4目13种淡水鱼肌肉基本营养成分分析

王玉林,林婉玲,李来好,3,杨少玲,黄 卉,杨贤庆,吴燕燕,王林静

(1.广东药科大学公共卫生学院,广东广州 510300;2.中国水产科学研究院南海水产研究所,国家水产品加工技术研发中心,农业部水产品加工重点实验室,广东广州 510300;3.广东省顺欣海洋渔业集团有限公司,广东阳江 529800)

淡水鱼作为优质营养素的膳食来源,摄取物可以降低人群心血管疾病、慢性病等发病率[1-2],并为儿童青少年的生长发育提供物质基础[3]。淡水鱼中的脂肪多为多不饱和脂肪酸,能够显著降低血液胆固醇。淡水鱼中蛋白质含量高,氨基酸模式接近人体氨基酸模式,被机体吸收利用程度高。淡水鱼能为人体提供必需的矿物质元素如钙、铁、锌等。

目前的研究显示不同鱼种、不同养殖模式、不同环境、不同季节以及不同部位等淡水鱼基本营养成分、氨基酸、脂肪酸、DHA等存在差异[4-8]。许星鸿等[4]研究了3种淡水养殖鱼、2种海水养殖鱼和3种海洋野生鱼的肌肉营养成分,发现乌鱼中蛋白质含量最低,鲈鱼和带鱼中蛋白质含量较高,3种海水野生鱼的脂肪含量比海水养殖鱼、淡水养殖鱼要高;王志芳等[5]研究显示淡水石斑鱼的粗蛋白含量显著高于红罗非鱼,其中淡水石斑鱼粗脂肪含量显著高于3种罗非鱼,其中不饱和脂肪酸也较高;邹舟等[6]通过对鲢鱼不同部位脂肪酸进行测定,显示鱼头部分单不饱和脂肪酸高于背肌、鱼眼、腹肌、鱼尾部位;胡芬等[7-8]对七种淡水鱼不同季节基本营养成分测定显示不同季节同一种鱼基本营养成分存在差异。但是目前关于淡水鱼基本营养成分的研究较集中于养殖等环境因素的影响,关于鱼种之间基本营养成分的研究中涉及的品种少,物种这一因素的差异可以从源头上探讨基本营养成分的差异,进而对不同鱼种的利用起到有的放矢的作用。

因此,本研究将淡水鱼物种这一因素作为研究因素,选取鲤形目、鲈形目、鲶形目、鲟形目中的13种不同的淡水鱼,研究不同目、不同种属淡水鱼基本营养成分及氨基酸之间的差异,旨在为开发利用淡水鱼品种提供基础资料,并为淡水鱼品种的鉴别提供一定的研究思路,从而为人群提供更为优质的淡水鱼食物来源。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

13种淡水鱼 广州客村华润万家超市,采样情况如表1所示;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。

表1 13种淡水鱼的基本采样情况

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;L-8900全自动氨基酸分析仪 日本HITACHI公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品的处理 将鲜活的鱼敲晕,去掉鱼皮,迅速取鱼肉,去皮洗去鱼鳞、血液等,用绞肉机均匀搅碎置于塑料采样袋中,于-80 ℃条件下贮存24 h,备用。

1.2.2 基本营养成分的测定方法 水分依据GB/T 5009.236-2016,采用105 ℃常压烘干法进行前后差值法测定[9];灰分依据GB/T 5009.4-2016,用高温灰化法测定[10];蛋白质依据GBT5009.5-2016,用凯氏定氮法测定[11];粗脂肪依据GB/T 5009.6-2016,用索氏抽提法测定[12]。

1.2.3 氨基酸的测定方法及氨基酸营养价值的评定方法 色氨酸依据GB/T 5009.3-2000[13],其他16种氨基酸依据GB/T 5009.124-2016[14]。氨基酸营养价值的评定根据主要来源于1973年FAO/WHO提出的每克氨基酸评分模式和由中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所提出的鸡蛋蛋白氨基酸评分模式进行对比分析[15],氨基酸评分(AAS)和化学评分(CS)的计算公式如下:

氨基酸评分(AAS)=被测样品蛋白质中氨基酸含量(mg/g)/[FAO/WHO评分模式中相应氨基酸含量(mg/g)]

化学评分(CS)=被测样品蛋白质中氨基酸含量(mg/g)/鸡蛋蛋白中相应氨基酸含量(mg/g)

被测样品蛋白质中氨基酸含量(mg/g)=样品中氨基酸含量(mg/g)/样品中蛋白质含量×6.25×1000

1.3 数据处理

采用SPSS 21先对4个不同目淡水鱼基本营养成分包括蛋白质、水分、灰分、脂肪含量进行方差分析,4个目指标进行方差分析后指标差异有统计学意义后再对相应指标进行LSD两两比较;对13种淡水鱼基本营养成分进行LSD两两比较;对13种淡水鱼17种氨基酸含量进行主成分分析[16],再根据13种淡水鱼主成分得分对其进行系统聚类分析[17]。

2 结果与分析

2.1 4个不同目淡水鱼的基本成分

不同目淡水鱼因其物种自身因素、生长环境、大小和体重的差异性,基本营养成分上可能存在差异[16-17]。由表2可见,四个目之间的蛋白质、灰分含量差异无统计学意义(p>0.05),而水分、脂肪含量差异具有统计学意义(p<0.05)。其中,鲈形目的蛋白质含量最高,比鲤形目、鲶形目、鲟形目分别高出5.1%、5.8%、5.8%,但差异无统计学意义。鲤形目的水分比鲶形目、鲟形目分别高出5.7%、12.4%,鲈形目的水分比鲶形目、鲟形目分别高出7.9%、14.7%,差异具有统计学意义。鲈形目的脂肪含量比鲤形目低5.6%,差异具有统计学意义。不同目淡水鱼之间基本营养成分的差异与相似性可能是物种和环境等后天因素共同作用的结果。

表2 4个不同目淡水鱼蛋白质、水分、灰分、脂肪含量(鲜重)

2.2 13个不同鱼种基本营养成分

为了进一步研究不同种之间基本营养成分的差异,将13种不同的淡水鱼肌肉中的蛋白质、水分、灰分、脂肪含量进行两两比较。由表3可见,鳜鱼的蛋白质含量分别比鲤鱼、武昌鱼、罗非鱼高出21.7%、16.4%、19.7%,差异具有统计学意义,太阳鱼、乌鳢的水分含量分别比鲤鱼高出3.4%、5.1%,而鲤鱼的水分分别比草鱼、鳜鱼、鲶鱼、匙吻鲟高出3.7%、2.2%、12.5%、13.1%,差异均具有统计学意义。草鱼的灰分含量最高,比鲤鱼、鲫鱼、武昌鱼、鳙鱼、鲈鱼、太阳鱼、乌鳢、鳜鱼、罗非鱼、鲶鱼、黄颡鱼、匙吻鲟分别高出67.8%、59.8%、52.6%、70.6%、73.5%、78.1%、86.2%、23.0%、56.2%、75.0%、72.0%、93.3%,差异具有统计学意义。鲤鱼、草鱼、鲶鱼的脂肪含量比其他10种鱼高,鳜鱼、乌鳢的脂肪含量较低,其中乌鱼的脂肪含量最低,脂肪含量的差别具有统计学意义。刘梅梅[18]研究得出鲢、鳙、草、鲫四种淡水鱼肌肉粗蛋白质含量基本相同,在18.10%～18.89%之间。物种因素与环境因素对于淡水鱼营养成分与其他生理生化性质上起着重要作用,四大家鱼中的鲢、鳙、鲫、草同属鲤形目,它们之间肌肉蛋白质含量差异不显著,这可能是物种之间的相似性所决定。有研究表明不同养殖环境下的罗非鱼的营养成分上存在差异[19],淡水鱼养殖过程中的营养条件、水质状况、水温、水流、盐度及其他条件对于淡水鱼的基本成分存在很大的影响[20]。13种淡水鱼中桂花鱼的蛋白质含量相对较高,不同鱼种的水分含量差异大,草鱼的灰分含量比其他12种鱼高,鲤鱼、草鱼、鲶鱼的脂肪含量相对较高。

表3 13种淡水鱼蛋白质、水分、灰分、脂肪含量(鲜重)

2.3 13种淡水鱼氨基酸分析

为了研究不同鱼种淡水鱼的氨基酸含量及比例的差异性,对13种淡水鱼氨基酸进行测定并分析。由表4可见,13种淡水鱼氨基酸含量来看,13种淡水鱼均含有所测得17种氨基酸,必需氨基酸均含量丰富,在41.75%～43.3%之间,均符合FAO/WHO 的理想模式推荐的比例(EAA/TAA:40%),鲜味氨基酸含量高,在41.5%～43.87%之间;从AAS数据来看(见表5),13种淡水鱼必需氨基酸评分都很高,在0.94～2.20之间,淡水鱼可以作为必需氨基酸良好膳食来源;从CS数据来看(见表5),13种淡水鱼化学评分在0.26～1.69之间,其中赖氨酸化学评分较高,在1.24～1.69之间,由此可见13种淡水鱼均含有丰富的赖氨酸。淡水鱼作为优质蛋白质的来源,氨基酸种类齐全,易于被人体消化吸收,其中含有的优质氨基酸可以作为人体生长发育过程中组织、细胞蛋白质合成的原料,并能为机体供能,起到维持生命功能的作用,同时人体吸收的氨基酸可用于合成调节机体免疫调节、内分泌调节过程中某些活性物质[21]。由表5可知,淡水鱼中赖氨酸含量均较高,赖氨酸在中枢神经组织功能中起着至关重要的作用,摄入赖氨酸来源丰富的食物有助于增加机体对钙、铁等矿物质元素的吸收[22]。13种淡水鱼的苯丙氨酸+酪氨酸、蛋氨酸为限制性氨基酸,在食用这些淡水鱼类时应适当和苯丙氨酸+酪氨酸、蛋氨酸来源充足的膳食一起食用,可以提高这些淡水鱼的氨基酸利用率[23],同时养殖时也可以在饲料中添加一些物质[24-25]以补充苯丙氨酸、蛋氨酸,以解决限制性氨基酸造成的氨基酸利用不充足的问题。

表4 13种淡水鱼肌肉湿重氨基酸含量表(g/100 g)

表5 13种淡水鱼肌肉中必需氨基酸评分

2.4 13种淡水鱼氨基酸主成分分析

根据对13种淡水鱼17种氨基酸进行主成分分析,共提取了2个主成分,2个主成分累计方差贡献率达到87.659%(如表6、图1所示)。由表7可知,第一主成分主要反映丙氨酸、甘氨酸、天冬氨酸等的含量,反映鲜味氨基酸的水平;第二主成分主要代表丝氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、组氨酸、精氨酸、色氨酸等的含量,反映的是一部分必需氨基酸的水平。13种淡水鱼所含的17种氨基酸主要是必需氨基酸和风味氨基酸,这些必需氨基酸和风味氨基酸使得淡水鱼营养价值高、味道鲜美。13种淡水鱼的氨基酸得分排序为:罗非鱼>太阳鱼>鲤>鲇>鳜>鲈>乌鳢>草鱼>武昌鱼>黄颡鱼>鳙>鲫>匙吻鲟,其中罗非鱼氨基酸得分最高,匙吻鲟氨基酸得分最低,可能与鱼种、采样时间等差异有关。罗非鱼作为大宗淡水鱼,品种繁多,营养均衡。刘文治等[26]研究6种不同养殖模式罗非鱼必需氨基酸含量均在41%～43%之间,本实验中罗非鱼必需氨基酸含量为43.3%,含量高,可能与其本身物种因素、所选品种及养殖环境等因素有关。13种淡水鱼均含有所测的17种氨基酸,其中罗非鱼、太阳鱼、鲤鱼氨基酸评分相对于其他10种鱼高,匙吻鲟氨基酸评分最低。

图1 主成分分析特征根碎石图

表6 特征值及方差分析表

表7 旋转后因子荷载矩阵

表8 13种淡水鱼氨基酸根据主成分分析得分排序

2.5 基于因子得分的聚类分析

为进一步研究不同鱼种氨基酸含量与组成比例的差异性,对13种淡水鱼氨基酸进行主成分分析后,再根据因子得分进行系统聚类分析。由图2可以看出,系统聚类将13种淡水鱼聚为3类,其中第一类为罗非鱼、太阳鱼和鲤鱼,氨基酸评分最高,为氨基酸丰富区;第二类为鲫鱼、黄颡鱼、鳙鱼、桂花鱼、乌鱼、武昌鱼、草鱼和鲶鱼,氨基酸不如一类丰富;第三类为匙吻鲟,为氨基酸不丰富区,这可能与匙吻鲟的养殖环境及物种因素有关。在三类中,同一类中氨基酸的组成、含量差异小,不同类间氨基酸组成、含量差异大。

图2 13种淡水鱼基于氨基酸主成分得分的系统聚类树形图

3 结论

从不同目淡水鱼的基本成分来分析,四个不同目淡水鱼之间蛋白质、灰分含量之间无统计学差异,而水分、脂肪含量的差异具有统计学意义,鲤形目水分含量比鲶形目、鲟形目高出5.7%、12.4%,鲈形目水分含量比鲶形目、鲟形目高出7.9%、14.7%,鲈形目脂肪含量比鲤形目低。从淡水鱼种属来看,不同淡水鱼之间基本营养成分之间有的存在差异,有的物种之间差异不显著。桂花鱼的蛋白质含量较高为20.3%,草鱼的灰分含量较高为2.0%,鲤鱼、草鱼、鲶鱼的脂肪含量比其他10种鱼高,乌鱼脂肪的含量最低为0.1%。13种淡水鱼均含有17种氨基酸。将13种淡水鱼的17种氨基酸含量进行主成分分析,提取出了2个主成分,两个主成分分别反映风味氨基酸和必需氨基酸。经过氨基酸得分排序,罗非鱼、太阳鱼、鲤鱼氨基酸得分较高,再根据氨基酸得分对13种淡水鱼进行聚类,结果聚为3类,罗非鱼、太阳鱼、鲤鱼为氨基酸丰富区,匙吻鲟为氨基酸不丰富区,罗非鱼、太阳鱼、鲤鱼适宜作为提供优质氨基酸来源,从氨基酸来看并结合目前养殖环境来看,罗非鱼能作为大力研究推广的经济品种。