鲂鲌“先锋2号”又名莲花鳊,是由经选育的湖北梁子湖团头鲂(
Megalobrama amblycephala)为母本与长江上游黑尾近红鲌(
Ancherythroculter nigrocauda)为父本杂交,对其杂交子代再经连续4代选育而获得的具有双亲优良性状的淡水水产新品种,其口感微甜、性情温顺、生长速度快、抗病力强且较耐低氧,与普通团头鲂相比,更易网捕,便于活鱼运输,适宜在可控淡水水体中养殖
[1]。
我国地域辽阔,盐碱地面积约为9.9×10
11 m
2(约占国土面积的1.03%),其中低洼盐碱水域面积高达4.6×10
11 m
2[2],约占全国湖泊面积的55%
[3]。盐碱水水质复杂多样,根据盐碱水中离子含量和比值,可将其分为硫酸盐型、碳酸盐型和氯化物型
[4]。由于水体盐度碱度过大不能被人畜所饮用,又不能直接用于农业灌溉,多数处于荒弃状态,因此加快盐碱水资源开发利用,发展盐碱水养殖,对于改善生态环境,发展渔业经济具有重要意义。近年来,我国水产科研工作者利用盐碱水域打造盐碱渔业产业体系,因地制宜推广以渔降盐治碱,在生态、经济等多方面取得了显著效益。目前,已发现一些鱼类在盐碱水中具有较强生存和生理适应能力,如南美白对虾、罗非鱼和海鲈鱼等,经养殖后可降低水中盐碱度,改善生态环境,还可增加渔业产量和农民收入
[5]。
盐碱水中离子缺乏且可用性较低,为维持正常生理功能,盐碱水环境下的鱼类需更多能量进行离子传输,以维持体内酸碱及渗透平衡
[6]。当鱼体内渗透压发生变化时,会影响其生理代谢、渗透调节和肠道菌群等一系列变化,从而影响肌肉中蛋白质、脂肪等合成与分解
[7-8]。现有研究表明,在适宜浓度的盐水或盐碱水下养殖水产动物,其肌肉营养品质可以得到提升。Du等
[9]分别在水盐度0%、0.3%、0.9%中饲养大口黑鲈(
Largemouth bass),其肌肉保水性、质地、鲜味氨基酸和n-3多不饱和脂肪酸含量随着盐度升高而得到提升;Qu等
[10]对草鱼(
Ctenopharyngodon idella)和青鱼(
Mylopharyngodon piceus)的研究发现,盐度5‰、7.5‰均可改善其肌肉质地,提高氨基酸和脂肪酸含量,降低泥土味和异味化合物的含量;李小勤等
[11]研究结果发现,随着水体盐度升高,乌鳢(
Channa argus)肌肉质构特性得到改善,游离氨基酸、风味氨基酸总量增加;Qin等
[12]也得出相同的结论,盐碱水可提高凡纳滨对虾(
Litopenaeus vannamei)肌肉游离氨基酸、核苷酸含量,改善肌肉整体风味。
本研究以淡水鱼鲌鲂“先锋2号”为研究对象,在盐碱水中分别暂养0(淡水组)、8、16和30 d,对比不同时间下鲌鲂“先锋2号”肌肉中常规营养成分、氨基酸的组成和含量、脂肪酸的组成和含量及质构特性,分析盐碱水对鲌鲂“先锋2号”肌肉营养品质的影响,旨在为鲌鲂“先锋2号”在盐碱水中养殖提供科学依据,促进盐碱水渔业的可持续发展。
1 材料与方法
1.1 试验材料与设计
鲌鲂“先锋2号”:购于湖北武汉鲌鱼良种场,带水转移至中国水产科学研究院长江水产研究所。随机选择60尾规格相近、全长(122.65±22.09) cm、体质量(21.61±2.93) g的试验鱼,平均放入3个直径140 cm 、高度80 cm的圆形鱼缸中,淡水暂养14 d适应环境,取暂养后的样品为0 d(对照组)。
前期研究
[13-15]发现,草鱼、鳜和大口黑鲈等淡水鱼在水体盐度5‰、碱度1‰左右仍可以保持良好的生存、血液生化指标和组织形态,且具有更好的生长性能。因此,本试验将淡水暂养后的鲌鲂“先锋2号”置于盐碱(5‰ NaCl、1‰ NaHCO
3)水体中暂养,分别在8、16和30 d采集样品。每个时间点分别从3个鱼缸中各取3尾健壮、无病害的个体,用丁香酚进行麻醉后,取其背部肌肉用于品质指标的测定。每组样品3个平行,重复取样3次,保存于-80 ℃备用。
1.2 常规营养成分测定
鲌鲂“先锋2号”肌肉中水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分的含量分别参照国标GB 5009.3—2016《食品中水分的测定》、GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》、GB 5009.6—2016《食品中脂肪的测定》和GB 5009.4—2016《食品中灰分的测定》中的方法进行检测。
1.3 氨基酸测定
采用盐酸水解法(GB 5009.124—2016《食品中氨基酸的测定》)进行样品前处理,再利用日立L-8900氨基酸分析仪进行氨基酸组成和含量测定。根据FAO/WHO建议氨基酸评分和全鸡蛋蛋白质氨基酸模式,计算氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)和必需氨基酸指数(EAAI)
[16-17]。
1.4 脂肪酸测定
参照GB 5009.168—2016《食品中脂肪酸的测定》第一法内标法进行样品前处理,再利用安捷伦7890A气相色谱仪进行脂肪酸的测定分析。
参照Busov等
[16]的公式计算鲌鲂“先锋2号”致动脉粥样硬化指数(AI)和血栓形成指数(TI)。
1.5 肌肉质构特性测定
参考孙文波等
[17]的方法,取样品肌肉处理成0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm的小块,使用TVT-300XP质构仪,对样品的质构特性进行TPA测试。
1.6 数据处理
所有试验数据使用SPSS 27.0进行单因素方差分析(one-way ANOVA),结果以“平均值±标准差”形式表示。使用Origin 2024作图。
2 结果与分析
2.1 盐碱水暂养鲌鲂“先锋2号”肌肉常规营养成分分析
如
表1所示,盐碱水暂养鲌鲂“先锋2号”肌肉中水分、蛋白质和脂肪含量均存在显著性差异。对照组0 d水分含量最高,显著高于其他试验组(
P<0.05);16 d蛋白含量显著高于其他各组(
P<0.05);脂肪含量在30 d时显著高于其他试验组(
P<0.05);各组肌肉中灰分含量差异不显著(
P>0.05)。
2.2 盐碱水暂养鲌鲂“先锋2号”肌肉氨基酸组成和含量分析
由
图1可见,4组均检测出17种氨基酸,氨基酸总量13.13~17.81 g/100 g,其中必需氨基酸(EAA)含量5.47~7.34 g/100 g,鲜味氨基酸(DAA)含量4.95~6.29 g/100 g。除蛋氨酸(Met)、异亮氨酸(Ile)外,其余氨基酸含量均差异显著(
P<0.05)。其中,16 d鲌鲂“先锋2号”肌肉的谷氨酸(Glu)含量最高,30 d时胱氨酸(Cys)含量最低。
由
表2可见,试验组和对照组肌肉EAA/TAA为41%~42%,均在40%以上;EAA/NEAA为69.5%~72.0%,远高于60%,符合FAO/WHO模式下的优质蛋白标准。试验组16 d的氨基酸总量(∑TAA)、必需氨基酸(∑EAA)、非必需氨基酸(∑NEAA)和鲜味氨基酸(∑DAA)含量最高,且显著高于其他各组(
P<0.05),表明盐碱水暂养16 d时鲌鲂“先锋2号”肌肉氨基酸含量最丰富,具有较高氨基酸营养的同时还具有较优的鲜味品质。
2.3 氨基酸评分
根据人体所需氨基酸的组成模式和鸡蛋蛋白的模式计算各组鲌鲂“先锋2号”肌肉中的必需氨基酸评分(AAS)和化学评分(CS),结果见
表3。各组必需氨基酸总量均高于FAO/WHO模式下的2 190 mg/g,但低于鸡蛋蛋白标准的2 960 mg/g。赖氨酸(Lys)作为人体所需的必需氨基酸,主要参与蛋白质合成,本研究中各组Lys含量均超过了FAO/WHO模式和鸡蛋蛋白模式的含量,在暂养8 d时含量最高,为601 mg/g。
如
表4所示,通过AAS和CS评分发现,蛋氨酸+胱氨酸(Met+Cys)含量最低,被认为是第一限制性氨基酸,第二限制性氨基酸为异亮氨酸(Ile);从AAS评分可看出,除Met+Cys较低外,其他氨基酸AAS均接近或者大于1,接近FAO/WHO推荐标准。必需氨基酸指数(EAAI)作为表征食物中必需氨基酸组成与标准蛋白质相似程度的指标,在本研究中各组鲌鲂“先锋2号”EAAI均在75%以上,8、16 d EAAI均高于0 d,8 d时EAAI达到最高值81.42%,但在30 d时有下降的趋势。综上所述,经盐碱水暂养的鲌鲂“先锋2号”肌肉中氨基酸组成平衡,含量丰富,能够满足人体日常需求,属于优质蛋白质,暂养时间以8~16 d最佳。
2.4 盐碱水暂养鲌鲂“先锋2号”肌肉脂肪酸组成和含量分析
对盐碱水暂养0、8、16、30 d的鲌鲂“先锋2号”肌肉(C4~C24)脂肪酸(37种)进行检测,共检测出19种脂肪酸,由C14~C22脂肪酸组成。其中,饱和脂肪酸(SFA)6种,单不饱和脂肪酸(MUFA)4种和多不饱和脂肪酸(PUFA)9种。各组肌肉中含量最高的脂肪酸为油酸(C18:1n9c),在30 d时,其含量显著高于其他各组(P<0.05),为847.23 mg/100 g;其次为亚油酸(C18:2n6c),含量为265.09~504.31 mg/100 g。在19种脂肪酸中,除C15:0、C20:0和C20:3n3含量在各组间无显著性差异(P>0.05),其他脂肪酸含量均随着盐碱水暂养时间的延长而显著上升(P<0.05)。
如
表5所示,肌肉中∑SFA、∑MUFA、∑PUFA、n-3系列不饱和脂肪酸(∑n-3PUFA)、n-6系列不饱和脂肪酸(∑n-6PUFA)和二十碳五烯酸+二十二碳六烯酸(EPA+DHA)含量在各组之间均存在显著性差异。30 d时MUFA和PUFA总量高达1 783.95 mg/100 g,其中EPA+DHA含量达137.05 mg/100 g。本研究中,各组肌肉脂肪酸致动脉粥状硬化指数(AI)和血栓形成指数(TI)均较低,分别为0.27~0.30和0.39~0.43。
2.4 盐碱水暂养鲌鲂“先锋2号”质构特性分析
如
图3所示,暂养30 d时肌肉硬度和弹性显著高于对照组(
P<0.05);8 d时肌肉回复性显著高于其他各组(
P<0.05);咀嚼性在各组之间没有呈现显著性差异。
3 讨论
3.1 盐碱水对鲌鲂“先锋2号”肌肉常规营养成分的影响
养殖水体盐度和pH值发生变化时,动物机体可通过调节渗透压而影响肌肉细胞内的代谢过程,包括蛋白质、脂肪等合成与分解,从而影响肌肉中营养成分的含量
[12,18]。研究表明,适宜的盐碱水环境可提高水产动物肌肉中基础营养成分,有效改善肌肉营养品质。Jiang等
[19]在低盐碱水中养殖眼斑拟石首鱼(
Sciaenops ocellatus),其肌肉中蛋白质、粗脂肪和灰分含量显著提升,而水分含量显著降低;张世勇等
[20]在水盐度0~3 ng/L中养殖斑点叉尾鮰(
Ictalurus punctatus),其肌肉水分、灰分含量随着水体盐度升高而减少,粗蛋白和粗脂肪含量上升。
本研究中,随着盐碱水暂养时间延长,鲌鲂“先锋2号”肌肉水分含量降低,蛋白质、脂肪含量上升,且显著高于对照组,与上述研究结果基本一致,表明鲌鲂“先锋2号”能够适应盐碱水环境,且增加水体盐碱度可改善肌肉营养成分。而增加养殖水体盐碱度对拟穴青蟹(
Scylla paramamosain)、草鱼(
Ctenopharyngodon idella)和黑鲤鱼(
Mylopharyngodon piceus)
[10, 21]肌肉中常规营养成分均无显著性影响。由此可知,盐碱度和养殖时间对动物机体生理生化和肌肉基础营养成分的影响因其品种和适应能力等不同而有所差异。
3.2 盐碱水对鲌鲂“先锋2号”肌肉氨基酸的影响
氨基酸作为蛋白质的重要组成单元,不仅具有较高营养价值,且特定氨基酸具有提高人类机体免疫力和预防疾病的作用。如甘氨酸是人体皮肤胶原蛋白的主要组成成分之一,可与其他氨基酸如丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸和异亮氨酸等一起促进皮肤再生和组织愈合的多肽形成,提高机体免疫力
[22]。本研究中,除蛋氨酸、异亮氨酸在各组间无显著性差异外(
P>0.05),其余氨基酸含量均在8、16 d时升高,在30 d时开始下降,且差异显著(
P<0.05),表明在盐碱水中暂养8~16 d可有效提高鲌鲂“先锋2号”肌肉氨基酸的营养价值。谷氨酸是一种存在于多种食物中的非必需氨基酸,可预防肥胖和心血管疾病
[23]。试验结果显示,暂养16 d时谷氨酸含量最高,为2.35 g/100 g,食用后对人体健康具有积极作用。因此,在盐碱水下养殖鲌鲂“先锋2号”能有效提高肌肉氨基酸含量,提升肌肉营养品质。
氨基酸的组成和含量会影响肌肉营养价值,而鲜味氨基酸(DAA)可影响肌肉中的风味。谷氨酸作为重要的鲜味氨基酸,不仅可调节鱼类机体酸碱平衡,还可有效促进其他发挥渗透压调节作用的游离氨基酸(Asp、Ala和Gly等)的合成
[24]。本研究中,暂养16 d时鲌鲂“先锋2号”肌肉中∑TAA显著高于其他各组,8、16 d时∑DAA显著高于其他2组,其中谷氨酸含量最高,其次为天冬氨酸、丙氨酸和甘氨酸,且均与其他各组存在显著性差异。因此,鲌鲂“先锋2号”在盐碱水中暂养8~16 d可有效提高肌肉氨基酸总量和鲜味氨基酸总量,改善肌肉营养与风味品质。
鱼类必需氨基酸含量和适宜比例是评价其蛋白质营养品质的一个重要指标。本研究中,0~30 d的EAA/TAA和EAA/NEAA分别为41%~42%和69.5%~71.5%,均达到了WHO/FAO理想模式(EAA/TAA为40%、EAA/NEAA为60%以上为优质蛋白)的要求,表明2种养殖模式下的鲌鲂“先锋2号”氨基酸组成平衡,均属于优质的蛋白源。
3.3 盐碱水对鲌鲂“先锋2号”肌肉脂肪酸的影响
肌肉中脂肪酸的种类和比例决定了鱼类营养价值和肉质的多汁性与嫩度,具有调节代谢、提高免疫抵抗力、预防疾病和促进人体健康等功能
[25]。本研究中,盐碱水暂养的鲌鲂“先锋2号”以饱和脂肪酸(SFA)和单不饱和脂肪酸(MUFA)中C16:0和C18:1n9c含量最高,该结果与盐碱水养殖下的鲤、鲫和草鱼脂肪酸组成和含量结果相似
[26]。有研究
[27]报道,棕榈酸(C16:0)可提高机体总胆固醇和低密度脂蛋白含量,降低冠心病风险;油酸(C18:1n9c)则被认为与脂肪柔软度和肌肉感官品质呈正相关关系,即C18:1n9c可使肌肉更加美味。结果表明,盐碱水养殖的鲌鲂“先锋2号”具有较高的脂肪酸营养价值,且食用口感佳,可作为优良的食物来源。
肌肉中不饱和脂肪酸组成含量可反映出水产品营养价值和功能,据报道
[28],n-3 PUFA对高血压、冠心病和炎症等均具有有益影响,而C20:5n-3(EPA)和C22:6n-3(DHA)可预防心血管疾病且有助于儿童生长发育,是人体所需的必需脂肪酸之一。研究表明,盐度可通过改变水生动物的生理代谢途径对脂肪酸组成产生影响,特别是影响PUFA水平,改善肌肉品质和风味。Li等
[29]对大菱鲆(
Scophthalmus maximus)的研究中发现,肌肉中氨基酸和脂肪酸含量随着养殖水体盐度上升而增加;Xu等
[30]研究结果发现,海水养殖的日本鲈(
Lateolabrax japonicus)PUFA含量,尤其是DHA、EPA含量高于淡水养殖。本研究中,盐碱水暂养下的鲌鲂“先锋2号”PUFA/SFA水平均高于FAO/WHO建议值(0.4 ~ 0.5),且EPA+DHA含量随养殖天数延长而显著上升,表明适当延长盐碱水暂养时间可有效提高鱼类的PUFA营养价值。
食物中的n-3PUFA含量与维持心脏和血管健康以及预防动脉粥样硬化有关,通常用致动脉粥样硬化指数(AI)和血栓形成指数(TI)来评估鱼脂的营养质量。AI和TI值可反映出脂肪酸的致动脉粥样硬化成血栓潜力,值越低表明导致血栓的风险越低,鱼肉的营养质量更好
[10]。现有研究发现,鱼类的AI、TI指数低于陆地动物(猪肉AI=0.60、TI=1.37,羊肉AI=1.00、TI=1.58,牛肉AI=0.72、TI=1.06)
[31]。本研究中,鲌鲂“先锋2号”脂肪酸AI和TI分别为0.27~0.30和0.39~0.43,均低于陆生动物,且TI指数随着盐碱水暂养时间延长呈现下降的趋势,表明盐碱水提高了鲌鲂“先锋2号”肌肉中多不饱和脂肪酸含量,改善了整体脂肪酸组成比例,适合成为人们日常所需优质脂肪酸的膳食来源。
3.4 盐碱水对鲌鲂“先锋2号”肌肉质构的影响
鱼类肌肉组织物理特性主要用肌肉感官指标来表示,包括硬度、胶黏性、内聚性、咀嚼性、弹性等。肌肉质地,特别是硬度,既是消费者的一种重要的感官体验,也是食品工业对鱼片进行机械加工的一个重要属性
[32]。肌肉质地受许多因素的影响,如水分、脂肪和胶原蛋白等。当脂肪含量增加而水分含量降低时,一定程度上会提高鱼肉鲜美度,改善肌肉硬度和咀嚼性
[33]。本研究发现,盐碱水暂养的鲌鲂“先锋2号”在30 d时肌肉脂肪酸含量最高,其肌肉硬度和弹性也随盐碱水暂养时间的延长而增加,并在30 d时显著高于对照组和其他试验组。这与李小勤等
[11]报道的盐度对乌鳢肌肉质构的影响研究结果相似,表明盐度可以改善鱼类肌肉的质构特性,提升肌肉的口感。
4 结论
本试验结果表明,盐碱水暂养鲌鲂“先锋2号”8~16 d后,肌肉中粗蛋白、粗脂肪、氨基酸和脂肪酸含量显著上升,同时,肌肉硬度、弹性和回复性也随着暂养时间延长显著升高;但经暂养30 d时,粗蛋白和氨基酸含量呈现出下降的趋势。因此,盐碱水暂养鲌鲂“先锋2号”,在一定的时间内可有效改善肌肉营养品质,提升风味口感,但暂养时间过长也可能产生不同程度的负面影响。综合考虑,上市前将鲌鲂“先锋2号”在盐碱水(5‰ NaCl、1‰ NaHCO3)下暂养16 d即可有效改善肌肉营养品质。