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草鱼脆化过程中腹内脂肪酸组成变化

2017-03-08林婉玲李来好杨贤庆王锦旭郝淑贤吴燕燕

食品工业科技 2017年2期
关键词:脆化蚕豆草鱼

冯 静,林婉玲,李来好,*,杨贤庆,王锦旭,黄 卉,胡 晓,郝淑贤,吴燕燕

(1.中国水产科学研究院南海水产研究所,农业部水产品加工重点实验室,国家水产品加工技术研发中心,广东广州 510300;2.上海海洋大学食品学院,上海 201306)

草鱼脆化过程中腹内脂肪酸组成变化

冯 静1,2,林婉玲1,李来好1,*,杨贤庆1,王锦旭1,黄 卉1,胡 晓1,郝淑贤1,吴燕燕1

(1.中国水产科学研究院南海水产研究所,农业部水产品加工重点实验室,国家水产品加工技术研发中心,广东广州 510300;2.上海海洋大学食品学院,上海 201306)

以不同脆化期的草鱼腹内脂肪为原料,采用气相-色谱质谱(GC-MS)联用技术,研究草鱼脆化过程中腹内脂肪酸组成变化。结果显示,不同脆化期的草鱼腹内脂肪中共检出19种脂肪酸,其中饱和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)7种,单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA)2种,多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)10种。随着脆化时间的延长,MUFA含量显著增加,PUFA、n-6 PUFA含量显著减少(p<0.05)。整个脆化过程中,SFA∶MUFA∶PUFA的比值近似于1∶2∶1,以普通草鱼最为接近。而n-3 PUFA在脆化20 d时开始减少(p>0.05),始终低于普通草鱼。n-6/n-3 PUFA的比值为3.36%±0.04%~4.10%±0.04%,脆化20 d时最高。研究表明,虽然脆化改变了腹内脂肪酸的组成,但脆肉鲩腹内脂肪仍具有较好的开发价值。

脆肉鲩,腹内脂肪,脂肪酸,草鱼

草鱼(Ctenopharyngodonidella)又叫鲩鱼,隶属鲤形目、鲤科、雅罗鱼亚科、鲩鱼属[1],是我国常见的一种淡水鱼品种,它养殖成本低,分布范围广,产量在淡水鱼总产量中约占20%[2-4]。但因其肉质松软,加热后口感不佳,有待改善品质。喂食蚕豆是近年来改变草鱼肉质的方法之一,通过进食蚕豆约100 d后,其肉质发生改变,具有紧实爽脆、味道鲜美等优点,脆化后的草鱼称“脆肉鲩(CtenopharyngodonidellusC.et V)”。

鱼类在加工食用过程中会产生许多下脚料,主要包括鱼头、鱼尾、鱼皮、鱼骨、鱼鳞及其内脏等,其中内脏含有大量脂肪组织,特别是对于比较大的鱼,脂肪组织占体脂比很高。这些脂肪组织中含有丰富的鱼油,尤其是海水鱼。据报道,海水鱼的脂肪组织中含有大量的不饱和脂肪酸,同时具有人体必需的二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA),被运用于医药、临床,有利于人脑的发育及身体免疫[5]。近年来针对淡水鱼油脂肪酸的研究逐渐增多,如草鱼[6-9]、罗非鱼[9-11]、鲢鱼[9,12]等,主要是针对鱼油提取条件的优化,鱼油性质及脂肪酸组成的分析,但是对脆肉鲩腹内脂肪组织的研究很少。

目前关于脆肉鲩脂肪酸的研究主要是对脆化前后肌肉脂肪酸的变化探讨[1,4],未对脆肉鲩腹内脂肪组织进行研究。而脆肉鲩的腹内脂肪含量很高,所占比重很大。王一飞等[13]发现在草鱼脆化过程中,脂体比显著增大(p<0.05),在120 d时含量达到(1.92±0.24)。脆肉鲩腹内脂肪的含量虽然很高,但是一般是直接丢弃或者与其他内脏一起加工成鱼粉等低值产品,充当鱼类养殖的饲料等,不但造成环境的污染,还对资源造成浪费。对于脆化后腹内脂肪酸的变化,有研究发现其MUFA含量极显著增加,而SFA、n-6PUFA和n-3PUFA减少[14],但是对于草鱼脆化过程中腹内脂肪酸组成是如何变化,却鲜有报道。因此,为了进一步提高脆肉鲩腹内脂肪的利用价值,本研究以草鱼脆化过程中腹内脂肪为研究对象,研究不同脆化阶段草鱼腹内脂肪酸的变化,探讨脆化过程中脂肪酸的变化规律,为脆肉鲩腹内脂肪的开发利用提供理论指导,同时探讨蚕豆对脆肉鲩腹内脂肪酸引起的变化,为阐述其营养代谢提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

草鱼脂肪 不同脆化期的草鱼均来自广东省中山市的某养殖场,从2015年9月初至11月底定期取样6次,取样间隔约为20 d,捕捞后的活鱼装袋充氧运回实验室,随即放入冰水混合物中一段时间,使草鱼冰晕,然后取出其腹内脂肪,在自来水中冲洗并沥干,剪碎分装于包装袋中,置于-20 ℃冻藏,供实验测定用;蚕豆和饲料的基本营养成分 见表1;脂肪酸组成 见表2[13];氯仿、甲醇、氯化钾、正己烷、2,6-二叔丁基对甲酚(BHT) 均为分析纯,广州化学试剂厂;三氟化硼-甲醇溶液 为高级纯,上海安谱科学仪器有限公司。

AvantiJ-26XP高速离心机 美国贝克曼库尔特公司;QP2010Plus气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公司;HH-4快速恒温数显水浴箱 常州澳华仪器公司;N-EVAP112氮吹仪 美国Organomation公司;TP-48R高通量组织研磨仪 上海万柏生物科技有限公司。

表1 蚕豆和饲料的基本营养成分(%)Table 1 The general chemical components of broad bean and feed(%)

表2 蚕豆和饲料的脂肪酸组成Table 2 Fatty acid composition of broad bean and feed

注:“-”表示没有被检测到。

1.2 实验方法

1.2.1 蚕豆和饲料基本营养成分 水分含量测定参照GB5009.3-2010;蛋白质含量测定参照GB5009.5-2010;脂肪含量测定参照GB5009.6-2003;灰分含量测定参照GB5009.4-2010。

1.2.2 脂肪酸分析

1.2.2.1 脂肪的提取 参考文献[15]的方法,稍作修改,取0.5 g剪碎的草鱼腹内脂肪于10 mL塑料离心管中,加入6 mL氯仿-甲醇混合液(V/V=2∶1,含0.01% BHT),充分摇匀后置于组织研磨仪破碎120 s,取出摇晃后冰上静置30 min,然后过滤至10 mL玻璃离心管中,加入2 mL氯仿和2 mL超纯水,混匀后1200 r/min离心10 min,弃上清液,重复以上操作1遍。然后加入0.5 mL的1 mol/L KCl,摇匀离心,弃上清,之后加入0.5 mL的超纯水,摇匀离心弃上清,最后用氮气将下层溶液吹干得到浓缩脂质。

1.2.2.2 脂肪酸的甲酯化 参考文献[15-16]的方法,略作修改,向得到的浓缩脂质中加入1 mL 14%三氟化硼-甲醇溶液,置于60 ℃水浴锅中水浴30 min,取出冷却至室温,然后加入1 mL正己烷和1 mL超纯水,充分振荡,静止待其分层后用注射器吸取上层有机层,经过滤器后装入1.5 mL进样瓶中,待GC-MS分析测定。

图1 草鱼脆化过程中腹内脂肪酸的GC-MS总离子流图Fig.1 Total ion current chromatogram(TIC)of abdominal fatty acid of grass carp during crisping process注:A~F分别为普通草鱼、脆化20、40、60、80、100 d的草鱼腹内脂肪酸的GC-MS 总离子流图。

1.2.2.3 脂肪酸的测定 采用GC-MS测定[17],并稍作修改。气相色谱条件:色谱柱:DB-5MS(30 m×0.25 mm,0.25 μm);进样口温度:230 ℃;升温程序:110 ℃保持4 min,以10 ℃/min的速度升温到160 ℃保持1 min,最后以5 ℃/min上升到240 ℃,保持15 min;载气:氦气;流量为1.52 mL/min;采用恒线速度,分流比1∶30;进样量1 μL。

质谱条件:离子源温度:200 ℃;电子能量70 eV;质量扫描范围40~550 m/z,溶剂切除时间为3 min。

1.3 脂肪酸的定性与定量分析

利用计算机NIST 0.5谱库数据库检索定性出脂肪酸。按面积归一化法分析脂肪酸相对含量,数据用“平均值±标准偏差”表示。采用Excel 2010计算均值和标准差,JMP 7.0软件的Tukey HSD检验对数据进行显著性分析。不同脆化期的样品均做3个平行。

表3 草鱼脆化过程中腹内饱和脂肪酸的组成变化(%)Table 3 Changes of abdominal saturated fatty acid composition of grass carp during crisping process(%)

注:“-”表示没有被检测到,同行数据上标字母不同时,表示差异显著(p<0.05)。

2 结果与分析

不同脆化期的草鱼腹内脂肪酸的总离子流图(TIC图)见图1,利用计算机NIST0.5谱库数据库定性出脂肪酸组成,按面积归一化法分析脂肪酸相对含量,不同脆化期的草鱼腹内脂肪共检测出19种脂肪酸。

2.1 草鱼脆化过程中腹内饱和脂肪酸(SFA)的变化

由表3可以得出,脆化过程中共检测出SFA 7种,占脂肪酸总量的26.62%±0.11%~28.15%±0.42%,EPA:二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid);DHA:二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid)。主要有棕榈酸(C16∶0)和硬脂酸(C18∶0)。脆化过程中草鱼腹内脂肪硬脂酸(C18∶0)相对含量显著减少(p<0.05),由普通草鱼腹内脂肪的5.49%±0.06%降到脆化100 d的4.02%±0.01%,除了在脆化40 d时显著增加(p<0.05)。相对于普通草鱼来说,棕榈酸(C16∶0)相对含量在脆化100 d时有所减少,但无显著性(p>0.05)。

表4 草鱼脆化过程中腹内MUFA的组成变化(%)Table 4 Changes of abdominal monounsaturated fatty acid composition of grass carp during crisping process(%)

注:同行数据上标字母不同时,表示差异显著(p<0.05)。

表5 草鱼脆化过程中腹内PUFA的组成变化(%)Table 5 Changes of abdominal polyunsaturated fatty acid composition of grass carp during crisping process(%)

注:“-”表示没有被检测到。同行数据上标字母不同时,表示差异显著(p<0.05)。

2.2 草鱼脆化过程中腹内单不饱和脂肪酸(MUFA)的变化

表4可知,MUFA有2种,分别是棕榈油酸(C16∶1(n-7))和油酸(C18∶1(n-9)),它们占脂肪酸总量的48.36%±1.86%~51.62%±0.02%。普通草鱼的棕榈油酸(C16∶1(n-7))含量为7.19%±0.15%,随着脆化的进行,含量逐渐增多,100 d时含量为8.33%±0.03%,没有显著性差异(p>0.05)。而油酸(C18∶1(n-9))在脆化之后含量有所升高,脆化100 d的含量增加了2.12%,无显著性差异(p>0.05)。

2.3 草鱼脆化过程中腹内多不饱和脂肪酸(PUFA)的变化

由表5可知,PUFA10种,占脂肪酸总量的20.14%±0.08%~23.49%±2.10%,主要有亚油酸(C18∶2(n-6))、亚麻酸(C18∶3(n-3))、花生四烯酸(C20∶4(n-3))、EPA(C20∶5(n-3))和DHA(C22∶6(n-3))。亚油酸(C18∶2(n-6))和亚麻酸(C18∶3(n-3))的含量随脆化时间的延长显著降低(p<0.05),前者由普通草鱼的16.72%±0.03%降至脆化100 d时的14.50%±0.03%,后者由2.23%±0.03%降至1.58%±0.04%。二者作为淡水鱼类的必需脂肪酸,草鱼在成长过程中对其利用很大,以满足机体成长中的必需脂肪酸要求,能将它们转化成长链的n-6、n-3PUFA[18]。而腹内脂肪对于亚麻酸有较高的利用,可能与草鱼在脂肪酸代谢中,优先将亚麻酸用于n-3HUFA的合成[19-20]。

有研究认为,机体组织脂肪酸的组成和饲料中脂肪酸组成有一定关系[13]。本实验中亚油酸和亚麻酸含量随脆化时间的延长含量显著减少,可能是由于蚕豆本身脂肪酸的不平衡造成。所以虽然蚕豆饲养提高了草鱼肉质,但同时也会造成其生长的缓慢[21-22]。而花生四烯酸(C20∶4(n-3))在脆化40 d后含量显著增加(p<0.05),由普通草鱼的0.28%±0.00%增至脆化末期的2.06%±0.02%。EPA(C20∶5(n-3))和DHA(C22∶6(n-3))是人体必需脂肪酸,据报道,DHA有助于大脑和视网膜发育,具有提高智力等作用,而EPA有助于血液循环,对心脑血管等疾病有预防作用[23]。如表5所示,随着脆化时间的延长,EPA(C20∶5(n-3))含量显著降低(p<0.05),普通草鱼最高,占总脂肪酸的1.74%±0.01%,蚕豆饲养100 d的草鱼最低,含量为0.16%±0.02%。而普通草鱼的DHA(C22∶6(n-3))含量为0.79%±0.05%,随着脆化的进行含量逐渐减少,但无显著性差异(p>0.05)。就(EPA+DHA)总量而言,整个脆化过程中含量呈下降趋势,40 d开始含量显著减少(p<0.05),普通草鱼的2.53%±1.07%降至40 d的1.21%±0.20%,脆化末期为0.63%±0.06%。

综上,蚕豆饲喂改变肉质的同时,由于蚕豆营养成分不均衡,且含有抗营养因子[24],不利于草鱼消化吸收,进而影响其脂质代谢,使脂肪酸发生变化。

表6 草鱼脆化过程中腹内SFA,MUFA和PUFA含量变化(%)Table 6 Changes of abdominal SFA,MUFA and PUFA contents of grass carp during crisping process(%)

注:SFA:饱和脂肪酸(Saturated fatty acids);MUFA:单不饱和脂肪酸(Monounsaturated fatty acids);PUFA:多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids);同行数据上标字母不同,表示差异显著(p<0.05)。

表7 草鱼脆化过程中腹内n-3 PUFA和n-6 PUFA含量变化(%)Table 7 Changes of abdominal n-3 PUFA and n-6 PUFA contents of grass carp during crisping process(%)

注:同行数据上标字母不同时,表示差异显著(p<0.05)。

2.4 草鱼脆化过程中腹内SFA、MUFA和PUFA的变化

由表6可见,脆化40 d前,草鱼腹内脂肪SFA含量呈下降趋势,无显著性差异(p>0.05)。60 d后含量有所增加,至脆化末期含量减少了0.41%。对MUFA而言,整个过程中含量显著增加(p<0.05),在脆化末期含量达到51.62%±0.02%。而PUFA整个过程中含量呈下降趋势,且脆化末期含量显著降低(p<0.05)。王一飞等[13]在研究蚕豆对草鱼组织脂肪酸影响时,也得到上述结果。即蚕豆组腹脂的SFA含量无显著性;MUFA含量显著增加,PUFA显著降低。由此可知用蚕豆饲喂草鱼能增加腹内脂肪MUFA含量,减少PUFA含量。

此外,由表6可知,草鱼脆化过程中腹内脂肪UFA含量丰富,占总脂肪酸含量的71.76%±0.10%~73.38%±0.10%。研究表明,MUFA能降低血清胆固醇、甘油三酯浓度,同时有助于预防心血管疾病等[25-26]。PUFA是细胞和有机体生物膜的组成部分,能调节细胞膜的通透性,具有重要的生理功能[9]。并且脆化过程中脂肪SFA∶MUFA∶PUFA的比值接近于1∶2∶1,符合1988年北大西洋公约组织在研讨会上提出的膳食脂肪酸的建议摄入量[27]。因此饲喂蚕豆虽使PUFA降低,但MUFA显著增加(p<0.05),40 d时UFA显著增加(p<0.05),后期含量较普通草鱼也有所升高,但无显著性差异(p>0.05)。因此能够提升鱼腹内脂肪的营养价值,是优质的油脂。增加其摄入量能够调节膳食脂肪酸平衡,对人体健康有益。

2.5 草鱼脆化过程中腹内n-3 PUFA和n-6 PUFA的变化

由表7可知,腹内脂肪n-6 PUFA在脆化过程中含量逐渐减少,脆化的末期含量显著降低(p<0.05)。而n-3 PUFA在脆化的20 d时含量开始减少(p>0.05),始终低于普通草鱼。有研究表明n-3 PUFA具有降低脂质蓄积的作用[14]。本实验中其含量一直低于普通草鱼,因此蚕豆饲喂会造成脂肪组织的蓄积。此外,作为鱼油,n-6/n-3 PUFA的比值受到极大的关注,二者平衡能减少心血管疾病的发生率,有助于生长发育,并且中国营养学会提出二者的比值在4~6之间为宜[9]。在脆化20 d和40 d,它们的比值分别为(4.10±0.04)和(4.00±0.04),之后比值有所降低,脆化末期降为(3.45±0.08),但与普通草鱼相比,差异不显著(p>0.05)。虽然饲喂蚕豆使n-6/n-3 PUFA的比值有所下降,但相比于植物油脂,更加有利于人体膳食的摄入。

3 结论

对草鱼脆化过程中腹内脂肪酸组成的变化分析得出,整个过程中共检出19种脂肪酸,其中SFA7种,MUFA2种,PUFA10种。脆化20 d时,n-3 PUFA在含量开始减少(p>0.05),随着脆化的延长,MUFA含量显著增加,PUFA、n-6 PUFA含量显著减少(p<0.05)。整个脆化过程中,SFA∶MUFA∶PUFA的比值近似于1∶2∶1,以普通草鱼最为接近。而n-6/n-3 PUFA的比值为3.36%±0.04%~4.10%±0.04%,脆化20 d时最高。脆化在改变草鱼肉质的同时,也会影响生长及脂质代谢,使脂肪发生变化,但不同脆化期的草鱼腹内脂肪中都含有人类必需的3种脂肪酸,而且适合人类膳食脂肪酸的摄入,同时能够减少环境污染和资源的浪费。因此,脆肉鲩腹内脂肪具有较高的开发利用价值。此外,在不影响脆肉鲩肉质的前提下,可以对其饲料进行更深的研究,提高脆肉鲩的养殖效益。

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Changes of abdominal fatty acid composition of grass carp during crisping process

FENG Jing1,2,LIN Wan-ling1,LI Lai-hao1,*,YANG Xian-qing1,WANG Jin-xu1,HUANG Hui1,HU Xiao1,HAO Shu-xian1,WU Yan-yan1

(1.Key Laboratory of Aquatic Product Processing,Ministry of Agriculture;National R & D Center for Aquatic Product Processing;South China Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,Guangzhou 510300,China;2.College of Food Science and Technology,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)

The changes of abdominal fatty acid composition extracted from abdominal adipose tissue of grass carp during crisping process were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS). The results showed that a total of 19 kinds of fatty acids,including 7 saturated fatty acid(SFA),2 monounsaturated fatty acid(MUFA)and 10 polyunsaturated fatty acid(PUFA)in abdominal adipose tissue of grass carp were detected in different crisping periods. The contents of MUFA significantly increased whereas those of PUFA and n-6 PUFA significantly decreased(p<0.05)with the increase of crisping time. The fatty acid ratio of SFA∶MUFA∶PUFA was similar to 1∶2∶1 and the closest in grass carp during whole crisping process. Moreover,the content of n-3 PUFA decreased(p>0.05)at 20 d,and always lower than the common grass carp. The ratios of n-6 PUFA to n-3 SFA ranged from(3.36±0.04)to(4.10±0.04)and the highest value at 20 d. The study indicated that the composition of abdominal fatty acid were changed by crisping,the abdominal adipose tissue of crisp grass carp should be fully exploited.

crisp grass carp;abdominal adipose tissue;fatty acid;grass carp

2016-05-27

冯静(1990-),男,硕士研究生,研究方向:水产品加工,E-mail:shoufengjing@163.com。

*通讯作者:李来好(1963-),男,博士,研究员,研究方向:水产品加工与质量安全,E-mail:laihaoli@163.com。

国家自然科学基金(31401625);广州市珠江科技新星专项(2014J2200019);广东省省级科技计划项目(2015A020209040);国家支撑计划项目(2015BAD17B03-1);广州市科技计划项目(1561000228)。

TS254.1

A

1002-0306(2017)02-0063-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.02.004

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