不同营养型水库对鳙形态性状和风味物质的影响

袁岩聪，何 航，刘 瑛，田庆兵，罗 辉，章 杰

(1.西南大学动物科学技术学院，重庆 402460；2.重庆三峡职业学院动物科技学院，重庆 404155；3.重庆市第十八中学，重庆 400023；4.重庆两江生态渔业发展有限公司，重庆 401120)

不同饲养环境可影响水产动物的生长发育、肌肉品质、风味形成、免疫性能等。水库已成为内陆水体重要的组成部分，截至2020年初，我国共兴建9.81万余座水库，其中4 722座大中型水库，按习近平总书记“十六字”治水思路和治水工作的要求，要充分地利用水库资源来发展生态养殖。研究表明，水库养殖产品与传统池塘养殖相比具有一定的优势。刘岩奇等研究指出，人工池塘鱼肉粗灰分含量显著高于水库养殖鱼，而粗脂肪含量显著降低。马玲巧研究表明，水库网箱养殖的斑点叉尾鮰与池塘养殖相比，前者肌肉具有高蛋白、低脂肪，富含风味氨基酸、矿物元素、EPA和DHA的特点。宋咏研究指出，库区放养的鲢()和鳙()肌肉品质优于池塘养殖。胡蓓娟研究显示，水库较池塘养殖鳙肉质更细，具有更好的持水力；而池塘养殖鳙腥味物质含量较高，口感腥味更重。PARMA等研究表明类似于水库养殖的野生比目鱼较集约化池塘养殖的饱和脂肪酸含量显著提高，且更“鲜味多汁”。然而，不同水库营养类型呈现不同的状态，对养殖产品的影响也不一致。比如，刘俊利报道了富营养型水库鳙的渐进体长和体重均高于中营养型水库。本课题组前期研究也指出，富、中营养型水库鳙粗脂肪含量显著高于贫营养型水库鳙；富营养型水库鳙粗蛋白显著高于中、贫营养型水库鳙。GHOZLAN等研究表明与富营养型农业排水养殖的尼罗罗非鱼()相比，贫营养型井水养殖的尼罗罗非鱼的体质量、特定生长率增加。鱼的形态性状作为与生长密切相关的重要经济性状，决定了生产者的经济效益，而消费者关注更多的则是鱼的营养价值和风味，这直接影响其购买欲望。

鳙作为我国特有的淡水经济养殖鱼类，具有生长速度快、抗病力强、肉质优良等特点，深受消费者青睐，且其饲养量在我国占主导地位。本研究以鳙为研究对象，分析比较不同营养型水库之间鳙体质量、形态性状和风味成分差异，并建立了不同营养型水库鳙的形态性状对体质量的多元回归方程，以期对鳙的水库生态养殖提供一定的参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验与试剂材料

根据SL 218-98《水库渔业营养类型划分标准》，选择重庆市内三座不同营养类型的天然水库：富营养型、中营养型和贫营养型水库。将规格约为(50.28±4.36)g的鳙放养于水库中，以天然饵料为食，不进行任何人工喂养，放养3年。不同营养型水库分别设置三个采样点，对其水质和浮游动植物情况进行检测，结果见表1。每个水库人工随机在采样点打捞50尾鳙同时使用丁香酚(成都市科龙化工试剂厂)对其进行短暂麻醉，立即测定其体质量和形态性状，然后不同营养型水库的鳙随机各取12尾置于冰上剖出内脏，用滤纸吸干体表血液和水分，去除鱼鳞和鱼皮，取脊椎两侧肌肉进行风味成分测定。

表1 不同营养型水库水体基本情况

实验试剂：正构烷烃标样购自成都市科龙化工试剂厂；GC-MS联用仪，美国Agilent公司；SPME萃取头(50/30 μm DVB/CAR/PDMS)美国Supelco公司。

1.2 体质量和形态性状的测定

使用电子天平称量体质量()，精确到0.01 g；使用直尺测量全长()和体长()，精确到0.01 cm；使用游标卡尺测量头长()、吻长()、背吻距()、尾柄长()、尾鳍长()、眼径()、尾柄高()、体高()和体宽()，精确到0.01 cm。

1.3 挥发性风味成分的测定

1.3.1 固相微萃取

准确称取6.0 g鱼肉绞碎后的样品，放入30 mL顶空瓶中，用聚四氟乙烯瓶盖密封，平衡10 min后将萃取头插入顶空瓶中，60 ℃恒温平衡15 min后吸附50 min，然后缩回萃取纤维头，从顶空瓶中拔出萃取头，将萃取头插入GC-MS进样口，在250 ℃下解析5 min，同时启动仪器采集数据。

1.3.2 GC-MS 检测条件

色谱条件：DB-5MS石英毛细色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm)，不分流模式进样；流量控制方式：线速度；柱流量 1.0 mL/min。初始温度40 ℃保持2 min，以4 ℃/min升温至174 ℃保持3 min，以2 ℃/min升温至178 ℃保持4 min，以4 ℃/min升温至220 ℃保持5 min。

质谱条件：电子轰击(EI)离子源；检测器电离能：830 eV；离子源温度：230 ℃；接口温度：230 ℃；ACQ方式：Scan；扫描速度：769 u/s；质量扫描范围：40～400。

1.3.3 定性定量方法

数据在NIST 08.LIB和NIST08s.LIB谱库进行检索，同时通过正构烷烃标样计算出各色谱峰的保留指数RI，并将RI与文献中的保留指数RIL比对进行确认，同时对总离子流量(TIC)色谱用峰面积归一化定量，得出各组分的相对百分含量。

1.4 数据处理

使用IBM SPSS Statistics 22.0软件进行单因素方差分析，如存在显著差异，用Duncan氏多重比较检验，<0.05表示差异显著，结果以“平均值±标准差”表示。将不同营养型水库鳙体质量设置为因变量，分别为、和，通过多元回归分析，剔除偏回归系数不显著的形态性状，构建不同营养型水库鳙体质量和形态性状的多元回归方程。计算公式为：

=+++…+

式中，为体质量；，…为形态形状指标；为常数项，，…为偏回归系数。

2 结果与分析

2.1 不同营养型水库鳙体质量和形态性状

由表2可知，富营养型水库鳙体质量、全长、头长、吻长、背吻距、尾鳍长、尾柄高、体高、体宽显著低于中、贫营养型水库鳙；中营养型水库鳙全长、背吻距显著高于贫营养型水库鳙；中营养型水库鳙体长显著高于富、贫营养型水库鳙；富、中营养型水库鳙尾柄长显著高于贫营养型水库鳙；贫营养型水库鳙眼径显著高于富营养型水库鳙，而富营养型水库鳙眼径显著高于中营养型水库鳙。

表2 不同营养型水库鳙体质量和形态性状

2.2 不同营养型水库鳙体质量与形态性状的相关性

如表3所示，构建的不同营养型水库鳙体质量和形态性状的回归方程相关系数达到0.9以上，且全长和体高是影响体质量的主要因素。

表3 不同营养型水库鳙体质量与形态性状回归分析

2.3 不同营养型水库鳙挥发性风味物质

如表4所示，不同营养型水库鳙肌肉中共鉴定出33种挥发性风味物质(富：15；中：21；贫：25)，其中醛类2种，酮类1种，醇类4种，酯类6种，烃类18种(烷烃10种，烯烃8种)，酚类1种。从种类来看，贫营养型水库鳙所含挥发性风味物质种类最多；从数量上来看，烃类是鳙肌肉中挥发性风味物质最多的组分(富：73.33%；中：52.38%；贫：64%)。8种挥发性风味物质在三种营养型水库中被检出，其中基本以贫营养型含量最高；12种挥发性风味物质在两种营养型水库中被检出；13种挥发性风味物质仅在一种营养型水库中被检出(图1)。此外，聚类分析显示富、中营养型水库挥发性风味物质较为相似。

表4 不同营养型水库鳙挥发性风味组分归类

图1 不同营养型水库鳙挥发性风味物质

3 讨论

3.1 不同营养型水库鳙体质量和形态性状

本研究结果显示鳙在水库中自然放养后体质量增长较低(600～750 g/年)，主要的原因可能有三点：一是鱼苗放养之前为人工饲养，放养入水库后有适应过程，如主动捕食；二是水库的营养物质并不能长时间持续地满足鳙的生长；三是水库面积宽广、环境复杂，鳙捕食、逃避危险等行为的运动消耗较大。于洪贤等研究指出水库鳙的体重生长曲线呈“S”形，早期生长速度快，个体达到一定大小后生长速度开始减慢，并逐渐向极限大小靠近，但具体的原因还有待进一步考证。此外，研究结果还显示不同营养型水库对鳙体质量及其形态性状有一定的影响，整体来看，中营养型水库有利于鳙的生长。不同营养型水库的氮、磷含量差异会导致浮游生物群落结构和底栖动物种类和数量的差异，造成鱼类食物组成的不同。郑陶生等研究指出鲢鱼肌肉粗蛋白和粗脂肪含量随着水体中氮、磷含量的增减而增减。王宇庭等研究指出，鲢、鳙对浮游生物压制的同时，也会受到浮游生物对其生长的影响。本研究的富、中、贫营养型水库所含浮游生物量分别为13.82、6.30和3.80 mg/L，表明富营养型水体中浮游生物种类和数量巨大，造成水体溶解氧含量波动较大，而贫营养型水体中浮游生物的种类和数量相对较少，无法满足鳙生长发育的营养需要。研究证实，营养、温度等环境因子的过量或不足均会对鱼类的生长发育造成负面影响。贾艳菊等研究也指出高营养状态对白鲦生长性能具有较大的负面影响。

3.2 不同营养型水库鳙体质量与形态性状的相关性

生长性状作为鱼类遗传育种的重要性状，其体质量和形态性状存在较高的相关性。目前，对不同生长阶段、地理位置、养殖环境对鱼类表型性状之间的相关性分析已有广泛研究。本研究结果显示全长和体高在不同营养型水库条件下均与鳙体质量有显著相关性。这与苏玉红等对青鱼()，袁美云等对施氏鲟()，程大川等对鲳鲹()的研究结果类似，体长和体高与体质量均呈现显著的正相关关系，并且对齐口裂腹鱼的研究也证实体长和体高对体质量具有显著的直接作用。一般来讲，全长和体高优异的个体具有更大的几何空间来储存脂肪、蛋白质等营养物质，进而促进体质量。形态性状作为生物体在长期进化过程中由基因决定而形成特有属性，其基因表达水平会随着环境的变化而改变，因此，本研究中鳙为适应不同营养型水库引起全长和体高发育的差异，进而影响体质量。然而，不同营养型水库鳙体质量除了均受到全长和体高的影响外，还受到其他形态性状的影响，但不同营养型水库之间有所不同(富：头长、尾鳍长；中：尾柄长、尾鳍长；贫：尾柄高、体宽)，说明不同营养型水库鳙的形态性状对体质量的影响是不同的，这可为后续的选育指明主要的参考性状。

3.3 不同营养型水库鳙挥发性风味物质

本研究在不同营养型水库鳙中均检测到壬醛和1-辛烯-3醇，且中营养型水库含量最高。壬醛是油酸氧化的产物，具有油脂香味和鱼腥味。1-辛烯-3醇是由亚油酸的氢过氧化物降解产生，具有蘑菇香气和泥土的气味，也与鲜鱼的腥味有关。中营养型水库具有恰当的氮磷比，浮游生物种类和数量丰富且适当，鳙能摄取均衡的食物，提高对营养物质的消化吸收，进而导致肌肉中壬醛和1-辛烯-3醇的沉积。烃类化合物是由脂肪酸烷氧自由基均裂产生的挥发性物质。酯类化合物作为常见的果香味挥发性风味物质，其气味阈值较低。本研究结果显示烃类和酯类在贫营养型水库的含量最高。鳙是滤食性鱼类，依靠鳃耙过滤水体中的浮游生物、有机碎屑、细菌凝聚体等“大颗粒”物质。随着富、中、贫营养型水库浮游动物量的依次减少，鳙转向摄取浮游植物，导致鳙进食和饱食程度的差异，代谢发生适应性变化，改变体内物质储存的状况，进而影响鳙风味物质的沉积。刘俊利指出，水库营养物质增加引起浮游动、植物种类和数量的增加，水体理化性质的改变，最终导致鲢鱼氨基酸总量和鲜味氨基酸的降低。此外，鳙也可通过渗透压由皮肤、鳃、鳍来吸收水体中的挥发性物质，进而直接影响鳙肉的味道。