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(1.集美大學食品與生物工程學院,福建廈門 361021;2.廈門市海洋功能食品重點實驗室,福建廈門 361021)

鮑魚是一種單殼軟體動物,腹足是其主要可食部分,約占鮑魚總重量的40%～50%。鮑魚腹足肌肉除了具有高蛋白、低脂肪的特征以外,還含有多糖、多種維生素及微量元素,具有較高的營養(yǎng)和保健價值。隨著皺紋盤鮑雜交鮑引入福建海域養(yǎng)殖成功后,鮑魚養(yǎng)殖產(chǎn)量迅速增長,2017年的鮑魚產(chǎn)量已經(jīng)達到12.34萬噸,約占全國總產(chǎn)量的83%[1]。其中,南日島位于莆田市興化灣和平海灣交匯處,地理環(huán)境和氣溫(全年平均氣溫19.2 ℃)非常適合鮑魚的生長和繁殖,是福建鮑魚主要養(yǎng)殖基地之一。而且,南日島養(yǎng)殖的鮑魚(南日鮑)具有體肥肉嫩、味道鮮美、接近野生的綠色食品特征[2]。

通常,鮑魚的生長受生存環(huán)境的溫度、鹽度、食物以及生殖周期等因素的影響[3],造成鮑魚腹足肌肉成分在不同季節(jié)存在差異,也影響其肌肉的質(zhì)地、風味和形狀以及加工特性[4]。Chiou等[5]報道了臺灣雜色鮑腹足肌肉水分含量在10月份最高,蛋白含量在1～3月份較低,而糖原含量在10月份最低,3月份最高。Watanabe等[6]在探究1990～1992年日本千葉縣的真海鞘肌肉組織成分變化時發(fā)現(xiàn)糖原、有機酸和游離氨基酸在9月份最高。然而,有關(guān)南日鮑腹足肌肉組分和結(jié)構(gòu)隨季節(jié)的變化卻未見報道。

因此,本文考察了南日鮑腹足肌肉的基本成分、氨基酸組成、蛋白組分和肌肉組織微觀結(jié)構(gòu)隨季節(jié)的變化,為南日鮑的季節(jié)捕獲和加工提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮活鮑魚 福建南日島養(yǎng)殖(體重(69.58±8.92) g,采樣時間為2015年11月～2016年6月),購買于廈門市東月嶼海洋食品有限公司;鹽酸、硫酸、戊二醛、磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀等試劑(分析純) 購自西隴化工股份有限公司。

Sigma 3-18k高速冷凍離心機 德國Sigma公司;Aglient 1200高效液相色譜儀 美國 Aglient 公司;Samdri-PVT-3D 臨界點干燥儀 美國Tousimis 公司;E-1010 離子濺射儀、S-480 掃描電子顯微鏡 日本日立制造所。

1.2 實驗方法

1.2.1 基本成分測定 取鮑魚腹足肌肉的中間部位,采用GB 5009.3-2016直接干燥法測定水分含量[7];采用GB 5009.5-2016凱氏定氮法測定蛋白含量,蛋白質(zhì)的換算系數(shù)為6.25[8];采用GB/T 9695.31-2008苯酚硫酸法測定糖含量[9];采用GB 5009.6-2016索氏提取法測定脂肪含量[10];采用GB 5009.4-2016高溫灼燒法測定灰分含量[11]。

1.2.2 氨基酸組成測定 參考Chen等方法[12],取一定量的鮑魚腹足肌肉樣品放在消化管中,加入1 mL 6 mol/L HCl及20 μL苯酚,充氮氣密封后置于110 ℃下水解22 h,水解液趕酸后用0.02 mol/L鹽酸溶解,過0.22 μm聚醚砜膜后利用高效液相色譜儀分析氨基酸組成。

色譜柱為Agilent Zorbox Eclipse AAA 柱(5 μm,4.6 mm×150 mm);流動相A為40 mmol/L NaH2PO4(pH7.8),流動相B為乙腈∶甲醇∶超純水=45∶45∶10;流動相的流速為2 mL/min;檢測波長為UV 338 nm和262 nm。根據(jù)氨基酸標樣建立的校正曲線計算氨基酸含量。

1.2.3 十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE) 鮑魚肌肉利用2% SDS-8 mol/L尿素-20 mmol/L Tris-HCl(pH8.8)的蛋白變性劑均質(zhì)溶解后,經(jīng)離心(20 ℃,10000 r/min,15 min),上清液利用Laemmli[13]報道的SDS-PAGE方法進行分析。電泳樣品用4%的濃縮膠、8%的分離膠在8 mA的電流下進行電泳后,用R-250考馬斯亮藍染色,再用脫色液(甲醇∶乙酸∶蒸餾水=1∶3∶7)脫色至背景清晰后拍照。

1.2.4 鮑魚肌肉微觀結(jié)構(gòu)(SEM) 參考Weng等[14]報道的處理方法,將鮑魚腹足肌肉切成3 mm左右方塊狀,在4 ℃下用含2.5%的戊二醛的0.1 mol/L的磷酸鹽緩沖溶液(pH7.2)固定24 h后,用0.1 mol/L的磷酸鹽緩沖溶液(pH7.2)清洗3次,再經(jīng)過乙醇溶液進行梯度脫水和CO2臨界點干燥儀干燥,經(jīng)離子濺射儀鍍金后,最后利用掃描電子顯微鏡對鮑魚肌肉樣品進行觀察拍照。

1.2.5 干鮑的制備及顏色測定 鮮活鮑魚刷洗干凈、去殼、去內(nèi)臟后,參照張亞琦等[15]報道的干燥條件,在40 ℃下將鮑魚肌肉干燥至水分含量為20%左右。干鮑的表面色澤利用WSC-S測色色差計進行測定,表征的參數(shù)為L*值(黑-白)、a*值(綠-紅)、b*值(藍-黃)。其中,白板的標準值為L*值=91.86、a*值=-0.88、b*值=1.42。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實驗結(jié)果為3次重復試驗的平均值±標準差,采用SPSS 17.0軟件和Microsoft Excle 2003進行分析,顯著性檢驗方法為Duncan多重檢驗,檢測限為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本成分

表1顯示了鮑魚腹足肌肉基本成分隨捕獲季節(jié)發(fā)生的變化。由于7～10月是鮑魚的產(chǎn)卵期,所以未檢測。由表1可以看出,鮑魚腹足肌肉的水分含量從冬天到夏天呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢,其中3～6月的水分含量沒有顯著差異(P>0.05)。蛋白含量在15.48%～17.77%范圍內(nèi)變化,1～2月鮑魚的肌肉蛋白含量顯著低于其他月份(P<0.05)。多糖含量變化趨勢與水分含量相反,11月捕獲的鮑魚肌肉多糖含量最低,而4～6月捕獲的鮑魚肌肉多糖含量顯著高于其他月份(P<0.05)。鮑魚腹足肌肉脂肪含量只有1%左右,與灰分含量接近,但脂肪含量不受季節(jié)的影響,而灰分含量在6、11和12月份捕獲的鮑魚腹足肌肉中較低,在3 月份和4 月份含量較高。Hatae 等[4]研究2 月份～12 月份三浦半島的皺紋盤鮑時，發(fā)現(xiàn)其水分含量呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，而蛋白含量的變化趨勢與之相反，糖含量在7、8 月份最高， 10 月份含量最低。鮑魚肌肉的糖含量和蛋白含量的季節(jié)性變化可能與鮑魚的繁殖周期、水溫和光照期有關(guān)[16]。有研究報道，魚肉的脂肪含量會影響水分含量，脂肪含量越高，水分含量越低[17]。在本研究中，發(fā)現(xiàn)鮑魚腹足肌肉的水分含量與多糖含量有明顯的相關(guān)關(guān)系(R2=0.88) 。鮑魚在性腺成熟期需要消耗腹足肌肉多糖提供能量，因此產(chǎn)卵后腹足的多糖含量最低[18]。從表1的結(jié)果還可以發(fā)現(xiàn),1～5月份捕獲的鮑魚腹足肌肉的多糖和礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分含量較豐富,這與當?shù)仵U魚捕獲習慣一致,12月和6月只有在鮑魚市場需求旺盛時才少量捕獲。

表1 鮑魚腹足肌肉的基本成分(%)Table 1 Basic components of abalone gastropod muscle(%)

表2 鮑魚腹足肌肉的氨基酸組成(g/100 g蛋白)Table 2 Amino acid compositions of abalone gastropod muscle(g/100 g protein)

2.2 氨基酸組成

表2顯示了不同季節(jié)捕獲的鮑魚腹足肌肉的氨基酸組成。從表2可以看出,在任一季節(jié)捕獲鮑魚的肌肉蛋白中,谷氨酸含量最高,其次是精氨酸和天冬氨酸。其中,鮮味氨基酸谷氨酸和天冬氨酸含量占總氨基酸含量的比例為27.50%～29.00%,具有甜味的甘氨酸在3月份和4月份明顯比其他月份高,冬季和春季捕獲的鮑魚含有較高的羥脯氨酸。羥脯氨酸是膠原蛋白的特征氨基酸[19],因此冬季和春季捕獲的鮑魚其腹足肌肉膠原蛋白含量較高。另一方面,無論哪一季節(jié)捕獲的鮑魚,腹足肌肉中的精氨酸含量占總氨基酸的比例都達到13.00%左右,遠高于魚肉中的精氨酸比例(5.60%～7.50%)[20]。據(jù)報道,精氨酸在調(diào)節(jié)內(nèi)分泌和促進兒童生長發(fā)育中具有重要的作用[21-22],精氨酸含量越高越有利于降低膽固醇[23]。精氨酸還具有調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)代謝、抗氧化和增強免疫等功能[24]。而且,南日鮑肌肉的必需氨基酸占總氨基酸含量的29.53%～31.91%,略高于廣東養(yǎng)殖的皺紋盤鮑,但類似于雜色鮑[25]。由于色氨酸未檢測,因此本研究未對鮑魚肌肉氨基酸的營養(yǎng)價值進行詳細評價。根據(jù)表2的數(shù)據(jù)分析了氨基酸評分(數(shù)據(jù)未顯示),發(fā)現(xiàn)11月份和12月份捕獲的南日鮑中賴氨酸為第一限制氨基酸,而1月份～6月份纈氨酸為第一限制氨基酸。氨基酸分析的結(jié)果還可以表明,鮑魚腹足肌肉口感鮮美、營養(yǎng)豐富,可以為人體健康提供豐富的天然精氨酸,是一種極具開發(fā)價值的健康食品資源。

2.3 SDS-PAGE

有研究報道,軟體動物肌肉蛋白組分主要含有副肌球蛋白、肌球蛋白和肌動蛋白等,其中副肌球蛋白及其多聚體占菲律賓蛤仔閉殼肌肌原纖維蛋白的比例超過了肌球蛋白[26]。在本研究中也發(fā)現(xiàn),3月份捕獲的鮑魚腹足肌肉副肌球蛋白條帶濃度明顯高于肌球蛋白、肌動蛋白和膠原蛋白等其他蛋白條帶(圖1)。值得注意的是,12月份捕獲的鮑魚腹足肌肉的蛋白組成與3月份相似,這與氨基酸分析結(jié)果(表2)類似,再次表明冬季和春季的鮑魚肌肉組分接近,但與夏季鮑魚存在明顯的季節(jié)性差異。在夏季捕獲的鮑魚中,副肌球蛋白出現(xiàn)一定程度的降解。

圖1 鮑魚腹足肌肉的SDS-PAGE圖譜Fig.1 SDS-PAGE patterns of abalone gastropod muscle注:M:標準蛋白。

2.4 鮑魚腹足肌肉的組織微觀結(jié)構(gòu)

利用掃描電鏡對不同季節(jié)的鮑魚腹足肌肉進行觀察,結(jié)果如圖2所示。由圖2可知,3月份捕獲的鮑魚腹足肌肉纖維結(jié)構(gòu)最致密,其次是12月份,6月份的鮑魚腹足肌肉纖維結(jié)構(gòu)最疏松。Hatae等[4]也發(fā)現(xiàn)三浦半島的冬季鮑魚肌肉結(jié)構(gòu)比夏季致密,主要是由于冬季的鮑魚肌肉含有較多膠原蛋白的緣故。鮑魚肌肉組織結(jié)構(gòu)主要是由膠原纖維和肌原纖維交織在一起,會形成致密的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)[27]。本研究的結(jié)果也表明,南日鮑的腹足肌肉在春季和冬季含有較高的羥脯氨酸(表2),可能導致腹足肌肉纖維結(jié)構(gòu)變得致密。夏季捕獲的南日鮑肌肉纖維結(jié)構(gòu)疏松(圖2)也可能與副肌球蛋白的降解有關(guān)(圖1)。疏松的肌肉組織結(jié)構(gòu)可能會影響鮑魚加工品質(zhì),因此南日鮑的捕獲季節(jié)性也特別明顯,基本上集中在每年的12月～次年的5月。

圖2 鮑魚腹足肌肉的掃描電鏡圖譜Fig.2 SEM-micrographs of abalone gastropod muscle

2.5 干鮑的色澤

不同季節(jié)對鮮活鮑魚的色澤沒有明顯的影響,只有在加熱干制過程中肌肉組分的變化有可能影響產(chǎn)品的色澤,而且干鮑是鮑魚的主要加工產(chǎn)品之一,因此探究了季節(jié)對熱風干燥制備的干鮑色澤的影響,結(jié)果如表3所示。由表3可以發(fā)現(xiàn),利用夏季鮑魚制備的干鮑L*值最低,而冬季的干鮑L*值最高,表明夏季的干鮑色澤偏暗。同樣,根據(jù)a*值和b*值的結(jié)果,可以說明利用夏季鮑魚制備的干鮑色澤偏紅和偏黃,接近優(yōu)質(zhì)干鮑的鮮亮黃褐色。干鮑的色澤尤其是b*值(表3)與鮑魚肌肉粗多糖含量(表1)具有明顯的相關(guān)關(guān)系。這是由于鮑魚肌肉多糖主要是由葡萄糖組成(數(shù)據(jù)未顯示),因此在干燥過程中鮑魚肌肉多糖含量越高越容易發(fā)生美拉德反應。色澤是評價干鮑品質(zhì)的重要指標之一,優(yōu)質(zhì)干鮑通常呈鮮亮黃褐色[14]。雖然干燥溫度對干鮑的顏色具有一定的影響,但是本研究的結(jié)果表明不同季節(jié)捕獲的鮑魚對干鮑的色澤也有明顯的影響。

表3 捕獲季節(jié)對干鮑色澤的影響Table 3 Effect of capture season on color of dried abalone

3 結(jié)論

產(chǎn)于南日島的鮑魚的腹足肌肉成分和組織微觀結(jié)構(gòu)存在明顯的季節(jié)性差異。研究結(jié)果表明,南日鮑腹足肌肉的水分含量從冬季到夏季呈下降趨勢,而蛋白含量先下降后上升,多糖含量呈持續(xù)上升的趨勢。冬季和春季捕獲的鮑魚肌肉中含有較多的膠原,肌肉纖維結(jié)構(gòu)更為致密。另一方面,利用夏季南日鮑制備的干鮑色澤接近優(yōu)質(zhì)干鮑的鮮亮黃褐色。因此,本研究結(jié)果表明冬季和春季捕獲的南日鮑適合鮮活、冷凍和罐頭等各種產(chǎn)品,而夏季捕獲的南日鮑適合干鮑產(chǎn)品,為南日鮑的合適捕獲季節(jié)和加工方式的選擇提供參考依據(jù)。