大洋河刀鲚繁殖前后肌肉营养成分分析

蒋湘辉，杨培民

( 辽宁省淡水水产科学研究院，辽宁 辽阳 111000 )

刀鲚(Coilianasus)，属鲱形目、鳀科、鲚属[1]，俗称刀鱼、凤尾鱼。刀鲚在中国主要分布于渤海、黄海、东海及各通海江河和附属湖泊内，在国外常见于朝鲜沿海和日本有名海[2-4]。刀鲚具有定居型和洄游型两种生态型，其中享有“长江三鲜”之首美誉的长江刀鲚格外受到关注。有关其种质鉴定、资源调查、繁养技术及基因组学等方面的研究已有报道[5-10]；而辽宁地区刀鲚的研究相对较少，仅见个体生殖力、遗传多样性、短途运输及越冬技术等方面的报道[11-13]。

蛋白质、脂肪含量及其氨基酸和脂肪酸的组成变化，直接影响动物的肉质营养和品质风味[14]，亲鱼的营养状态，特别是脂肪和必需脂肪酸的含量及组成，也是影响亲鱼繁殖能力和幼体质量的重要因素[15]。目前，一些学者就长江刀鲚肌肉营养组成[16-17]、不同生态型刀鲚肌肉营养差异[18]、不同养殖方式刀鲚肌肉营养差异[19-20]及不同时期刀鲚肌肉营养组成变化[21-24]等方面开展了研究，这些数据为长江刀鲚资源养护、开发及人工养殖提供了基础资料，而有关辽宁地区刀鲚肌肉营养成分分析的研究尚未见报道。笔者以采自辽宁大洋河的刀鲚繁殖群体为试验材料，研究其雌、雄个体繁殖前后肌肉营养成分、氨基酸组成及脂肪酸组成的变化，旨在为大洋河刀鲚营养学与能量生态学方面的研究提供科学依据，并为其人工养殖及人工饲料的研制提供必要的基础资料和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

繁殖前和繁殖后的刀鲚分别于2019年7月和2019年8月采自辽宁省丹东市大洋河水域(N 39°55′8″，E 123°38′53″)，捕获的刀鲚装入冰盒低温运至实验室。在7月采集的刀鲚中选取性腺处于Ⅲ～Ⅳ期的雌、雄个体各20尾作为繁殖前样本，在8月采集的刀鲚中选取性腺处于Ⅱ期的雌、雄个体各20尾作为繁殖后样本。解剖取背部和侧面肌肉样品，繁殖前后的肌肉样品按雌、雄分成2组，每组均分成3份，进行营养成分分析。选取样本：雌性体长(26.87±2.05) cm，体质量(65.24±19.00) g；雄性体长(24.47±2.75) cm，体质量(50.17±21.13) g。

1.2 试验方法

常规营养成分检测：采用恒温干燥法，在105 ℃的电热恒温烘箱中烘干至质量恒等后称量质量以测定水分(GB 5009.3—2016)；采用消化炉消化及全自动凯氏定氮仪测定粗蛋白(GB 5009.5—2016)；以石油醚作为提取剂进行索氏提取法测定粗脂肪(GB 5009.6—2016)；采用马福炉550 ℃高温灼烧法测定灰分(GB 5009.4—2016)。

氨基酸测定参照GB 5009.124—2016，肌肉样品脱脂处理(索氏提取法)，粉碎过80目筛，准确称取100 mg样品移入15 mL水解管，加8 mL 1∶1 盐酸溶液，充氮气封口，于110 ℃烘箱内水解24 h。冷却后摇匀过滤(0.45 μm过滤器)，超纯水定容至50 mL，取1 mL样品液于5 mL离心管，真空冻干机冻干。冻干后加1 mL 0.02 mol/L盐酸振荡摇匀，吸取上清液过0.45 μm过滤器后上机检测。所用仪器为1100型液相色谱分析仪，检测时分离柱柱温为57 ℃，反应温度为135 ℃，分离缓冲液流速为0.40 mL/min，茚三酮反应液流速为0.35 mL/min，波长为440 nm。胱氨酸测定参照GB 5009.124—2016，色氨酸测定方法为荧光分光光度法。

脂肪酸测定参照GB 5009.168—2016，称取均匀试样1 g，移入250 mL平底烧瓶中，准确加入2.0 mL十一碳酸甘油三酯内标溶液。加入约100 mg焦性没食子酸，加入几粒沸石，再加入2 mL 95%乙醇和4 mL水，混匀。加入盐酸溶液10 mL，混匀。将烧瓶放入70～80 ℃水浴中水解40 min。加入10 mL 95%乙醇，混匀。将烧瓶中的水解液转移到分液漏斗中，用50 mL乙醚石油醚混合液冲洗烧瓶和塞子，冲洗液并入分液漏斗中，加盖。振摇5 min，静置10 min。将醚层提取液收集到250 mL烧瓶中，重复3次。浓缩至干，残留物加入2%氢氧化钠甲醇溶液8 mL，连接回流冷凝器，(80±1) ℃水浴上回流，直至油滴消失。由回流冷凝器上端加入7 mL 15%三氟化硼甲醇溶液，在(80±1) ℃水浴中继续回流2 min。用少量水冲洗回流冷凝器。停止加热，从水浴上取下烧瓶，迅速冷却至室温。准确加入10～30 mL正庚烷，振摇2 min，再加入饱和氯化钠水溶液，静置分层。吸取上层正庚烷提取溶液大约5 mL，移至25 mL试管中，加入约3 g无水硫酸钠，振摇1 min，静置 5 min，吸取上层溶液到进样瓶中待测定。所用仪器为Agilent7890A气相色谱仪(FID检测器)，聚二氰丙基硅氧烷强极性固定相毛细管柱(100 m×0.25 mm×0.20 μm)进行分析。采用自动进样系统，进样口温度为250 ℃, 载气为高纯氮气，流速为19 cm/s，分流方式进样，分流比为50∶1。柱温采用程序升温法：140 ℃保持5 min，然后每分钟升高4 ℃，升至240 ℃后，保持10 min。检测器温度为260 ℃，脂肪酸标样由SIGMA公司提供。在上述色谱条件下，取单个脂肪酸甲酯标准溶液和脂肪酸甲酯混合标准溶液分别注入气相色谱仪，对色谱峰进行定性；将脂肪酸标准测定液及试样测定液分别注入气相色谱仪，以色谱峰峰面积定量。

1.3 营养价值评价

根据联合国粮农组织和世界卫生组织建议的氨基酸评分模式[25]和中国预防医学科学院营养与食品卫生所提出的全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式进行价值评估[26]，分别按下式计算氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)和必需氨基酸指数(EAAI)。

ASS=wp/wFAO/WHA

CS=wp/we

wa=wxa/wxp×6.25×1000

式中，wp为待测蛋白质氨基酸含量(%)，wFAO/WHA为FAO/WHA评分模式氨基酸含量(%)，we为全鸡蛋蛋白质同种氨基酸含量(%)，n为比较的必需氨基酸数目；A、B、C、…、J为试验蛋白质的氨基酸含量(%，干物质基础)；AE、BE、CE、…、JE为全鸡蛋蛋白质必需氨基酸含量(%，干物质基础)，wa为氨基酸含量(mg/g)，wxa为鲜样氨基酸含量百分比(%)，wxp鲜样粗蛋白含量百分比(%)。

1.4 数据处理与统计

试验数据采用Excel 2010和SPSS 17.0统计软件进行计算分析。试验数据以平均值±标准差表示，采用单因素方差分析，双因素方差分析，SNK检验和Duncan氏法多重比较组间差异，P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 性别与繁殖对大洋河刀鲚肌肉常规营养组成的影响

大洋河刀鲚繁殖前后常规营养成分见表1。无论产卵前还是产卵后，雌鱼的蛋白质含量均显著低于雄鱼(P<0.05)，水分、脂肪、灰分含量各组间差异均不显著(P>0.05)。产卵前后雌性个体的水分由(75.25±0.75)%降至(74.20±0.70)%，雄性个体的水分由(74.00±0.45)%降至(73.03±0.51)%；雌性个体的灰分含量略高于同期雄性个体；雄性个体在脂肪含量上略高于同期雌性个体。通过双因素方差分析发现，性别对肌肉中蛋白质含量有显著影响。

表1 繁殖前后刀鲚肌肉常规营养成分比较(湿质量) %

2.2 性别与繁殖对大洋河刀鲚肌肉氨基酸组成及营养评价的影响

检测到8种必需氨基酸和10种非必需氨基酸(表2)。氨基酸总量占鲜样的12.54%～14.75%，产卵前雌体<产卵后雌体<产卵后雄体<产卵前雄体。非必需氨基酸总量为7.62%～9.61%，产卵前雌体<产卵后雄体<产卵后雌体<产卵前雄体，其中含量最高的氨基酸是脯氨酸[(2.37±0.02)%]，高值出现在产卵后雄性个体；其次是谷氨酸[(1.40±0.02)%]，高值出现在产卵前后雄性个体以及产卵后雌性个体。必需氨基酸总量为4.92%～5.14%，产卵前雌体<产卵后雄体<产卵后雌体<产卵前雄体，其中含量最高的氨基酸是赖氨酸，其次是亮氨酸。

表2 4个群体刀鲚肌肉组织氨基酸组成及含量比较(湿质量) %

繁殖后雌鱼氨基酸总量(14.02%，湿质量)明显高于繁殖前(12.54%，湿质量)，而繁殖后的雄鱼氨基酸总量则较繁殖前有所下降。两个时期雌、雄刀鲚肌肉中脯氨酸、赖氨酸、谷氨酸及天冬氨酸含量相对较高。雌性刀鲚繁殖后肌肉中脯氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、丙氨酸、甘氨酸的含量显著升高，酪氨酸含量显著降低，其余氨基酸含量无显著变化。而雄性刀鲚繁殖后肌肉中组氨酸、甘氨酸、精氨酸、丙氨酸、酪氨酸及亮氨酸含量显著降低，脯氨酸含量显著升高，其余氨基酸含量无显著变化。通过双因素方差分析发现，性别、产卵前后及交互作用均对刀鲚肌肉中氨基酸含量有显著影响，特别是谷氨酸、脯氨酸和赖氨酸。

大洋河刀鲚繁殖前后必需氨基酸/总氨基酸为35.50%～39.23%，必需氨基酸/非必需氨基酸为55.03%～64.57%。以谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸和甘氨酸为参考，鲜味氨基酸总量为4.39%～5.08%，雌性刀鲚繁殖后比繁殖前总量有所升高。而雄性刀鲚则相反，鲜味氨基酸总量在繁殖后比繁殖前有所下降。

雌、雄刀鲚肌肉中必需氨基酸组成评价见表3。以氨基酸评分和化学评分来看，大洋河刀鲚肌肉中的赖氨酸的氨基酸评分均最高，其次是蛋氨酸+胱氨酸。依据氨基酸评分和化学评分判定，大洋河刀鲚的第一限制性氨基酸为色氨酸，第二限制性氨基酸是异亮氨酸和缬氨酸。

表3 雌、雄刀鲚肌肉中必需氨基酸评价

2.3 性别与繁殖对大洋河刀鲚肌肉脂肪酸组成的影响

大洋河刀鲚肌肉中脂肪酸组成见表4。共检测出18种脂肪酸，饱和脂肪酸7种，占脂肪酸总量的26.15%～38.04%，其中十六烷酸和十八烷酸占总脂肪酸比例较高；不饱和脂肪酸11种，包含4种单不饱和脂肪酸和7种多不饱和脂肪酸，占脂肪酸总量的64.33%～76.00%。单不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的45.86%～53.74%，其中十八烯酸和棕榈油酸的占比较高；多不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的16.55%～22.65%，其中二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸占比较高。产卵前后雌鱼肌肉中的多不饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸占比均显著变化(P<0.05)。通过双因素方差分析发现，性别对刀鲚肌肉中脂肪酸含量无显著影响，产卵前后不同时间对饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸的占比有显著影响，而交互作用只对饱和脂肪酸占比有显著影响。

表4 刀鲚肌肉的脂肪酸组成(占总脂肪酸) %

3 讨 论

3.1 性别与繁殖对大洋河刀鲚肌肉常规营养成分的影响

大洋河刀鲚作为洄游性鱼类，在几个月的繁殖过程中需要消耗大量的营养物质，尤其是雌鱼需要分配较多的能量供性腺发育，同时繁殖期间摄食量较小，从而容易造成能量损耗[27-28]。本试验结果显示，雌性刀鲚蛋白质含量显著低于雄性个体(P<0.05)，这在长江口凤鲚(C.mystus)[27]和美洲鲥(Alosasapidissima)[29]洄游性鱼类的研究中均有同样发现，再一次证明了洄游性鱼类中雌鱼的卵巢和卵细胞的发育需要消耗大量蛋白质，而雄鱼只消耗少量蛋白质用于精巢的发育。此外，长江刀鲚[21]产卵后肌肉脂肪含量较产卵前大幅下降，而大洋河刀鲚雌性个体繁殖后脂肪含量略有上升。这种差异可能是由样本采集时间不同造成的：本试验繁殖前后样本采集时间相对集中(7月和8月)，而已报道的长江刀鲚采集时间跨度较大(4月和6月)。鱼类洄游期间主要由脂肪供能[28]，脂肪消耗在鱼类洄游期间是一个持续的过程。因此，脂肪含量的变化有可能随样本采集时间跨度的增加而增加。

3.2 性别与繁殖对大洋河刀鲚肌肉氨基酸组成及含量的影响

在鱼类营养学中，氨基酸是评价其营养价值的重要指标之一。氨基酸含量的高低和构成比例，是决定蛋白质营养价值的重要因素。本试验结果表明，繁殖后雌鱼氨基酸总量(14.02%，鲜质量)明显高于繁殖前(12.54%，鲜质量)，这与长江刀鲚[21]产卵前后肌肉氨基酸含量变化趋势一致。这种雌雄在繁殖过程中氨基酸代谢差异的机制有待进一步研究。

联合国粮食及农业组织和世界卫生组织的理想模式是必需氨基酸与总氨基酸比值约0.4，必需氨基酸与非必需氨基酸比超过60%。本试验各组的必需脂肪酸与总氨基酸、必需氨基酸与非必需氨基酸比值均接近40%和60%，符合理想模式，说明两个时期的大洋河刀鲚均能提供质量较好的蛋白质。产卵前雌鱼的比值尤其接近，必需氨基酸与非必需氨基酸比值甚至超过60%，因此认为，产卵前的雌性刀鲚是最理想的蛋白源。大洋河刀鲚繁殖前后必需氨基酸指数为59.82～65.49，略低于长江刀鲚[17,19]、凤鲚[27]，但雌性个体必需氨基酸指数高于鳜鱼(Sinipercachuatsi，62.30)[32]、厚颌鲂(Megalobramapellegrini,61.75)[33]和黑尾近红鲌(Ancherythroculternigrocauda,63.64)[34]。由氨基酸评价指标可见，繁殖期大洋河刀鲚雌性个体蛋白质品质优于雄性个体。

以鲜、嫩而闻名的刀鲚，其肉质中的鲜味氨基酸的组成和含量在一定程度上起了关键作用。本试验中大洋河刀鲚的鲜味氨基酸总量为4.39%～5.08%，低于长江刀鲚(6.01%)[17]，但甘氨酸和丙氨酸的含量要高于长江刀鲚。有研究表明，谷氨酸和天冬氨酸这两种氨基酸为呈鲜味的特征性氨基酸，而甘氨酸和丙氨酸是呈甘味的特征性氨基酸[35]。对比产卵前后的雌性刀鲚，天冬氨酸、甘氨酸和丙氨酸的含量均有所上升，而雄鱼的甘氨酸和丙氨酸在后期有所下降。由此可见，繁殖后雌性群体和繁殖前雄性群体肉质更为鲜美。

3.3 性别与繁殖对大洋河刀鲚肌肉脂肪酸组成及含量的影响

脂肪酸是脂肪的组成部分，是生物体内必不可少的营养成分之一。繁殖前后大洋河刀鲚脂肪酸组成与长江刀鲚[23]相似。从繁殖前后脂肪酸组成变化来看，大洋河刀鲚繁殖后肌肉中饱和脂肪酸占总脂肪酸比例显著上升，而单不饱和脂肪酸占比和雌性刀鲚的多不饱和脂肪酸占比显著下降，该结果与长江刀鲚[21]产卵前后肌肉脂肪酸组成变化规律一致。已有的研究表明，长江刀鲚在卵巢成熟过程中肌肉饱和脂肪酸占比呈下降趋势[22]，而大洋河刀鲚繁殖后肌肉饱和脂肪酸中十六烷酸、十八烷酸、二十烷酸占比显著升高。可以推测，大洋河刀鲚上述几种脂肪酸在繁殖后优先得到恢复。对鱼类而言，单不饱和脂肪酸被认为是优先被分解为机体提供能量的脂肪酸[36-37]，本试验中刀鲚繁殖后肌肉中棕榈油酸和十八烯酸两种脂肪酸占比显著降低，这可能与两种脂肪酸参与洄游过程性腺发育和基础代谢有关[22,38]。二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸被认为是人和动物生长发育必需的脂肪酸[39]，大洋河刀鲚繁殖前后二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸占比为13.52%～18.89%，高于长江刀鲚产卵群体(8.27%)[17]、凤鲚(二十碳五烯酸4.44%，二十二碳六烯酸3.95%)、刀鲚(二十碳五烯酸5.51%，二十二碳六烯酸2.76%)及湖鲚(二十碳五烯酸5.55%，二十二碳六烯酸0.99%)[40]。

4 结 论

大洋河刀鲚是营养价值较好的优质鱼类，雌、雄个体在营养方面数值很接近，但繁殖前雌性刀鲚和繁殖后雄性刀鲚具有更好的食用价值与保健作用，且繁殖前雄性刀鲚和繁殖后雌性刀鲚的味道更加鲜美。