王锡念,徐志善,孙钦军,包建强, *
1. 上海海洋大学食品学院(上海 201306);2. 上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心(上海 201306);3. 农业部水产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(上海)(上海 201306)
2015年[1],2016年[2]和2017年[3]水产品出口量分别为279.84万,827.91万和923.65万 t;2015年[1],2016年[2]和2017年[3]水产品出口额分别为149.14亿,301.12亿和324.96亿美元;2015—2017年,在出口额和出口量2个数据上中国水产品形势逐年变好。中国水产品在加工和食用均不断加大,因此造成陆地上产生大量由加工动物水产品而产生残留物,每年渔业和肉类(牛、猪和家禽)产生残留物分别为5.2万和1 650万 t[4]。
鮟鱇鱼又名结巴鱼、琵琶鱼、蛤蟆鱼等,是一种中型鱼类,体长40~60 cm,体质量300~800 g,广泛分布于大西洋、太平洋和印度洋等热带、亚热带深海海域中,是一种世界性鱼类[5]。鮟鱇鱼体腔内占比大,肉比较少,在生产加工过程中会留下大部分下脚料,占比60%以上;鮟鱇鱼鱼皮比重占下脚料的10%左右[6]。近年来,对鮟鱇鱼的鱼骨和鱼肝有一些研究,何云等[7]从鮟鱇鱼骨提取胶原蛋白;朱艳超等[8]测鮟鱇鱼鱼肝里营养成分等,但对鮟鱇鱼鱼皮营养成分研究较少。鮟鱇鱼产生下脚料较多,因此对鮟鱇鱼鱼皮成分进行研究,可为更深入研究打下基础。鮟鱇鱼、金鳟鱼和大马哈鱼均属于硬骨鱼类[9]。查阅相关文献,发现这2种鱼与鮟鱇鱼属同一类别硬骨鱼类,且与试验所测成分的种类齐全度较大,所以选其进行比较,试验对鮟鱇鱼鱼皮的营养成分进行比较及分析,以期了解鮟鱇鱼鱼皮营养价值,更好地综合开发和利用鮟鱇鱼,同时为消费者提供营养学资料,旨在为其营养学研究提供数据[10]。
鮟鱇鱼(舟山兴业有限公司),取出冷冻的鮟鱇鱼,流水化冻后,将鱼皮剥下,分切成约1 mm×1 mm碎鱼皮块,放入-50℃冰箱备用。
DHG型电热鼓风干燥箱(上海科肯试验设备有限公司);DZKW-S-4型电热恒温水浴锅(苏州江东精密仪器有限公司);VL-220R高速冷冻离心机(湖南迈克尔实验仪器有限公司);Jp-100s超声波清洗机(深圳市洁盟清洗设备有限公司);FOSS8400型全自动凯氏定氮仪(上海瑞玢国际贸易有限公司);L-8800型氨基酸分析仪(天美(中国)科学仪器有限公司);7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪(美国Agilent公司);CEM MARS6高通量密闭微波消解系统(美国CEM公司);ICAP RQ赛默飞电感耦合等离子体质谱仪(厦门市宏辰仪器设备有限公司)。
1.2.1 鱼皮基本营养成分的测定
采用GB 5009.3—2016[11]中直接干燥法测定水分;采用GB 5009.4—2016[12]灼烧至质量恒定的方法测定灰分;采用GB 5009.6—2016[13]石油醚索氏抽提的方法测定脂肪含量;采用GB 5009.5—2016[14]凯氏定氮法测定蛋白质含量。
1.2.2 鱼皮总氨基酸含量测定
参照GB 5009.124—2016[15]测定鮟鱇鱼鱼皮中氨基酸含量。称取0.3 g左右处理过的鱼皮于水解用的有刻度玻璃管内,加入10 mL盐酸溶液(浓度6 moL/L),继续加入3滴苯酚;将玻璃管在冷冻剂里冷冻5 min,3次抽真空-充入氮气后拧紧螺丝盖,将封口的玻璃管放入110℃电热鼓风恒温箱内,22 h水解后,取出,冷却到室温;打开玻璃管,水解液过滤至50 mL容量瓶中,用水冲洗3次水解管,定容至刻度,混合均匀;吸取0.5 mL滤液至瓶底面积大的小玻璃瓶中,放入真空减压恒温干燥箱中减压干燥,温度60℃,干燥后残留物用0.5 mL水溶解,减压干燥,蒸干;向干燥后小玻璃瓶中加入pH 2.2柠檬酸钠缓冲溶液使其溶解,振荡混匀后,吸取溶液,过0.22 μm滤膜后装到进样瓶中,待测。
1.2.3 鱼皮脂肪酸含量测定
试验参照Folch-pi等[16]、Metcalfe等[17]、高先楚等[18]和王慧[19]的方法并根据具体试验稍作修改。
脂肪提取:取5 g处理好的鱼皮于锥形瓶中,加入20 mL氯仿∶甲醇(2∶1)、5 mL超纯水,浸泡24 h,加入5 mL体积浓度5%的NaCl溶液,3 h后以5 000 r/min离心取下层有机层于另1支100 mL管中,残渣加入10 mL氯仿和10 mL超纯水,离心5 min取有机相合并到100 mL管中。将管中溶液放入圆底烧瓶中40℃水浴旋蒸,得到脂肪。
甲酯化:向装有脂肪的圆底烧瓶中加入5 mL NaOH-甲醇溶液(浓度0.5 mol/100 mL)和内标十九烷酸(10 mg/mL),混合后接入冷凝回流的装置上,水浴温度100℃加热至油滴消失(约5 min),每隔30 s摆动1次,从冷凝管顶部加入3 mL三氟化硼-甲醇溶液(浓度14%),反应5 min,向圆底烧瓶里加入3 mL正己烷,反应2 min,取下冷却至室温后,移至试管中,加入5 mL饱和NaCl溶液混匀,静置后,取出上层有机相,过0.22 μm有机相滤膜后保存在玻璃进样瓶中,待测。
1.2.4 鱼皮矿物质含量测定
按GB 5009.268—2016[20]并根据试验稍作修改测定K、Ca、Na、Mg、Zn、Cu、Mn、Se、As、Cr、Fe元素。称取0.5 g已处理鱼皮样品、10 mL硝酸,加入到微波消解内罐,拧紧盖后放置过夜,在微波消解仪中消解2 h左右。冷却后取出,缓慢打开罐盖排气,用少量水冲洗内盖,将消解罐放在控温电热板上,于100℃加热30 min,取出冷却后用水定容至50 mL混匀,取出2 mL定容至20 mL试管中待测,同时做空白试验。
1.2.5 氨基酸分析方法
1.2.5.1 氨基酸评分
根据FAO/WHO 1973年建议的氨基酸评分标准模式[21]计算氨基酸评分(AAS),见式(1)。根据全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式[22]计算化学评分(CS),见式(2)。
1.2.5.2 必需氨基酸指数
必需氨基酸指数(EAAI)[23]按式(3)计算。
式中:aai为测定蛋白中某必需氨基酸占必需氨基酸总量百分数;AAi为模式蛋白(鸡蛋蛋白)中该必需氨基酸占必需氨基酸总量百分数;n为测定氨基酸总数。用必需氨基酸指数(EAAI)评价蛋白源时,n=6~12,实用评价标准为:必需氨基酸指数(EAAI)>0.9为优质蛋白源,0.85<必需氨基酸指数(EAAI)≤0.95为良好蛋白源,0.75≤必需氨基酸指数(EAAI)≤0.86为可用蛋白源,EAAI<0.75为不适蛋白源[24]。
从表1可以看出,鮟鱇鱼鱼皮、金鳟鱼鱼皮和大马哈鱼鱼皮都是很好的蛋白质来源,其粗蛋白质为:大马哈鱼鱼皮>金鳟鱼鱼皮>鮟鱇鱼鱼皮。这3种鱼都属于硬骨鱼纲,其中水分含量较高的是鮟鱇鱼鱼皮,粗脂肪和粗灰分较高的都是大马哈鱼鱼皮。
表1 鱼皮基本营养成分比较分析(湿基)
从表2可以得出,3种鱼鱼皮共检测出18种氨基酸,包括8种必需氨基酸(Leu、Ile、Val、Lys、Phe、Met、Thr、Trp)和10种非必需氨基酸(Ala、Arg、Asp、Cys、Glu、Gly、His、Pro、Ser、Tyr)。鮟鱇鱼鱼皮、金鳟鱼鱼皮和大马哈鱼鱼皮的氨基酸总量分别为134.42,825.00和264.65 mg/g,氨基酸总量最高的是金鳟鱼鱼皮;鮟鱇鱼鱼皮中呈味氨基酸总量为71.46 mg/g,占氨基酸总量的53.16%,如鲜味氨基酸(谷氨酸和天冬氨酸)占氨基酸总量18.47%,与甘味相关的丝氨酸和脯氨酸分别占氨基酸总量的5.75%和9.37%;金鳟鱼鱼皮中呈味氨基酸总量为413.3 mg/g,占氨基酸总量的50.09%;大马哈鱼鱼皮中呈味氨基酸总量为142.09 mg/g,占氨基酸总量的53.69%;3种鱼皮中的呈味氨基酸占总氨基酸的比例都相差不大,最大的是大马哈鱼鱼皮。在鮟鱇鱼鱼皮氨基酸中甘氨酸的含量最高,为26.83 mg/g,含量最低的为色氨酸0.21 mg/g;金鳟鱼鱼皮和大马哈鱼鱼皮中含量最高的是甘氨酸,分别为180.00和71.78 mg/g,含量最低的是色氨酸,分别为2.50和0.58 mg/g;3种鱼皮相同之处是含量最高的都是甘氨酸,含量最低的是色氨酸,种属之间差异较大。
3种鱼皮中必需氨基酸总量占氨基酸总量最高的是鮟鱇鱼鱼皮;必需氨基酸含量分别为24.95%,20.70%和8.69%。3种鱼皮必需氨基酸的氨基酸评分和化学评分分析结果如表3所示。鮟鱇鱼鱼皮和金鳟鱼鱼皮氨基酸评分最低的都是色氨酸,得分分别是2.10和25.00;其次低的为异亮氨酸,得分分别是8.45和39.75,因此,色氨酸、异亮氨酸分别为鮟鱇鱼鱼皮和金鳟鱼鱼皮的第一和第二限制性氨基酸。大马哈鱼鱼皮氨基酸评分最低的是色氨酸,其次低的为缬氨酸。必需氨基酸指数EAAI>0.9为优质蛋白源[24],从表3中看到3种鱼皮的EAAI值都为1.29,因此3种鱼皮都可以作为开发蛋白质类产品的优质蛋白源。
表2 氨基酸组成与含量(湿基)
表3 必需氨基酸组成评价(湿基)
接表3
从表4可以看出,鮟鱇鱼鱼皮共检测出22种脂肪酸,金鳟鱼鱼皮共检测出18种脂肪酸,大马哈鱼鱼皮共检测出12种脂肪酸。这3种鱼皮的饱和脂肪酸占脂肪酸总量的比例分别为23.03%,33.37%和26.18%;单不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的比例分别为29.25%,37.79%和41.89%,占比最大的是大马哈鱼鱼皮;多不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的比例分别为47.73%,29.85%和28.89%,占比最大的为鮟鱇鱼鱼皮;EPA+ DHA占脂肪酸总量的比例分别为35.99%,2.93%和20.95%。EPA和DHA属于n-3多不饱和脂肪酸,大量科学研究证明n-3脂肪酸不但可减少癌症细胞恶性增殖扩散,降低遗传性过敏症和哮喘发生概率,而且对结肠癌、前列腺癌和乳腺癌患者有一定保护作用[27];3种鱼皮从占脂肪酸的比例看是鮟鱇鱼鱼皮更高,可作为EPA和DHA的提取原料。亚油酸、花生四烯酸属于n-6族脂肪酸,它们主要富含在植物油中,主要作用是保持细胞膜稳定性和功能正常并促进机体免疫产生;优点是对患高血胆固醇症患者的身体状况有利,摄取多量可有效改善由于n-6脂肪酸代谢不正常而引起的特异性皮炎;缺点是大量摄取n-6脂肪酸可促进肿瘤发生和发展,造成脂代谢紊乱,促进肥胖发生[27]。在当代生活下,人们食用n-6/n-3脂肪酸比例失调,n-3脂肪酸摄取严重不够,而n-6脂肪酸摄取过多成为生活中重要问题;n-6/n-3脂肪酸比值过大影响肠道菌群并使一些免疫疾病、炎症和肠道疾病加重。
3种鱼皮饱和脂肪酸中含量最高的都是棕榈酸;鮟鱇鱼鱼皮和金鳟鱼鱼皮在单不饱和脂肪酸中含量较高的是油酸甲酯,在大马哈鱼鱼皮中是油酸;单不饱和脂肪酸有预防或延缓Ⅱ型糖尿病、抗炎作用和降低心血管疾病等功能[28];鮟鱇鱼鱼皮中多不饱和脂肪酸含量较高的为二十二碳六烯酸(DHA),金鳟鱼鱼皮中是花生四烯酸甲酯,大马哈鱼鱼皮中是EPA和DHA最高。多不饱和脂肪酸有使细胞膜的相对流动性稳定的作用,从而使人体细胞的生理功能正常;降低血液黏稠度,改善血液微循环等功能[29]。
矿物质在人体内的总量不及体重的5%,也不能提供能量,但是它们在机体内不能自身合成,必须由外部摄入,并且在机体的一般活动中发挥特殊的生理功能[30]。鮟鱇鱼鱼皮含有丰富矿物质,从表5中可以看出鮟鱇鱼鱼皮中常量元素有钾、钠、镁、钙,微量元素有锌、铁、铜、锰、硒、砷、铬;鮟鱇鱼鱼皮中铁、钾、钙、钠、镁的含量较多,但含量最丰富的是钙,含量为1 537.15 mg/kg;其次是K,含量为639.74 mg/kg。而金鳟鱼鱼皮比鮟鱇鱼鱼皮少了微量元素砷和铬;金鳟鱼鱼皮中含量最多的是Ca,含量是9 199.03 mg/kg;大马哈鱼皮中的元素较少,含常量元素钠和钙,微量元素铁、锌、硒、砷,还含有铅:0.08 mg/kg,铅含量低于GB 2762—2017[31]食品中污染物限量,食用安全无毒。对比3种鱼皮,鮟鱇鱼鱼皮的矿物质元素种类更多,大马哈鱼鱼皮最少,且鮟鱇鱼鱼皮中不含重金属有毒的元素。3种鱼皮中都含有人体内必需微量元素Fe,Fe是人体发育的“建筑材料”,是人体活动必不可少的成分;锌是构成机体多种蛋白质的必要元素,是人体机体内许多酶的系统结构必要构成组分,也是保护皮肤和黏膜正常发育、推陈出新、免疫功能的必要物质;鮟鱇鱼鱼皮和金鳟鱼鱼皮中含有铜,大马哈鱼鱼皮中未含有;铜也是人体生命活动中不可或缺的微量元素之一,是人体骨骼生长发育的必需元素[32];Mn是影响生育能力的元素;铬是胰岛素发挥作用不可或缺的成分;砷是人体生长发育必需的矿物质微量元素,在使人体衰老减慢、保持心肌健康中起着重要作用[33]。鮟鱇鱼鱼皮中含有人体需要的多种矿物质元素,用作食品类产品开发具有广阔前景。
表4 脂肪酸种类和含量(湿基)
表5 矿物质种类和含量(湿基)
对3种鱼皮的基本成分、氨基酸成分、脂肪酸成分、矿物质成分进行比较和分析。3种鱼鱼皮共检测出18种氨基酸,包括8种必需氨基酸(Leu、Ile、Val、Lys、Phe、Met、Thr、Trp)和10种非必需氨基酸(Ala、Arg、Asp、Cys、Glu、Gly、His、Pro、Ser、Tyr);氨基酸总量最多的是金鳟鱼鱼皮,鮟鱇鱼鱼皮中呈味氨基酸占氨基酸总量的53.16%,金鳟鱼鱼皮中呈味氨基酸占氨基酸总量的50.09%,大马哈鱼鱼皮中呈味氨基酸占氨基酸总量的53.69%,可以看出3种鱼皮的呈味氨基酸在总氨基酸中占比相差不大;必需氨基酸指数EAAI>0.9为优质蛋白源[24],且3种鱼皮的EAAI值都为1.29,因此3种鱼皮都可以作为开发蛋白质类产品的优质蛋白源。
鮟鱇鱼鱼皮共检测出22种脂肪酸,金鳟鱼鱼皮共检测出18种脂肪酸,大马哈鱼鱼皮共检测出12种脂肪酸,因此,脂肪酸种类较丰富的是鮟鱇鱼鱼皮。从各脂肪酸占脂肪酸总量来看,多不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的比例分别为47.73%,29.85%和28.89%,占比最大的为鮟鱇鱼鱼皮;EPA+DHA占脂肪酸总量的比例分别为35.99%,2.93%和20.95%,占比最大的为鮟鱇鱼鱼皮。但从脂肪酸占试样的量来看,金鳟鱼鱼皮脂肪酸含量更多。可以根据实际情况需要,选择哪一种鱼皮作为实际生产中的原材料。
鮟鱇鱼鱼皮有丰富矿物质,含有常量元素钾、钠、镁、钙,微量元素锌、铁、铜、锰、硒、砷、铬;含量最丰富的是钙,含量为1 537.15 mg/kg;金鳟鱼鱼皮比鮟鱇鱼鱼皮缺少微量元素砷和铬;金鳟鱼鱼皮中含量最多的是Ca,含量是9 199.03 mg/kg;大马哈鱼皮中的元素较少,含常量元素钠和钙,微量元素铁、锌、硒、砷,还含有铅(0.08 mg/kg),铅含量低于GB 2762—2017食品中污染物限量,食用安全无毒。
鮟鱇鱼鱼皮含有丰富的氨基酸、脂肪酸和矿物质,氨基酸含量和其他2种鱼皮相差不大;3种鱼皮的脂肪酸根据某一种氨基酸所占总氨基酸的比例来比较会有不同;鮟鱇鱼鱼皮矿物质元素较丰富。鮟鱇鱼鱼皮可作为其他营养成分的提取原料,即食性产品的生产,以及作为胶原蛋白原料。