两种养殖模式太湖鲂鲌肌肉营养特性及食用品质的比较分析

蒋文枰，程顺，贾永义，刘士力，迟美丽，郑建波，顾志敏

（浙江省淡水水产研究所，农业农村部淡水渔业健康养殖重点实验室，浙江省淡水水产遗传育种重点实验室，浙江 湖州 313001）

池塘内循环流水养殖（inner-circulation pond aquaculture,IPA）是2013 年我国引进的一项新养殖技术，是80∶20 池塘养殖模式的技术转型和升级。它将传统常规池塘养殖（usual pond aquaculture,UPA）的开放式散养通过工程化改造，创造性地整合成为池塘、设施和流水养殖“三合一”超高密度的新型现代集约化圈养模式，是水产养殖理念的革新和传统池塘养殖技术的革命性改变[1-3]，具有水资源利用效率高、节地高效、水体水质好及环境可控等优点，契合了水生态环境保护的理念[4]，据不完全统计，在江苏、浙江、上海、重庆等10 多个省市建成IPA 养殖系统2 000 条以上，是推进我国池塘养殖转型发展的主要模式之一。

刘梅等[4]、董立学等[5]和原居林等[6]研究表明：与UPA 模式相比，IPA 养殖模式下的鱼类不但具有低脂高蛋白，高EPA+DHA，科学合理的氨基酸、脂肪酸组成的营养特性和肌肉硬度、弹性高，口感细腻，肉质鲜美的食用品质，还具有更优的体型和更高的养殖成活率。太湖鲂鲌为翘嘴鲌（Culter alburnus）和团头鲂（Megalobrama terminalis）通过属间远缘杂交获得的国家水产新品种，兼具双亲生长快[7]、体型优[8]、肌间刺少[9]、营养价值高[10]等优点和明显的超亲优势。适合IPA 高密度养殖，具有较高的经济效益和养殖前景。本研究通过测定两种模式条件下养殖的太湖鲂鲌肌肉营养成分、矿物元素和质构特性，评价IPA 养殖模式下太湖鲂鲌鱼肉的营养特性和食用品质，以期为太湖鲂鲌新品种池塘内循环流水养殖技术的开发利用提供参考资料。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用IPA 模式和UPA 模式养殖的太湖鲂鲌均取自杭州余杭建光黑鱼专业合作社。两组鱼均来自同一批体质健康、规格整齐的冬片鱼种，放养初始体质量为（6.16±0.85）g。养殖期间，每日8:00 和16:00 投喂2 次翘嘴鲌专用配合饲料，投喂量为鱼体质量的1%～3%，并视前1 d 的摄食量适当调整。随鱼体生长适时调整饲料粒径。养殖296 d 结束时，两种模式各取鲜活鱼30 尾运回实验室分析，其中IPA 模式鱼体质量为（741.21±90.81）g，UPA 模式鱼体质量为（754.73±89.30）g。

1.2 营养成分测定

常规营养成分测定：水分采用直接干燥法（GB 5009.3-2016）[11]，灰分采用550℃马弗炉灼烧法（GB 5009.4-2016）[12]，粗脂肪采用索氏抽提法（GB 5009.6-2016）[13]，粗蛋白采用凯氏定氮法（GB 5009.5-2016）[14]。氨基酸含量参照GB 5009.124-2016 的方法进行测定[15]。脂肪酸组成参照GB 5009.168-2016的方法进行测定[16]。矿物元素含量参照[17]的方法进行测定。

1.3 肌肉质构特性测定

肌肉质构特性参照[18]的方法进行测定。

1.4 数据处理

结果用平均值±标准差（Mean±SD）表示，采用Excel 2019 进行数据处理，再用SPSS 22.0 进行独立样本t 检验显著性分析，P＜0.05 表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 常规营养成分差异分析

两种养殖模式鱼体肌肉的一般营养成分测定结果（表1），IPA 模式的鱼体肌肉粗蛋白含量显著高于UPA 模式（P＜0.05），而水分和粗脂肪含量则显著低于UPA 模式（P＜0.05），灰分含量两种模式无显著性差异（P＞0.05）。

表1 两种养殖模式太湖鲂鲌肌肉的常规营养成分（%,鲜重,n=6）Tab.1 Approximate nutrients in muscle of C.alburnus♀×M.amblycephala in two culture models（%,wet weight,n=6）

表1 两种养殖模式太湖鲂鲌肌肉的常规营养成分（%,鲜重,n=6）Tab.1 Approximate nutrients in muscle of C.alburnus♀×M.amblycephala in two culture models（%,wet weight,n=6）

注:同行上标不同小写字母表示差异显著（P＜0.05），无字母表示差异不显著（P＞0.05），下同Note:Means with different letters in the same columnare significant differences（P＜0.05）,and means with the same letter are not significantly different（P＞0.05）.et sequentia

2.2 氨基酸组成差异分析

由表2 可知，两种养殖模式鱼体肌肉中均检测到18 种氨基酸，其中，必需氨基酸（EAA）8 种、半必需氨基酸（HEAA）2 种和非必需氨基酸（NEAA）8种。其中，IPA 模式太湖鲂鲌肌肉的氨基酸总量（∑TAA）、必需氨基酸总量（∑EAA）、鲜味氨基酸总量（∑DAA）和∑DAA/∑TAA均显著高于UPA 模式（P＜0.05），而UPA 模式的∑EAA/∑TAA则显著高于IPA 模式（P＜0.05）。

表2 两种养殖模式太湖鲂鲌肌肉的氨基酸组成（g/100g,鲜重,n=6）Tab.2 Amino acid composition in muscle of C.alburnus♀× M.amblycephala in two culture models（g/100g,wet weight,n=6）

表2 两种养殖模式太湖鲂鲌肌肉的氨基酸组成（g/100g,鲜重,n=6）Tab.2 Amino acid composition in muscle of C.alburnus♀× M.amblycephala in two culture models（g/100g,wet weight,n=6）

从氨基酸组成上看，IPA 模式肌肉的Glu、Asp和Gly 等13 种氨基酸含量显著高于UPA 模式（P＜0.05），而UPA 模式的Lys 和Trp 含量则显著高于IPA 模式（P＜0.05），Met、Tyr 和Cys 含量两组无显著性差异（P＞0.05）。其中，IPA 模式的4 种呈味氨基酸（Asp、Glu、Gly 和Ala）含量均显著高于UPA 模式（P＜0.05）（表2）。

2.3 脂肪酸组成差异分析

由表3 可知，两种养殖模式下鱼体肌肉中均检测出12 种脂肪酸，其中饱和脂肪酸（SFA）4 种、单不饱和脂肪酸（MUFA）3 种、多不饱和脂肪酸（PUFA）5 种，其含量均为PUFA＞MUFA＞SFA。两种养殖模式下的鱼体肌肉中12 种脂肪酸含量均具有显著性差异（P＜0.05）。两组鱼的SFA均以棕榈酸（C16∶0）为主，IPA 模式中月桂酸（C12∶0）、硬脂酸（C18∶0）含量显著高于UPA 模式（P＜0.05），而UPA 模式则棕榈酸（C16∶0）和花生酸（C20∶0）含量显著高于IPA 模式（P＜0.05）；两组鱼的MUFA 均以反油酸（trans-C18∶1）为主，IPA 模式中棕榈油酸（C16∶0）含量显著高于UPA 模式（P＜0.05），而UPA 模式则肉豆蔻烯酸（C14∶1）和trans-C18:1 含量显著高于IPA 模式（P＜0.05）；两组鱼的PUFA 均以亚油酸（C18∶2n6）和二十二碳六烯酸（C22∶6n3，DHA）为主，其中，IPA 模式肌肉中α-亚麻酸（C18∶3n3）、二十碳五烯酸（C20∶5n3，EPA）和C22∶6n3（DHA）含量显著高于UPA 模式（P＜0.05），而UPA 模式则在C18∶2n6 和二十碳四烯酸（C20∶4n6）含量显著高于IPA 模式（P＜0.05），尤其是EPA 含量，IPA 模式为UPA 模式的1.41 倍。

表3 两种养殖模式太湖鲂鲌肌肉的脂肪酸组成（%,鲜重,n=6）Tab.3 Fatty acid composition in muscle of C.alburnus♀× M.amblycephala in two culture models（%,wet weight,n=6）

表3 两种养殖模式太湖鲂鲌肌肉的脂肪酸组成（%,鲜重,n=6）Tab.3 Fatty acid composition in muscle of C.alburnus♀× M.amblycephala in two culture models（%,wet weight,n=6）

2.4 矿物元素含量差异分析

两种养殖模式鱼体肌肉的矿物元素含量见表4。由表4 可知，两种模式的鱼体肌肉均富含人体所需的钾（K）、钙（Ca）、钠（Na）、镁（Mg）等常量元素和锌（Zn）、铁（Fe）、铜（Cu）、锰（Mn）等微量元素，常量元素中K 含量最高，分别达2 415.67 mg/kg 和1 944.67 mg/kg，其次为Ca，微量元素均以Zn 含量最高，分别达6.53 mg/kg 和5.69 mg/kg，其次为Fe。IPA 模式的K 和Zn 显著高于UPA 模式（P＜0.05），而Ca 和汞（Hg）则显著低于UPA 模式（P＜0.05），其他矿物元素含量两组间差异不显著（P＞0.05）。样品中有害重金属镉（Cd）未检出，铅（Pb）和Hg 含量均低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》[19]中规定的鱼类Pb（1.0 mg/kg）和Hg（0.5 mg/kg）限量指标。

表4 两种养殖模式下太湖鲂鲌肌肉的矿物元素含量（mg/kg,鲜重,n=6）Tab.4 Mineral element composition in muscle of C.alburnus♀× M.amblycephala in two culture models（mg/kg,wet weight,n=6）

表4 两种养殖模式下太湖鲂鲌肌肉的矿物元素含量（mg/kg,鲜重,n=6）Tab.4 Mineral element composition in muscle of C.alburnus♀× M.amblycephala in two culture models（mg/kg,wet weight,n=6）

2.5 质构特性差异分析

两种养殖模式鱼体背部肌肉质构特性分析见表5。由表5 可知，除内聚性无显著性差异外（P＞0.05），IPA 模式肌肉的质构特性在硬度、胶黏性、咀嚼性和弹性等均显著高于UPA 模式（P＜0.05）。IPA 模式太湖鲂鲌肌肉的硬度、胶黏性、咀嚼性和弹性分别是UPA 模式的1.29 倍、1.13 倍、1.31 倍和1.14 倍。

表5 两种养殖模式下太湖鲂鲌肌肉的质构特性Tab.5 Texture in muscle of C.alburnus ♀×M.amblycephalain two culture models

表5 两种养殖模式下太湖鲂鲌肌肉的质构特性Tab.5 Texture in muscle of C.alburnus ♀×M.amblycephalain two culture models

3 讨论

3.1 太湖鲂鲌肌肉的常规营养成分分析

蛋白质和脂肪含量决定鱼肉的营养价值[20]。本研究中，IPA 模式鱼肉的粗蛋白含量显著高于UPA模式（P＜0.05），而水分和粗脂肪含量显著低于UPA模式（P＜0.05）。因此，IPA 模式下太湖鲂鲌具有低脂、高蛋白的营养组成特点。适宜的运动在提高肌肉蛋白质含量的同时，还能促进脂代谢[21,22]。李秀明[23]研究也表明：鱼肉的营养成分不但与其特性和生理机能密切相关，还受其生存环境的直接影响。两种模式的最大不同在于：IPA 模式长期持续水流，促使鱼体持续性运动，导致太湖鲂鲌代谢速率和蛋白质的合成、转化效率大于分解，提高了鱼体肌肉蛋白质含量。同时，肌肉中的糖原不断消耗，为保证持续性运动所需的能量，需要分解利用储存在鱼体肌肉中的脂肪，从而降低肌肉中的脂肪含量[4,6,22,24]。这可能是IPA 模式太湖鲂鲌肌肉低脂高蛋白营养组成特点的主要原因。

3.2 太湖鲂鲌肌肉的氨基酸组成分析

蛋白质是人体的第一营养要素，在膳食营养结构中具有十分重要的作用。蛋白质的营养价值不仅在于含量，更取决于质量，即氨基酸组成和含量[10,25]。本研究中，两种养殖模式鱼体肌肉均检测出18 种氨基酸，IPA 模式太湖鲂鲌肌肉的∑TAA、∑EAA、∑DAA和∑DAA/∑TAA含量均显著高于UPA 模式（P＜0.05），而除Lys 和Trp，UPA 模式显著高于IPA 模式（P＜0.05），Met、Tyr 和Cys 两组无显著性差异（P＞0.05）外，其他13 种氨基酸，IPA 模式均显著高于UPA 模式（P＜0.05）。鱼肉的鲜美程度由蛋白质中DAA 的组成和含量决定[26]。在一定程度上，∑DAA/∑TAA比例越大，味道越鲜美。其中，Glu 和Asp 为呈鲜味的氨基酸，Ala 和Gly 则为呈甘味的特征氨基酸，可产生甜味，去除苦味，增加鲜味[27]。IPA 模式4 种呈味氨基酸和∑DAA，均显著高于UPA 模式，其中∑DAA甚至超过了∑EAA。张昌颍等[28]的认为，Glu 是鲜味最强的氨基酸，而庄平等[29]认为，Glu 是人体多种生物活性物质合成和脑组织生化代谢所需的重要氨基酸，而两种养殖模式太湖鲂鲌蛋白质含量最高的氨基酸均为Glu。这可能是IPA 养殖模式导致太湖鲂鲌运动量增加，而适宜的运动能够增强鱼类的肠道功能，对饲料的消化和吸收能力提高（特别是必需氨基酸和鲜味氨基酸），从而促使太湖鲂鲌肌肉中的∑TAA、∑EAA和∑DAA增加，更接近于野生状态下的食用风味[4]。因此，IPA 模式下的太湖鲂鲌具有更高的营养价值和更鲜美的口感风味。

3.3 太湖鲂鲌肌肉的脂肪酸组成分析

脂肪酸是鱼肉烹调过程中产生香气不可或缺的关键物质，而脂肪酸中的PUFA 含量还能在一定程度上决定鱼肉的风味和多汁性[30]。本研究中，两种养殖模式太湖鲂鲌脂肪酸含量排序均为PUFA＞MUFA＞SFA，其中，ΣPUFA/ΣSFA比值分别为1.96和1.89。PUFA 分为n-3 和n-6 两个系列，具有特殊的生物活性,在生物系统中具有广泛的功能[31]。n-3系列的PUFA 无法在人体内合成，而必须从膳食中摄取，其中最为重要的是具有“脑黄金”之称的EPA和DHA，其能有效预防人类心血管疾病，对人体健康具有十分重要的营养作用，是人和动物生长发育的必需脂肪酸[10,17,30,32,33]。本研究两组鱼的PUFA 均以C18∶2n6 和C22∶6n3（DHA）为主，IPA 模式C20∶5n3（EPA）和DHA显著高于UPA模式（P＜0.05），尤其是EPA 含量，IPA 模式为UPA 模式的1.41 倍。因此，IPA 模式太湖鲂鲌具有优质的脂肪酸营养组成和有利健康的营养作用。两种模式鱼体脂肪酸的组成差异可能是环境因子、食物摄入以及运动状态等因素造成，但其具体作用机制尚不明确，运动对鱼类脂肪代谢影响及其作用机理还有待进一步的研究。

3.4 太湖鲂鲌肌肉的矿物元素组成分析

矿物元素对维持人体生长发育、酸碱平衡调节和物质代谢等生理功能具有重要作用[34,35]。两种养殖模式鱼体肌肉均富含人体所需的K、Ca、Na、Mg等常量元素，Zn、Fe、Cu、Mn 等微量元素。两种养殖模式鱼体常量元素含量最高的均为K，分别达2 415.67 mg/kg 和1 944.67 mg/kg，微量元素则均以Zn的含量为最高，分别达6.53 mg/kg 和5.69 mg/kg。其中，IPA 模式的K 和Zn 显著高于UPA 模式（P＜0.05），Ca 则显著低于UPA 模式（P＜0.05），同时，IPA 模式的Fe 含量也高于UPA 模式。这可能与各元素的生理生化功能有关。K 的主要作用是维持酸碱平衡，参与能量代谢以及维持正常的神经肌肉功能；Fe 是构成血红蛋白，参与氧气的运输，是肌红蛋白及细胞色素酶和过氧化物酶等的必需组成成分[17]；Zn则通过多种酶参与能量代谢、氧化还原以及蛋白质和DNA 合成等生理生化功能[27]，均与在IPA 模式下太湖鲂鲌需要持续运动密切相关，而Ca 是机体骨骼组织的重要组成成分，因此，IPA 模式下鱼体维持高强度的游泳运动需要更为强大的骨骼组织，鱼体中的Ca 大量参与骨骼组织的发育，导致鱼体肌肉中Ca 含量下降，但其作用机理有待进一步探索。样品未检出有害重金属Cd，而Pb 和Hg 含量均低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》中规定的鱼类Pb（1.0 mg/kg）和Hg（0.5 mg/kg）限量指标。因此，太湖鲂鲌具有丰富、均衡的矿物质含量，可作为补充人体矿物质营养的安全膳食来源，IPA 养殖模式的太湖鲂鲌尤为理想。

3.5 太湖鲂鲌肌肉的质构特性分析

水产品的食用口感由质构特性决定[36]，而质构特性是鱼体肌肉的重要物理特性，评价鱼肉品质的重要指标，与营养、风味及外观共同组成四大食品品质要素[37-39]。其由硬度、弹性、胶黏性、内聚性和咀嚼性等品质评价指标组成，其中以咀嚼性、硬度和弹性三个指标最为关键[40]。本研究中，IPA 模式肌肉的硬度、弹性、胶黏性和咀嚼性等均显著高于UPA模式（P＜0.05），分别是UPA 模式1.29 倍、1.13 倍、1.31 倍和1.14 倍。硬度、咀嚼力和脂肪成反比[41]，过高的脂肪含量会导致肌肉机械强度降低[42,43]，造成肉质松软，口感较差，肌肉品质下降。而在IPA 养殖模式水流的作用下，太湖鲂鲌运动量显著增加，肌肉脂肪含量降低，肉质硬度、弹性和咀嚼性增强。而DI Monaco[44]等和林婉玲等[45]的研究表明：鱼肉的硬度、咀嚼性和弹性越高，肉质的口感越好。因此，IPA养殖模式下的太湖鲂鲌肉质爽脆，口感和食用品质明显优于UPA 模式。