鲣鱼(Katsuwonus pelamis)肌肉蛋白在热处理过程中的营养变化及功能性评价*

李海波 杨 雪 白 冬 王 欢 关丽萍 谢 超①

(1. 浙江国际海运职业技术学院 舟山 316021; 2. 浙江海洋大学食品与医药学院 舟山 316022)

金枪鱼类是硬骨鱼纲, 鲈形目, 鲭科鱼类中具有胸甲(指胸区和侧线前部明显扩大的鳞片)几个属鱼类的总称, 主要分布于大西洋、太平洋和印度洋的热带、亚热带和温带水域, 生活在海洋的中上层水域,属于大洋性高度洄游鱼类(方健民等, 2006)。据FAO(联合国粮农组织)资料统计(FAO of the United Nation), 鲣鱼和黄鳍金枪鱼的产量均超过百万吨级,其中鲣鱼的产量约占世界主要金枪鱼总产量的 48%以上。鲣鱼俗称炸弹鱼, 属鲈形总目、金枪鱼亚目、金枪鱼科、鲣属, 为大洋型重要经济鱼类, 分布范围较广, 生活在印度洋、太平洋和大西洋水温高于15°C以上的水域。鲣鱼肉质柔嫩, 肉呈红色, 高蛋白、低脂肪, 营养丰富, 具有预防心脑血管疾病、益智健脑等多种功效, 是一种绿色无污染健康美食(全晶晶等,2013); 鲣鱼肉的蛋白质含量高, 氨基酸比例合理且种类丰富, 易于人体吸收; 胆固醇和脂肪含量低, 而且DHA和EPA等多不饱和脂肪酸含量丰富, 是便于人体吸收利用的健康食品。可供鲜食或制成咸干品,主要用来加工成鲣鱼罐头, 是主要的出口海产加工品之一, 畅销日本、欧洲等地。深加工后的鲣鱼味道鲜美, 营养丰富, 而且更加便于消费者食用, 开发前景比较乐观。

国内外对鲣鱼的研究主要在生物学和质量安全(Tahmouzi et al, 2013)等方面, 对其营养成分的研究也有一些报道, 如Hiratsuka等(2004)对鲣鱼的卵巢和睾丸中脂肪酸构成进行对比研究。为了研究鲣鱼蒸煮前后的背部肌肉的营养价值, 本文以鲣鱼背部肌肉为研究对象, 测定其在蒸煮前后的一般营养成分包括蛋白质、脂肪、水分、灰分等与氨基酸、脂肪酸及矿物质元素等指标的含量, 并对以上营养成分进行评价, 以期提供鲣鱼的加工利用基础数据, 为满足产品加工及人们食用需求提供便利。

1 材料与方法

1.1 实验材料

鲣鱼由舟山千岛水产食品有限公司提供。取鲣鱼背部肌肉两份, 将其中一份放入沸水中煮熟冷却, 装袋后放入–30°C冰箱冷冻备用。

1.2 一般营养成分测定

粗蛋白测定: GB/T5009.5-2010半微量凯氏定氮法; 粗脂肪测定: GB/T14772-2008索氏提取法; 水分测定: GB/T5009.3-2010直接干燥法; 灰分测定: GB/T 5009.4-2003, 采用马福炉灼烧称重法进行测定。

1.3 蛋白质氨基酸成分测定

依据 GB/T 5009.124-2003方法, 将样品用6mol/L盐酸水解后, 采用全自动氨基酸分析仪直接测定氨基酸组成成分。

1.4 氨基酸评分

将 FAO/WHO推荐的成人必需氨基酸需要量模式、2—5岁学龄前儿童体内的必需氨基酸模式和鸡蛋蛋白质氨基酸模式做参比, 计算氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)和必需氨基酸指数(EAAI)(FAO/WHO/UNU, 1985)。

氨基酸评分(AAS)=被测蛋白质每克氮(蛋白质)氨基酸含量(mg)/FAO/WHO模型(学龄前儿童)体内蛋白质的每克氮(蛋白质)中氨基酸含量(mg)×100

氨基酸化学评分(CS)=被测蛋白质每克氮(蛋白质)氨基酸含量(mg)/鸡蛋蛋白质的每克氮(蛋白质)中氨基酸含量(mg)×100

1.5 脂肪酸组成分析

采用气相色谱仪, 依照 FOLCH法(Folch et al,1957)测定脂肪酸组成。

1.6 矿物质元素含量的测定

通过电感耦合等离子体原子发射光谱法测定矿物质含量。

2 结果与讨论

2.1 蒸煮前后鲣鱼背部肌肉的一般营养成分

鲣鱼在蒸煮前后背部肌肉的营养成分如表 1所示。生鲣鱼的水分含量为76.9%, 经熟加工后水分含量有所降低, 但熟鲣鱼的水分含量仍有 60.55%; 其次, 熟鲣鱼的蛋白质含量为 20.42%, 略低于生鲣鱼的蛋白质含量; 另外, 熟鲣鱼的脂肪含量为 2.37%,相对生鲣鱼有所增加; 熟鲣鱼的灰分含量为 0.74%,低于生鲣鱼的1.97%。由此可见, 蒸煮前后的鲣鱼背部肌肉均为高蛋白、低脂肪的优质食品, 符合人们对健康食品的需求。

表1 鲣鱼蒸煮前后背部肌肉基础营养成分分析(%)Tab.1 Analysis of back muscle basic nutrients before and after cooking bonito (%)

2.2 蒸煮前后鲣鱼背部肌肉的氨基酸组成

表 2列出了测得的鲣鱼蒸煮前后背部肌肉的 17种氨基酸, 包括7种必需氨基酸, 10种非必需氨基酸。其中, 生鲣鱼的氨基酸总量为 75.195g/100g, 必需氨基酸总含量为 28.889g/100g, 约占氨基酸总量的38.419%; 熟鲣鱼氨基酸均有所降低, 其氨基酸总量为58.096g/100g, 必需氨基酸的含量为22.582g/100g,占总量的38.87%。就熟鲣鱼来看, 呈味氨基酸含量达20.66g/100g, 为氨基酸总量的35.56%。谷氨酸含量最高, 约为7.989g/100g, 天冬氨酸次之, 作为鲜味氨基酸的谷氨酸和天冬氨酸赋予了熟鲣鱼鲜美的味道,甘氨酸(3.65g/100g)和丙氨酸(2.989g/100g)使熟鲣鱼风味甘甜。生鲣鱼呈味氨基酸含量约占总氨基酸含量(色氨酸除外)的35.08%, 使其具有浓郁的海鲜风味。支链氨基酸(缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸)有抗衰老、促进蛋白质的合成和防治脏器功能衰竭的功能(蒋滢,1996), 鲣鱼背部肌肉的支链氨基酸含量也比较高,生鲣鱼的支链氨基酸含量为 14.92g/100g, 占氨基酸总量的 19.84%; 熟鲣鱼的支链氨基酸含量也达到11.793g/100g, 占氨基酸总量的20.3%。由此可见, 两种被测样品必需氨基酸的种类齐全且其含量较高,氨基酸总量均较高, 是符合人体健康标准的最佳食品之一。

2.3 蒸煮前后鲣鱼背部肌肉的氨基酸评分分析

氨基酸评分反映了蛋白质的构成及利用率的关系, 而蛋白质中的必需氨基酸能为人体合成含氮化合物所能提供的数量和比例决定着蛋白质的营养价值(王哲平等, 2012)。表3根据FAO/WHO推荐的成人必需氨基酸需要量模式和鸡蛋蛋白质氨基酸模式,以1973年FAO/WHO推荐的2—5岁学龄前儿童必需氨基酸需要量模式为基准, 将鲣鱼在蒸煮前后的背部肌肉蛋白质中的必需氨基酸与参考蛋白质的必需氨基酸含量比较, 进行氨基酸评分。

表2 鲣鱼蒸煮前后背部肌肉氨基酸含量分析(干基)Tab.2 Analysis of amino acids in back muscle before and after cooking bonito (dry basis)

表3以全鸡蛋的蛋白质为参考蛋白质(Lehane et al, 2000; Fuke et al, 1996), 将两种被测样品中蛋白质必需氨基酸含量与学龄前儿童体内的蛋白质必需氨基酸需要量进行了比较。生、熟鲣鱼背部肌肉各必需氨基酸评分值均大于 100, 熟鲣鱼氨基酸中甲硫氨酸评分最高为 177, 亮氨酸评分最低为 103; 生鲣鱼中甲硫氨酸评分为 220, 亮氨酸评分最低为 125。这说明生、熟鲣鱼背部肌肉氨基酸组成合理, 人体必需氨基酸含量非常高, 且必需氨基酸的组成均接近人体的氨基酸需要量, 符合优质蛋白质的定义, 蛋白质营养价值较高。EAAI反映的是必需氨基酸含量与标准蛋白质相比接近的程度, 当 EAAI＞0.95时为优质蛋白源, 0.86＜EAAI＜0.95 时为良好蛋白源, 0.75＜EAA＜0.86时为可用蛋白源, EAAI＜0.75时为不适蛋白源(冯东勋, 1997)。由表 3 数据可见, 0.86＜EAAI(熟鲣鱼)＜0.95, 因此熟鲣鱼背部肌肉为良好蛋白源; 而 EAAI(生鲣鱼)＞0.95, 因此生鲣鱼背部肌肉为优质蛋白源。

表 3中组成熟鲣鱼背部肌肉蛋白质的必需氨基酸总含量达412.4mg/g蛋白, 低于鸡蛋蛋白质的必需氨基酸模式, 但高于FAO/WHO推荐的学龄前儿童体内的必需基酸模式; 生鲣鱼则均高于两种参考必需氨基酸模式, 由此可见, 生、熟鲣鱼均为补充必需氨基酸的理想食品, 适合儿童食用, 生鲣鱼背部肌肉营养价值更高。由表4可见, 鲣鱼在蒸煮前后背部肌肉中的苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸和胱氨酸、苯丙氨酸和色氨酸、赖氨酸含量与 FAO/WHO推荐的氨基酸模式比较接近。熟鲣鱼的第一限制氨基酸为缬氨酸,生鲣鱼不含限制性氨基酸。生、熟鲣鱼背部肌肉氨基酸含量最多的苯丙氨酸, 其中生鲣鱼苯丙氨酸含量高达 104.3mg/g, 含量最少的是苏氨酸, 熟鲣鱼苏氨酸含量只有36.8mg/g。丰富的苯丙氨酸可以作为苯丙氨酸缺乏人群补充的来源。生、熟鲣鱼的各种必需氨基酸含量均达到了 FAO/WHO提出的理想氨基酸模式的85%—100%。因此均具有较高的营养价值。

表3 鲣鱼肌肉必需氨基酸组成和其蛋白质氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)及必需氨基酸指数(EAAI)Tab.3 The essential amino acids and their protein amino acid score (AAS), chemical score (CS) and the essential amino acid index(EAAI) of skipjack muscle

表4 鲣鱼背部肌肉必需氨基酸组成与FAO/WTO模式的比较Tab.4 Essential amino acids composition of protein hydrolysate compared with the FAO/WHO pattern of skipjack tuna

2.4 蒸煮前后鲣鱼背部肌肉的脂肪酸含量的测定分析

由表5可见, 生鲣鱼和熟鲣鱼背部肌肉中均检出21种脂肪酸, 在测得的脂肪酸中, 均有7种饱和脂肪酸(SFA), 6种单不饱和脂肪酸(MUFA), 8种多不饱和脂肪酸(PUFA), 生鲣鱼背部肌肉饱和脂肪酸含量最多, 约占脂肪酸总量的 37.05%, 熟鲣鱼多不饱和脂肪酸总量最高, 约占脂肪酸总量的39.18%。鲣鱼在蒸煮前后的背部肌肉中EPA和DHA的含量最高, 生鲣鱼脂肪含量只有1.03%, 但是DHA和EPA总的含量有 29.92%, 熟鲣鱼的 DHA和 EPA总量更是高达32.26%。从表中可知, DHA是生熟鲣鱼背部肌肉的优势脂肪酸, DHA能促进大脑和视网膜发育, 具有增强记忆和提高学习能力的功能; 其次, EPA在生熟鲣鱼背部肌肉中也含量较高, 能起到降低血液黏稠、促进血液循环、预防心血管疾病的作用(杭晓敏等, 2001;Osman et al, 2001)。综上可知, 鲣鱼背部肌肉是具有保健功能的天然食品, 有丰富含量的 DHA和 EPA,经常食用, 可改善学习能力, 增强记忆力, 预防老年痴呆症(谢宗墉, 1991; 李桂芬, 2003)。

2.5 蒸煮前后鲣鱼背部肌肉的矿物元素含量的测定分析

由表6可知, 鲣鱼背部肌肉的矿物元素含量丰富,包括各种人体所需的常量元素(如钾、钠、钙、镁、磷元素)和各类微量元素(如铁、硒、锌、铜元素), 其中钾元素尤为丰富,生鲣鱼背部肌肉含量高达5565mg/kg, 熟鲣鱼含量也达到 5415mg/kg; 次之,Na、Mg、P元素含量也高达400mg/kg。其丰富的K、Na元素对维持细胞内渗透压和体液的酸碱平衡具有重要作用; P是细胞组织的重要组分, 参与维持机体体液的渗透压和酸碱平衡。生、熟鲣鱼背部肌肉中Fe、Cu、Zn、Se等微量元素含量也较高, Fe元素能促进儿童的生长发育和智力发展, Cu元素与血的代谢过程有关; Zn、Se是人体必需的两种微量元素, Zn元素能维持细胞膜的稳定性, Se元素具有增强机体免疫力的作用(陈有旭等, 1994)。鲣鱼在蒸煮前后各矿物元素含量变化不大, 熟鲣鱼仍然保留了大量的矿物营养成分, 可见鲣鱼在蒸煮前后肌肉营养成分含量差异性很小, 矿物元素组成含量基本无变化, 是高矿物元素含量的食物。

表5 鲣鱼蒸煮前后背部肌肉的脂肪酸组成(mg/100g)Tab.5 The fatty acid composition of skipjack back muscles(mg/100g) before and after cooking

表6 鲣鱼蒸煮前后背部肌肉的矿物元素含量(mg/kg)Tab.6 The content of mineral elements of back muscles before and after cooking bonito (mg/kg)

3 结论

根据对鲣鱼在蒸煮前后背部肌肉的基本营养成分、氨基酸、脂肪酸和矿物元素的分析, 可以认为蒸煮前后的鲣鱼背部肌肉蛋白质含量均达到 20%以上,脂肪低至 1%左右, 灰分含量为 0.7%, 水分比重达60%以上。蒸煮前后的鲣鱼背部肌肉含有 17种氨基酸, 其中包括7种必需氨基酸; 生鲣鱼背部肌肉中必需氨基酸占氨基酸总量的38.4%, 熟鲣鱼背部肌肉中必需氨基酸占氨基酸总量的38.9%。熟鲣鱼肌肉的必需氨基酸含量低于鸡蛋蛋白质的必需氨基酸模式,但高于 FAO/WHO推荐的学龄前儿童体内的必需基酸模式; 而生鲣鱼肌肉的必需氨基酸含量均超过了两个参考必需氨基酸需要量模式。生鲣鱼背部肌肉的饱和脂肪酸含量最高, 为 37.1%, 熟鲣鱼的多不饱和脂肪酸含量最高, 为39.2%; 生鲣鱼背部肌肉的DHA和EPA含量有29.9%, 熟鲣鱼的含量更高, 为32.3%。鲣鱼背部肌肉中K元素含量最高, Na、P、Mg元素含量也较高, 但相对K元素依次减少。鲣鱼背部肌肉中也均含有较多的微量元素, 如Fe、Cu、Zn、Se等。

综上所述, 蒸煮前后的鲣鱼背部肌肉均具有高蛋白、低脂肪的特征, 并富含不饱和脂肪酸以及矿物元素, 符合健康食品标准, 其丰富的潜在功能有待更深入研究。

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