低盐养殖对黑鲷营养成分的影响

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(1.江苏省海洋水产研究所,江苏省鱼类遗传育种重点实验室,江苏南通 226007;2.上海海洋大学水产与生命学院,上海 201306)

黑鲷(Acanthopagrusschlegelii)又称黑加吉、黑立、海鲋等,属鲈形目(Perciformes)、鲷科(Sparidae)、棘鲷属(Acanthopagrus),是一种广温、广盐、恋礁性鱼类,主要生活在西太平洋沿岸地区,在我国南北海区均有分布,具有抗逆性强、生长速度快等优点,是我国重要的海水养殖品种之一。黑鲷肌肉口感细嫩、味道鲜美,必需氨基酸含量较高、营养比例均衡,具有很强的营养和保健作用[1],是一种深受市场欢迎的名贵海产品。

海水网箱和池塘养殖是最主要的黑鲷养殖方式,养殖盐度一般在20‰以上。黑鲷对盐度的适应能力较强,特别是具有极强的低盐耐受能力,甚至可以在纯淡水中生存[2],我国一些地方根据其这一特性采用低盐模式养殖黑鲷,取得了良好的效果。在我国沿海和内陆地区拥有广阔的低盐水域和低盐度地下水资源,充分利用这一资源开展黑鲷的低盐养殖,可以大大扩展其养殖范围,也可为内陆地区提供更多的鲜活海产品,是一种较有潜力的养殖模式。目前相关研究多集中在黑鲷低盐耐受机理方面[2-3],而黑鲷低盐养殖应用相关研究尚未见报道。

盐度作为一种重要的理化因子,往往会对水产动物的肌肉品质产生重要影响。如低盐养殖花鲈(Lateolabraxjaponicus)会导致其肌肉风味变差[4],淡水环境下生存的吉富罗非鱼(GIFTOreochromisniloticus)在海水中养殖则可以提高其肌肉营养价值[5]。因此有必要对低盐养殖黑鲷肌肉常规营养成分、脂肪酸和氨基酸组成做出比较和评价,为其养殖推广和品质改良提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

黑鲷 江苏省海洋水产研究所培育;商品饲料粗蛋白 ≥40.0%，天邦食品股份有限公司;氨基酸混合标准品、脂肪酸混合标准品、十九烷酸甲酯标准品 分析纯,美国Sigma-Aldrich公司;硫酸铜、硫酸钾、浓硫酸、浓盐酸、硼酸、三氟乙酸、氢氧化钠、醋酸钠、甲醇、正己烷、异硫氰酸苯酯、三乙胺、乙腈 国药集团化学试剂有限公司。

Trace1310 ISQ气相色谱质谱联用仪 美国ThermoFisher公司;L-8900全自动氨基酸分析仪 日本Hitachi公司;SKD-1000全自动凯氏定氮仪 上海沛欧分析仪器有限公司;数显恒温水浴锅 常州国华电器有限公司;电热鼓风干燥箱 上海一恒科学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 养殖方法及样品处理 黑鲷养殖及样品处理低盐和海水黑鲷养殖盐度分别为3‰～5‰和20‰～21‰,养殖池塘面积667 m2,水深2 m,放养密度2000尾/池,养殖期140 d。养殖结束分别从低盐和海水池塘选取健康无畸形,规格一致的黑鲷各3尾,手工去除鱼鳞、鱼皮、鱼刺和内脏,采取背部肌肉,清洗、沥干,于-20 ℃冰箱中冷冻保存备用。低盐和海水黑鲷平均体重分别为77.8 g和76.4 g。

1.2.2 常规营养成分分析 参照食品安全国家标准测定常规营养成分。水分含量采用105 ℃直接干燥法测定(GB 5009.3-2016);粗蛋白含量使用全自动凯氏定氮仪(GB 5009.5-2016)测定;粗脂肪含量采用索氏提取法(GB/T 5009.6-2016);灰分含量采用马弗炉高温灰化测定(GB 5009.4-2016)。

1.2.3 脂肪酸测定 参照GB/T 17376-2008中的方法制备脂肪酸甲脂。称取100 mg样品于15 mL离心管中,加入100 μL十九烷酸甲酯内标;继续加入2 mL 2%氢氧化钠甲醇溶液,85 ℃水浴30 min;加入3 mL 14%三氟化硼甲醇溶液,85 ℃水浴30 min;冷却,在离心管中加入1 mL正己烷,振荡萃取2 min,静置分层后用气相色谱质谱联用仪上机测定。

GC-MS条件:TG-5MS色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);升温程序:80 ℃保持1 min,以10 ℃/min升温至200 ℃,继续以5 ℃/min升温至250 ℃,最后以2 ℃/min升温至270 ℃,保持3 min;进样口温度290 ℃;载气为高纯He,载气流速1.2 mL/min;不分流进样;开阀时间1 min;电离电压70 eV;离子源温度280 ℃;传输线温度280 ℃;溶剂延迟时间5 min;进样量1 μL。

1.2.4 氨基酸含量测定 酸(6 mol/L HCL)水解处理肌肉,使用全自动氨基酸分析仪参照食品中氨基酸测定标准(GB/T 5009.124-2016)测定,另通过碱(5 mol/L NaOH)水解同机单独测定色氨酸含量。

HPLC条件:色谱柱ODS(4.6 mm×250 mm×5 μm);流动相A 0.1 mol/L醋酸钠-乙腈(93∶7),B 乙腈-水(8∶2);流速1 mL/min;柱温40 ℃;检测波长254 nm。

1.2.5 营养评价 根据联合国粮食与农业组织、世界卫生组织(FAO/WHO)建议的氨基酸评分标准模式[6]和中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所提出的全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式[7],通过计算氨基酸分(AAS)、化学分(CS)和必需氨基酸指数(EAAI),对低盐和海水黑鲷肌肉氨基酸质量进行评价,计算方式如下:

AAS=[试验蛋白质氨基酸含量(mg/g N)]/[FAO/WHO评分标准模式氨基酸含量(mg/g N)]

式中:n为比较的氨基酸数;t为待测蛋白的氨基酸;s为鸡蛋蛋白的氨基酸。

1.3 数据处理

2 结果与分析

2.1 低盐养殖对常规营养成分的影响

从表1可以看出,黑鲷肌肉粗蛋白含量接近20%,说明其营养价值较好。低盐黑鲷粗蛋白、水分和灰分的含量与海水黑鲷无显著差异(P>0.05),粗脂肪含量则较海水黑鲷高22.64%,两者差异极显著(P<0.01),这一差异与在花鲈的研究中得到的结果一致[4]。鱼类肌肉口感与其脂肪含量有很大关系,肌肉脂肪含量高肉质会更加细嫩[8],说明低盐养殖黑鲷口感更好。

盐度能够影响水产动物脂肪的合成与代谢等[9-10],从而导致其脂肪酸含量发生变化。一般认为当海水盐度接近鱼体等渗点时,生命维持能耗减少,脂肪代谢水平降低[11-12]。如赤鲷(Pagruspagrus)在接近其等渗点盐度(12‰)时血浆葡萄糖、乳糖和甘油三酯水平均出现下降[13]。而在盐度偏离等渗点时,鱼体脂解基因表达增加[10],脂肪消化吸收和脂肪酸生物合成降低[14],脂肪积累减少。低盐黑鲷脂肪含量的升高说明其在该盐度下可能有更低的能量消耗,更适宜在该盐度下生存。在对黑鲷生活习性的研究中发现,黑鲷从稚鱼到幼鱼的变态过程中会逐渐从离岸海域迁移至近岸或河口低盐水域[15-16],这可能是黑鲷对低盐环境更为适应的重要原因。此外值得注意的是,肌肉水分含量一般随水体盐度升高而降低[17-18],但在本研究中低盐黑鲷水分含量反而略低,说明黑鲷对盐度的适应生理可能与其它物种存在一定差异。

表1 低盐和海水黑鲷肌肉常规营养成分比较(%,n=3)Table 1 Comparison of common nutrition components of A. schlegeli cultured in low-salinity water and seawater(%,n=3)

注:同一行中*表示差异显著(P<0.05),**表示差异极显著(P<0.01),无标注者差异不显著;表2、表3同。

2.2 低盐养殖对肌肉脂肪酸组成的影响

在检测的35种脂肪酸中,除C8∶0、C11∶0、C13∶0、C18∶1N9T、C18∶2N6T含量过低未检出外,共检出12种饱和脂肪酸和18种不饱和脂肪酸,其中单不饱和脂肪酸8种,多不饱和脂肪酸10种(表2)。两种盐度下黑鲷肌肉脂肪酸组成及含量比较接近,仅C18∶3N6和C20∶2含量表现出了显著性差异(P<0.05)。饱和脂肪酸中C16∶0含量最高,占饱和脂肪酸含量的67.77%～63.32%,C10∶0含量则最低。单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸中含量最高的分别为C16∶1和C18∶2N6C(亚油酸),最低分别为C14∶1和C20∶3N6。

表2 低盐和海水黑鲷肌肉脂肪酸组成(%,n=3)Table 2 Fatty acids composition and contents in the muscle of A. schlegeli cultured in low-salinity water and seawater(%,n=3)

不饱和脂肪酸含量和比例是脂肪质量的重要评价指标,高含量的不饱和脂肪酸可增加肌肉的风味和口感[19],黑鲷脂肪酸中不饱和脂肪酸占比高达66.52%～67.24%,不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸比值为1.99～2.05,高于黄条鰤(Seriolaaureovittata)[20]、珍珠龙胆石斑鱼(Epinepheluslanceolatus♂×Epinephelusfuscoguttatus♀)[21]等,说明其脂肪质量较高。黑鲷n-3和n-6脂肪酸含量较高,分别为29.89%～30.01%和27.76%～28.24%。n-3和n-6脂肪酸不能由人体直接合成而需从食物中摄取,属人体必需脂肪酸[22]。市售食用油一般含较多的n-6脂肪酸,n-3脂肪酸较为缺乏,经常食用会导致人体脂肪酸摄入不均衡,从而对健康造成危害[19,23],因此n-3/n-6比值也是评价鱼类脂肪营养价值的重要指标。本研究中黑鲷脂肪酸n-3/n-6比值为1.06～1.08,远高于英国卫生部(HMSO)推荐的最低安全限值0.25[24],是一种较为健康的脂肪酸来源。一般来说,养殖盐度的降低不利于鱼体n-3脂肪酸的积累,会大大降低n-3/n-6比值[25-26],但在本研究中低盐黑鲷n-3/n-6比值甚至略高于海水黑鲷,说明低盐养殖模式并未在这一方面对黑鲷肌肉品质产生负面影响。值得注意的是,亚油酸和DHA为黑鲷肌肉中含量最高的两种不饱和脂肪酸,二者之和在脂肪酸中占比高达45.30%～45.56%,远高于黄条鰤[20]、大菱鲆(Scophthalmusmaximus)[27]、大黄鱼(Larimichthyscrocea)[28]和日本鳗鲡[29]。亚油酸和DHA是2种具有重要的生理功能的必需脂肪酸,亚油酸可以降低血液胆固醇,减少心脑血管疾病的发生[30],也可在体内合成花生四烯酸(ARA)[31]。DHA对人体神经系统发育、心脑血管健康及抗炎免疫等方面都具有重要的作用[32],因此食用黑鲷对人体具有重要的保健价值。

表4 低盐和海水黑鲷肌肉必需氨基酸评价(mg/g N)Table 4 Evaluation of essential amino acids in the muscle of A. schlegeli cultured in low-salinity water and seawater(mg/g N)

2.3 低盐养殖对肌肉氨基酸组成的影响

氨基酸可作为重要的能源和渗透调节物参与盐度适应过程[33],不同氨基酸对盐度变化响应的差异导致生物体氨基酸组成的不同[34-35]。低盐和海水黑鲷在氨基酸总量上比较接近,分别为131.33和128.94 mg/g,但氨基酸组成差异较大(表3)。两种盐度黑鲷氨基酸中必需氨基酸占比均大于40%,符合FAO/WHO的理想模式[36],为质量较好的蛋白质来源。低盐黑鲷必需氨基酸所占比例极显著高于海水黑鲷(P<0.01),2种半必需氨基酸含量也更高,二者必需氨基酸指数(EAAI)分别为56.47和48.80(表4),说明低盐黑鲷氨基酸营养价值更高。胡园等[29]在对日本鳗鲡(Anguillajaponica)的研究中也发现淡水养殖日本鳗鲡肌肉氨基酸组成优于海水,而在日本鳗鲡早期生活史中也有向淡水区洄游的特性[37],低盐环境下二者相似的氨基酸组成变化是否跟这一习性相关尚需进一步研究。

表3 低盐和海水黑鲷肌肉氨基酸组成及含量(mg/g,n=3)Table 3 Amino acids composition and contents in the muscle of A. schlegeli cultured in low-salinity water and seawater(mg/g,n=3)

注:苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、色氨酸为必需氨基酸;半必需氨基酸包括:组氨酸、精氨酸为半必需氨基酸;天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸为鲜味氨基酸。

氨基酸是影响水产动物肌肉风味的重要物质,尤其是天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸,这4种氨基酸又被称为鲜味氨基酸,其中谷氨酸被认为对鱼的风味影响最大[38]。在鱼类和甲壳类中的研究表明,降低养殖盐度一般会使鲜味氨基酸含量下降,水产品风味变差[4,39],本研究中低盐黑鲷谷氨酸和天冬氨酸的含量和比例均显著低于海水黑鲷(P<0.05),说明低盐养殖可能会对黑鲷肌肉风味产生负面影响。

限制性氨基酸会限制动物对其他氨基酸的利用,应注意此类氨基酸的补充。根据人体所需氨基酸的组成模式和鸡蛋蛋白模式计算黑鲷肌肉必需氨基酸的氨基酸评分(AAS)和化学评分(CS),显示缬氨酸为其第一限制性氨基酸,异亮氨酸为第二限制性氨基酸,两种盐度黑鲷均是如此。方富永等[1]的研究结果则显示苏氨酸和缬氨酸分别为养殖黑鲷的第一和第二限制性氨基酸,这一结果差异可能是投喂饲料配方不同造成的。

3 结论

本研究结果显示,黑鲷肌肉脂肪酸中不饱和脂肪酸含量较高,且具有丰富的亚油酸和DHA等功能性不饱和脂肪酸,氨基酸中必需氨基酸占比高于40%,是一种高质量的脂肪和蛋白质来源。低盐黑鲷粗脂肪含量极显著高于海水黑鲷(P<0.01),必需氨基酸的含量和比例也显著高于海水黑鲷(P<0.05),鲜味氨基酸的含量则显著低于海水黑鲷(P<0.05),说明低盐黑鲷较海水黑鲷口感更佳,蛋白质营养价值更高,但风味可能略差于海水黑鲷。这一研究可以为黑鲷低盐养殖模式的推广和肌肉品质的改良提供重要参考。