饲粮中维生素E 对草鱼生长性能、肌肉品质及鱼糜品质的影响研究

2024-02-05 08:04王芙蓉谢中国杨品红
中国饲料 2024年3期
关键词:草鱼过氧化饲粮

王芙蓉, 谢中国 , 杨品红

(1.湖南文理学院,生命与环境科学学院,湖南 常德 415000;2.水产高效健康生产湖南省协同创新中心,湖南 常德 415000;3.环洞庭湖水产健康养殖及加工湖南省重点实验室,湖南 常德 415000;4.水生动物重要疫病分子免疫技术湖南省重点实验室,湖南 常德 415000;5.水产生物资源与环境生态湖南省工程研究中心,湖南 常德 415000;6.动物学湖南省高校重点实验室,湖南 常德 415000)

鱼糜及其制品主要指的以生鲜鱼糜或冷冻鱼糜为原料,通过加入食盐、辅料等进行擂溃(或斩拌)成黏稠的鱼浆后,再成型加热制成具有弹性的凝胶状食品的总称,例如鱼糕、鱼丸、模拟蟹肉、模拟扇贝、人造鱼翅等(励建荣等,2021)。 鱼糜制品的营养丰富,具有高蛋白、低脂肪的特点,且原料来源丰富,不受鱼种大小的限制,并可就地及时加工,产品具有食用方便、美味可口、风味独特等优点,因此深受广大消费者的欢迎(郭梦等,2020)。

淡水鱼是生产鱼糜制品的主要原料, 但是水产品所含的脂肪中多不饱和脂肪酸比例高, 极易氧化(王璐,2018);这不仅影响鱼糜制品的营养价值,甚至还会产生食品安全问题。水产品中含有促进脂肪氧化的因素,如肌红蛋白、血红蛋白、金属离子、脂肪氧化酶等(郁慧洁等,2021;米红波等,2016)。在鱼糜的制作中,需经过擂溃,因而导致细胞破坏和肌红色素外溢,并与空气充分混合,油脂更容易被氧化而引起味道劣化(何碧烟,2000),因此要有科学的方法控制鱼糜脂肪氧化问题。

目前国内外在鱼糜制品中添加外源抗氧化剂如特丁基对苯二酚(TBHQ)、植物提取物如植物多酚(TP)(程荻等,2019;毕海丹等,2016;吴琳琳等,2012),虽然取得了一定的效果,但未能从根本上解决鱼糜制品的脂肪氧化问题。 VE 具有抗氧化作用,是一种有效的自由基清除剂,可用于医疗保健药品,也是食品和饲料添加剂。饲料中添加高水平的VE 不仅可以提高畜禽和水产动物的生长性能, 还可改善肌肉品质和提高机体抗氧化能力(孙庆雨等,2022; 令狐克川等,2021; 王文娟等,2013;Boler 等,2009)。

我国水产行业标准中对草鱼VE 的需要量推荐为50 mg/kg,而通过在饲料中添加VE,从饲养源头控制鱼肉及加工产品品质尤为重要。因此,本试验通过饲养过程中对草鱼喂养不同含量VE 的饲粮,富集内源VE,之后对成鱼加工成鱼糜后,测定其过氧化值(POV)、硫代巴比妥酸值(TBA)、挥发性盐基氮(TVB-N)和菌落总数等指标,研究内源VE 含量对脂肪氧化的抑制作用, 为解决鱼糜脂肪氧化问题、 提高草鱼鱼糜制品品质提供重要的理论依据和新的思路。

1 材料与方法

1.1 试验饲粮配方及制备 根据草鱼的饲养标准配制基础饲粮,基础饲粮组成及营养水平见表1。VE 添加组分别在基础饲粮(VE 含量20.2 mg/kg)中添加0、100、300 mg/kg 和500 mg/kg 的VE(DL-α-生育酚乙酸酯,纯度50%),每个处理组设3 个平行。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) %

1.2 试验设计及饲养管理 在湖南洞庭鱼类良种场进行养殖试验,将180 尾草鱼随机分配到12个网箱(1.5 m×1.5 m×1.5 m)中,每组饲粮喂养3个网箱,每个网箱放鱼15 尾,试验的草鱼初始质量为(500.6 ±21.36) g。 试验开始前1 周用基础饲粮喂养草鱼,以适应环境和试验饲粮。试验开始后,每日投喂2 次,分别在8:00~9:00、17:00~18:00,投喂量为鱼体重的2%左右, 各组保持投喂量一致,且根据生长和摄食情况对投喂量进行调整。饲养期间水温为24~26 ℃,pH(7.2±0.3),养殖时间为3 个月。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 生长指标的测定 养殖结束后, 各组草鱼饥饿24 h,统计每个处理组鱼数量和重量,记录试验过程中饲粮投喂总量,计算增重、增重率、饲料系数和存活率。

增重/g=末重(g)-初重(g);

增重率/%={ [末重(g)-始重(g)] ÷ 始重(g) }×100;

饲料系数=投喂量(g)÷增重(g);

存活率/%=(成活鱼数÷总鱼数)×100。

1.3.2 肌肉营养成分的测定 饲粮和肌肉水分含量采用直接干燥法测定, 参照GB 5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》;灰分含量采用550 ℃灼烧法测定, 参照GB 5009.4-2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》;粗蛋白质含量采用凯氏定氮法测定, 参照GB 5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》;粗脂肪含量采用索氏抽提法测定, 参照GB 5009.6-2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》。

1.3.3 饲粮和肌肉中VE 含量的测定 VE 含量采用南京建成生物工程研究所的试剂盒测定,测定的步骤参见试剂盒说明书进行。

1.3.4 抗氧化指标的测定 血清超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、过氧化氢酶(CAT)活性、总抗氧化能力(T-AOC)及丙二醛(MDA)含量均采用南京建成生物工程研究所的试剂盒测定,测定的步骤参见试剂盒说明书进行。

1.3.5 草鱼肌肉保鲜肉滴水损失和冷冻肉渗出损失的测定 每个试验组取3 条鱼的新鲜背肌肉各15 g 左右, 冰箱4 ℃悬挂保存2、4 h 测定滴水损失。每个试验组取3 条鱼的新鲜背肌肉各15 g 左右-20 ℃冷冻24 h 后,在10 ℃室温解冻,在解冻后的0、4、8、16、24 h 测定渗出损失(王文娟等,2013)。

1.3.6 草鱼肌肉质构的测定 取背部肌肉, 切块(2 cm×2 cm×2 cm) 后用质构仪测定各种鱼肉的硬度、弹性、咀嚼性和回复性。 质构测定采用TA.XT.plus 型物性测试仪(英国Stable Micro System公司)。

1.3.7 草鱼鱼糜产品的制备及品质测定 将不同VE 喂养的各组草鱼鱼肉制备成相应的鱼糜产品。基本工艺流程:各处理组取3 条草鱼去头、去内脏后分成两块, 利用采肉机采肉→斩拌1 min→淀粉(15%)→盐(3%)、水(15%)→继续斩拌20 min→成型→水浴(45 ℃)凝胶化20 min→沸水煮3 min→冷却→包装→4 ℃贮藏。 在贮藏的第0、3、6、9 天后取样测定相关指标。

1.3.7.1 过氧化值 (POV) 的测定 按照GB 5009.227-2016《动植物油脂过氧化值测定》的方法测定过氧化值。

1.3.7.2 硫代巴比妥酸值 (TBA) 的测定 参考Siu(1978)方法并略有修改。 称取10 g 鱼糜,将样品捣碎,加入25 mL 蒸馏水和25 mL 10%的三氯乙酸溶液,2000 r/min 离心10 min, 取5 mL 上清液,加入5 mL 0.02 mol/L TBA 溶液于试管中,在沸水浴中反应20 min, 冷却之后用分光光度计于532 nm处测吸光度。 TBA 值采用丙二醛质量分数表示。

1.3.7.3 挥发性盐基氮(TVB-N)的测定 采用GB5009.228-2016 食品安全国家标准食品中挥发性盐基氮的测定-半微量滴定法测定挥发性盐基氮。

1.3.7.4 菌落总数的测定 菌落总数采用GB 4789.2-2016 食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定法进行。

1.4 数据处理 试验数据用SPSS18.0 软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),显著性差异检验用Duncan’s 法多重检验,结果用“平均值±标准差”表示,P<0.05 表示差异显著。

2 结果

2.1 饲粮中不同VE 添加量对草鱼生长性能的影响 饲粮中不同剂量的VE 对草鱼末重、增重量、饲料系数和存活率均没有显著影响(P>0.05)(表2)。 300 mg/kg 和500 mg/kg VE 添加组与对照组比较可显著提高增重率(P<0.05)。

表2 饲粮中不同VE 添加量对草鱼生长性能的影响

2.2 饲粮中不同VE 添加量对草鱼肌肉营养成分和VE 含量的影响 如表3 所示,不同VE 添加量饲粮对草鱼肌肉水分、粗脂肪、粗灰分含量的影响较小,各处理组之间差异不显著(P>0.05)。 300 mg/kg和500 mg/kg VE 添加组草鱼肌肉粗蛋白质含量与对照组比较显著提高 (P<0.05), 分别提高了14.42%和12.35%。 随着VE 添加量的增加,草鱼肌肉和肝脏中VE 的含量增加,各VE 添加组与对照组比较差异显著(P<0.05),其中肌肉VE 含量分别提高了160.42%、312.5%和372.92%,肝脏VE 含量分别提高了231.32%、313.19%和386.81%。

表3 饲粮中不同VE 添加量对草鱼肌肉成分和VE 含量的影响 mg/gkg

2.3 饲粮中不同VE 添加量对草鱼血清抗氧化指标的影响 饲粮中添加不同剂量的VE 对草鱼血清抗氧化指标的影响见表4。 当饲粮中VE 添加量增加时,各VE 添加组的草鱼血清T-AOC、SOD、GSHPX、CAT 活性与对照组比较明显提高,而血清MDA含量与对照组比较显著降低, 分别降低了8.21%、12.71%和21.96%(P<0.05)。300 mg/kg 和500 mg/kg VE 添加组草鱼血清T-AOC、GSH-PX 活性与对照组比较差异显著,T-AOC 活性分别提高了44.03%和41.25%%,GSH-PX 活性分别提高了12.28%和12.97%(P<0.05), 添加VE 的三个剂量组SOD、CAT 活性与对照组比较均差异显著,SOD 活性分别提高了13.61%、25.33%和27.32%,CAT 活性分别提高了32.98%、50.10%和55.51%(P<0.05)。

表4 饲粮中不同VE 添加量对草鱼血清抗氧化指标的影响

2.4 饲粮中不同VE 添加量对草鱼肉滴水损失和冷冻肉渗出损失的影响 表5 为不同VE 添加量对草鱼冷冻肉滴水损失率和冷冻肉渗出损失的影响。 从表中可以看出, 解冻后随着保存时间的增加,各组冷冻肉的滴水损失均呈增加趋势,在第2 h和4 h 里,各VE 添加组冷冻肉滴水损失与对照组比较显著降低(P<0.05)。各组草鱼肉在0 h 时渗出损失差异不显著, 各VE 添加组草鱼肉在4 h 和16 h的渗出损失与对照组比较显著降低,300 mg/kg 和500 mg/kg VE 添加组草鱼肉在4、8、16 h 和24 h与对照组比较可显著降低(P<0.05)。

表5 饲粮中不同VE 添加量对草鱼冷冻肉渗出损失的影响 %

2.5 饲粮中不同VE 添加量对草鱼肉硬度、 弹性、咀嚼性和回复性的影响 由表6 可知, 饲粮中添加VE对草鱼肉硬度、弹性、咀嚼性和回复性的影响不显著(P>0.05)。

表6 饲粮中不同VE 添加量对草鱼肉硬度、弹性、咀嚼性和回复性的影响

2.6 饲粮中不同VE 添加量对草鱼鱼糜不同贮藏时间过氧化值含量的影响 表7 为不同VE 添加量对草鱼鱼糜不同贮藏时间过氧化值含量(mg/kg)的影响。 从表中可以看出,不同处理组的过氧化值含量随着保存时间的增加而增加, 各处理组第3 天的过氧化值与第0 天比较显著增加 (P<0.05)。 添加VE 各处理组鱼糜在第6 天的过氧化值含量显著低于对照组(P<0.05),添加300 mg/kg 和500 mg/kg VE 处理组鱼糜在第9 天的过氧化值含量显著低于对照组(P<0.05)。

表7 饲粮中不同VE 添加量对草鱼鱼糜不同贮藏时间过氧化值含量的影响 mg/kg

2.7 饲粮中不同VE 添加量对草鱼鱼糜不同贮藏时间TBA 值的影响 由表8 可知,随着贮藏时间的延长, 不同VE 添加饲养后的的草鱼做成的鱼糜TBA 值都有不同程度的升高,但各贮藏期都低于对照组。在贮藏的第0 天到第9 天,饲料中添加300 mg/kg 和500 mg/kg VE 处理组草鱼鱼糜的TBA 值增加速度显著低于对照组(P<0.05)。

表8 饲粮中不同VE 添加量对草鱼鱼糜不同贮藏时间TBA 值的影响

2.8 饲粮中不同VE 添加量对鱼糜不同贮藏时间TVB-N 的影响 不同VE 添加量对草鱼鱼糜不同贮藏时间TVB-N 的影响见表9。 从表中可以看出,不同处理组的TVB-N 含量随着贮藏时间的增加都有不同程度增加, 其中对照组TVB-N 的含量第6天与第3 天比较显著增加,第9 天与第6 天比较显著增加(P<0.05);而添加VE 各剂量组在贮藏的第3、6 天和9 天与对照组同一贮藏时间比较均可显著延缓鱼糜TVB-N 值的增加(P<0.05)。

表9 饲粮中不同VE 添加量对鱼糜不同贮藏时间TVB-N 的影响

2.9 饲粮中不同VE 添加量对草鱼鱼糜不同贮藏时间菌落总数的影响 不同VE 添加饲养草鱼后制备的鱼糜在不同贮藏时间菌落总数如表10 所示。由表可知,对照组贮藏第3 天的菌落总数与第0 天比较随贮藏时间的延长而显著增加 (P<0.05)。 喂养VE 的各处理组鱼糜菌落总数在第9天与对照组比较差异显著(P<0.05)。

表10 饲粮中不同VE 添加量对草鱼鱼糜不同贮藏时间菌落数的影响 cfu/g×104

根据GB10136-2015《食品安全国家标准动物性水产制品》规定,鱼糜的细菌总数最高不可超过5×104cfu/g,对照组菌落总数在第9 天已经超过标准,而各VE 处理组可使鱼糜货架期延长至9 d 之后。

3 讨论

3.1 VE 对草鱼生长性能的影响 VE 是动物机体和人类所需的脂溶性维生素, 饲粮中添加适宜的VE 可以阻止氧化产物对机体的损害, 增加摄食量,增强消化吸收能力,进而提高机体的生长速度和饲料效率。 研究表明饲粮中添加适宜的VE可以改善动物的生产性能,王文娟等(2013)的研究发现添加100 ~500 mg/kg VE 较对照组可显著增加鲤的增重、特定生长率,显著降低饵料系数,从而改善生长性能。徐安乐(2021)研究发现,适量的VE 可提高珍珠龙胆石斑鱼肠道和肝脏对营养物质的吸收,进而提高生长性能。梁达智(2021)发现, 适量VE 可提高珍珠龙胆石斑鱼幼鱼的增重率和特定生长率。 潘加红(2016)发现,适宜的VE能提高生长中期草鱼的采食量和饲料效率促进其生长, 提高增重率。 本试验中添加300 mg/kg 和500 mg/kg VE 可显著提高增重率,但其他指标差异不显著。 不同鱼类对VE 的需求存在差异,而同一种鱼在不同生长阶段对VE 的需求量也不同,加上评价指标、 添加用途、 日粮组成和饲养条件不同,VE 在不同鱼类中的最佳添加量也会有所差异。

3.2 VE 对草鱼血清抗氧化指标的影响 机体内的抗氧化酶系主要有SOD、GSH-PX 和CAT,它们对预防和抑制脂质过氧化具有重要的作用(Wan 等,2016;Ray 等,2002)。 MDA 的含量可以反映脂质过氧化程度(Prieto 等,2008)。 机体的抗氧化能力可以用T-AOC 表示, 反映机体非酶抗氧化系统和抗氧化酶系统的共同抗氧化作用。 李小勤等(2009)发现,饲粮中添加50 ~200 mg/kg VE 可显著提高草鱼血清SOD 活性,但对血清TAOC 没有显著影响。 王晓艳等(2017)发现,饲料中添加75 mg/kg VE 与对照组比较显著提高了大菱鲆幼鱼血清T-AOC、SOD、CAT、GSH-PX,显著降低了MDA 含量。 徐安乐(2017)发现,VE 可显著影响石斑鱼血清中各抗氧化指标的活性, 血清T-AOC 随VE 剂量的增加呈先升高后下降的趋势,CAT 活性随VE 剂量的增加活性出现先下降后上升的趋势, 血清中GSH 含量随VE 剂量的增加呈下降趋势,在一定范围内血清中SOD 活性和MDA含量会随着饲料中VE 含量的增加而呈下降趋势。本试验中草鱼血清T-AOC 随VE 添加量的增加而提高,饲料中添加VE 可提高草鱼血清SOD、GSHPX 和CAT 活性,降低血清MDA 含量,说明VE 可提高草鱼的抗氧化能力,抑制脂质过氧化。

3.3 VE 对草鱼肌肉品质的影响 衡量肌肉品质的指标主要有肌肉营养成分、贮藏品质、质构等。VE 对水产动物肌肉的组成有一定的影响。 王文娟等(2013)发现,添加VE 对鲤鱼肌肉组成影响较大,添加100 ~900 mg/kg VE 可以降低肌肉脂肪含量、 提高肌肉粗蛋白质含量,700 mg/kg VE可以使鲤鱼肌肉中粗蛋白质含量和干物质含量最大。 徐安乐(2021)发现,饲料中添加一定剂量的VE 显著影响了珍珠龙胆石斑鱼肌肉中水分和粗蛋白质含量, 在一定范围内, 随VE 添加量的增加,水分含量减少,而粗蛋白质含量增加。 潘加红(2016)研究发现,饲料中添加一定剂量的VE 可显著降低生长中期草鱼肌肉水分含量、 增加蛋白质和脂肪含量。梁达智(2021)研究发现,饲料中的VE 水平对珍珠龙胆石斑鱼幼鱼体成分没有显著影响。李小勤等(2009)研究发现,饲料中添加25~200 mg/kg VE 对草鱼肌肉水分、粗蛋白质和粗脂肪无显著影响。 本试验中添加VE 对草鱼肌肉中的水分、粗脂肪和粗灰分无显著影响,但能增加粗蛋白质含量,其中300 mg/kg 和500 mg/kg VE 组的草鱼肌肉粗蛋白质与对照组比较差异显著(P<0.05)。造成这些结果差异的原因还有待进一步研究。

肝脏是VE 储存的主要场所 (Hamre 等,2011)。 李小勤等(2009)发现,添加25 ~200 mg/kg VE 组的草鱼肝脏VE 含量与未添加组比较有显著增加。 徐安乐(2021)发现,肝脏、肌肉及血清中的VE 含量随饲料中VE 的增加而逐渐增加,当饲料中VE 达到135.78 mg/kg 时,机体中的VE 沉积达到动态平衡, 不再随饲料中VE 的增加而增加,VE 沉积最多的是肝脏,其次是肌肉,最少的为血清。添加50~200 mg/kg VE 组的草鱼肌肉VE与空白对照组比较显著增加, 在本试验中随饲料中VE 添加量的增加, 草鱼肌肉和肝脏中VE 含量显著增加,说明VE 在体内有一定的蓄积性。

系水力是指肌肉保持水分的能力, 对肉的品质起重要影响,评价系水力的指标有滴水损失、冷冻肉渗出损失和熟肉率等(张锡英等,2020;张玉伟等,2012)。滴水损失和冷冻肉渗出损失越小,则系水力越大,从肌肉中流失的水分越少。李小勤等(2009)认为,VE 能降低草鱼保鲜肉的滴水损失和冷冻肉渗出损失, 但对其降低作用随时间的延迟而减弱, 且作用效果与VE 添加量有关。 单凡等(2019)发现,饲料中添加适宜的VE 可使罗氏沼虾肌肉滴水损失显著减少。 本试验中发现饲料中添加VE 可显著降低滴水损失和冷冻肉渗出损失,从而改善草鱼肌肉品质。

肉的质构特性与嚼碎过程中力学特性的变化有关,包括硬度、弹性、回复性、咀嚼性、黏附性、胶着性等指标,是肉的重要的食用品质指标(赵改名等,2010)。硬度、弹性和咀嚼性是反映质构特性的主要因素。 同一种鱼的质构特性因季节的不同而有所不同,肌肉中的营养成分也会影响质构特性,一般认为肌肉中胶原蛋白含量与硬度呈正相关(刘婧懿等,2020;Moreno 等2012;胡芬等2011)。本试验中发现添加VE 对草鱼肉硬度、弹性、咀嚼性和回复性有一定的改善作用,但差异不显著。

3.4 VE 对草鱼鱼糜品质的影响 POV 代表过氧化物的含量, 是判断肉制品在加工贮藏过程中劣变程度的重要指标之一,数值越大,说明劣变越严重。 TBA 值可反映脂肪氧化的程度,TVB-N 是肌肉蛋白质在细菌和内源酶作用下分解产生的氨和胺类等含氮类物质。 菌落总数是衡量肉及肉制品腐败程度的重要指标之一。有研究表明,外源添加0.6 g/kg VE 可降低冷藏期间鱼糜的TBA 值,对罗非鱼非漂洗鱼糜具有很好的抗氧化效果(刘婧懿等。 2020)。 本试验通过饲料中添加VE 喂养草鱼3 个月后采集鱼肉做成鱼糜产品检测不同时间段的TBA 值,发现添加VE 组的草鱼做成的鱼糜与未添加组比较可降低鱼糜的TBA 值,在本试验中500 mg/kg VE 添加组的效果最佳。 随着贮藏时间的增加所有处理组鱼糜样品的菌落总数随时间的增加而升高, 但添加VE 组的鱼糜菌落总数增加的速度较对照组慢。由于VE 具有抗氧化作用,添加适宜量VE 的草鱼随VE 在肉中的增加能够抑制脂肪过氧化程度,抑制微生物生长,延缓蛋白质降解。因此,通过饲料中添加VE 饲喂草鱼后做成的鱼糜在一定的贮藏期内与对照组比较, 可降低过氧化值、TBA 值、TVB-N 值和菌落总数,说明饲养过程添加适宜的VE 可改善鱼糜品质, 主要与VE 在鱼肉中的抗氧化作用有关。

4 结论

饲料中添加适宜水平的VE 可提高草鱼的生长性能和抗氧化作用,改善肌肉品质,有效抑制鱼糜在贮藏过程中的脂质氧化和蛋白质降解, 延缓微生物生长,进而延长鱼糜贮藏期。

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