几种鱼类胶原蛋白营养生理的初探

王正阳 张铭枭 王萧 郝亭亭 严晖 史庆超 荣华 孔令富

摘要 [目的]对云南昆明本地饲养的9种鱼类胶原蛋白营养生理进行分析和评估。[方法]选取9种鱼类，对其进行粗蛋白和胶原蛋白含量测定，并挑选4种食性不同的鱼类进行col1a1基因表达水平测定。[结果]9种鱼类粗蛋白含量以加州鲈最高（占全鱼总重的20.84%），鳜鱼次之（占比为20.10%）;鱼类胶原蛋白含量最高的为裂腹鱼（7.65 μg/g），鳙鱼次之（6.58 μg/g）。4种鱼类中，col1a1基因表达水平最高的为裂腹鱼，且与其他3种鱼类的表达水平间差异显著（P<0.05）。[结论]该研究可为实际生产过程中胶原蛋白原材料的选取提供理论参考。

关键词 鱼类;胶原蛋白;差异表达基因

中图分类号 TS 254.9文献标识码 A文章编号 0517-6611（2022）02-0180-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.02.049

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Preliminary Study on Nutritive Physiology of Several Fish Collagen Proteins

WANG Zheng-yang1，ZHANG Ming-xiao1，WANG Xiao2 et al

（1.Plateau Aquacultural College， Yunnan Agricultural University， KunMing， Yunnan 650201;2.Key Laboratory of Plateau Fishery Resources Conservation and Sustainable Utilization in Universities of Yunnan Province， Kunming， Yunnan 650201）

Abstract [Objective] To analyze and evaluate the nutritional physiology of collagen in 9 species of fish raised locally in Kunming， Yunnan Province.[Method] The content of crude protein and collagen in 9 species of fish were determined， and the expression level of col1a1 gene in 4 species of fish with different diets was determined.[Result] The crude protein content of california perch was the highest （20.84% of total body weight）， followed by mandarin fish （20.10%）.The highest collagen content was found in schizobelly fish （7.65 μg/g）， followed by bighead fish （6.58 μg/g）.The highest expression level of col1a1 gene was found in schizobelly fish， and there was significant difference between the expression level of col1a1 gene and the other three species （P<0.05）.[Conclusion] This study can provide a theoretical reference for the selection of collagen raw materials in the actual production process.

Key words Fish;Collagen;Differentially expressed genes

基金項目 云南省农业基础研究联合专项（2018FG001-044）;内江师范学院四川省重点实验室开放基金项目（NJTCCJSYSYS12）。

作者简介 王正阳（1993—），男，河南周口人，硕士研究生，研究方向：生态渔业资源和水产动物养殖。

*共同通信作者：荣华，实验师，博士，从事水产动物营养学研究;孔令富，副教授，硕士，从事水产种质资源保护与利用研究。

收稿日期 2021-04-13;修回日期 2021-05-21

我国是淡水鱼养殖第一大国[1]，淡水鱼养殖技术日益成熟，而且不再局限于大宗淡水鱼的养殖，越来越多的鱼类品种被不断开发利用，而对不同鱼类的粗蛋白、粗脂肪、水分、灰分和胶原蛋白等的测定并对比分析，对鱼类的品种开发及利用具有重要意义[2]。如今胶原蛋白的结构和功能被广泛研究，这主要由于胶原蛋白的功能与其三重螺旋结构，这种三重螺旋结构非常稳定，而且还有低免疫原性和良好的生物相容性等优良的性质，是胶原蛋白被多个行业所应用的重要原因[3-5]。水产类动物的胶原蛋白也越来越多的被利用，如在保健品行业中，根据陈静等[6]的研究，一种米鱼鳔可制作成保健酒。而迟长凤等[7]则研究发现，可从大黄鱼的鱼鳔中提取降血压的肽。特别是最近几年，随着生活水平的提高，鱼胶原蛋白作为一种美颜养生的滋补品，逐渐为人们所推崇，已有不少鱼胶原蛋白产品被生产[8-10]。随着人们对优质胶原蛋白的追求，对鱼胶原蛋白类产品的开发利用有较好的前景。目前胶原蛋白的生产来源主要依赖于陆地生物（主要为猪和牛），价格偏高，相对比而言，水产动物是胶原蛋白较为经济、实用和安全的来源，但因水产动物的胶原蛋白加工复杂等原因未能打开市场，这是胶原蛋白加工业面临的主要困境。为此，笔者对几种鱼类的胶原蛋白含量进行测定分析，以期为胶原蛋白的原材料选取提供参考[11-13]。

1 材料与方法

1.1 材料

在昆明市农贸市场，购买青鱼、高背鲫、加州鲈、草鱼、鳙鱼、鲢鱼、鳜鱼、虹鳟和裂腹鱼各数只，每种选取10尾，进行屠宰后粉碎干燥，备用。

1.2 测定指标

蛋白质含量采用凯氏定氮法测定;胶原蛋白含量的测定参照羟脯氨酸（Hyp）测定试剂盒（碱水解法）说明书的方法进行。总RNA的提取参照TIANGEN DP419试剂盒说明书的方法进行，差异基因的荧光定量验证参照TSK302S试剂盒说明书的方法进行。

1.3 数据统计与分析

使用Excel表格整理这几种鱼类的原始数据，所有试验数据采用SPSS 21.0软件进行单因素方差分析，差异显著时进行LSD多重比较，试验数据以“平均数±标准误”表示[14]。

2 結果与分析

2.1 粗蛋白的测定与分析

由表1可知，9种鱼类粗蛋白含量最高是加州鲈，为20.84%;鳜鱼次之，粗蛋白占比为20.10%;鲢鱼粗蛋白含量最低，粗蛋白占比为18.31%。其中，加州鲈粗蛋白的含量显著高于青鱼、鲢鱼、草鱼、裂腹鱼、鳙鱼、鳜鱼、虹鳟和滇池高背鲫（P<0.05）;鲢鱼粗蛋白的含量显著低于加州鲈、裂腹鱼、鳙鱼和鳜鱼（P<0.05）。草鱼的粗蛋白含量为19.18%，与青鱼、鲢鱼、鳙鱼、虹鳟和滇池高背鲫的粗蛋白含量差异均不显著（P>0.05），是与其他鱼类相比差异性不显著种类最多（5种）的鱼类。

2.2 胶原蛋的测定与分析

由表1可知，9种鱼类胶原蛋白含量最高的为裂腹鱼，其胶原蛋白含量为7.65 μg/g;鳙鱼次之，其胶原蛋白含量为6.58 μg/g，滇池高背鲫胶原蛋白含量最低，为3.15 μg/g。其中，裂腹鱼胶原蛋白含量显著高于鳜鱼、滇池高背鲫、青鱼、鲢鱼、虹鳟、草鱼和加州鲈（P<0.05）。滇池高背鲫胶原蛋白含量显著低于鳜鱼、青鱼、裂腹鱼、虹鳟、加州鲈和鳙鱼（P<0.05）。此外，虹鳟胶原蛋白含量为4.56 μg/g，与鳜鱼、青鱼、鲢鱼、草鱼胶原蛋白含量差异性均不显著（P>0.05），是与其他鱼类相比差异性不显著种类最多（4种）的鱼类。

2.3 col1a1基因表达水平比较分析

从9种鱼中挑选4种有代表性的鱼类进行基因的荧光定量验证，结果表明：4种鱼类，裂腹鱼的col1a1基因表达水平均高于草鱼、鳜鱼和滇池高背鲫，且与草鱼、鳜鱼和滇池高背鲫间的差异性显著（P<0.05）;鳜鱼的col1a1基因表达水平仅次于裂腹鱼，高于草鱼和滇池高背鲫;滇池高背鲫的col1a1基因表达水平最低，但与草鱼间的差异性不显著（P>0.05）（图1）。

3 讨论与结论

从食性上分析，加州鲈和鳜鱼是典型的动物性食性鱼类，而裂腹鱼属于偏杂食性鱼类，可见粗蛋白含量是动物性食性鱼类偏高，偏动物性杂食性鱼类含量居中，偏植物性杂食性鱼类含量偏低[15]。而胶原蛋白作为蛋白质的一种，并不是粗蛋白含量越高胶原蛋白含量就越高，鱼类体内的胶原蛋白含量除了品种外，还与环境因素有关。9种鱼类的胶原蛋白含量大小分别为：裂腹鱼>鳙鱼>加州鲈>鳜鱼>虹鳟>青鱼>草鱼>鲢鱼>滇池高背鲫。该试验研究中并没有直接数据可证明胶原蛋白的含量与该动物的食性有直接关系。不同食性的鱼类可能会引起胶原蛋白含量的差异，但食性对胶原蛋白含量的影响还需进一步的研究。该研究认为，在相同的生长气候环境下，物种之间的胶原蛋白含量存在较大的差异。

Ⅰ 型胶原蛋白占骨骼有机质成分的90%以上[16]，对于生物力学性能至关重要，也是保证胶原蛋白数量、质量和胶原三螺旋结构的重要蛋白。研究显示，col1a1基因缺陷的动物表现为胶原蛋白数量减少或质量异常和胶原三螺旋结构紊乱，以及成骨不全[17-18]。col1a1基因表达量较低或是发生突变，均将改变鱼类的生长发育。该试验结果显示，col1a1基因表达量与鱼体内的胶原蛋白呈正相关，与上述研究结果一致。该试验中，在4种鱼类中，胶原蛋白含量均为裂腹鱼最高，且其col1a1基因表达量高于草鱼、鳜鱼和滇池高背鲫，鱼类col1a1基因的表达量与鱼体内的胶原蛋白含量大小一致。表明胶原蛋白的合成与col1a1基因表达量有密切的关联。

该研究综合得出，9种鱼类中，裂腹鱼粗蛋白含量偏高，胶原蛋白含量最高，比其他几种鱼类更适合作为胶原蛋白的原材料。

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