不同部位西伯利亚鲟鱼肉的营养成分分析

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(1.中国水产科学研究院南海水产研究所,农业部水产品加工重点实验室, 国家水产品加工技术研发中心,广东广州 510300; 2.衢州鲟龙水产食品科技开发有限公司,浙江衢州 324000)

鲟鱼(Acipenser)是目前地球上最原始的脊椎动物之一,属鲟形目(Acipenseriformes),是食用价值极好的经济鱼类,除了体表骨板外,其他部位都可食用。作为淡水鱼中个体最大的鱼类,鲟鱼骨刺少,非常适合加工。

随着鲟鱼养殖业的迅猛发展[1],对养殖鲟鱼营养价值的报道也逐渐增多。尹洪滨[2]分析了6种养殖鲟鱼肌肉的营养成分,宋超[3]比较了野生及人工养殖中华鲟幼鱼的肌肉营养成分,程波[4]研究了施氏鲟(Acipenserschrencki)鱼鳍的营养成分,高露姣[5]比较分析了两种鲟鱼卵的鲜味相关物质含量,郝淑贤[6]综述了鲟鱼卵的加工产品及其保鲜技术,刘晓勇[7]比较分析了三种养殖鲟鱼卵的营养成分,此外,对鱼皮[8-9]、软骨[10-11]等组织的研究也有报道。一方面,鲟鱼子酱加工产业的发展虽然在一定程度上提升了鲟的经济价值,但仍有大量的加工副产物没有得到充分利用。尽管已有研究针对鲟鱼产品的开发[12],但仍处于探索阶段。另一方面,由于消费习惯等问题,目前国内市场上鲟鱼鲜食多为幼鱼,其正处于生长旺盛时期,这不仅是对鲟资源的极大浪费,而且大大增加了养殖成本[13]。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲟鱼 西伯利亚鲟鱼(Acipenserbaeri),体重12～18 kg,体长130～145 cm,千岛湖鲟龙鱼科技有限公司;浓硫酸、硫酸钾、硫酸铜、氢氧化钠、氯化钠、硼酸、盐酸 均为分析纯,广州化学试剂厂;石油醚、甲醇、氯仿、正己烷 均为分析纯,天津市富宇精细化工有限公司;68%硝酸 优级纯,苏州晶瑞化学股份有限公司;三氟化硼-甲醇溶液 优级纯,上海安普科学仪器有限公司;混合氨基酸标准品、十一烷酸标准品 优级纯,美国Sigma-Aldrich公司。

ZRD-A780全自动鼓风干燥箱 上海智诚分析仪器制造有限公司;B180马弗炉 德国纳博热公司;Soxtec2050脂肪自动分析仪、Kjeltec2300蛋白自动分析仪 丹麦FOSS公司;QP-2010 Plus气相色谱质谱联用仪 日本岛津公司;L-8900全自动氨基酸分析仪 日本HITACHI公司;Agilent 7900电感耦合等离子体质谱联用仪 美国Agilent公司 CEM MARS 5高通量微波消解仪 美国CEM公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 取成熟西伯利亚鲟鱼三尾,放血宰杀后,分别取背部、腹部和尾部肌肉,用绞肉机打成匀浆,于-20 ℃冻藏备用。

1.2.2 基本营养成分测定 水分含量依据GB/T 5009.3-2016,用103 ℃常压烘干法测定;灰分含量依据GB/T 5009.4-2016,用高温灰化法测定;蛋白质含量依据GBT 5009.5-2016,用凯氏定氮法测定;粗脂肪含量依据GB/T 5009.6-2016,用索氏抽提法测定。

1.2.3 脂肪酸分析 根据Folch等[15]的方法略作修改,取1.0 g样品,加入内标物十一烷酸5 mg,然后加入15 mL氯仿-甲醇(2∶1),冰浴中用高速分散均质机均质两次,移入50 mL容量瓶中定容,静置1 h后过滤,加入0.2倍体积生理盐水,于3000 r/min离心15 min,弃去上层液体,将余液用氮气吹扫浓缩,有机试剂挥发后得到固体脂质。向脂质中加入质量分数为14%的三氟化硼-甲醇溶液2 mL,于60 ℃恒温水浴处理30 min,冷却至室温后,加入1 mL蒸馏水和1 mL正己烷,振荡,静置分层完全后,吸取上层有机层,挥干溶剂后用1 mL正己烷溶解,用GC-MS分析。

GC-MS条件:HP-5MS色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm),进样口温度230 ℃,检测器温度200 ℃,升温程序:110 ℃保留4 min,以10 ℃/min升温到160 ℃,保留1 min,再以4 ℃/min升温到210 ℃,保留1 min,再以4 ℃/min升温到240 ℃,保留8 min,进样量1 μL,分流比为1∶30。

脂肪酸分析:利用计算机NIST 0.5谱库数据库检索,通过于MS图库中的标准谱图进行比较,来确认鲟鱼中的脂肪酸成分,通过内标十一烷酸定量。

1.2.4 矿物元素分析 参考曾海英等[16]的方法略作修改,采用高压微波消解-ICP-MS法进行测定。取0.5 g样品于聚四氟乙烯管中,加入10 mL浓硝酸(68%),密封后放入MARS 5高通量微波消解仪进行消解。具体参数如下:最大功率800 W,坡道20 min,温度控制180 ℃,保持30 min。消解结束后于通风橱中冷却、放气,然后用超纯水定容至50 mL,待测。

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1.2.5 氨基酸测定 依据GB/T 5009.124-2016食品中氨基酸的测定,采用酸水解法进行测定。

1.2.6 营养价值评价 根据FAO/WHO的氨基酸评分标准和鸡蛋蛋白模式,按下列公式计算氨基酸评分(AAS)和化学评分(CS)[17]:

AAS=试样中每克氮中的氨基酸量(mg/g N)/FAO/WHO评分标准模式中同种氨基酸含量(mg/g N);

CS=试样中每克氮中的氨基酸量(mg/g N)/全鸡蛋蛋白质中同种氨基酸含量(mg/g N)。

1.3 数据分析

采用Excel 2010和SPSS 20进行数据处理。采用方差分析(One-way-ANOVA)Duncan’s对数据进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 基本营养成分测定结果

鲟鱼不同部位基本营养成分如表1所示。不同部位的蛋白质、脂肪及灰分含量差异显著(p<0.05),水分含量差异不显著(p>0.05)。其中蛋白质含量背部肌肉最高,腹部肌肉最低;脂肪含量腹部最高,其次是尾部,背部最低(p<0.05)。灰分含量则以尾部最高,腹部次之,背部最低(p<0.05)。

表1 不同部位的鲟鱼肉基本营养成分比较(湿重%)Table 1 Comparison of nutritional components in muscle of sturgeon from different part(wet weight %)

鲟鱼肌肉蛋白质含量为14.02%～17.63%,高于鸡蛋蛋白质含量(14%)[18],特别是背部蛋白质含量为17.63%,与军曹鱼蛋白含量(17.59%)基本相当[19],高于大黄鱼(15.84%)、大口黑鲈(16.70%)等名优养殖鱼类[20]。

2.2 氨基酸组成及营养评价

西伯利亚鲟鱼不同部位氨基酸组成及含量如表2所示。氨基酸总量14.7～16.1 g/100 g,其中必需氨基酸5.78～6.85 g/100 g,鲜味氨基酸5.39～5.87 g/100 g。含量最高的三种氨基酸为谷氨酸、天冬氨酸和赖氨酸,含量最低的几种氨基酸为脯氨酸、蛋氨酸、酪氨酸和组氨酸,结果与王念民等[21]的分析一致。由表2还可以看出,背部肌肉的氨基酸含量高于腹部和尾部肌肉。测定的16种氨基酸中,天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸含量均为背部肌肉最高,腹部和尾部的氨基酸含量较接近,背部和尾部肌肉必需氨基酸与总氨基酸的比值相当,而腹部肌肉此比值较低。

表2 不同部位的鲟鱼肌肉氨基酸组成及含量(湿重g/100 g)Table 2 Comparison of amino acid in muscle of sturgeon from different part(wet weight g/100 g)

根据FAO/WHO建议的理想蛋白模式,必需氨基酸/总氨基酸的比值在40%左右的蛋白质质量较好。本实验背部肌肉和尾部肌肉EAA/TAA比值均高于40%,腹肌较低(38.53%),不同部位必需氨基酸含量从高到低依次为背部肌肉,尾部肌肉以及腹部肌肉。另外,脯氨酸、甘氨酸在腹部肌肉中的含量明显高于背部肌肉和尾部肌肉。可能是由于腹部脂肪和肌肉之间存在许多结缔组织,而脯氨酸、甘氨酸是构成结缔组织重要氨基酸,因此其在腹部肌肉中的含量较高。

鱼肉的鲜美程度取决于4种鲜味氨基酸(谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸和甘氨酸)的含量。本研究中,谷氨酸(2.51 g/100 g)和天冬氨酸(1.68 g/100 g)在背部肌肉的含量较高,甘氨酸(1.19 g/100 g)在腹部肌肉中的含量较高,而丙氨酸含量在不同部位鲟鱼肉中基本一致,不同部位的西伯利亚鲟鱼肉鲜味氨基酸总量基本一致,腹部肌肉鲜味氨基酸所占比例略低于背部肌肉和尾部肌肉。

鲟鱼不同部位肌肉必需氨基酸的氨基酸评分和化学评分如表3所示。不同部位肌肉的必需氨基酸组成一致,含量差别不大。AAS和CS评分显示,含量最高的必需氨基酸为赖氨酸,第一限制氨基酸为蛋氨酸、第二限制氨基酸为缬氨酸。AAS评分中,除蛋氨酸外,其他6种氨基酸的得分均大于或接近1,说明鲟鱼肌肉的必需氨基酸含量丰富,其营养价值较高。

表3 不同部位鲟鱼肌肉的必需氨基酸组成评价Table 3 Evaluation on essential amino acid of sturgeon from different part

2.3 脂肪酸组成及含量

西伯利亚鲟脂肪酸组成及含量如表4所示,脂肪酸总量29.07～37.26 mg/g,其中饱和脂肪酸(SFA)7.03～8.50 mg/g,主要为C16∶0和C18∶0,单不饱和脂肪酸(MUFA)11.21～13.85 mg/g,主要为C16∶1和C18∶1,多不饱和脂肪酸(PUFA)10.82～14.91 mg/g,主要为C18∶2、C20∶5和C22∶6,其脂肪酸组成种类与多种淡水鱼相似[22-23],但脂肪酸含量更高。据报道,欧洲鳇鱼的肌肉中单不饱和脂肪酸是其最主要的一类脂肪酸[24],而本次测定的西伯利亚鲟鱼肉中SFA∶MUFA∶PUFA比值约为1∶1.48∶1.66,不饱和脂肪酸占总脂肪酸的比例超过2/3,多不饱和脂肪酸含量最高。与脂肪含量较高的大黄鱼相比[25],其不饱和脂肪酸占比更高。与其他经济鱼类相比,西伯利亚鲟鱼的脂肪营养价值更高。

表4 不同部位的鲟鱼肉脂肪酸组成及含量(湿重 mg/g)Table 4 Fatty acid contents in muscle of sturgeon from different part(wet weight mg/g)

不同部位的西伯利亚鲟鱼肌肉各脂肪酸组分含量均无显著性差异(p>0.05)。背部肌肉和尾部肌肉的C20∶5(EPA)含量分别为2.67和2.25 mg/g,高于腹部肌肉(1.90 mg/g),但差异不显著(p>0.05);C22∶6(DHA)含量背部肌肉(4.17 mg/g)和尾部肌肉(4.89 mg/g)也高于腹部肌肉(2.87 mg/g),差异不显著(p>0.05)。鲟鱼肉贮藏过程中产生的腥味是影响其深加工的关键因素之一。目前研究普遍认为鱼肉气味的产生与不饱和脂肪酸氧化有关[26-27],刘奇[28]研究了鲟鱼腥味物质产生与脂肪酸氧化的关系,发现从鲟鱼提取的脂肪氧合酶(LOX)能显著催化n-6脂肪酸(C18∶2、C20∶4)和n-3脂肪酸(C22∶6)的氧化,产生醛、酮类物质。一方面,腹部肌肉由于游离脂肪含量较高,其发生脂肪氧化往往也更早更快;另一方面,背部肌肉和尾部肌肉的多不饱和脂肪酸(亚油酸、花生四烯酸、DHA等)含量明显高于腹部肌肉,其在贮藏加工过程中发生的脂肪氧化也不容忽视。

2.4 矿物元素

测定了6种矿物元素含量,具体结果见表5。其中K元素含量最高(3384.31～4082.68 μg/g),Mn元素含量最低0.22～0.31 μg/g。吴燕燕等[20]测定了海鲈鱼和大口黑鲈的营养成分,其K元素含量(296.92～307.66 mg/100 g)显著低于(p<0.05)本次测定的鲟鱼;除了Ca含量差异较大外,大口黑鲈的Na、Mg、Fe、Zn等矿物元素含量与本次测定结果较为接近。

表5 不同部位的鲟鱼矿物元素含量(湿重μg/g)Table 5 Comparison of mineral element contents in muscle of sturgeon from different part(wet weight μg/g)

Mg、Ca、Zn含量在不同部位肌肉中差异不显著(p>0.05),说明这三种元素在不同部位鲟鱼肉的富集能力基本相同。Na元素含量尾部(700.09 μg/g)显著高于背部(p<0.05);K元素含量则背部肌肉和尾部肌肉基本一致,显著高于腹部肌肉(p<0.05);Mn元素含量背部肌肉高于尾部肌肉(p<0.05)。Fe元素含量则尾部(16.63 μg/g)显著高于(p<0.05)背部和腹部,其原因可能是尾部运动较多,肌红蛋白含量较高。另外,Fe2+在脂肪氧化过程中也扮演着重要角色[29],表明鲟鱼尾部肌肉可能更易发生脂肪氧化。

3 结论

本次实验测定了西伯利亚鲟鱼不同部位肌肉的水分、脂肪、蛋白质、灰分、脂肪酸、氨基酸以及矿物元素Na、K、Mg、Ca、Mn、Fe、Zn含量。结果表明,鲟鱼肉营养组成均衡,多不饱和脂肪酸占总脂肪酸比例较高,矿物元素含量丰富,必需氨基酸与总氨基酸的比值符合FAO/WHO的建议,具有较高的营养价值。西伯利亚鲟鱼背部肌肉蛋白含量更高,氨基酸总量、必需氨基酸含量均高于腹部肌肉和尾部肌肉,水分、脂肪以及灰分含量更低(p<0.05);不同部位鲟鱼肉脂肪酸含量差异不显著(p>0.05),其中尾部肌肉脂肪酸含量最高,其次为背部肌肉,腹部肌肉最低。尾部肌肉中Na、Mg、Fe等元素的含量较高,其中Na、Fe为尾部最高(p<0.05),K元素含量背部肌肉与尾部肌肉差异不显著(p>0.05),Ca、Mg、Zn含量在不同部位中差异不显著(p>0.05)。综上分析,从营养价值的角度看,鲟鱼背部肌肉的营养价值高于腹部肌肉和尾部肌肉。另外,尾部肌肉由于含有更多不饱和脂肪酸和Fe元素,可能是鲟鱼腥味产生的主要来源。