于笛,傅志宇,鄭杰*,陳沖,王軍,王慶志,宋志遠(yuǎn),王志松*
(1.遼寧省海洋水產(chǎn)科學(xué)研究院,遼寧大連116023;2.遼寧省海洋水產(chǎn)科學(xué)研究院大連市海產(chǎn)貝類種質(zhì)資源創(chuàng)新利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧大連116023;3.大連海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧大連116023)
魷魚(yú)捕撈加工是我國(guó)水產(chǎn)加工的一大支柱產(chǎn)業(yè),行業(yè)年產(chǎn)值約200 億元[1]。2018 年,我國(guó)魷魚(yú)遠(yuǎn)洋捕撈產(chǎn)量為57.43 萬(wàn)噸,是全國(guó)遠(yuǎn)洋漁業(yè)的主要品種(占比達(dá)到25.44%)[2]。其中,秘魯魷魚(yú)(Dosidicus gigas)作為海洋魷魚(yú)生物資源中個(gè)體最大、資源最豐富的品種之一,因其產(chǎn)量高、成本低和營(yíng)養(yǎng)豐富而成為水產(chǎn)加工領(lǐng)域研究和開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。
秘魯魷魚(yú)是典型的高蛋白、低脂肪海產(chǎn)品,含有豐富的必需氨基酸、微量元素及多不飽和脂肪酸等,具有預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化和防止心血管疾病等多種生理功效[3-4]。目前,針對(duì)秘魯魷魚(yú)的研究大多集中在資源分布[5]、肌肉品質(zhì)[6-7]、蛋白和凝膠性能[8-10]及甲醛含量的控制[11-12]等方面,而有關(guān)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的研究則相對(duì)較少,且主要針對(duì)其肌肉部位,如楊憲時(shí)等[13]對(duì)秘魯魷魚(yú)和日本海魷魚(yú)胴體的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了分析比較。在秘魯魷魚(yú)相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工過(guò)程中通常還會(huì)產(chǎn)生內(nèi)臟、魷魚(yú)皮等大量廢棄物,約占魷魚(yú)自身體重的15%~20%[14],若能將這部分組織加以綜合利用,將進(jìn)一步提高其附加值并減少資源的浪費(fèi)。本研究對(duì)秘魯魷魚(yú)不同組織的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了系統(tǒng)的分析與評(píng)價(jià),旨在補(bǔ)充秘魯魷魚(yú)營(yíng)養(yǎng)學(xué)數(shù)據(jù),從而為其綜合開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)。
原條冷凍秘魯魷魚(yú):遼寧省大連海洋漁業(yè)集團(tuán)公司;H 型氨基酸混合標(biāo)準(zhǔn)溶液:日本和光純藥工業(yè)株式會(huì)社;L-色氨酸標(biāo)準(zhǔn)品:中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院;37 種脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品:美國(guó)Sigma-Aldrich 公司;正己烷(色譜純):天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;試驗(yàn)中所用其它分析試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。
LG-1.0 真空冷凍干燥機(jī):沈陽(yáng)航天新陽(yáng)速凍設(shè)備制造有限公司;HB43-S 水分測(cè)定儀:瑞士METTLER TOLEDO 有限公司;SKD-100 凱氏定氮儀:上海沛歐分析儀器有限公司;SZF-06A 粗脂肪測(cè)定儀:上海新嘉電子有限公司;JZ-4-1200 馬弗爐:上海精釗機(jī)械設(shè)備有限公司;L-8900 氨基酸全自動(dòng)分析儀:日本HITACHI 有限公司;456-GC 型氣相色譜儀:Scion Instruments。
1.3.1 原料預(yù)處理
秘魯魷魚(yú)解凍后,將其分別分解為頭部、肌肉、內(nèi)臟、眼部和頸部5 個(gè)組織(圖1),沖洗瀝干,冷凍儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.2 基本營(yíng)養(yǎng)組成測(cè)定
水分含量采用水分測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)定;蛋白質(zhì)含量采用GB 5009.5—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》中凱氏定氮法測(cè)定[15];脂肪含量采用GB 5009.6—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測(cè)定》中索氏抽提法測(cè)定[16];灰分含量采用GB 5009.4—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測(cè)定》中高溫灼燒法測(cè)定[17];總糖含量采用GB/T 9695.31—2008《肉制品總糖含量測(cè)定》中苯酚硫酸法測(cè)定[18]。
1.3.3 氨基酸組成測(cè)定
氨基酸(除色氨酸外) 組成測(cè)定按照GB 5009.124—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中氨基酸的測(cè)定》中酸水解方法[19]進(jìn)行。樣品加入6 mol/L HCl 溶液后,110 ℃條件下水解22 h,經(jīng)過(guò)濾、定容、濃縮后,采用日立L-8900 型氨基酸全自動(dòng)分析儀進(jìn)行檢測(cè)。色氨酸含量的測(cè)定按照GB 18246—2019《飼料中氨基酸的測(cè)定》中堿水解方法[20]進(jìn)行。
1.3.4 脂肪酸組成測(cè)定
脂肪酸組成采用Hiroaki Saito 等[21]的方法進(jìn)行。取100 mg 樣品,加入5 mL 2%硫酸甲醇溶液,70 ℃轉(zhuǎn)酯化1 h,加入0.75 mL 去離子水和2 mL 正己烷,混勻后靜置分層,取正己烷層進(jìn)行氣相色譜分析。
圖1 秘魯魷魚(yú)各組織部位分解示意圖Fig.1 Different tissues of squid Dosidicus gigas
氣相色譜條件:DB-23 色譜柱(30 m×0.32 mm,0.25 μm),進(jìn)樣口溫度270 ℃,檢測(cè)器溫度270 ℃,分流比10 ∶1,進(jìn)樣量1 μL。升溫程序:130 ℃保持1 min,以10 ℃/min 的速率升至170 ℃,以2.5 ℃/min的速率升至210 ℃后,保持2 min。
1.3.5 礦物質(zhì)元素測(cè)定
礦物質(zhì)元素含量測(cè)定采用GB5009.268—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中多元素的測(cè)定》中的方法[22]進(jìn)行。
1.3.6 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)方法
根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations,F(xiàn)AO/World Health Organization,WHO)建議的每克氮中氨基酸的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分模式[23]和中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所建議的雞蛋蛋白模式[24]對(duì)秘魯魷魚(yú)不同組織進(jìn)行蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)。分別按照公式(1)~(3)計(jì)算氨基酸評(píng)分(amino acid score,AAS)、化學(xué)評(píng)分(chemical score,CS)和F 值(支鏈氨基酸與芳香族氨基酸的比值),具體如下。
AAS 按照公式(1)計(jì)算。
式中:aa 為樣品中必需氨基酸的含量,mg/g N;AA(FAO/WHO)為FAO/WHO 標(biāo)準(zhǔn)模式中同種氨基酸的含量,mg/g N。
CS 按照公式(2)計(jì)算。
式中:aa 為樣品中必需氨基酸的含量,mg/g N;AA(egg)為雞蛋蛋白模式中同種氨基酸的含量,mg/g N。
F 值按照公式(3)計(jì)算。
試驗(yàn)均重復(fù)3 次,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差的形式表示。采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS Statistics 22.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和顯著性差異分析,P<0.05 為顯著水平。
秘魯魷魚(yú)不同組織的基本營(yíng)養(yǎng)組成見(jiàn)表1。
表1 秘魯魷魚(yú)不同組織基本營(yíng)養(yǎng)組成Table 1 Nutritional components in different tissues of squid Dosidicus gigas%
由表1 可知,秘魯魷魚(yú)眼部水分含量最高,達(dá)到(84.85±0.45)%,其次為頸部和頭部,肌肉和內(nèi)臟水分含量相對(duì)較低;肌肉的粗蛋白含量最高,為(18.21±0.21)%,內(nèi)臟和眼部的含量最低;粗脂肪則以內(nèi)臟的含量為最高(2.75±0.09)%,顯著高于其它組織部位;不同組織灰分含量在1.43%~1.99%之間,內(nèi)臟含量(1.99±0.07)%最高,肌肉(1.92±0.05)%含量其次,眼部含量最低;不同組織總糖含量均較低,其中含量最高的為內(nèi)臟(0.60±0.02)%,眼部含量最低,僅為(0.21±0.03)%。秘魯魷魚(yú)不同組織部位均呈現(xiàn)出高蛋白、低脂肪且低糖的特點(diǎn),同時(shí),不同組織間也各自存在不同的營(yíng)養(yǎng)組成特性。內(nèi)臟的粗脂肪、灰分和總糖含量均顯著高于其它組織,肌肉組織則粗蛋白含量最高、粗脂肪含量最低。肌肉組織作為主要可食部位,其粗蛋白含量(18.21±0.21)%,略高于北太平洋紅魷魚(yú)(Ommastephes bartram,17.48%)[25]和日本海魷魚(yú)(Onychoteuthis borealijaponicus okada,17.25%)[13],顯著高于杜氏槍烏賊(Loligo duvauceli,10.75%)[26],略低于阿根廷魷魚(yú)(Illex argentinus Castellanos,18.90%)[27]。肌肉組織的粗脂肪含量為0.33%,明顯低于北太平洋紅魷魚(yú)(2.31%)[25]、日本海魷魚(yú)(1.20%)[13]和阿根廷魷魚(yú)(2.19%)[27],與杜氏槍烏賊相近(0.30%)[26]。與楊憲時(shí)等[13]的研究結(jié)果相比,本研究中肌肉組織部位的水分和粗脂肪含量略低,粗蛋白和灰分含量相對(duì)較高,這可能與原料的捕撈季節(jié)、采樣地點(diǎn)等有所不同有關(guān)。
秘魯魷魚(yú)不同組織的氨基酸組成及含量見(jiàn)表2。海洋動(dòng)物不同組織部位之間氨基酸組成和含量明顯不同[28-29]。秘魯魷魚(yú)不同組織均含有18 種氨基酸,包含所有種類的人體必需氨基酸,且差異顯著。肌肉組織的氨基酸總量(15.36±0.25)%、必需氨基酸(5.84±0.11)%、非必需氨基酸(9.52±0.14)%、鮮味氨基酸(7.20±0.07)%和藥效氨基酸(10.48±0.14)%含量均明顯高于其它組織。內(nèi)臟的上述各種氨基酸含量在所有組織中均為最低,分別為(10.25±0.25)%、(4.01±0.11)%、(6.24±0.12)%、(4.59±0.07)%、(6.77±0.14)%。所有組織(除眼部外)均為谷氨酸含量最高,與楊憲時(shí)等[13]的研究結(jié)果一致。眼部藥效氨基酸比例(75.74%)明顯高于其它組織,可考慮進(jìn)一步開(kāi)發(fā)其藥用價(jià)值。
表2 秘魯魷魚(yú)不同組織氨基酸組成和含量Table 2 Composition and content of amino acids in different tissues of squid Dosidicus gigas %
FAO/WHO 推薦的理想蛋白模式認(rèn)為,質(zhì)量較好的蛋白質(zhì)其氨基酸組成EAA/TAA 和EAA/NEAA 應(yīng)該分別在40%左右和60%以上。除頭部和頸部外,秘魯魷魚(yú)其余組織均符合這一模式。因此,秘魯魷魚(yú)的必需氨基酸種類齊全且比例適宜,有利于人體消化吸收,屬于優(yōu)質(zhì)蛋白。
將表2 中的必需氨基酸數(shù)據(jù)換算成每克氮中氨基酸的毫克數(shù),計(jì)算F 值,并將其與FAO/WHO 制定的氨基酸標(biāo)準(zhǔn)模式和雞蛋蛋白的氨基酸模式進(jìn)行比較,分別計(jì)算氨基酸評(píng)分(AAS)和化學(xué)評(píng)分(CS),結(jié)果見(jiàn)表3 和表4。
秘魯魷魚(yú)眼部必需氨基酸總量(2 404 mg/g N)高于FAO/WHO 標(biāo)準(zhǔn)模式(2 250 mg/g N),但低于雞蛋蛋白模式(3 058 mg/g N)。其它組織的必需氨基酸總量均低于FAO/WHO 模式,其中肌肉組織相對(duì)最為接近(2 209 mg/g N)。支鏈氨基酸具有促進(jìn)合成代謝、降低膽固醇和抑癌保肝等功能,正常人體及哺乳動(dòng)物的F值為3.0~3.5,當(dāng)肝臟受到損傷時(shí),其范圍降到1.0~1.5[30]。秘魯魷魚(yú)頭部、肌肉、內(nèi)臟、眼部及頸部的F 值分別為2.21、2.27、2.26、0.70 和2.73,除眼部外F 值均在2.21~2.73 之間,明顯高于人體肝臟受傷時(shí)的水平。因此,對(duì)于患有肝臟疾病的人來(lái)說(shuō),秘魯魷魚(yú)具有良好的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充功能。
表3 秘魯魷魚(yú)不同組織必需氨基酸的組成評(píng)價(jià)Table 3 Evaluation of essential amino acids in different tissues of squid Dosidicus gigas mg/g N
表4 秘魯魷魚(yú)不同組織必需氨基酸的組成評(píng)分Table 4 Scores of essential amino acids composition in different tissues of squid Dosidicus gigas
采用AAS 得分對(duì)秘魯魷魚(yú)不同組織進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),纈氨酸均為第一限制氨基酸,蛋氨酸+半胱氨酸是第二限制氨基酸(眼部為亮氨酸)。除了眼部的兩種限制氨基酸纈氨酸和亮氨酸的AAS 分值較低(分別為0.36和0.56)外,所有組織中每種氨基酸的AAS 分值均在0.60 以上。賴氨酸總體得分較高,含量(除眼部外)均高于FAO/WHO 模式(分值>1)。采用CS 得分對(duì)秘魯魷魚(yú)不同組織進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),蛋氨酸+半胱氨酸是第一限制氨基酸(眼部為纈氨酸),第二限制氨基酸不同組織間有所區(qū)別,頭部和肌肉為色氨酸,內(nèi)臟和頸部為纈氨酸,眼部為亮氨酸。除了眼部的蛋氨酸+半胱氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸、色氨酸和肌肉的賴氨酸外,其它氨基酸含量均低于雞蛋蛋白模式。秘魯魷魚(yú)肌肉組織的賴氨酸含量非常豐富,AAS 和CS 值均大于1,而賴氨酸是谷物和大多數(shù)植物蛋白的第一限制氨基酸,因此秘魯魷魚(yú)豐富的賴氨酸可以對(duì)以谷物為主食地區(qū)的膳食提供有效補(bǔ)充。秘魯魷魚(yú)不同組織必需氨基酸的組成評(píng)分見(jiàn)表4。
秘魯魷魚(yú)不同組織的脂肪酸組成見(jiàn)表5。
秘魯魷魚(yú)不同組織間的脂肪酸組成(除二十碳五烯酸外)存在顯著差異。不同組織共計(jì)檢測(cè)出脂肪酸13 種,其中頭部和內(nèi)臟的脂肪酸種類最多(11 種),眼部其次(10 種),肌肉和頸部最少(8 種),略少于楊憲時(shí)等[13]的結(jié)果。不同組織中不飽和脂肪酸的比例均很高,在66.57%~80.58%之間,且以多不飽和脂肪酸為主。多不飽和脂肪酸具有重要的生物學(xué)功能,尤其是以二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)為代表的ω-3 系列多不飽和脂肪酸,已被證實(shí)具有預(yù)防心血管疾病、抗炎、降低人體血液膽固醇水平、降血脂和促進(jìn)大腦發(fā)育等生理功能[31-33]。秘魯魷魚(yú)不同組織中EPA 和DHA 的含量均較高,除內(nèi)臟中(EPA+DHA) 含量相對(duì)較低(41.75%)外,其余組織中兩者含量之和均達(dá)到60%左右,可以作為較好的多不飽和脂肪酸食物來(lái)源。
表5 秘魯魷魚(yú)不同組織脂肪酸組成Table 5 Fatty acids composition in different tissues of squid Dosidicus gigas %
礦物質(zhì)元素是人體重要的組成部分,具有維持骨骼結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)身體酸堿平衡等功能。同時(shí),也是激素、酶和酶激活劑的重要組成部分[34]。秘魯魷魚(yú)不同組織中10 種礦物質(zhì)元素含量的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表6。
秘魯魷魚(yú)不同組織中礦物質(zhì)元素的含量規(guī)律相類似,常量元素中K、Na 和P 的含量較高,Mg、Ca 次之,Cu、Fe、Zn 和Mn、Se 的含量較低。肌肉組織中K元素的含量最高(4 076.68±180.15)mg/kg,遠(yuǎn)高于雞蛋(600 mg/kg)、牛肉(3 300 mg/kg)和海鱸魚(yú)(3 077 mg/kg)等[35],低于軍曹魚(yú)(5220 mg/kg)[36]。有研究表明,多食用鉀含量高的食物,將大大降低患癌癥的概率[35]。Na有利于提高機(jī)體活力,維持機(jī)體的電解質(zhì)平衡,促進(jìn)新陳代謝水平[37]。秘魯魷魚(yú)Na 元素含量豐富,尤以眼部含量最高(3 576.46±110.15)mg/kg。Zn 能促進(jìn)肌體發(fā)育和組織再生,幫助神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育和完善,當(dāng)Zn/Cu>10 以上時(shí),其生物學(xué)功能是相互拮抗的,而秘魯魷魚(yú)不同組織的Zn/Cu 都明顯小于10,因此秘魯魷魚(yú)是較好的Zn 元素補(bǔ)充源。內(nèi)臟中Mg、Ca、Cu、Fe、Zn、Mn和Se等元素的含量均顯著高于其它組織。
表6 秘魯魷魚(yú)不同組織礦物質(zhì)元素含量Table 6 Content of mineral elements in different tissues of squid Dosidicus gigas mg/kg
秘魯魷魚(yú)不同組織均呈高蛋白、低脂肪的營(yíng)養(yǎng)組成特性,但不同組織之間存在顯著差異。肌肉組織的粗蛋白、氨基酸總量、必需氨基酸含量、鮮味和藥效氨基酸含量、賴氨酸評(píng)分及K 和P 元素的含量均為最高,粗脂肪含量最低,(EPA+DHA)含量次高,營(yíng)養(yǎng)最為豐富;內(nèi)臟的粗脂肪和總糖含量及Mg、Ca、Cu、Fe、Zn、Mn、Se 等元素的含量最高,粗蛋白、氨基酸總量、必需氨基酸含量最低,但EAA/NEAA 值最高,脂肪酸種類最多但多不飽和脂肪酸含量最低;眼部藥效氨基酸比例、多不飽和脂肪酸比例、Na 元素含量及(蛋氨酸+半胱氨酸)、(苯丙氨酸+酪氨酸)和色氨酸的氨基酸評(píng)分最高;頭部的鮮味氨基酸占比最高,必需氨基酸評(píng)分均高于頸部(除色氨酸外);頸部的粗蛋白、總糖含量次高,粗脂肪含量最低,必需氨基酸含量占比最高,藥效氨基酸含量占比最低,(EPA+DHA)含量最高。秘魯魷魚(yú)不同組織各具特色的營(yíng)養(yǎng)組成特點(diǎn)可使其進(jìn)一步綜合開(kāi)發(fā)利用更加有針對(duì)性和目的性。