济宁太白湖湿地系统4种淡水鱼类营养成分分析及安全评价

孟丽华，史艳伟，刘方，时彦民，宋晶，简康

(1. 济宁市渔业监测站; 2. 济宁市任城区水产局：山东 济宁 272000)

济宁市太白湖湿地系统的功能主要是对太白湖区污水处理排放站处理的中水进行净化处理。由于中水含有较高的总氮、总磷，造成湿地生态功能超负荷运转，水体富营养化，2017年春季水绵大面积发生，严重地影响了湿地景观效果。此事受到高度重视，渔业、环保和湿地等相关政府部门积极开展调研和治理，并立项在湿地开展“测水配方”的综合治理试验研究。项目组在太白湖湿地选取了3个面积为2 000 m2相对封闭的区域进行“测水配方”试验，经过一年多的测试与研究，成功地改善了试验区的水质，促进了渔获物的生长，取得了良好的生态效益和经济效益。

“测水配方”主要是指根据水域营养状况、饵料生物现存量、增殖容量和功能定位，有针对性地确定水生动植物资源养护的品种、规格、数量和比例，并通过渔获物和水生植物消耗，利用一定量的氮和磷，实现水体的净化和修复。目前，国内外学者关于“测水配方”的研究主要集中在鲢、鳙等对水体的净化和修复作用[1-2]，还未见到对于“测水配方”模式下鱼的肌肉营养成分分析和安全评价的相关报道。因此，本研究对“测水配方”试验的渔获物进行了营养成分和重金属含量分析，以期为市民消费提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验原料

草鱼(Ctenopharyngodonidellus)、鲢(Hypophthalmichthysmolitrix)、鳙(Aristichthysnobilis)、鲤(Cyprinuscarpio)，于2017年11月17日从太白湖湿地捕捞。取用体质健壮、鲜活、无伤病的鱼样，每个品种取6条，测量其体长(mm)、体质量(kg)和含肉率(%)。每个品种取6条，取其背部肌肉，分别混匀搅碎分3份放在密封袋中，置储于-20 ℃冰箱保存备用：一份用于常规营养成分测定，一份用于氨基酸含量测定，一份用于重金属含量测定。

1.2 仪器与设备

主要包括：凯氏定氮仪(Kjeltec 8200，丹麦福斯公司)；分析天平(BSA124S，德国赛得利斯)；脂肪测定仪(SZF-06A，上海嘉定粮油仪器有限公司)；电热干燥箱(P20815113，上海申光仪器仪表有限公司)；马弗炉(SX-4-10，天津市泰斯特仪器有限公司)；氨基酸分析仪(L-8900，日本日立公司)；原子吸收分光光度计(GF-990，北京普析通用仪器有限责任公司)和原子荧光分光光度计(PF7，北京普析通用仪器有限责任公司)。

1.3 测定方法

参考朱冰等[3]的方法，利用差量法计算含肉率(%)。依据GB 5009.5—2016凯氏定氮法测定鱼样中蛋白质的含量(%)[4]。依据GB 5009.6—2016索氏抽提法测定鱼样中脂肪的含量(%)[5]。依据GB 5009.3—2016采用105 ℃直接干燥法测定鱼样中水分含量(%)[6]。依据GB 5009.4—2016采用550 ℃灼烧重量法测定灰分(%)[7]。参照GB 5009.124—2016，经盐酸水解，通过可见分光光度法测定样品中氨基酸含量(g/100 g)[8]。依据GB 5009.12—2017原子吸收光谱法测定样品中铅含量(μg/kg)；依据GB 5009.15—2014原子吸收光谱法测定样品中镉的含量(μg/kg)[9-10]；依据GB 5009.17—2014原子荧光光谱法测定样品中汞含量(μg/kg)；依据GB 5009.11-2014原子荧光光谱法测定样品中砷含量(μg/kg)[11-12]。

1.4 营养价值评价和安全评价方法

1.4.1 营养价值评价方法

主要评价指标为氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)和必需氨基酸指数(EAAI)，其中AAS以联合国粮农组织/世界卫生组织建议的每克氮氨基酸为评分标准，CS以全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式为评分标准[13]，各指标的计算公式见式(1)～(3)。

式(1)

式(2)

式(3)

式(3)中n为必需氨基酸的数量，L为测定鱼肌肉中蛋白质中必需氨基酸的含量(mg/gN)，S为全鸡蛋蛋白质中同种氨基酸含量(mg/gN)。

1.4.2 重金属评价标准和方法

本研究中以无公害食品 水产品有毒有害物质限量标准为参照，利用单因子比较法计算出各种重金属的污染因子，通过公式计算出Nemero指数(是兼顾极值或称突出最大值的计权型多因子环境质量指数)，综合评价鱼肉污染程度[14]，计算公式见式(4)～式(5)。

式(4)

式(5)

式中，Ci为鱼肉中测定的某种重金属值，Si为《无公害食品水产品有毒有害物质限量》[15]标准中某种重金属值，(Ci/Si)max为重金属污染指数最高值，(Ci/Si)ave为几种重金属污染指数平均值，Pi代表单因子评价指数，Psum代表综合评价指数。

1.5 数据分析

实验所得数据用SPSS 19.3(IBM, 美国)软件整理后，以(平均值±标准偏差)来表示结果。

2 结果与分析

2.1 4种鱼的含肉率

如表1所示，4种鱼的体长范围为38.2～43.6 cm，体重范围为1.81～2.29 kg，含肉率最高的是草鱼为64.39%，最低的是鲤为55.02%。此外，鱼类的含肉率除了与可量性状之间有一定的相关性[16-17]，还受饵料和生长环境[18-19]等因素的影响。

表1 4种鱼的可量性状Tab.1 Body measurements of four fish species

2.2 4种鱼的常规营养成分分析

4种鱼的腹背肌肉常规营养成分见表2，由表2可以看出，水分含量顺序为：鲢﹥草鱼>鳙>鲤，含量范围为75.41%～78.66%；灰分含量最高的是草鱼(1.42%)，最低的是鲤(1.23%)；脂肪含量最高的是鲤，为2.43%；蛋白质含量最高的是草鱼为19.13%。研究结果表明，该地4种鱼肌肉中水分含量与脂肪含量成负相关，水分含量较高的鱼类，其脂肪含量相对较低，两者总量约占肌肉成分的80%，这一结论与Petiago等[20]和Testia等[21]的研究结论相符合。蛋白质含量与拟赤梢鱼(Pseudaspiusleptocephalus)(19.05%)[22]和台湾泥鳅(Paramisgurnusdabryanus)(18.46%)[23]等名优鱼类相接近，营养价值较高。

表2 4种鱼肌肉常规营养成分组成Tab.2 Basic nutritional components in musclesof four fish species %

2.3 4种鱼氨基酸成分分析及营养评价

2.3.1 4种鱼的氨基酸成分分析

蛋白质中氨基酸的种类、含量和相互间的比值对蛋白质的营养价值和人体的代谢生长有着极大的影响[24]。本研究按照GB 5009.124—2016，经盐酸水解，通过可见分光光度法测定样品中氨基酸含量，确定了4种鱼中17种氨基酸的含量(不包含色氨酸)，氨基酸组成结果见表3。

表3 4种鱼肌肉中氨基酸组成分析Tab.3 Amino acids composition in muscles of four fish species

注：氨基酸含量数值以鲜重[g·(100 g)-1]计，“*”示必需氨基酸；“**”示为鲜味氨基酸。

4种鱼中均检出17种氨基酸存在，17种氨基酸包括：8种必需氨基酸中的7种(除色氨酸)、2种半必需氨基酸(His、Arg)和8种非必需氨基酸(Ser、Glu、Gly、Ala、Cys、Asp、Tyr、Pro)。草鱼、鲢、鳙、鲤中氨基酸总量分别为16.42%、14.36%、14.23%、15.46%(鲜重)，其中必需氨基酸占总氨基酸的比例(WEAA/WTAA)分别为42.45%、41.09%、40.69%和43.40%，必需氨基酸与非必需氨基酸的比例(WEAA/WNEAA)分别为91.11%、81.38%、80.75%和96.69%。根据FAO/WHO的理想模式，WEAA/WTAA在40%左右，WEAA/WNEAA在60%以上属于质量较好的蛋白质氨基酸组成[25],由表3可以看出本研究中的4种鱼中的蛋白质氨基酸组成均能较好地符合上述指标要求，可作为人们所需优质蛋白的补充源。

4种鱼中均含有4种鲜味氨基酸(Glu、Asp、Gly、Ala)，且草鱼、鲢、鳙、鲤中鲜味氨基酸占总氨基酸的比例(WDAA/WTAA)分别为34.96%、39.35%、38.79%和34.54%。

2.3.2 4种鱼的营养品质评价

根据营养学理论，将表3中的数据换算成每克氮中含氨基酸毫克数后，依据公式(1)～(3)计算出4种鱼的AAS、CS、EAAI，结果见表4。

表4 4种鱼肌肉中必需氨基酸组成评价Tab. 4 Evaluation on essential amino acids composition in muscles of four fish species

根据AAS可知，草鱼的第一限制氨基酸是Val，鲢的第一限制氨基酸是Met+Cys，鳙的第一限制氨基酸是Val，鲤的第一限制氨基酸是Met+Cys。根据CS可知，济宁太白湖湿地草鱼、鲢、鳙、鲤的第一限制氨基酸均是Met+Cys。4种鱼的必需氨基酸指数(EAAL)分别为79.32、75.06、72.28和81.66，说明这4种鱼肌肉的蛋白营养价值均较高。

2.4 4种鱼中重金属含量检测结果

作为水生生态系统食物链顶端的物种，通常容易从污染水体中富集一定浓度的重金属，而间接对人体造成伤害[26]。本研究检测了4种鱼体内的重金属含量，结果见表5。

采用单因子指数和Nemero指数法评价4种鱼的总体安全程度，计算结果见表6。

由表5和表6可得出结论：“测水配方”试验中所用到的4种鱼体内的重金属铅、镉、汞和砷含量均低于无公害食品中的限量标准，且综合污染指数因子Psum较低，这表明铅、镉、汞和砷在这4种鱼中生物富集作用不明显，不会对人体造成伤害，4种鱼均处于安全水平，可以放心食用。

表5 4种鱼中重金属含量检测结果及限量标准Tab.5 Heavy metals contents in four fish species and its limitations of national standards μg·kg-1

表6 4种鱼中重金属污染单项指数和综合指数Tab.6 Single indexes and comprehensive indexes of heavy metals contamination in four fish species

3 结论

本研究通过对济宁太白湖湿地系统4种淡水鱼类(草鱼、鲢、鳙和鲤)营养成分及安全评价分析发现，4种鱼中草鱼含肉率最高，17种氨基酸总量范围为14.23%～16.42%(鲜重)，必需氨基酸与总氨基酸的比值(WEAA/WTAA/%)均在40%左右，必需氨基酸与非必需氨基酸的比值(WEAA/WNEAA/%)均在60%以上，均是理想的补充氨基酸的营养食品。4种鱼肌肉中的铅、镉、汞和砷含量远低于无公害水产品安全要求中的标准，Nemero指数综合评价表明4种鱼均处于食品安全等级。研究结果表明，山东省济宁市的太白湖湿地“测水配方”项目中收获的草鱼、鲢、鳙和鲤的蛋白质价值较高，重金属含量低，可正常食用。