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        “太湖魴鲌”及其親本肌肉營養(yǎng)成分的分析與評價

        2019-03-11 09:04:10姜建湖沈斌乾陳建明顧志敏賈永義孫麗慧黃愛霞程海華
        水生生物學報 2019年2期
        關鍵詞:親本太湖雜交

        姜建湖 沈斌乾 陳建明 顧志敏 賈永義 孫麗慧 黃愛霞 李 倩 程海華

        (浙江省淡水水產研究所, 農業(yè)部淡水漁業(yè)健康養(yǎng)殖重點實驗室, 浙江省魚類健康與營養(yǎng)重點實驗室, 湖州 313001)

        翹嘴鲌(Culter alburnus)隸屬鯉科、鲌亞科、鲌屬, “太湖三白之一”, 肉食性魚類, 在浙江省內各水系均有分布, 其生長快, 產量高, 且肉質細嫩, 味道鮮美, 深受消費者青睞, 但該魚性情兇猛, 不耐運輸, 抗逆性差, 且對飼料蛋白需求量高, 肌間刺多[1, 2]。三角魴(Megalobrama terminalis)同屬鲌亞科的魴屬, 雜食性魚類, 野生環(huán)境下以水生植物、水生昆蟲、小魚、蝦和軟體動物等為食, 在人工養(yǎng)殖條件下投喂低蛋白飼料生長良好, 適應性強, 且體大肉厚, 肌間刺較少[3], 但其肉質細嫩程度和口感不及翹嘴鲌。遠緣雜交是指種間、屬間乃至親緣關系更遠的生物類型之間的雜交, 它可以突破種屬界限,擴大遺傳變異, 使親本優(yōu)良性狀在子代中得以結合,表現(xiàn)出一定的雜交優(yōu)勢, 在水產育種中得以廣泛應用[4]。為整合翹嘴鲌和三角魴的優(yōu)良性狀, 本課題組以生長速度為主要選育指標, 以2004年從南太湖引進并經(jīng)兩代群體選育的后代, 再經(jīng)連續(xù)兩代異源雌核發(fā)育誘導、篩選、培育獲得的翹嘴鲌為母本,以2007年從湖州德清引進并經(jīng)三代群體選育的三角魴為父本, 通過屬間遠緣雜交獲得子一代, 該品種經(jīng)全國水產原種和良種審定委員會審定, 命名為“太湖魴鲌”(新品種登記號: GS-02-001-2017)。研究發(fā)現(xiàn), “太湖魴鲌”具有體型特征明顯、生長速度快、飼料蛋白需求量低等性狀特點。在相同養(yǎng)殖條件下, 一齡魚種生長速度較翹嘴鲌快44.11%—47.23%, 二齡魚生長速度較翹嘴鲌快49.21%—99.03%,養(yǎng)殖單產較翹嘴鲌?zhí)岣?1.51%—53.59%; 幼魚飼料蛋白質最適需求量為35.87%—38.83%, 較翹嘴鲌降低8.64%—12.28%, 適宜在全國各地湖泊、池塘和跑道等淡水水體中養(yǎng)殖。

        隨著人們生活水平的提高, 消費者對水產品的要求已不僅僅局限于對個體大小的需求, 而是更加注重產品的營養(yǎng)和品質?!疤欦垺鄙L速度的提高是否會對其營養(yǎng)價值帶來影響, 這是評價選育效果的重要內容之一。為此, 本研究對相同養(yǎng)殖條件下的“太湖魴鲌”、翹嘴鲌和三角魴肌肉中的基本營養(yǎng)成分、氨基酸、脂肪酸和礦物質元素進行了測定和分析, 旨在對新型雜交種“太湖魴鲌”進行綜合評價。

        1 材料與方法

        1.1 實驗材料

        “太湖魴鲌”(Culter alburnus♀×Megalobrama terminalis♂, 簡稱CA×MT)、翹嘴鲌(Culter alburnus, 簡稱CA)和三角魴(Megalobrama terminalis, 簡稱MT)均取自浙江省淡水水產研究所綜合實驗基地, 其初始體重分別為(5.79±1.94)、(4.21±1.31)和(5.45±2.90) g。采用同塘養(yǎng)殖方式, 每畝池塘各放“太湖魴鲌”、翹嘴鲌和三角魴500尾, 每口池塘為1個重復, 面積1867 m2, 共設置3個重復, 試驗周期為11個月。試驗期間, 每日投喂2—3次(8:00、14:00、17:00), 日投喂量為魚體重的2%—8%, 以投喂后1h內吃完為宜, 冬天少投或不投。試驗飼料為浙江明輝飼料有限公司生產的翹嘴鲌專用配合飼料, 粗蛋白含量40%以上, 視魚種規(guī)格調整飼料大小。整個飼養(yǎng)期間, 池塘水溫3—36 ℃, pH 7.0—8.4,DO 5.2—7.8 mg/L, NH3-N 0.1—0.3 mg/L, NO2-N 0.05—0.2 mg/L。在試驗結束時, 3種魚各隨機取樣6尾進行大小測定, 分離肌肉進行營養(yǎng)成分分析。3種魚的規(guī)格見表 1。

        1.2 營養(yǎng)成分測定

        肌肉基本營養(yǎng)成分測定參照AOAC的方法進行[5]: 105℃常壓干燥法測定水分; 凱氏定氮法測定粗蛋白質; 用無水乙醚為溶劑, 索氏抽提法測定粗脂肪; 箱式電阻爐550℃灼燒法測定灰分。稱取0.1—0.2 g肌肉凍干樣, 采用GB /T 5009.124-2003的方法, 使用HITACHI L-8900型氨基酸自動分析儀測定氨基酸含量。稱取0.1 g肌肉凍干樣, 參照Zuo等[6]的方法略加改進, 使用AGILENT 7890B-5977A氣質聯(lián)用儀測定脂肪酸組成。稱取0.2 g肌肉凍干樣,參照馬往校等[7]的方法略加修改, 采用微波消解—火焰原子吸收法測定肌肉中的鐵、銅、錳和鋅含量。

        1.3 評價方法

        根據(jù)聯(lián)合國糧農組織/世界衛(wèi)生組織(FAO/WHO)1973年建議的氨基酸評分標準模式[8]和全雞蛋蛋白質的氨基酸模式[9]分別按以下公式計算氨基酸評分(AAS)、化學評分(CS)和必需氨基酸指數(shù)(EAAI):

        式中:aa為試驗樣品氨基酸含量(%);AA(FAO/WHO)為FAO/WHO評分標準模式中同種氨基酸含量(%);AA(Egg)為全雞蛋蛋白質中同種氨基酸含量(%);n為比較的必需氨基酸個數(shù);A,B,C,,H為樣品肌肉蛋白質的必需氨基酸含量(%, 干物質基礎);AE,BE,CE,,HE為全雞蛋蛋白質的氨基酸含量(%, 干物質基礎)。

        1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

        試驗數(shù)據(jù)采用平均值±標準差(Mean±SD)表示,采用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析(Oneway ANOVA), 若差異顯著再采用Duncan’s進行多重比較,P<0.05為差異顯著。

        2 結果

        2.1 基本營養(yǎng)成分

        由表 2可知, “太湖魴鲌”肌肉水分含量要顯著低于其親本翹嘴鲌和三角魴(P<0.05); “太湖魴鲌”肌肉的粗蛋白質含量最高, 顯著高于其親本(P<0.05), 而親本間的肌肉粗蛋白質含量無顯著差異(P>0.05); 肌肉粗脂肪含量和灰分含量在3種魚間無顯著差異(P>0.05)。

        2.2 氨基酸組成

        由表 3可知, 3種魚肌肉中均檢測出17種氨基酸(色氨酸因酸水解未檢出), 包括7種人必需氨基酸(Essential amino acids, EAA)和10種人非必需氨基酸(Nonessential amino acids, NEAA), 其中均以谷氨酸(Glu)含量最高, 胱氨酸(Cys)含量最低。氨基酸總量(Total amino acids, TAA)占鮮重的16.46%—16.79%, 其中EAA含量占6.38%—6.72%, NEAA含量占10.07%—10.30%。天冬氨酸(Asp)、Glu、甘氨酸(Gly)和丙氨酸(Ala)4種呈味氨基酸(Delicious amino acids, DAA)總量占鮮重的6.81%—6.99%, 占TAA的40.56%—41.89%。在17種單個氨基酸中,Asp、蘇氨酸(Thr)、絲氨酸(Ser)、Glu、Gly、Ala、蛋氨酸(Met)、亮氨酸(Leu)、酪氨酸(Tyr)、苯丙氨酸(Phe)、精氨酸(Arg)和脯氨酸(Pro)含量在3種魚間無顯著差異(P>0.05); “太湖魴鲌”的Cys含量最低, 其值顯著低于其母本翹嘴鲌(P<0.05), 但在纈氨酸(Val)、異亮氨酸(Ile)、賴氨酸(Lys)和組氨酸(His)含量上, 3種魚中均以“太湖魴鲌”最高, 其中Val和Lys含量顯著高于其親本(P<0.05), Ile和His含量顯著高于其父本三角魴(P<0.05)。3種魚的TAA、NEAA、DAA、EAA/TAA、EAA/NEAA和DAA/TAA含量無顯著差異(P>0.05), “太湖魴鲌”的EAA含量要顯著高于其父本三角魴(P<0.05)。

        表 1 三種魚的取樣規(guī)格Tab. 1 The sample size of three kinds of fish

        表 2 三種魚肌肉的基本營養(yǎng)成分(鮮重基礎)Tab. 2 Proximate composition of muscle of three kinds of fish(fresh weight basis)

        2.3 氨基酸營養(yǎng)評價

        對3種魚肌肉中EAA含量與FAO/WHO模式和全雞蛋蛋白質的氨基酸模式進行比較, 并計算出AAS、CS和EAAI (表 4和表 5)。依據(jù)AAS和CS,3種魚分值最低的均為含硫氨基酸(Met+Cys), 其次是Val, 由此可知, 3種魚的第一限制氨基酸均為含硫氨基酸(Met+Cys), 第二限制性氨基酸均為Val;3種魚均以Lys分值最高, 并且肌肉中Lys含量已超過FAO/WHO模式和全雞蛋蛋白質的氨基酸模式,因而對于以谷物為主的膳食來說, 食用魚類可彌補谷物中Lys的不足, 從而提高人體對蛋白質的利用率。3種魚的EAAI分別為67.69、66.49和66.54。

        2.4 脂肪酸組成

        由表 6可知, “太湖魴鲌”和三角魴肌肉中均檢測出26種脂肪酸, 其中飽和脂肪酸(Saturated fatty acids, SFA)6種, 不飽和脂肪酸(Unsaturated fatty acids, UFA)20種, 單不飽和脂肪酸(Monounsaturated fatty acids, MUFA)5種, 多不飽和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids, PUFA)15種, 高度不飽和脂肪酸(Highly unsaturated fatty acids, HUFA)7種, n-3系PUFA 8種, n-6系PUFA 7種, 而翹嘴鲌未檢測出C22:2n-6和C24:0。在眾多脂肪酸中, 3種魚肌肉脂肪酸中均以C18:1n-9含量最高, 其值達25.17%—28.10%?!疤欦垺奔∪庵舅嶂蠸FA含量顯著低于其親本(P<0.05), 而UFA含量顯著高于親本(P<0.05)。3種魚的MUFA、PUFA、HUFA、n-3PUFA、n-6 PUFA、n-3/n-6和C20:5n-3(EPA)+C22:6n-3(DHA)含量均無顯著差異(P>0.05)。

        表 3 三種魚肌肉的氨基酸組成(鮮重基礎)Tab. 3 Composition of amino acids of muscle of three kinds of fish (fresh weight basis)

        2.5 礦物質元素含量

        在眾多礦物質元素中, 鐵(Fe)、銅(Cu)、錳(Mn)和鋅(Zn)為動物所必需的微量元素。由表 7可知, 3種魚肌肉中其含量由高到低均依次為Zn、Fe、Mn和Cu。4種微量元素在3種魚肌肉中均無顯著差異(P>0.05)。

        3 討論

        3.1 “太湖魴鲌”肌肉基本營養(yǎng)組成評價

        在營養(yǎng)學上, 食品中的干物質含量越高, 其總營養(yǎng)成分含量就越高[10]?!疤欦垺奔∪庵械乃趾吭?種魚中最低, 其值(77.96%)顯著低于其親本翹嘴鲌(78.96%)和三角魴(78.90%,P<0.05)。蛋白質是生命的物質基礎, 是所有生物體的重要組成部分, 在生命活動中起著重要作用, 同時其含量是人們在選擇食品時重要的參考依據(jù)[11]?!疤欦垺奔∪獾拇值鞍踪|含量為19.28%, 顯著高于其親本翹嘴鲌(18.77%)和三角魴(18.66%,P<0.05)。由此可知, “太湖魴鲌”相對其親本具有更低的水分和更高的蛋白質含量, 這表明, “太湖魴鲌”是一種不同于親本而有自身營養(yǎng)結構特點的雜交魚類。

        3.2 “太湖魴鲌”肌肉氨基酸組成評價

        消化生理研究證實, 被攝取的蛋白質只有在消化道中被胃腸分泌的消化酶水解成游離氨基酸和小肽, 才能被腸黏膜細胞吸收, 因此, 動物對蛋白質的需求實際上是對氨基酸的需求[11]。蛋白質的營養(yǎng)價值高低取決于氨基酸組成及含量, 而含有人體所需的必需氨基酸種類多、含量高的蛋白質, 其營養(yǎng)價值相對較高[12]。在本研究中, “太湖魴鲌”肌肉的EAA含量為6.72%, 為3種魚中最高, 且顯著高于其父本三角魴(6.38%,P<0.05)。根據(jù)FAO/WHO的氨基酸理想模式, 優(yōu)質蛋白質其氨基酸的EAA/TAA為40%左右, EAA/NEAA在60%以上[13], “太湖魴鲌”肌肉中的EAA/TAA和EAA/NEAA分別為40.02%和66.75%, 可見, “太湖魴鲌”的肌肉氨基酸組成符合優(yōu)質蛋白質的標準。DAA含量是衡量肉質鮮美程度的重要指標之一。Asp、Glu、Gly和Ala為4種呈味氨基酸, 其中Asp和Glu為呈鮮味的特征性氨基酸, Gly和Ala為呈甘味的特征性氨基酸[14]?!疤欦垺奔∪獾腄AA含量為6.81%, 與其親本無顯著差異(P>0.05)。以上研究表明, “太湖魴鲌”在擁有相對較高的蛋白質營養(yǎng)價值外, 其肉質的鮮美程度并沒有降低。雖然“太湖魴鲌”肌肉氨基酸組成較優(yōu), 但根據(jù)AAS和CS評分可知, Met+Cys和Val含量略顯不足, 這與近期在大口黑鱸(Micropterussalmoides(Lacépède))“優(yōu)鱸1號”[15]、吉富羅非魚(Oreochromis niloticus)、奧利亞羅非魚(Oreochromis aureus)及其雜交種[16]、山女鱒(Oncorhynchus masou)[17]和雅羅魚(Leuciscus waleckii)[18]的研究結果相似, 今后在“太湖魴鲌”養(yǎng)殖推廣中, 應在飼料配方中予以加強。

        表 4 三種魚肌肉的必需氨基酸含量與FAO/WHO模式和全雞蛋蛋白質的氨基酸模式比較Tab. 4 The comparison of muscle essential amino acids contents of three kinds of fish with FAO/WHO pattern and amino acid pattern of whole egg protein

        表 6 三種魚肌肉的脂肪酸組成(占脂肪酸總量的百分比)Tab. 6 Muscle fatty acids profile of three kinds of fish (percentage in total fatty acids)

        3.3 “太湖魴鲌”肌肉脂肪酸組成評價

        近年來, UFA的研究已成為魚類科研熱點之一,其含量被視為評價食品營養(yǎng)價值的重要指標之一。UFA可分為MUFA和PUFA。MUFA具有降血糖、血脂和調節(jié)膽固醇的功能, PUFA則具有明顯的降血脂、抑制血小板凝集、降血壓、提高生態(tài)膜液態(tài)性、抗腫瘤和免疫調節(jié)作用, 能降低動脈硬化和腦血栓等心血管疾病的發(fā)病率[19, 20]。本實驗結果表明, “太湖魴鲌”肌肉脂肪酸中UFA含量要顯著高于其親本(P<0.05)。與其他魚類相比較, “太湖魴鲌”所呈現(xiàn)的PUFA>MUFA>SFA的脂肪酸組成序列與江鱈(Lota lotaL.)[21]和長吻 (Leioeasis longirostris)[22]的研究結果相似, 表現(xiàn)出PUFA和MUFA的高占比。這表明, “太湖魴鲌”肌肉的脂肪質量較高。EPA和DHA是人體生長發(fā)育必需的PUFA, 尤其在促進嬰兒腦細胞生長和發(fā)育方面具有重要作用[23]?!疤欦垺奔∪庵舅嶂蠩PA與DHA總量(15.78%)高于日本鰻鱺(Anguilla japonica)(2.49%—7.48%)[24]、塔里木裂腹魚(Schizothorax biddulphi)(10.28%)[25]和秀麗高原鰍(Triplophysa venusta)(11.68%)[26], 與長吻 (16.40%)[22]接近, 屬EPA和DHA含量較為豐富的魚類。

        表 7 三種魚肌肉的礦物質元素含量Tab. 7 Contents of muscle mineral elements in of three kinds of fish

        3.4 遠緣雜交是改良魚類營養(yǎng)品質的有效途徑

        魚類作為優(yōu)質蛋白質和不飽和脂肪酸的提供者, 在人類現(xiàn)代飲食結構中所占的比重越來越高,如何通過遺傳改良方法來提高養(yǎng)殖魚類的肌肉品質一直是水產育種者所關注和努力的目標。遠緣雜交是一種有效的遺傳改良方法, 能使不同物種的基因組組合在一起, 導致雜交后代的基因型和表現(xiàn)型都發(fā)生改變[14]?!疤欦垺睘楸菊n題組以生長速度為主要選育指標, 通過多代群體選育、雌核發(fā)育和遠緣雜交獲得的子一代, 已被證實在生長速度和抗逆性方面存在一定的雜交優(yōu)勢。本研究中“太湖魴鲌”肌肉中的基本營養(yǎng)成分、氨基酸和脂肪酸組成上與親本均有顯著差異, 這可能與遠緣雜交有關, 翹嘴鲌和三角魴的異源基因組合在一起, 導致“太湖魴鲌”的表現(xiàn)型發(fā)生改變, 包括肌肉營養(yǎng)成分的改變。這些表現(xiàn)型的改變是否具有遺傳性狀, 有待于進一步研究。

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