要:【目的】对比分析海水和淡水养殖关岛红罗非鱼的品质特性和营养成分,为红罗非鱼配合饲料研制和罗非鱼肉质产品深加工提供参考依据。【方法】采用国家相关检测标准的生物化学方法和质构仪对海水养殖和淡水养殖关岛红罗非鱼肌肉的一般营养成分、氨基酸、脂肪酸及质构特性进行测定和分析,并评价两种养殖模式下关岛红罗非鱼肌肉的营养价值。【结果】海水养殖关岛红罗非鱼肌肉的咀嚼性(12.63 mJ)及水分(79.83%)、粗脂肪含量(1.29%)显著高于淡水养殖模式(7.74 mJ、77.84%和1.05%)(P<0.05,下同),粗蛋白含量(18.13%)显著低于淡水养殖模式(20.46%)。海水和淡水养殖的关岛红罗非鱼肌肉均检测出17种氨基酸,必需氨基酸含量分别占其氨基酸总量的41.30%和41.38%,必需氨基酸与非必需氨基酸的比值(EAA/NEAA)分别为70.36%和70.59%,均符合联合国粮农组织/世界卫生组织(FAO/WHO)的评价标准,必需氨基酸指数(EAAI)分别为92.43和86.30。海水养殖模式下关岛红罗非鱼的脂肪酸总量、饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量均显著高于淡水养殖模式。【结论】两种养殖模式下的关岛红罗非鱼均具有较高营养价值,其中海水养殖模式下的关岛红罗非鱼在口感和营养价值方面优于淡水养殖模式,可作为主要养殖模式进行推广。
关键词: 关岛红罗非鱼;海水养殖;淡水养殖;肌肉品质;营养成分
中图分类号: S965.125 文献标志码:A 文章编号:2095-1191(2018)07-1396-07
0 引言
【研究意义】罗非鱼作为全球最重要的水产养殖品种之一,近年来的产量虽一直增长,但已开始出现上涨缓慢、增速疲软的趋势。选择生长快、肉质好的新品种罗非鱼进行多种养殖模式推广,提高肉质品质是解决罗非鱼发展瓶颈的有效措施之一。红罗非鱼(Red tilapia, Oreochromis spp.)是经多代选育而成的综合性状优良养殖品种,具有生长快、食性杂、繁殖力强等优点,且其形似海水真鲷,盐度耐受能力较普通罗非鱼强,可不经驯化在盐度8‰~12‰的海水中正常生长(李学军等,2003)。近年来,在广西、福建、海南等地沿海均开展了红罗非鱼海水养殖,且养殖面积不断扩大。在养殖过程中,关岛红罗非鱼因其体色艳丽、过冬不变色而受到养殖户和消费者青睐。因此,研究海水和淡水养殖关岛红罗非鱼肌肉的质构特性和营养成分组成,对提高红罗非鱼肉质品质及推动其养殖健康发展具有重要意义。【前人研究进展】目前,针对不同养殖模式水生生物肌肉的一般营养成分、氨基酸、脂肪酸等营养成分和品质特性分析已有大量研究报道。李来好等(2013)对池塘和水库养殖的奥尼罗非鱼进行营养成分检测,发现水库养殖罗非鱼的总体感官评分和嫩度优于池塘养殖。彭永兴等(2013)分析了淡水和海水养殖的凡纳滨对虾肌肉营养成分,结果发现海水养殖凡纳滨对虾肌肉的营养和风味较淡水养殖稍好。叶鸽等(2014)研究发现奥尼罗非鱼在鱼菜共生模式下的鲜味氨基酸显著高于纯投料模式,但兩种模式的甜味氨基酸无显著差异。胡园等(2015)发现海、淡水养殖日本鳗鲡肌肉的营养成分均丰富,其中淡水养殖日本鳗鲡肌肉的氨基酸含量和脂肪酸组成方面稍优于海水养殖的日本鳗鲡。吴燕燕等(2016)对比分析海鲈鱼和大口黑鲈(淡水)的肌肉营养成分,结果表明,海鲈鱼的氨基酸总量和不饱和脂肪酸含量均显著高于大口黑鲈。段亚飞等(2017)测定了深水网箱和池塘养殖凡纳滨对虾肌肉的营养成分,结果显示,网箱养殖对虾的各项营养指标均高于池塘养殖对虾,营养价值较高。阮成旭等(2017)评价了工厂化养殖模式和网箱养殖模式大黄鱼的肌肉营养成分,结果表明,工厂化养殖模式下大黄鱼肌肉的氨基酸和脂肪酸各项指标均优于网箱养殖模式。邵俊杰等(2017)对传统池塘、高密度循环水系统和水泥池塘养殖的斑点叉尾鮰进行肌肉品质分析,结果表明,高密度循环水系统养殖模式下斑点叉尾鮰的肌肉品质特性更佳。【本研究切入点】目前有关红罗非鱼的研究主要集中在遗传多样性、耐盐、体色等方面(张天时等,2015;Zhu et al.,2016;何金钊等,2017),对肌肉营养成分的分析主要是不同品种间或不同生长时期的营养成分(林婉玲等,2011;陈涛,2013;陈涛等,2013;陈文治等,2015),而针对不同养殖模式间的红罗非鱼肌肉营养和品质特性分析尚无报道。【拟解决的关键问题】通过对海水和淡水养殖关岛红罗非鱼进行肌肉品质特性和常规营养成分、氨基酸、脂肪酸等综合分析及评价,较全面了解关岛红罗非鱼的营养价值,旨在为开展红罗非鱼配合饲料研制、不同模式健康养殖和罗非鱼肉质产品深加工提供参考依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
淡水养殖关岛红罗非鱼采集于广西水产引育种中心桂虹罗非鱼良种场;海水养殖关岛红罗非鱼采集于钦州金海环岛渔业有限公司大龙墩岛海水养殖基地。海水养殖模式的饲喂饵料为广西南宁百洋饲料集团有限公司生产的罗非鱼膨化饲料(粗蛋白质≥28%、粗脂肪≥3.0%、粗纤维≤10.0%、粗灰分≤13.0%、水分≤12.0%);淡水养殖模式所用饵料为佛山市顺德天天饲料有限公司生产的罗非鱼膨化配合饲料(粗蛋白质≥30%、粗脂肪≥2.5%、粗纤维≤15.0%、粗灰分≤11.0%、水分≤12.0%)。两种养殖模式均随机选取当年养成个体24尾,其中海水养殖的关岛红罗非鱼平均体重275.00±41.26 g/尾、平均体长19.74±0.69 cm,淡水养殖的关岛红罗非鱼平均体重279.09±32.39 g/尾、平均体长19.27±1.09 cm。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 质构测定 选取背部完整的新鲜肌肉块,裁剪成10 mm×10 mm×8 mm小方块,采用CT34500型质构仪(Brookfield公司)在质地剖面分析(Texture profile analysis,TPA)模式下进行各质构参数的测定,主要包括弹性、咀嚼性、硬度、胶黏性和内聚性。每种养殖模式每次取12块小方块进行测定,各参数均重复测定3次,取平均值。测定时使用探头为TA-41(直径6 mm)平底柱形探头,测试速率1 mm/s,形变目标值50%,触发点负载5 g,循环次数2次,可恢复时间5 s,环境温度25 ℃。所得数据均为质构仪自动校正后的结果。
1. 2. 2 营养成分测定 参照GB 5009.3—2010《食品安全国家标准食品中水分的测量方法》中的常压恒温干燥法测定水分含量;参照GB 5009.5—2010《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定方法》中的凯氏定氮法测定粗蛋白含量;参照GB 5009.6—2003《食品中脂肪的测定》中的索氏抽提法测定粗脂肪含量;按照GB 5009.4—2010《食品安全国家标准食品中灰分的测定方法》测定粗灰分含量;氨基酸测定根据GB 5009.124—2016《食品中氨基酸的测定》中的方法进行;依据GB 5009.168—2016《食品中脂肪酸的测定》进行脂肪酸测定。
1. 3 肌肉营养价值评价
根据联合国粮农组织/世界卫生组织(FAO/WHO)的每克氮氨基酸评分标准模式(%)和全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式(%)(王志芳等,2018),按以下公式分别计算氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)及必需氨基酸指数(EAAI)。
EAAI=[100ATAS×100BTBS×100CTCS×…100HTHSn]
式中,n为比较的必需氨基酸个数;AT,BT,CT,...,HT为关岛红罗非鱼肌肉蛋白质的必需氨基酸含量(%);AS,BS,CS,...,HS为全鸡蛋蛋白质的必需氨基酸含量(%)。
1. 4 统计分析
采用Excel 2007和SPSS 18.0进行数据统计和处理,并进行单因素方差分析及Duncans多重比较。
2 结果与分析
2. 1 不同养殖模式对关岛红罗非鱼肌肉质构特性的影响
由表1可知,海水养殖模式下的关岛红罗非鱼肌肉咀嚼性显著高于淡水养殖模式关岛红罗非鱼(P<0.05,下同),但二者的硬度、胶黏性、内聚性和弹性无显著差异(P?0.05,下同)。
2. 2 不同养殖模式对关岛红罗非鱼肌肉常规营养成分的影响
由表2可知,海水养殖和淡水养殖模式下的关岛红罗非鱼肌肉粗灰分含量间无显著差异;海水养殖模式的水分和粗脂肪含量显著高于淡水养殖模式;而海水养殖模式的粗蛋白含量显著低于淡水养殖模式。
2. 3 不同养殖模式下关岛红罗非鱼肌肉的氨基酸含量和营养价值评定
除色氨酸被酸水解外,海水养殖和淡水养殖模式下的关岛红罗非鱼肌肉均检测出17种氨基酸,包括10种非必需氨基酸(NEAA)和7种必需氨基酸(EAA)(表3)。两种养殖模式间除酪氨酸含量差异显著外,其余氨基酸含量均无显著差异。海水养殖模式和淡水养殖模式下的关岛红罗非鱼EAA总量分别占其氨基酸(AA)总量的41.30%和41.38%,呈味氨基酸(DAA)总量分别占其AA总量的38.26%和38.41%,EAA/NEAA分别为70.36%和70.59%。海水养殖模式的AA、EAA、NEAA和DAA分别比淡水养殖模式高5.19%、4.99%、5.34%和4.76%。
2. 4 不同养殖模式下关岛红罗非鱼肌肉的营养品质分析
运用AAS、CS和EAAI评价两种养殖模式下关岛红罗非鱼肌肉的必需氨基酸组成,结果(表4)表明,海水养殖模式的必需氨基酸评分均高于FAO/WHO水平,而淡水养殖模式的必需氨基酸中除缬氨酸外,其余均高于FAO/WHO水平。其中,海水和淡水两种养殖模式的赖氨酸AAS和CS评分结果均最高,分别为1.85、1.43和1.72、1.33,含量均高于FAO/WHO和全鸡蛋水平;海水养殖模式下苏氨酸AAS评分结果也高于FAO/WHO水平,CS评分结果与全鸡蛋水平持平。根据AAS评分结果,两种养殖模式的缬氨酸分数均最低,其次是蛋氨酸+胱氨酸,即缬氨酸为两种养殖模式的第一限制氨基酸,蛋氨酸+胱氨酸为第二限制氨基酸。而CS评分结果显示蛋氨酸+胱氨酸为两种养殖模式的第一限制氨基酸,缬氨酸为第二限制氨基酸。EAAI表明,海水养殖模式高于淡水养殖模式,数值分别为92.43和86.30。
2. 5 不同养殖模式下关岛红罗非鱼肌肉的脂肪酸含量比较
两种养殖模式下的关岛红罗非鱼肌肉脂肪酸测定结果见表5,共测定出15种具有统计意义的脂肪酸,包括4种饱和脂肪酸(SFA)、4种单不饱和脂肪酸(MUFA)和7种多不饱和脂肪酸(PUFA)。海水养殖关岛红罗非鱼肌肉的SFA、MUFA和PUFA分别占脂肪酸总量的34.90%、31.71%和33.39%,其中,棕榈酸(C16:0)、顺反油酸(C18:1n9c)、顺反亚油酸(C18:2n6c)、二十二碳六烯酸(C22:6n3)和硬脂酸(C18:0)是主要脂肪酸,分别占脂肪酸总量的24.66%、20.32%、17.39%、7.64%和7.04%;淡水养殖模式中,关岛红罗非鱼肌肉的SFA、MUFA和PUFA分别占脂肪酸总量的37.55%、23.74%和38.70%,棕榈酸(C16:0)、顺反油酸(C18:1n9c)、顺反亚油酸(C18:2n6c)、二十二碳六烯酸(C22:6n3)和硬脂酸(C18:0)也是主要脂肪酸,分別占脂肪酸总量的26.11%、17.42%、15.40%、9.28%和9.36%。
在SFA中,海水养殖模式的肉豆蔻酸(C14:0)、棕榈酸(C16:0)和硬脂酸(C18:0)显著高于淡水养殖模式,但二者的十五碳酸(C15:0)差异不显著;在MUFA中,两种养殖模式下除二十碳烯酸(C20:1)差异不显著外,棕榈油酸(C16:1)、顺反油酸(C18:1n9c)和二十四碳烯酸(C24:1)均差异显著;而PUFA中,淡水养殖模式的顺反亚油酸(C18:2n6c)、二十碳二烯酸(C20:2)和二十二碳六烯酸(C22:6n3)均显著低于海水养殖模式,亚麻酸(C18:3n3)、二十一烷酸(C20:3n6)和二十碳三烯酸(C20:3n3)间差异不显著。总体来说,海水养殖模式下的关岛红罗非鱼肌肉脂肪酸总量及SFA、MUFA、PUFA含量均显著高于淡水养殖模式。
3 讨论
TPA是目前用于评价水产品肉质最广泛的方法之一,通过质构仪模拟食物咀嚼过程,把质地感官知觉与力学性能、几何特性相结合,形成一系列数据来客观评价食物的品质特性。本研究中,海水养殖关岛红罗非鱼咀嚼性显著高于淡水养殖模式。而鱼肉的咀嚼性与肌肉脂肪含量呈正相关(熊铭等,2016),海水养殖红罗非鱼的咀嚼性佳,有可能与其脂肪含量较高有关。在硬度、胶黏性、内聚性和弹性方面,两种养殖模式虽无显著差异,但海水养殖关岛红罗非鱼的各指标均稍高于淡水养殖的关岛红罗非鱼,综合反映在感官上鱼肉紧实,咬劲十足,说明海水养殖模式红罗非鱼在口感方面优于淡水养殖模式。
鱼类的品种、年龄、环境、饵料和养殖模式等因素均能影响肌肉品质(阮成旭等,2017)。蛋白质和脂肪作为肌肉的主要营养成分,其含量和种类组成是鱼类肌肉品质评价的重要指标。本研究中,两种养殖模式下的关岛红罗非鱼肌肉粗蛋白含量为18.13%~20.46%,高于草鱼(Ctenopharyngodon idellus)(16.56%)(程汉良等,2013)、黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)(15.79%)(马玲巧等,2015)和鳙鱼(Aristichthys)(18.06%)(刘飞等,2017);粗脂肪含量1.05%~1.29%,高于淡水养殖的大口黑鲈(Micropterus salmoides)(0.81%)(吴燕燕等,2016)和鳙鱼(0.70%)(刘飞等,2017),但低于南方大口鲶(Silurus meridionalis Chen)(2.47%)(张凤枰等,2012),表明关岛红罗非鱼营养成分优于常见养殖鱼类,是一种优质食用鱼类。对比海水养殖和淡水养殖关岛红罗非鱼的一般营养成分可知,海水养殖模式的水分和粗脂肪含量显著高于淡水养殖模式;而海水养殖模式的粗蛋白含量显著低于淡水养殖模式。水分和粗蛋白差异的形成可能是由于养殖水体盐度不同造成。李小勤等(2007,2008)、康自强(2014)分别对草鱼、乌鳢(Channa argus)和星州红鱼(Oreochromis spp.)进行盐度影响肌肉品质的研究,结果表明,随盐度升高,鱼肌肉水分含量呈上升趋势,粗蛋白含量则呈下降趋势,本研究结果与上述研究结果一致。此外,饵料中的营养成分也会影响鱼类肉质。本研究中,两种养殖模式所用饵料的粗脂肪含量不同,可能导致其肌肉中粗脂肪含量差异明显。
人体必须从外界食物中摄取必需氨基酸,因此,必需氨基酸的种类、数量和组成比例是决定食物中蛋白质营养价值的重要指标。本研究中,海水和淡水养殖模式下关岛红罗非鱼的必需氨基酸(EAA)占氨基酸(AA)总量的41.30%~41.38%,EAA/NEAA为70.36%~70.59%,符合FAO/WTO理想模式中优质蛋白质的标准(EAA/AA约40.00%、EAA/NEAA>60.00%),表明两种养殖模式下关岛红罗非鱼均为人体所需的优质蛋白。根据AAS和CS评分可知,海水养殖模式的必需氨基酸均高于FAO水平,淡水养殖模式的必需氨基酸中除缬氨酸外,其余氨基酸均高于全鸡蛋水平,也证明两种养殖模式下关岛红罗非鱼的营养价值较高。EAAI评分结果表明,海水养殖模式下的关岛红罗非鱼氨基酸营养价值较淡水养殖模式下的关岛红罗非鱼更高。呈味氨基酸的高低则是决定食物蛋白质鲜美程度的主要因素之一(王雪锋等,2010;李正友等,2016)。两种养殖模式下关岛红罗非鱼的呈味氨基酸总量分别占氨基酸总量的38.26%~38.41%,高于草鱼(34.04%)(程汉良等,2013)、鳙鱼(35.97%)(王金娜等,2013)和海鲈鱼(Lateolabrax japonicas)(38.13%)(吴燕燕等,2016),说明关岛红罗非鱼的肉质较常见食用鱼类更鲜美。比较两种养殖模式下关岛红罗非鱼的氨基酸含量虽然差异不显著,但海水养殖关岛红罗非鱼的氨基酸总量、必需氨基酸、非必需氨酸酸和呈味氨基酸含量均高于淡水养殖模式,也说明海水养殖的关岛红罗非鱼肉质在营养价值和鲜味上稍优于淡水养殖的关岛红罗非鱼。
脂肪酸是机体生存生长的重要组成物质,其主要成分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸, 其中,饱和脂肪酸能为机体提供能量,不饱和脂肪酸可降低胆固醇浓度、减少心血管疾病发生、促进大脑发育等(程树东和李英文,2004)。本研究中,海水养殖关岛红罗非鱼的不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的65.10%,高于淡水养殖模式的62.44%,说明海水养殖关岛红罗非鱼不饱和脂肪酸含量比淡水养殖更丰富。两种养殖模式下的关岛红罗非鱼肌肉脂肪酸中,饱和脂肪酸以棕榈酸(C16:0)和硬脂酸(C18:0)为主要成分,单不饱和脂肪酸以顺反油酸(C18:1n9c)所占比例最高,而顺反亚油酸(C18:2n6c)和二十二碳六烯酸(C22:6n3)为多不饱和脂肪酸中的主要组成,与陈涛等(2013)的研究结果一致。多不饱和脂肪酸作为不饱和脂肪酸中的重要成分,不仅是人体和动物生长发育所需的必需脂肪酸,还能顯著提高肉质香味,其中二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)是最重要的组成部分(王萍等,2008)。本研究中,两种养殖模式下的关岛红罗非鱼均缺少EPA,与陈涛等(2013)报道的红罗非鱼脂肪酸结果相似,其结果表明,在稚鱼阶段,红罗非鱼的肌肉中未发现EPA和DHA。本研究的关岛红罗非鱼为养殖中期,较稚鱼大,但未达到成鱼规格,其脂肪酸的含量差异可能与其生长期相关。比较两种养殖模式,发现海水养殖模式的脂肪酸总量、饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和二十二碳六烯酸(DHA)含量均显著高于淡水养殖模式,说明海水养殖模式的关岛红罗非鱼在食用价值、保健功能和多汁性方面均优于淡水养殖。
4 结论
两种养殖模式下的关岛红罗非鱼均具有较高营养价值,其中海水养殖模式下的关岛红罗非鱼在口感和营养价值方面优于淡水养殖模式,可作为主要养殖模式进行推广。
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(责任编辑 罗 丽)