半咸水和淡水养殖模式下刀鲚肌肉的营养成分

施永海，徐嘉波，袁新程，杨 明，张忠华，谢永德，税 春

(上海市水产研究所，上海市水产技术推广站，上海 200433)

刀鲚 (Coilia nasus)又名长颌鲚，俗名刀鱼，隶属鲱形目(Clupeiformes)鳀科(Engraulidae)鲚属(Coilia)，是江海洄游鱼类，中国通海的江河水系及近海均有分布[1-3]，以长江刀鲚远近闻名，市场上常把刀鲚分为长江洄游的“江刀”、淡水水域定居型的“湖刀”和近海洄游前的“海刀”3 种[4]。中国政府实施的长江十年禁捕，“江刀”和 “湖刀”也禁止捕捞和销售，在市场能销售的只有养殖的刀鱼和“海刀”。随着长江“禁捕线”的东扩，海捕刀鲚的区域也随之减少，2021 年“海刀”一度炒至14 000～16 000 元/kg。

盐度是养殖水环境的重要因子，盐度的改变可直接影响水产动物体内的渗透压调节等生理活动，进而影响水产动物的摄食[5]、生长发育[6-8]、存活[6-7]、生理生化[8-10]、能 量代 谢[8-10]、消化[11]、免疫[10-12]和肌肉品质[12-15]等。当鱼类生活的环境盐度变化时，鱼类需要消耗额外的能量，通过酶和转运蛋白生物合成和功能发挥来调节其机体的渗透压[6,8,16]。目前，相关研究主要集中于盐度对刀鲚仔稚鱼生长[7,9]、存活[7]、抗氧化应激[9]、渗透压调节[9]、非特异性免疫水平[11]、消化酶活性[11]、生理生化[10]和水通道蛋白1 的表达量[17]等的影响，而盐度对刀鲚营养成分影响的研究较少，仅有野生刀鲚两种生态类群(“江刀”和“海刀”)鱼肉营养组成的比较[4]。野生和人工养殖的鱼类对盐度的适应性不一样，对营养积累也不一样。本研究对淡水和半咸水生态养殖模式下刀鲚的肌肉进行营养成分分析、品质评价与比较，旨在全面分析不同盐度养殖模式下刀鲚体内营养储存特征，为人工养殖刀鲚提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验用刀鲚为上海市水产研究所奉贤五四实验基地自行繁育，经过池塘养殖至次年3—4 月的1 龄幼鱼(表1)。实验池塘为露天池塘，水深约1.5 m。实验用淡水为当地河水(盐度0.4～1.0)，半咸水为当地河口水(盐度10～15)。

表1 刀鲚池塘养殖的基本情况Tab.1 Basic conditions of C. nasus cultured in pond

1.2 实验设计与管理

养殖实验设2 组，即半咸水生态养殖塘(W1-6#，6 000 m2，半咸水组)和淡水生态养殖塘(淡水组)(W4#，1 667 m2)。半咸水组：刀鲚混养于菊黄东方鲀(Takifugu flavidus)养殖池塘(规格54.9 g、放养密度12 720 尾/hm2)，同时套养脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda，放养密度22.5 kg/hm2)。淡水组：刀鲚混养于暗纹东方鲀(T.obscurus)养殖池塘(规格167.55 g、放养密度12 000 尾/hm2)，同时套养日本沼虾(Macrobrachium nipponense) (放养密度27 kg/hm2)。

实验期间，暗纹东方鲀投喂粗蛋白含量为45%的鳗鱼粉状饲料，和水做成面团状，每天投喂2 次(8：30 和14：30)，以投喂2 h 后无残饵为准。刀鲚的饵料以本池塘中生物活饵为主，生物饵料主要包括大型桡足类、枝角类和仔虾、幼虾等，不投喂人工饲料。每2 周检测池塘中的饵料生物，生物量低于1 个/L，需及时补充[14]。每2周换水1/3，用水经60 目网过筛后使用。养殖实验从2020 年的3—4 月开始，至10 月下旬结束。养殖水质指标：自然水温为15.6～32.4 °C，pH 为8.22～8.63，DO≥6.95 mg/L，TAN≤0.25 mg/L，NO2-N≤0.13 mg/L。

1.3 取样与测定方法

刀鲚养殖实验结束时，每组随机捞取12 尾，平均分为3 个重复(表1)。然后在冰盘上解剖去皮、去内脏，取肌肉并保存于-80 °C 冰箱[18]。本实验所有操作严格遵守实验动物福利伦理和动物实验安全审查规范，并按照水产动物实验伦理审查委员会制定的规章制度执行。

肌肉的水分、粗蛋白、粗脂肪和粗灰分含量分别按照GB/T 5009.3—2003 105 °C 烘干法、GB/T 6432—1994 凯氏定氮法、氯仿甲醇法和GB/T 5009.4—2003 550 °C 灼烧法等测定[18]。肌肉冻干样中的胱氨酸和色氨酸含量分别按GB/T 15399—1994 氧化酸解法和GB/T 18246—2000 碱水解法测定[18]，其余氨基酸含量按GB/T 5009.124—2003盐酸水解法测定[18]。脂肪酸相对含量按照GB/T 22223—2008 的峰面积归一化法测定[18]。

1.4 营养品质评价方法

肌肉蛋白质品质评价方法采用氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)、必需氨基酸指数(EAAI)及支链氨基酸与芳香族氨基酸的比值(F值)等，方法参照相关文献[18-20]。

1.5 数据分析

用SPSS 17.0 软件处理数据，采用mean±SD表示，用独立样本t检验比较淡水组和半咸水组之间的差异[21]，P<0.05 表示差异显著。

2 结果

2.1 常规营养成分

半咸水组刀鲚肌肉的粗脂肪含量(7.27%)显著高于淡水组(4.30%) (P<0.05)。半咸水组刀鲚肌肉的水分含量和灰分含量(72.54%和1.32%)均显著低于淡水组(76.85%和2.06%) (P<0.05)，两组的粗蛋白含量(20.68%和22.06%)差异不显著(P>0.05) (表2)。

表2 半咸水和淡水组刀鲚肌肉的常规营养成分Tab.2 Common nutrient composition in muscle of C. nasus cultured in brackish and fresh water groups %

2.2 氨基酸组成及含量

半咸水和淡水组的刀鲚肌肉冻干样中含量较多的4 种氨基酸均为谷氨酸、天冬氨酸、赖氨酸和亮氨酸(表3)。除了色氨酸和胱氨酸在两组间没有显著差异，其余16 种氨基酸在半咸水组中的含量均显著低于淡水组(P<0.05)，导致半咸水组刀鲚肌肉中TAA、EAA、HEAA、NEAA 和DAA 占肌肉干重百分含量均低于淡水组(P<0.05)，而EAA/TAA、EAA/NEAA 在两组间无显著差异，半咸水组DAA/TAA (40.32)显著低于淡水组(40.68)(P<0.05)。

表3 半咸水和淡水组刀鲚肌肉的氨基酸组成及含量(干重基础)Tab.3 Amino acid composition and content in muscle of C. nasus cultured in brackish and fresh water groups

2.3 营养品质评价

半咸水组的刀鲚必需氨基酸指数(EAAI)(58.59)显著低于淡水组(72.04)，而F值(2.44)高于淡水组(2.35) (表4)。

表4 半咸水和淡水组刀鲚肌肉营养品质评价Tab.4 Nutritional quality in muscle of C. nasus cultured in brackish and fresh water groups mg/g

2.4 脂肪酸组成及含量

检测了C6～C24 的37 种脂肪酸，结果显示，半咸水和淡水组刀鲚肌肉干样中有28 种脂肪酸(表5)，两组中脂肪酸含量排名前3 的脂肪酸均为C18:1n9c、C16:0 和C16:1。

表5 半咸水和淡水组刀鲚肌肉脂肪酸组成及实际含量 (干重基础)Tab.5 Fatty acid composition and actual content in muscle of C. nasus cultured in brackish and fresh water groups(dry weight basis) mg/g

比较半咸水和淡水组刀鲚肌肉干样中各脂肪酸的实际含量，其中17 种脂肪酸的含量[C12:0、C14:0、C15:0、C17:0、C20:0、C22:0、C24:0、C14:1、C16:1、C18:1n9t、C20:1n9、C22:1n9、C24:1n9、C18:2n6t、C22:2、C20:4n6、C20:5n3(EPA)]在两种模式之间无显著差异，其余11 种脂肪酸的含量在两组间有显著差异(P<0.05) (表5)。半咸水组的C16:0、C18:0、C18:1n9c、C22:5n3 (DPA)和C22:6n3 (DHA)的含量 (67.30、9.75、117.26、3.97 和15.50 mg/g)显著高于淡水组(41.19、6.47、66.77、2.64 和6.60 mg/g) (P<0.05)，而半 咸水 组(dry weight basis) %的C18:2n6c 和C18:3n3 的含量(3.77 和2.04 mg/g)显著低于淡水组的(7.24 和7.72 mg/g) (P<0.05)。C14:0、C16:1、C20:4n6 和C20:5n3 (EPA)的含量两组间无显著差异(P>0.05)，含量分别为5.45 和5.52 mg/g、16.86 和14.81 mg/g、3.23 和3.76 mg/g、8.92 和9.52 mg/g (表5)。

半咸水组总饱和脂肪酸(∑SFA，85.73 mg/g)和总单不饱和脂肪酸的含量(∑MUFA，137.57 mg/g)显著高于淡水组(57.87 和83.11 mg/g) (P<0.05)。总多不饱和脂肪酸的含量(40.99 和44.56 mg/g)和∑SFA/∑UFA(0.48 和0.45)在两组间均无显著差异(P>0.05) (表5)。半咸水组的EPA+DHA总量(24.42 mg/g)显著高于淡水组(16.12 mg/g) (P<0.05)。两种模式间的n3PUFA 总量(30.76 和27.29 mg/g)无显著差异(P>0.05)。半咸水组的n6PUFA总量(7.84 mg/g)显著低于淡水组(12.88 mg/g) (P<0.05)，导致半咸水组的∑n3PUFA/∑n6PUFA(3.93)显著高于淡水组(2.10) (P<0.05)。

3 讨论

3.1 半咸水和淡水养殖模式对刀鲚肌肉常规营养成分的影响

水产动物生活环境的盐度对其肌肉常规营养成分会产生影响。大多数研究证实，因为高盐环境的渗透压相对较高，鱼类因为渗透调节而造成体内水分的损失[15]，在一定盐度范围内，鱼类肌肉的水分含量随环境中盐度上升而下降，如日本鳗鲡(Anguilla japonica)[15]、大黄鱼(Larimichthyscrocea)[13]、点篮子鱼(Siganus guttatus)[22]。养殖的刀鲚也符合此特征：半咸水组的刀鲚肌肉的水分含量(72.54%)低于淡水组(76.85%) (表6)。但也有研究显示，盐度对某些鱼类的肌肉水分含量无显著影响，如黑棘鲷(Acanthopagrus schlegelii)[13]和大菱鲆(Scophthalmus maximus)[23]。

表6 不同来源养殖刀鲚肌肉的常规营养成分比较Tab.6 Comparision of common nutrient composition in muscle of C. nasus from different sources

水产动物体内的脂肪合成和代谢等会受其生活环境盐度的影响[24-25]，通常鱼类生活在高渗环境中，即环境盐度偏离鱼类等渗点时，鱼体脂解基因表达水平上升[25]，脂肪代谢水平上升、脂肪合成降低[26-27]，鱼体脂肪富集减少；而当鱼类生活在等渗或者接近于等渗环境时，鱼体内用于调节渗透压的能量就会减少，脂肪代谢水平也会适当降低[26-27]。半咸水组刀鲚的脂肪含量(11.23%[18]和7.27%)显著高于淡水组(5.51%[28]和4.30%) (表6)，说明刀鲚在半咸水养殖条件下用于调节渗透压的能量消耗较低，这与以往的研究结果相一致，刀鲚幼鱼适宜盐度范围为6～15[7,11]，环境盐度10 使刀鲚幼鱼能量消耗大幅降低[10]。

3.2 半咸水和淡水养殖模式对刀鲚肌肉氨基酸组成及营养品质的影响

水产动物体内的氨基酸参与调节体内渗透压以适应其生活环境盐度变化，鱼体内各氨基酸对外界渗透压改变的响应度不同，导致鱼体内氨基酸组成差异[14]。如低盐养殖点篮子鱼肌肉的氨基酸含量均比野生海水环境的高[22]；低盐养殖黑棘鲷肌肉中必需氨基酸的占比较海水养殖的高[14]。本研究中，除了色氨酸和胱氨酸含量差异不显著外，淡水组刀鲚肌肉中其余16 种氨基酸的含量均比半咸水组的高。这与日本鳗鲡的研究结果相似，淡水养殖日本鳗鲡肌肉中，除精氨酸、甘氨酸、丙氨酸和脯氨酸含量差异不显著外，其余13 种氨基酸的含量均显著比海水养殖的高[15]。

蛋白质营养品质取决于其氨基酸的组成及含量[15]，鱼类体内的氨基酸对外界环境盐度的变化产生响应，进而造成了鱼类的肌肉品质变化。有研究发现，淡水养殖日本鳗鲡肌肉氨基酸组成及蛋白质品质优于海水养殖[15]。低盐黑棘鲷较海水黑棘鲷蛋白质营养价值更高[14]。低盐养殖的大黄鱼肌肉氨基酸总量(TAA)、必需氨基酸(EAA)和鲜味氨基酸(DAA)含量均比正常海水养殖的高[13]。本研究也有类似的发现，淡水组的刀鲚肌肉TAA、EAA、半必需氨基酸(HEAA)、非必需氨基酸(NEAA)、DAA 和DAA/TAA 均高于半咸水组，说明淡水养殖刀鲚肌肉蛋白质营养价值更高、味道更为鲜美。

半咸水和淡水组刀鲚肌肉的EAA/TAA 分别为39.46%～39.58%，接近40%，两模式的EAA/NEAA 为76.19%～76.69%，远超过60%，说明刀鲚肌肉符合FAO/WHO 推荐的“EAA/TAA 约为40%、EAA/NEAA 为 60%以上”的理想模式[19]，刀鲚肌肉为高品质蛋白质来源。半咸水和淡水组刀鲚肌肉的DAA/TAA 较高，数值分别为40.32%和40.68%，这也印证了刀鲚肌肉的鲜美[1]。

另外，比较本研究池塘生态养殖刀鲚与野生刀鲚的肌肉蛋白质营养品质(表7)。本研究池养刀鲚肌肉EAA/TAA (39.46%～39.58%)略低于野生刀鲚(39.60%～42.16%)[4,28-29]。池养刀鲚的EAA/NEAA(76.19%～76.69%)数值位于野生刀鲚数值范围的中间(65.50%～85.59%)[4,28-29]。池养刀鲚EAAI (58.59～72.04)和F值(2.35～2.44)也均处于野生刀鲚的数值范围内(22.32～78.59 和1.25～2.49)。池养刀鲚的DAA/TAA (40.32%～40.68%)显著高于野生刀鲚(16.97%～28.91%)[4,28-29]。说明本研究池塘生态养殖刀鲚的肌肉氨基酸营养品质与野生刀鲚相似，但从DAA/TAA 的数值看，池养刀鲚肌肉的鲜度更高。

表7 养殖与野生刀鲚肌肉的营养品质比较Tab.7 Comparision of nutritional quality of C. nasus from culture and wild

3.3 半咸水和淡水养殖模式对刀鲚肌肉脂肪酸组成及含量的影响

外部环境盐度的改变会导致养殖鱼类肌肉脂肪酸含量的变化，即使投喂同一饵料，不同盐度养殖条件对鱼类肌肉脂肪酸含量也有影响[8]，如日本鳗鲡[15]、大黄鱼[13]、黑棘鲷[14]、白甲乌鳢(Opniocepnalus argusvar.Kimnra)[30]。本研究在刀鲚肌肉检测出的28 种脂肪酸中，有11 种脂肪酸的含量在半咸水组和淡水组之间有显著差异，特别是半咸水组的C18:1n9c 和MUFA 的含量(117.26 和137.57 mg/g)显著高于淡水组(66.77 和83.11 mg/g)。在鱼类中，MUFA (特别是 C18:1n9) 用于能量供给[31]，淡水组刀鲚肌肉中MUFA(特别是C18:1n9c)含量较低，可能是刀鲚在淡水环境下，需要消耗更多的能量用于渗透压调节，而半咸水组刀鲚肌肉中MUFA (特别是C18:1n9c)有较高的蓄积，说明刀鲚半咸水生活环境的渗透压处于其等渗点附近，这也再次印证了低盐养殖刀鲚更有利于体内营养物质的积累。

鱼类需要较高的n3PUFA 来维持其细胞膜的通透性，通常鱼类脂肪中n3PUFA 含量高于n6PUFA，海水鱼更是如此[2]。Σn3PUFA/Σn6PUFA在海水鱼类肌肉中较高、淡水鱼类肌肉中较低[12]，而且Σn3PUFA/Σn6PUFA 在海、淡水鱼类之间的差别也会体现在某些洄游性鱼类中，即生活在海水环境中的某种鱼类的Σn3PUFA/Σn6PUFA 显著高于生活在淡水环境中的[32-33]。刀鲚是典型的洄游性鱼类，繁育阶段和仔稚鱼阶段生活在淡水环境中，幼鱼随水流入海，进入海水中生活。本研究中半咸水组的刀鲚肌肉∑n3PUFA/∑n6PUFA (3.93)显著高于淡水组(2.10)，这符合洄游性鱼类肌肉的Σn3PUFA/Σn6PUFA 在海水环境中较高、在淡水环境中较低的现象，这与海水和淡水养殖日本鳗鲡的研究结果一致[15]。

n3PUFA 为海水仔、稚、幼鱼的必需脂肪酸[2]，其中EPA 和DHA 的含量也是评判食品营养品质的主要指标之一。本研究中，半咸水组刀鲚肌肉的 C22:6n3 (DHA) 和 EPA+DHA 的含量(15.50 和24.42 mg/g)显著高于淡水组(6.60 和16.12 mg/g)，说明半咸水养殖刀鲚肌肉更具有保健作用。

水产动物体内的营养成分与生活环境中温度、盐度、微生物群落、活饵料等因素密切相关[34]。本研究主要关注刀鲚不同养殖模式(特别是环境盐度)对其肌肉营养成分的影响，虽然本研究的半咸水和淡水生态养殖模式中使用的饲料相同，即鳗鱼饲料，但两种养殖模式套养的虾类不同，刀鲚摄食活饵料主要是虾类的幼体、仔虾及幼虾和水体中的大型浮游动物，这些会对刀鲚的营养摄入产生一定的影响。两种养殖模式下刀鲚摄入活饵料的不同对其肌肉营养成分的影响还需要进一步探索。

4 结论

池塘半咸水和淡水生态养殖模式刀鲚的肌肉营养品质与野生刀鲚相似，但鲜度更高(其DAA/TAA 为40.32%～40.68%)。半咸水和淡水养殖模式对刀鲚肌肉的粗蛋白含量影响不大，淡水养殖刀鲚肌肉蛋白质营养品质更高、味道更为鲜美。但半咸水养殖模式有利于刀鲚体内脂肪的积累以及MUFA (特别是C18:1n9c)的蓄积，半咸水环境的渗透压可能处于刀鲚体内的等渗点附近，这更有利于体内营养物质的积累和鱼体的生长。建议刀鲚养成阶段采用半咸水，销售前强化养殖阶段采用淡水。

（作者声明本文无实际或潜在的利益冲突）