鱼类对栖息地生境条件依赖性高,其生存容易受到各种生境因子的影响[1]。生境因子发生改变时,鱼类肌肉的营养品质也会发生相应的改变[2]。水体盐度、温度、饵料、药物等均会对鱼类肌肉的营养品质产生影响[3]。研究表明,不同生境来源的青鱼、大黄鱼、鲈鱼、中华乌塘鳢、黄颡鱼等鱼类的肌肉营养品质均存在显著差异[4-8]。

草鱼(Ctenopharyngodon idellus)是我国国民日常食用鱼,来源有很多,有从野外自然生境捕捞,也有人工或半人工养殖的鱼类[9-10]。不同生境中草鱼鱼肉营养品质呈现出参差不齐的现象,尤其是野生鱼类与人工养殖草鱼在肌肉品质和营养成分等方面存在显著差异[11-12]。本文选取河流、湖泊、高密度池塘养殖与低密度水库养殖4种不同的生境,其中河流和湖泊都是自然生境,草鱼以高等植物为食,但2种生境水体来源、水量和水体流速等存在差异；水库低密度养殖生境属于半天然养殖,养殖水域面积比池塘养殖更大,草鱼主要摄食人工投喂的饲料,但同时还能摄食水草,而池塘养殖草鱼只能以饲料为食,养殖密度大,水体没有流动性。以这4种不同生境来源的草鱼为研究对象,参照食品安全国家标准,检测分析其肌肉营养品质差异,以期为草鱼肉营养品质的改善和加工利用提供基础资料和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

从河流自然生境(江西九江吴城镇赣江段)、湖泊自然生境(江西南昌进贤县青岚湖)、高密度池塘养殖生境(江西南昌茅莲湖养殖场,133 尾/hm2)和低密度水库养殖生境(江西南昌南新乡黄渡水库,20～67尾/hm2)4种不同生境中各随机选取草鱼3尾,体质量(1.09±0.24)kg,体长(37.73±2.42)cm。

浓H2SO4、CuSO4、NaOH、Na2CO3、酒石酸钾钠、甲醇、石油醚、三氯乙酸、正己烷等均为分析纯,西陇科学股份有限公司；37种脂肪酸甲酯混标,北京索莱宝科技有限公司。

1.2 仪器与设备

TA-TX plus型质构分析仪,英国Stable Micro System公司；CR-10型色度仪,日本柯尼卡公司；RA-52A型旋转蒸发仪,上海亚荣生化仪器厂；7890B型气相色谱仪、CP-SI 188型毛细管色谱柱,中国安捷伦科技公司；日立L1008型氨基酸自动分析仪,日本Hitachi公司。

1.3 实验方法

1.3.1 肌肉营养成分测定

草鱼肌肉水分含量参照 GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》,采用直接干燥法测定;灰分含量参照 GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》,采用550 ℃灼烧法测定;粗蛋白含量参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》,采用凯氏定氮法测定;粗脂肪含量参照 GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》,采用索氏抽提法测定。

1.3.2 肌肉颜色测定

取草鱼侧线上肌肉块,用色差仪测定鱼肉的色泽情况,采用国际照明委员会推荐使用的Lab表色系统,结果用L*值、a*值和b*值表示,计算E*值。其中,L*值代表明亮程度,从数值0～100表示亮度(从黑度值到白度值)：a*值表示红绿值,正值为红度值,负值为绿度值；b*值表示黄蓝,正值为黄度值,负值为蓝度值；数值越大,样品越偏向相应颜色[13]。

1.3.3 肌肉质构特性测定

鱼肉质构测定采用质构分析仪的TPA(texture profile analysis)模式：采集草鱼侧线上方的肌肉,切成2 cm×2 cm×2 cm的小块,探头初始速度2 mm/s,测试速度1 mm/s,测试后速度5 mm/s,测试模式为形变量,形变量50%,促发力5.0 g[14]。用硬度、黏度、内聚力、咀嚼度、弹性等指标来评判鱼肉的品质。

1.3.4 肌肉氨基酸组成与含量测定

采用酸水解的方法,用氨基酸自动分析仪对草鱼鱼肉进行氨基酸组成和含量的测定。按照全鸡蛋蛋白质和FAO/WHO的氨基酸评分标准计算其氨基酸评分(amino acid score,AAS)、化学评分(chemical score,CS)和必需氨基酸指数(essential amino acid index,EAAI)。

1.3.5 肌肉脂肪酸组成与含量测定

参照谢雅雯[15]的方法并做适当修改。按照体积比为2∶1的比例将氯仿溶液和甲醇混合作为提取剂,匀浆后静置抽提24 h用蒸馏水洗涤去除非脂溶性杂质,取下层氯仿部分旋蒸浓缩,加NaOH-甲醇溶液进行沸水浴加热,皂化后加入质量分数为14%的三氟化硼-甲醇溶液,用正己烷提取酯化的脂肪酸,采用气相色谱仪对脂肪酸进行定性定量分析。脂肪酸含量以单个脂肪酸占总脂肪酸含量的百分比表示,根据对应的峰面积进行计算。

1.4 数据处理

数据采用Excel软件进行整理,采用SPSS 21.0软件进行方差分析比较,结果用平均值±标准差表示,以P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 肌肉中常规营养成分含量测定结果

不同生境草鱼肌肉常规营养成分含量,结果如表1所示,4种不同生境草鱼肌肉水分含量差异性不大,在79.41%～82.81%；灰分含量最高的是高密度池塘养殖生境草鱼,为1.14%,显著高于湖泊自然生境草鱼(P<0.05)；2种养殖生境草鱼脂肪含量显著高于自然生境草鱼(P<0.05)；蛋白质含量存在显著性差异(P<0.05),湖泊自然生境草鱼含量最高,为20.42%,河流自然生境草鱼含量最低,为18.53%,2种养殖生境草鱼肉蛋白质含量相当。分析其原因可能与不同生境草鱼所摄饵料差异有关,养殖生境通常投放足量的人工配合饲料,脂肪含量高,从而导致其肌肉脂肪含量较以水生植物为食的野生草鱼更高。

2.2 肌肉质构特性和颜色比较

肌肉颜色测定结果如表2所示,4种生境鱼肉色差值E*值存在显著性差异(P<0.05),湖泊自然生境草鱼肉亮度L*值为48.19,显著高于其他3种生境(P<0.05),高密度池塘养殖生境L*最低为38.09。红度a*值在2种自然生境草鱼肉较高,但总体相差不大。2种养殖生境草鱼肌肉黄度b*值均高于9.30,且两者间无显著差异(P>0.05),河流自然生境草鱼肉b*值为8.05,湖泊自然生境草鱼b*值最低为5.27。2种养殖生境草鱼肌肉b*值显著高于2种自然生境草鱼(P<0.05),说明2种养殖生境草鱼肉色更偏向于黄绿色。研究表明,贮藏越久越劣质的鱼肉颜色会偏向于黄绿色[16],由此,可认为2种自然生境草鱼肌肉颜色感官较好。

表3显示,不同生境来源的草鱼肌肉质构特性存在显著差异,河流自然生境草鱼肌肉硬度最高为385.62 g,其次是湖泊自然生境草鱼333.63 g,两者显著高于2种养殖生境草鱼(P<0.05)。而2种养殖生境草鱼肌肉弹性、内聚性显著高于2种自然生境草鱼(P<0.05)。低密度水库养殖生境草鱼肌肉的胶黏性显著低于其他生境(P<0.05),另外3种生境草鱼肌肉胶黏性相差不大。高密度池塘养殖生境草鱼的咀嚼性显著高于其他生境(P<0.05)。2种自然生境草鱼肌肉的质构特性无显著性差异(P>0.05),推测其原因可能是2种自然生境草鱼的活动范围大、运动量强、肌纤维密度更大,导致其硬度较高,2种养殖生境草鱼活动范围小、食物充足、脂肪含量较高,故肌肉较为松软[17]。

2.3 肌肉氨基酸组成和含量

如表4所示,4种生境来源草鱼肌肉均测得17种氨基酸,且均以谷氨酸含量最高,相互间无显著差异(P>0.05)；其次是赖氨酸、天冬氨酸和亮氨酸；含量最低的为半胱氨酸,分别为0.17、0.18、0.15和0.14 g/100 g,这与程辉辉等[18]研究结果基本一致。4种生境草鱼肌肉中的7种必需氨基酸中均以赖氨酸含量为最高,依次为高密度池塘养殖生境(2.25 g/100 g)>低密度水库养殖生境(2.05 g/100 g)>河流自然生境(1.86 g/100 g)>湖泊自然生境(1.73 g/100 g),且2种养殖生境草鱼肌肉中的赖氨酸含量显著高于2种自然生境。4种生境草鱼肌肉氨基酸总量(total amino acid,TAA)从高到低依次为,高密度池塘养殖生境(19.26 g/100 g)>低密度水库养殖生境(17.95 g/100 g)>湖泊自然生境(17.40 g/100 g)>河流自然生境(16.49 g/100 g),高密度池塘养殖生境草鱼肉必需氨基酸总量(total essential amino acid, TEAA)、非必需氨基酸总量(total nonessential amino acid, TNEAA)均高于其他生境,其草鱼肌肉的TEAA/TAA和TEAA/TNEAA均显著高于自然生境(P<0.05),根据FAO/WHO的优质蛋白质模式,质量较好的蛋白质其氨基酸组成中的TEAA/TAA为40%左右,TEAA/TNEAA则在60%以上[19]。本文研究的4种生境草鱼肌肉氨基酸均符合该标准,高密度池塘养殖生境草鱼的氨基酸组成更好的原因可能与其摄食人工饵料更具营养价值有关。不同生境草鱼肌肉均含有6种鲜味氨基酸,呈鲜味最强的谷氨酸含量没有显著性差异(P>0.05),呈鲜味其次的天冬氨酸含量以高密度池塘养殖和湖泊自然生境最高,且显著高于河流自然生境(P<0.05),2种自然生境草鱼肌肉中呈甘味的甘氨酸含量更高,但丙氨酸含量更低。4种生境草鱼的鲜味氨基酸总量(total delicious amino acid,TDAA)无显著差异(P>0.05),但2种养殖生境草鱼肌肉TDAA/TAA显著低于自然生境(P<0.05),2种自然生境草鱼的鲜味氨基酸含量占比更大,说明养殖生境草鱼鲜味与自然生境草鱼相比可能略逊一筹。

2.4 肌肉氨基酸营养评价

根据所测得的草鱼肌肉氨基酸含量和FAO/WHO评分标准模式,计算4种生境来源草鱼肌肉的AAS、CS和EAAI,结果如表5所示。通过对比4种不同生境的AAS可知,河流自然生境草鱼肌肉第一限制性氨基酸为甲硫氨酸+半胱氨酸；湖泊自然生境草鱼肉第一限制性氨基酸为赖氨酸；2种养殖生境草鱼肌肉第一限制性氨基酸均为苏氨酸。2种养殖生境草鱼肉的氨基酸营养评价指标均高于2种自然生境草鱼,说明选取的2种养殖生境更能满足草鱼生长发育的营养需求。由CS可知,4种生境草鱼肌肉第一限制性氨基酸均为甲硫氨酸+半胱氨酸,这与毛东东等[20]研究结果类似。评分最高氨基酸是赖氨酸,赖氨酸在人体发育、免疫功能等方面有重要作用[21],说明不同生境草鱼都可以达到补充赖氨酸的目的。4种生境中草鱼肌肉EAAI值依次为高密度池塘养殖生境(96.61)>低密度水库养殖生境(90.13)>河流自然生境(84.22)>湖泊自然生境(77.19),说明2种养殖生境草鱼肉氨基酸组成更合理。

2.5 肌肉脂肪酸组成和含量

4种生境来源的草鱼肌肉中共检测到18种脂肪酸包括7种饱和脂肪酸(saturated fatty acid, SFA)，4种单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid, MUFA)和7种多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid, PUFA),含量较高的是棕榈酸、亚油酸、二十二碳六烯酸和亚麻酸。4种生境草鱼肌肉脂肪酸含量存在显著差异(P<0.05),其中高密度池塘养殖生境草鱼饱和脂肪酸含量显著低于其他3种生境草鱼(P<0.05),多不饱和脂肪酸含量显著高于其他3种生境草鱼(P<0.05)。河流和湖泊自然生境草鱼以各种高等水生植物为食,食物来源丰富,而2种养殖生境草鱼以人工配合饲料为食,食物来源单一,草鱼摄食饵料的不同可能是引起肌肉脂肪酸含量差异的原因[22]。高密度池塘养殖生境草鱼n-6系列脂肪酸含量显著高于其他3种生境草鱼(P<0.05),而其n-3系列脂肪酸总量显著低于河流自然生境草鱼(P<0.05),这与程汉良等[11]的研究结果相似。n-3系列脂肪酸具有免疫增强作用,而n-6系列脂肪酸作用与其相反[23]。相比高密度池塘养殖生境草鱼,2种自然生境草鱼有较好的免疫增强作用。

3 结论

本文选取2种自然生境和2种养殖生境来源的草鱼为样本,比较不同生境下草鱼肌肉常规营养成分、质构特性、颜色、氨基酸含量和脂肪酸组成,证明了不同生境草鱼肌肉营养品质存在差异。2种养殖生境草鱼肌肉脂肪含量比2种自然生境草鱼高,肌肉较为松软,而其氨基酸总量,必需氨基酸含量均高于2种自然生境草鱼。不同生境草鱼肌肉氨基酸均符合FAO/WHO 优质蛋白模式的要求,2种养殖生境草鱼必需氨基酸组成比自然生境草鱼肌肉更合理;AAS评分结果显示,2种养殖生境草鱼肌肉第一限制性氨基酸均为苏氨酸;CS评分结果显示,2种养殖生境草鱼肌肉第一限制性氨基酸均为甲硫氨酸+半胱氨酸,若能在养殖过程中适当补充苏氨酸、甲硫氨酸和半胱氨酸,将能更好地满足草鱼生长发育的需求,也有望改善其肌肉蛋白质营养品质。不同生境草鱼肌肉脂肪酸含量差异显著,2种自然生境草鱼肌肉脂肪酸中n-3系列脂肪酸含量较高,脂肪酸组成较好。研究结果可为草鱼肌肉营养品质与生境之间关系的相关研究提供参考。

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Comparative analysis on the nutritional quality of grass carp muscle from different habitats

LI Zhongying1,DING Hongxiu1,ZHANG Lu1,TU Zongcai1,2*

1(National R&D Center for Freshwater Fish Processing and Engineering Research Center for Freshwater Fish High-value Utilization of Jiangxi Province,Jiangxi Normal University,Nanchang 330022,China) 2(State Key Laboratory of Food Science and Technology,Nanchang University,Nanchang 330047,China)

ABSTRACT To figure out the difference nutritional quality of grass carp muscle from different habitats, this study to determine and compare the nutritional compositions, color, texture characteristics, amino acids, fatty acids composition and content of grass carp muscle from four habitats which including river, lake, high-density cultured pond and low-density cultured reservoir. The results showed that the muscle fat content of grass carp in the cultured habitat was significantly higher than that in the natural habitat (P<0.05). And the hardness was significantly lower in the cultured habitat than that in natural habitat (P<0.05). The a* value of muscle color was significantly higher than that in natural habitat (P<0.05), and b* value was significantly lower than that in natural habitat (P<0.05). Moreover, the glutamate content was the highest in grass carp muscle, and no significant difference was observed in the total content of delicious amino acids (P>0.05). The total amino acids, total essential amino acids and non-essential amino acids of grass carp muscle from the high-density cultured pond were higher than others. Amino acid evaluation of grass carp in two culture habitats was better which were EAAI values of 96.61 and 90.13, respectively, which were higher than that in natural habitats. Eighteen kinds of fatty acids were detected in grass carp muscle from four habitats, and the content of various fatty acids were significant differences (P<0.05). Our findings suggest that the nutritional quality of grass carp muscle from different habitats is significantly different, and the amino acid composition of grass carp in cultured habitats is more reasonable than others. Threonine, methionine and cysteine can be appropriately supplemented in the cultured process of grass carp to meet the needs of grass carp growth and development.

Key words grass carp muscle; nutritional components; texture characteristics; amino acids; fatty acids

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.026937

引用格式:李忠莹,丁红秀,张露,等.不同生境来源的草鱼肌肉营养品质比较[J].食品与发酵工业,2021,47(17):133-139.LI Zhongying,DING Hongxiu,ZHANG Lu,et al.Comparative analysis on the nutritional quality of grass carp muscle from different habitats[J].Food and Fermentation Industries,2021,47(17):133-139.

第一作者：李忠莹硕士研究生和丁红秀副教授为共同第一作者(涂宗财教授为通讯作者，E-mail：Tuzc_mail@aliyun.com)

基金项目：国家现代农业产业技术体系专项基金(CARS-45)；江西省重点研发计划项目(20192ACB60005)

收稿日期：2021-01-31,改回日期：2021-02-25