卵形鲳鲹不同组织器官脂肪酸组成含量的比较
2010-09-13张少宁徐继林侯云丹徐善良严小军
张少宁,徐继林*,侯云丹,徐善良,缪 妙,严小军
(宁波大学 应用海洋生物技术教育部重点实验室,浙江 宁波 315211)
卵形鲳鲹不同组织器官脂肪酸组成含量的比较
张少宁,徐继林*,侯云丹,徐善良,缪 妙,严小军
(宁波大学 应用海洋生物技术教育部重点实验室,浙江 宁波 315211)
取卵形鲳鲹白色肌肉、红色肌肉、肝脏和脾脏,用气相色谱-质谱(GC-MS)联用分析仪分析各组织器官脂肪酸组成。结果共鉴定出23种主要脂肪酸,同组织雌雄间总脂及脂肪酸组成无明显差异,不同组织间差异明显;肝脏中总脂含量最高,白色肌肉中总脂含量最低;脾脏、白色肌肉中含有丰富的高度不饱和脂肪酸,有较高的食用价值,而肝脏中含有高比例的饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸,多不饱和脂肪酸含量较低,是鱼体内重要的储能器官。
卵形鲳鲹;肌肉;肝脏;脾脏;脂肪酸
Abstract:White muscle, red muscle, liver and spleen of male and female Trachinotus ovatus were analyzed for their fatty acid composition by gas chromatography mass spectrometer (GC-MS). A total of 23 fatty acids were identified. No significant differences were found in total lipid content or fatty acid composition of the same tissues between male and female fish. Among 4 tissues, the highest and lowest total lipid contents were found in liver and white muscle, respectively. Trachinotus ovatus spleen and white muscle were rich in polyunsaturated fatty acids (PUFA) and exhibited a high nutritional value. The contents of saturated fatty acids (SFA) and monounsaturated fatty acids (MUFA) were higher in liver with the lowest PUFA content than in other 3 tissues. Therefore, liver is an important energy storage organ in Trachinotus ovatus.
Key words:Trachinotus ovatus;muscle;liver;spleen;fatty acids
卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)是一种海水养殖鱼类,俗称金鲳鱼、红衫、短鲐鲳、黄腊鲳等,隶属鲈形目、鲹科、鲳鲹属,生长在热带和亚热带沿海。纤维细致,肉质细嫩,味道鲜美,是优质的食用鱼类。养殖条件下生长迅速,是我国南方优良的海水养殖品种。
脂肪酸是反映鱼类营养价值的重要指标,且会对鱼类的生理生化特性产生影响。目前,鱼类脂肪酸的研究大多是研究鱼类某一部位脂肪酸的含量特征[1]或不同生长时期同一部位脂肪酸种类和含量的变化[2],也有对几种不同鱼类相同部位脂肪酸组成进行比较分析[3],但是对于鱼类不同组织器官间脂肪酸研究还没有详细的报道。本研究以卵形鲳鲹为研究对象,对鱼类的红、白肌肉以及肝脏、脾脏等组织器官脂肪酸的组成含量作全面的研究,为卵形鲳鲹的营养学、饲料配制、养殖方式、肉质改良等相关研究提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器
卵形鲳鲹于2007年12月取自海南,解剖后取白肌、红肌、肝脏和脾脏4种组织,冷冻干燥备测。
14% BF3-CH3OH溶液 美国Alltech公司;正己烷(色谱纯) 美国Tedia公司;其他试剂均为国产分析纯。
QP 2010气相色谱-质谱(GC-MS)分析仪、AOC-20自动进样器 日本 Shimadzu 公司;SPB-50色谱柱(30m×0.25mm,0.25μm) 美国 Supelco公司;国产旋转蒸发仪、旋涡混合仪、高速离心机、电子天平等。
1.2 方法
1.2.1 总脂的抽提
准确称取各组织样品2g左右,参考Bligh等[4]的方法提取总脂。
1.2.2 结合脂的皂化
总脂中加入2mL 6%的氢氧化钾-甲醇溶液(4:1,V/V)溶液,充氮气1min,60℃水浴2h,取出冷却,移到离心管中,加饱和NaCl溶液1mL,混匀,用1:1盐酸(V/V)调pH<1,氯仿-正己烷(1:4,V/V)6mL分3次提取,提取液合并后旋转蒸干得脂肪酸。
1.2.3 脂肪酸甲酯化
向脂肪酸样品中加0.5mL 14% BF3-甲醇液,充氮气1min,60℃水浴1h,冷却,加1mL饱和食盐水,用6mL正己烷分3次提取合并,加入1g无水Na2SO4吸水,取上层液蒸干,用1mL色谱纯正己烷溶解,上气相色谱-质谱分析仪(GC-MS)分析。
1.2.4 GC-MS分析
GC条件:进样口温度250℃,载气为纯度为99.999%的高纯氦,柱流速0.81mL/min,柱前压73.0kPa,柱起始温度150℃,保持3.5min,以20℃/min升至200℃,再以5℃/min升至280℃,保持37min。分流进样1μL,分流比50:1。
MS条件:离子源选用电子轰击(EI)源,电子能量为70eV,离子源温度200℃,接口温度250℃,选取全程离子碎片扫描(SCAN)模式,质量扫描范围为40~600u,溶剂延迟3.5min。用化学电离(chemical ionization,CI)源分析时,反应气为甲烷。
1.2.5 脂肪酸的定性与定量
在上述分析条件下,每一脂肪酸组分都有各自保留时间,此保留时间即为定性依据之一。从GC-CIMS-TIC图中各组分的质谱,可以初步确定出各组分的相对分子质量;再根据GC-EIMS-TIC中各组分的离子碎片质量谱图,通过NIST库并参考脂肪酸标准谱图可以定性出所有的脂肪酸。并用面积归一法[5]求得各脂肪酸的比例。
1.2.6 数据处理
分别随机取6条卵形鲳鲹(雌3条,雄3条),对鱼体不同组织器官分别进行总脂提取及脂肪酸组成分析,终结果取均值。原始数据经统计学分析和差异性检验:肌肉和肝脏两种组织间的脂肪酸组成采用独立样本t检验(红肌与白肌,雌与雄);4种组织间比较则进行ANOVA分析[6]。差异性分析均在α=0.05(差异显著)和0.01(差异极显著)两种水平下进行。
2 结果与分析
2.1 总脂含量
比较不同组织器官总脂含量,由表1可见,肝脏总脂含量最高,白肌总脂含量最少。4种组织总脂含量差异明显,而同部位雌雄鱼体内总脂含量差异并不显著。
鱼类体脂含量因种类不同而异,例如美国红鱼(Sciaenops ocellatus)全鱼体脂含量占干物质为10.66%,银鲳全鱼脂含量可占全鱼的21.18%[7]。卵形鲳鲹的总脂含量在不同组织器官内含量约在10%~50%,总脂的分布不均与各部位的功能有很大的关系。
脂肪是有机体的主要储能物质,有机体所需能量大部分由脂肪氧化供给。肝脏是最容易储存脂肪的位置,有关鱼类肝脏研究表明,肝脏脂类含量在所有组织器官中总是最高[8],鱼类脂肪肝就是游离脂肪酸大量积聚的结果,由表1可见,卵形鲳鲹肝脏总脂肪含量是4种组织里最高的,最高达干质量的50%以上。肌肉占鱼体主要部分,担负着运动作用。其中白肌负责快速运动,运动过程中会迅速地消耗大量脂肪,卵形鲳鲹白肌的脂肪含量在所有组织中最少,只有10%左右;而红肌更适应持久运动,所以红肌脂肪储量较多,卵形鲳鲹达到干质量的30%以上。
有研究者发现,某些雌性鱼类在性腺成熟过程中和产卵期间会通过大量摄食积累脂肪含量从而提高其繁殖力[9-10],本实验中,雌性卵形鲳鲹肝脏总脂含量明显比雄性高,其他雌雄间无显著性差异,可能是样品采集自12月,此时实验样品并不处于性腺成熟期,事实上解剖过程中也没有发现雌性鱼类中有发育成熟的性腺。
2.2 不同组织器官的脂肪酸组成
4种组织器官中脂肪酸种类基本相同(表2),共检测到24种脂肪酸,其中8种主要成分含量基本上在2%以上,饱和脂肪酸(SFA)主要是C16:0、C18:0,单不饱和脂肪酸(MUFA)主要是 C16:1(n-7)、C18:1(n-9)、C18:1(n-7),多不饱和脂肪酸(PUFA)大多是20碳以上,主要有C20:4(n-6)(花生四烯酸,AA)、C20:5(n-3)(二十碳五烯酸,EPA)、C22:6(n-3)(二十二碳六烯酸,DHA)。4种组织含量最高的前4种脂肪酸基本一致,依次为C16:0(棕榈酸)、C18:1(油酸)、C18:2(亚油酸)和C18:0(硬脂酸)。不饱和脂肪酸的种类多于饱和脂肪酸,未见含支链脂肪酸,这些均符合典型海水鱼类的脂肪酸组成特点[7]。
表1 卵形鲳鲹体内不同组织器官总脂含量(±s)Table 1 Total lipid contents of different tissues of Trachinotus ovatus (±s)g/g md
表1 卵形鲳鲹体内不同组织器官总脂含量(±s)Table 1 Total lipid contents of different tissues of Trachinotus ovatus (±s)g/g md
组织器官 白肌 红肌 肝脏 脾脏雌雄雌雄雌雄雌雄总脂含量 0.108±0.018 0.138±0.085 0.323±0.022 0.335±0.105 0.509±0.108 0.377±0.063 0.202±0.008 0.190±0.144
2.2.1 肌肉脂肪酸
无论红肌还是白肌,雌、雄脂肪酸组成和含量都无明显差异。卵形鲳鲹肌肉含量最多的是C16:0、C18:0、C18:1(n-9)、C18:2(n-6)、DHA,还有少量AA、EPA。
红肌与白肌脂肪酸含量有显著差异:白肌的C(n-6)/(n-3)为0.8左右,而红肌为1.2左右;白肌里SFA、MUFA和PUFA的比例相当,而红肌中PUFA的比例明显低于白肌,主要是其中的DHA、AA、EPA的含量低于白肌。有研究表明,运动过程中或者在饥饿阶段,鱼类消耗脂肪酸时大多首先利用SFA和MUFA,而将DHA、AA、EPA等PUFA保存下来[11-13]。所以担负快速运动的白肌里SFA和MUFA的含量均要低于红肌,而DHA、AA、EPA的含量则高于红肌。
亚油酸(C18:2)和亚麻酸(C18:3)是人体必需脂肪酸,其可以转化为其他高度不饱和脂肪酸。EPA和DHA是由C18:2和C18:3通过交替的去饱和作用和延长作用而合成,不饱和脂肪酸中最具有营养价值的无疑是EPA和DHA,这类PUFA具有抗血栓、抗炎症、抗癌症以及促进大脑发育, 增强记忆力等功能。在国内外的人体医学临床研究中,已被用于治疗和预防脑血栓、动脉硬化、高血压、糖尿病等病患以及人体自身免疫系统的疾病[14]。由于卵形鲳鲹中肌肉组织特别是白肌组织内含有丰富的PUFA,而且白肌中总脂含量非常低(10%左右,表1),所以具有很高的食用价值。
2.2.2 内脏脂肪酸
内脏脂肪酸以 C16:0、C16:1(n-7)、C18:0、C18:1(n-9)、C18:1(n-7)、C18:2(n-6)和DHA为主,并含少量AA、EPA。各组织器官的雌、雄脂肪酸组成也无显著性差异。肝脏(n-6)/(n-3)约为2~3,脾脏约为1。肝脏中SFA和MUFA的量远高于PUFA,PUFA占总脂比例低于1/5,此比例在所有组织中最低。脾脏中PUFA的比例与白肌中相当,而MUFA则较低,占总脂比例1/4左右,这个比例在所有的组织中最低。
表2 卵形鲳鲹各组织脂肪酸含量(±s)Table 2 Fatty acid composition of different tissues of Trachinotus ovatus (±s)%
表2 卵形鲳鲹各组织脂肪酸含量(±s)Table 2 Fatty acid composition of different tissues of Trachinotus ovatus (±s)%
注:同一行中肩标不同小写字母表示差异显著(P< 0.05),肩标不同大写字母表示差异极显著(P<0.01);—表示未检出。
序号 脂肪酸 白肌 红肌 肝脏 脾脏雌雄雌雄雌雄雌雄C14:0 1.95±0.06Aa 1.91±0.27Aa 2.82±0.14Aa 2.82±0.24Aa 2.96±0.20Aa 2.99±0.19Aa 1.76±0.11Aa 1.83±0.30Aa2 C15:0 0.90±0.58Aa 1.22±0.65Aa 0.51±0.01Aa 0.87±0.39Aa 0.64±0.05Aa 0.50±0.22Aa 0.59±0.01Aa 1.44±1.25Aa3 C16:0 24.64±0.24Aa 24.36±0.36Aa 25.09±0.54Aa 25.57±0.82Aa 28.55±1.90Aa 28.87±1.55Aa 29.53±0.43Aa 28.16±2.01Aa4 C16:1(n-7) 3.33±0.18BCbc 3.18±0.63Cc 4.93±0.23ABCabc 5.12±0.40ABCab 5.70±0.30Aa 5.82±0.52Aa 4.26±0.33ABCabc3.88±0.21BCabc5 C17:0 0.28±0.00Bb 0.28±0.03Bb 0.46±0.06ABa 0.46±0.02ABa 0.53±0.04Aa 0.55±0.04Aa — —6 C18:0 7.38±0.25Cb 7.19±0.89Cb 10.03±0.50ABa 10.78±0.02Aa 10.55±0.13Aa 10.19±0.21Aa 9.20±0.22ABCab 7.64±0.44BCb7 C18:1(n-9) 21.97±0.74Bb 22.44±1.89Bb 23.37±1.50ABab 22.57±1.84ABb 24.99±1.24Aa 22.15±1.21Aa 16.20±0.59ABab17.74±1.31ABab8 C18:1(n-7) 2.60±0.07ABabc 2.56±0.15ABabc 3.97±0.32ABab 3.18±0.72ABabc 5.37±0.13Aa 5.12±0.33ABabc 4.23±0.16Bc 3.86±0.72ABbc9 C18:2(n-6) 12.81±0.31Aa 12.35±0.37Aa 12.41±1.22Aa 12.12±0.18Aa 9.18±1.30Aa 10.59±1.51Aa 12.74±0.64Aa 13.09±0.48Aa10 C18:3(n-3) 0.91±0.07Aa 0.77±0.16Aa 1.09±0.16AaB 0.91±0.20Aa 0.41±0.30Aa 0.85±0.14Aa 0.84±0.06Aa 0.81±0.06Aa11 C20:0 0.41±0.04Aa 0.46±0.09Aa — — — — 0.38±0.03Aa 0.38±0.09Aa12 C18:2(n-7) — — — — — — 1.33±0.06Aa 1.37±0.26Aa13 C20:1(n-9) 1.52±0.15Bc 1.72±0.30Bbc 2.23±0.09ABabc 2.41±0.20ABabc 3.07±0.38Aa 2.65±0.10ABab 0.11±0.01Cd 0.12±0.03Cd14 C20:2(n-7) 0.82±0.03Aa 0.86±0.05Aa 0.94±0.10Aa 0.84±0.26Aa 1.02±0.32Aa 1.29±0.07Aa 1.22±0.08Aa 1.08±0.16Aa15 C20:3(n-3) — — — — 0.55±0.10Aa0.59±0.05Aa — —16 C20:4(n-6) 1.55±0.17ABbc 1.51±0.39ABbc 0.60±0.06Bcd 0.44±0.03Bd 0.50±0.14Bd 0.59±0.07Bcd 2.73±0.22Aa 2.15±0.31Aab17 C20:5(n-3) 1.73±0.02ABabc 1.37±0.15ABCbcd1.34±0.33ABCbcd0.95±0.11BCDcde 0.07±0.02De 0.37±0.12CDde 2.41±0.11Aa 2.35±0.46Aab18 C22:1(n-9) 0.62±0.13Aa 0.66±0.15Aa 0.71±0.28Aa 1.07±0.30Aa 1.10±0.09Aa 0.90±0.10Aa 0.37±0.10Aa 0.45±0.12Aa19 C22:4(n-6) 0.51±0.05Aa 0.49±0.09Aa — — — — — —20 C22:5(n-3) 1.52±0.09Aa 1.54±0.04Aa 1.33±0.05Aa 1.54±0.20Aa 0.91±0.75Aa 0.85±0.25Aa — —21 C22:6(n-3) 13.64±1.29Aa 14.06±2.67Aa 6.82±0.59ABab 6.15±0.34ABab 2.30±0.74Bb 3.13±0.22Bb 10.16±0.76ABab 11.59±2.97ABa22 C24:0 0.09±0.00Aab 0.11±0.02Aab 0.23±0.01Aab 0.30±0.11Aa 0.26±0.03Aab 0.30±0.05Aa 0.10±0.03Aab 0.05±0.03Ab23 C24:1(n-9) 0.31±0.04Ab 0.37±0.08Aab 0.60±0.03Aab 0.83±0.22Aa 0.68±0.07Aab 0.79±0.12Aab 0.41±0.06Aab 0.32±0.04Ab24 其他 0.49±0.04Aa 0.62±0.24Aa 0.52±0.48Aa 1.06±0.38Aa 0.66±0.23Aa 0.9±0.57Aa 1.44±0.11Aa 1.70±0.23Aa饱和脂肪酸SFA 36.65±0.54Aab 35.50±0.85Ab 39.14±0.62Aab 40.81±0.83Aab 43.49±2.17Aa 43.40±1.63Aab 41.56±0.71Aab 39.50±3.64Aab单不饱和脂肪酸MUFA 30.36±1.25ACBbc30.94±3.20ACBbc 35.80±1.84Bab 35.17±0.37ABab 40.91±1.21Aa 37.43±0.51Aa 25.58±0.68CBc 26.37±1.24CBc多不饱和脂肪酸PUFA 33.49±1.76ACac 32.94±3.40ACac 24.54±2.15ACacb22.96±0.65ACacb 14.94±3.08Bb 18.27±1.98BCab 31.42±1.30ACac32.43±3.54ACacn-3 系列不饱和脂肪酸 n-3 PUFA 17.80±0.42Aa 17.74±2.68Aa 10.58±0.90ABab 9.55±0.35ABab 3.69±1.81Bb 5.20±0.34Bb 13.41±0.82ABab 14.75±3.45ABan-6 系列不饱和脂肪酸 n-6 PUFA14.87±1.31ABa 14.35±0.76ABa 13.01±0.16ABab 12.56±0.16ABab 9.68±1.44Bb 11.18±1.58ABab 15.47±0.57Aa 15.24±0.47ABa(n-6)/(n-3)(单位为1) 0.84±0.04Aa 0.83±0.10Aa 1.23±0.02Aabc 1.32±0.05Aabc 3.08±0.82Bbc 2.14±0.16Babc 1.16±0.07Aabc 1.12±0.27Aac1
正常情况下,肝脏最主要功能是使鱼体内物质分解、合成、解毒及脂肪的代谢等一系列精细复杂的过程保持动态平衡。而从表1、2可见,肝脏中无论是总脂含量还是鱼体消耗能量时首先利用的SFA和MUFA含量,在鱼体中的所有组织器官中都是最高,可见从能量角度考虑,肝脏还是鱼体内最主要的储能器官。脾脏是生物有机体最大的淋巴器官,具有造血、储血、滤血和免疫功能,表2显示脾脏内也含有高含量的PUFA(占总脂比例大于30%),脾脏中高PUFA组成可能与其免疫功能有着直接的关系,有研究报道,多不饱和脂肪酸可以增加幼年乌颊鱼类脾脏的巨噬细胞聚合体,从而影响其免疫机能[15],但其作用机理目前尚不清楚。
3 结 论
以卵形鲳鲹为研究对象,对鱼类的红、白肌肉以及肝脏、脾脏组织器官脂肪酸的组成含量作全面的研究,共鉴定出23种主要脂肪酸,发现同组织雌雄间总脂及脂肪酸组成无明显差异,不同组织间差异明显;肝脏中总脂含量最高,白色肌肉中总脂含量最低;脾脏、白色肌肉中含有丰富的高度不饱和脂肪酸,有较高的食用价值,而肝脏中含有高比例的饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸,多不饱和脂肪酸含量较低,是鱼体内重要的储能器官。本研究可以为卵形鲳鲹的营养学、饲料配制、养殖方式、肉质改良等相关研究提供依据。
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Comparison of Fatty Acid Composition among Muscles and Visceral Organs of Trachinotus ovatus
ZHANG Shao-ning,XU Ji-lin*,HOU Yun-dan,XU Shan-liang,MIAO Miao,YAN Xiao-jun
(Key Laboratory of Applied Marine Biotechnology, Ministry of Education, Ningbo University, Ningbo 315211, China)
TS254.1
A
1002-6630(2010)10-0192-04
2009-09-08
教育部“长江学者和创新团队发展计划”项目(IRT0734);“十一五”国家科技支撑计划项目(2007BAD43B07);宁波市自然科学基金项目(2009A610117)
张少宁(1987—),女,本科生,研究方向为海洋生物资源与环境。E-mail:mengyu6323@126.com
*通信作者:徐继林(1965—),男,副研究员,硕士,研究方向为海洋生物化学。E-mail:xujilin@nbu.edu.cn