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(江南大學(xué)食品學(xué)院,食品營養(yǎng)與功能食品工程技術(shù)研究中心,江蘇無錫 214122)

隨著我國經(jīng)濟水平提高,居民對水產(chǎn)品的消費量和品質(zhì)需求不斷上升,建立高效健康的水產(chǎn)養(yǎng)殖模式是推動水產(chǎn)養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展的重要方向。傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖屬于靜水養(yǎng)殖模式,由于不能完全模擬魚類的野外生活環(huán)境,且養(yǎng)殖容量大,水質(zhì)調(diào)控能力較差,極易引起水體富營養(yǎng)化、水質(zhì)指標超標等現(xiàn)象,導(dǎo)致魚類生長緩慢、產(chǎn)量減少以及品質(zhì)降低,不能滿足綠色健康農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求[1]。近年來,池塘工業(yè)化生態(tài)養(yǎng)殖模式發(fā)展迅速,它是一種循環(huán)流水“圈養(yǎng)”模式,相較于傳統(tǒng)養(yǎng)殖,具有提高飼料利用率、降低污染、提高經(jīng)濟效益等優(yōu)勢。流水養(yǎng)殖的魚類在平均規(guī)格、產(chǎn)量和肌肉品質(zhì)等方面均具有巨大發(fā)展?jié)摿2]。

魚類生長發(fā)育受遺傳特性等內(nèi)部因素和攝食方式、飲食構(gòu)成和水流刺激等外部因素的共同影響[3-4],水流刺激是改善魚肉品質(zhì)最關(guān)鍵的生態(tài)因素[5]。研究發(fā)現(xiàn),中等流速(1～2 bls-1)水流刺激可顯著增加魚肉蛋白質(zhì)含量,降低脂肪含量[6-8]。適度運動還可影響肌肉脂肪酸比例,顯著提高氨基酸含量[8-10]。此外,水流刺激誘導(dǎo)魚肉紅白肌纖維肥大,引起蛋白質(zhì)合成和積累率提高,促進魚類體重增加[11]。魚肉營養(yǎng)成分是其營養(yǎng)價值的具體體現(xiàn),也直接影響魚肉品質(zhì)的高低。在池塘工業(yè)化養(yǎng)殖模式下,由于魚類長時間受高強度水流刺激,其肌肉營養(yǎng)成分組成、質(zhì)構(gòu)特性及口感風(fēng)味可能發(fā)生較大變化,相關(guān)影響有待進一步研究。

因此,本研究以大口黑鱸(Micropterussalmonides)為研究對象,比較分析了池塘工業(yè)化和傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖模式對魚肉營養(yǎng)成分、質(zhì)構(gòu)特性、氨基酸和脂肪酸組成的差異,以期為池塘工業(yè)化養(yǎng)殖體系的推廣和肉質(zhì)營養(yǎng)調(diào)控技術(shù)提供有價值的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大口黑鱸 江蘇鹽城正榮生態(tài)漁業(yè)有限公司養(yǎng)殖;鱸魚飼料 浙江欣欣天恩水產(chǎn)飼料有限公司;三卡因甲磺酸鹽(MS-222) (純度98%),上海阿拉丁生化科技股份有限公司;氫氧化鈉、甲醇、鹽酸、高氯酸、磷酸、氫氧化鉀、氯化鈉 國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司;SCION SQ-456-GC氣相色譜質(zhì)譜儀 美國 BRUKER 公司;5804-臺式高速冷凍離心機 上海艾本德公司;1260高效液相色譜儀 美國Agilent公司;QP2010氣相色譜質(zhì)譜儀 日本島津公司;手持勻漿器 德國IKA公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 加州鱸養(yǎng)殖 1冬齡大口黑鱸親本,體重0.75～1.0 kg/尾。采用大棚控溫(20～25 ℃)強化培育,池塘面積4×667 m2,水深2 m;2016年5月20日,在親本培育池鋪設(shè)魚巢等待產(chǎn)卵。產(chǎn)卵后,把帶卵魚巢懸浮于孵化池水的中層,保持微流水狀態(tài),流量2～4 m3/h,每天24 h 充氣增氧,溶解氧達5 mg/L以上。孵化出的加州鱸仔魚用淡水輪蟲開口,后入土池培育,馴食浮性顆粒飼料,2個月后選取體長約為5 cm的幼魚,隨機分為靜水養(yǎng)殖組和流水養(yǎng)殖組。靜水養(yǎng)殖組采用傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖,養(yǎng)殖密度2500尾/667 m2,池塘尺寸:90 m×60 m×2 m(長×寬×高)。流水養(yǎng)殖組采用流水槽養(yǎng)殖,每槽2萬尾,流水池尺寸:20 m×5 m×2.5 m(長×寬×高),流速為3 cm/s。兩組幼魚均采用相同飼料喂養(yǎng)。

1.2.2 采樣 分池培養(yǎng)12個月后,每組隨機挑取體重約為500±55 g的健康鱸魚12條,三卡因甲磺酸鹽(MS-222)麻醉。取魚背部軸上肌同一部位分別進行理化特性、脂肪酸含量及氨基酸含量的測定與質(zhì)構(gòu)分析。

1.2.3 指標的測定

1.2.3.1 肌肉理化特性的測定 肌肉營養(yǎng)成分參照國家相關(guān)標準進行測定:水分,采用105 ℃直接干燥法測定[12];灰分,采用馬弗爐揮發(fā)恒重法測定[13];粗脂肪,采用索氏抽提法測定[14];粗蛋白,采用微量凱氏定氮法測定[15];pH測定:取10 g魚肉勻漿與50 mL去離子水混合后,用pH計測定;羥脯氨酸和膠原蛋白按試劑盒說明測定。

1.2.3.2 肌肉質(zhì)構(gòu)參數(shù)的測定 樣品采用質(zhì)構(gòu)儀進行全質(zhì)構(gòu)測定(TPA)。將魚塊切成 1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm 規(guī)格,檢測探頭為P35圓柱型探頭,測試前速度為1 mm/s,測試后速度為1 mm/s,測試速度為1 mm/s,壓縮比為75%,每個樣品重復(fù)3次[16]。

1.2.3.3 肌肉脂肪酸的測定 用手持勻漿器分別將取樣肌肉輾成肉糜并攪拌均勻。取200 mg肉糜于提脂瓶中,加2 mL氯仿/甲醇(1∶1 v/v)溶液,加入150 μL濃度為10 mg/mL的C24∶1溶液作為內(nèi)標,經(jīng)30000 r/min勻漿30 s后,再加1 mL甲醇溶液,混勻后3000 r/min離心3 min,轉(zhuǎn)移三氯甲烷層到新的提脂瓶中,氮氣吹干。加入1 mL 10%鹽酸甲醇溶液,60 ℃水浴3 h,加入飽和生理鹽水和2 mL正已烷,混勻后3000 r/min離心3 min,取上清于GC瓶中,GC-MS測定。根據(jù)保留值進行定性分析,用內(nèi)標法進行定量分析。

GC-MS主要技術(shù)參數(shù):高純氦氣為載氣,流速8 mL/min,程序升溫;氣化溫度250 ℃;離子源溫度230 ℃;電力電壓70 eV;進樣量1 μL;檢測器電壓350 V[16]。

1.2.3.4 肌肉中氨基酸的測定 總氨基酸測定參照GB 5009.124-2016食品安全國家標準《食品中氨基酸的測定》的方法進行樣品處理。樣品經(jīng)酸(6 mol/L HCl溶液)水解后用高效液相色譜進行氨基酸的測定,樣品經(jīng)堿(5 mol/L NaOH溶液)水解后,同機單獨測定色氨酸含量。游離氨基酸測定,樣品加入10%三氯乙酸溶液,4500 r/min離心20 min,取上清液,pH調(diào)至2.2,使用正亮氨酸作為定量內(nèi)標,高效液相色譜儀測定。

HPLC主要技術(shù)參數(shù):色譜柱Diamonsil-C18(5 μm,4.6 mm×250 mm),紫外檢測器(260 nm);流動相:A:0.05% H3PO4溶液,B:95%甲醇溶液;進樣量:10 μL;流速:1.0 mL/min;柱溫為30 ℃[16]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

實驗數(shù)據(jù)用Excel和SPSS v19.0軟件進行統(tǒng)計分析,顯著性方差分析法采用單因素方差分析Duncan檢驗,檢測限為0.05,結(jié)果以平均值±標準差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 養(yǎng)殖模式對肌肉理化特性的影響

對靜水養(yǎng)殖組和流水養(yǎng)殖組肌肉水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白質(zhì)、羥脯氨酸、膠原含量等理化參數(shù)進行測定,結(jié)果如表1所示。靜水養(yǎng)殖組肌肉蛋白質(zhì)含量約為(181.85±15.08) mg/g,而流水養(yǎng)殖組可高達(220.35±10.69) mg/g,顯著高于靜水養(yǎng)殖組(p<0.05)。蛋白質(zhì)是魚肉的主要營養(yǎng)成分,一般占20%左右[17],本研究結(jié)果表明,流水養(yǎng)殖模式可促進魚體生長發(fā)育,提高魚肉蛋白質(zhì)含量和營養(yǎng)價值。膠原蛋白廣泛存在于動物結(jié)締組織中,與魚肉結(jié)構(gòu)、柔韌性和質(zhì)地密切相關(guān),在很大程度上決定了肌肉的系水性能。膠原蛋白含量的增加可使肌肉具有較高的機械強度[18],在一定程度上改善魚肉嫩度和適口性[5]。本研究發(fā)現(xiàn)流水養(yǎng)殖組羥脯氨酸和膠原蛋白含量均極顯著高于靜水養(yǎng)殖組(p<0.01),表明流水養(yǎng)殖對鱸魚肌肉品質(zhì)和口感具有明顯的改善效果。

表1 靜水養(yǎng)殖組和流水養(yǎng)殖組的肌肉理化參數(shù)Table 1 Physiochemical parameters in flesh of lentic and lotic perch

按魚體脂肪含量,可將魚肉分為少脂(<2%),低脂(2%～4%),中脂(4%～8%)和高脂(>8%)4個類型[19]。通常肌肉粗脂肪含量降低,會增大肌束之間的摩擦力,降低肌肉嫩度,增加肌肉的咀嚼性,引起口感的變化。由表1可知,靜水養(yǎng)殖組魚肉脂肪含量約為(63.24±8.31) mg/g,屬于中脂類型,而流水養(yǎng)殖模式可顯著降低脂肪含量(p<0.05),僅為(42.44±7.04) mg/g,接近于低脂類型。由于流水養(yǎng)殖鱸魚在流速為3 cm/s的循環(huán)水槽中生長,充分模擬了野生魚類的生活環(huán)境,不但保證了養(yǎng)魚段水體有充足的溶解氧,而且還提高了魚群的活躍度,增加能量利用,進而使魚肉呈現(xiàn)出高蛋白、低脂肪的特點。

2.2 養(yǎng)殖模式對肌肉質(zhì)構(gòu)參數(shù)的影響

魚肉的品質(zhì)由口感、外觀、加工特性等諸多方面共同決定,并受本身質(zhì)構(gòu)特性、營養(yǎng)組成、色澤等因素的影響,其中質(zhì)構(gòu)特性是影響消費者接受度的重要因素之一[20]。如表2所示,流水養(yǎng)殖組肌肉膠黏性、咀嚼性、彈性和硬度均顯著高于靜水養(yǎng)殖組(p<0.05),而黏聚力略低于靜水養(yǎng)殖組,但無顯著差異(p>0.05)。一般認為肌肉硬度越大,抵抗牙齒擠壓的能力越大,肌肉纖維斷裂所需的形變越大,膠黏性就越大,同時咀嚼性也會更好。本研究結(jié)果表明相較于靜水養(yǎng)殖,流水養(yǎng)殖模式下魚肉肉質(zhì)更加緊實有嚼勁,受熱處理后不易變爛,口感更好,會更受消費者歡迎。肌肉的質(zhì)構(gòu)特性與其化學(xué)成分有關(guān)[21],其中硬度和咀嚼性與蛋白質(zhì)含量呈顯著正相關(guān),與水分、脂肪呈負相關(guān),影響魚肉的機械強度[22]。流水養(yǎng)殖鱸魚魚肉具有低脂、高蛋白和含水量低的特點,這可能是影響其肌肉質(zhì)構(gòu)特性的主要原因之一。

表2 不同養(yǎng)殖模式下鱸魚的肌肉質(zhì)構(gòu)參數(shù)Table 2 Texture parameter in lentic and lotic perch

2.3 養(yǎng)殖模式對肌肉脂肪酸組成及含量的影響

如表3所示,兩組魚肉共檢測出22種脂肪酸,其中飽和脂肪酸7種,單不飽和脂肪酸6種,多不飽和脂肪酸9種。流水養(yǎng)殖組飽和脂肪酸(SFA)總含量略高于靜水組,其中棕櫚酸(C16∶0)和硬脂酸(C18∶0)含量較高,這與Tang X等[23]報道一致。流水養(yǎng)殖組單不飽和脂肪酸(MUFA)總含量略高,且油酸(C18∶1n-9)含量顯著高于靜水養(yǎng)殖組(p<0.05)。此外,流水養(yǎng)殖組多不飽和脂肪酸含量(PUFA)、ω-6脂肪酸含量及亞油酸(C18∶2n-6)、二十碳二烯酸(C20∶2)含量均顯著高于靜水養(yǎng)殖組(p<0.05),EPA(C20∶5n-3)和DHA(C22∶6n-3)亦表現(xiàn)出相同的趨勢。

表3 不同養(yǎng)殖模式下鱸魚肌肉脂肪酸含量分析Table 3 Fatty acid for perch between standing water and flowing water

魚類的生活環(huán)境影響魚肉脂肪酸組成,以不飽和脂肪酸組成和含量上的差異最為明顯。自然環(huán)境下鱸魚喜歡生活于溶氧量高、水流湍急的水體中,相比于靜水養(yǎng)殖,流水養(yǎng)殖模式下鱸魚運動強度更大,脂肪含量低[24],引起多不飽和脂肪酸含量產(chǎn)生差異[25]。多不飽和脂肪酸有多種營養(yǎng)功能,對人體具有緩解心臟病、抑制癌癥等功效[26]。高含量的多不飽和脂肪酸還能顯著增加肉質(zhì)香味,在一定程度上反映肌肉的多汁性[27]。因此,從脂肪酸這個角度分析,流水養(yǎng)殖模式對鱸魚的風(fēng)味和營養(yǎng)價值具有明顯地提升作用。

2.4 養(yǎng)殖模式對肌肉氨基酸組成及含量的影響

如表4所示,魚肉中共檢測到18種氨基酸,其中包括8種必需氨基酸(Thr、Val、Met、Phe、Ile、Leu、Lys、Trp),3種半必需氨基酸(His、Arg、Gys)和3種非必需氨基酸(Ser、Tyr、Pro)。流水養(yǎng)殖組肌肉中各必需氨基酸的含量均高于靜水養(yǎng)殖組,以Val、Leu、Ile的含量最為顯著(p<0.05)。Val、Ile、Leu作為支鏈氨基酸(BCAA)是構(gòu)成體蛋白的20種氨基酸中的重要成員,支鏈氨基酸在動物體蛋白中的含量很高,尤其是在肌肉蛋白中所占的比例[28]。在葉元土等[29]的研究中,魚類肌肉中BCAA的含量占必需氨基酸總量(除色氨酸)的23%～48%,其中大部分魚BCAA含量都在35%～40%,這表明BCAA營養(yǎng)在魚類生長中有著舉足輕重的作用。Val是蛋白質(zhì)合成的原料,與Ile作為支鏈氨基酸都有促進氮存儲和抑制蛋白質(zhì)分解的作用[30-31]。支鏈氨基酸可促進糖異生,Val可最終進入三羧酸循環(huán),生成ATP[32]。有研究表明,BCAA缺乏會抑制淋巴細胞的生長發(fā)育,降低機體的免疫功能[33]。在流水養(yǎng)殖下,這三種氨基酸含量均顯著高于靜水養(yǎng)殖組,所以流水養(yǎng)殖下的鱸魚在蛋白質(zhì)的合成與講解的調(diào)節(jié)作用、氧化供能和機體免疫能力方面都比靜水養(yǎng)殖組表現(xiàn)突出。此外,兩組魚肉Asp和Glu的含量遠遠大于其他的氨基酸含量,且Glu在流水養(yǎng)殖組中含量較高,具有顯著性差異(p<0.05)。Asp和Glu是呈鮮味的特征性氨基酸,含量越高肉質(zhì)越鮮美[34]。本研究結(jié)果表明流水養(yǎng)殖模式影響肌肉氨基酸組成的差異,對魚肉品質(zhì)提升具有顯著作用。

表4 不同養(yǎng)殖模式下鱸魚肌肉總氨基酸含量分析Table 4 Total amino acid for perch between standing water and flowing water fish

3 結(jié)論

比較分析了池塘工業(yè)化養(yǎng)殖模式(流水養(yǎng)殖)和傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖模式(靜水養(yǎng)殖)對鱸魚肌肉營養(yǎng)成分和品質(zhì)特性的影響。結(jié)果顯示,與靜水養(yǎng)殖組相比,流水養(yǎng)殖組鱸魚肌肉蛋白質(zhì)、羥脯氨酸和膠原蛋白含量顯著提高(p<0.05),脂肪含量顯著降低(p<0.05),肌肉膠黏性、咀嚼度、彈性和硬度表現(xiàn)出較大差異。流水養(yǎng)殖組魚肉多不飽和脂肪酸、ω-6脂肪酸及亞油酸含量均顯著高于(p<0.05)靜水養(yǎng)殖組。此外,兩種養(yǎng)殖模式下魚肉氨基酸種類和組成相似,流水養(yǎng)殖組必需氨基酸、呈味氨基酸的含量較高。本研究結(jié)果表明流水養(yǎng)殖模式下的鱸魚肉質(zhì)更加緊實有嚼勁,營養(yǎng)價值更高,可為池塘工業(yè)化養(yǎng)殖模式的改進與推廣提供有價值的理論指導(dǎo)。