鱼粉中酸碱性氨基酸及呈味氨基酸含量特点研究

■丁晨红 王 英 王威利 崔泽锋 何媛怡 吴维煇

（广东省农业科学院农产品公共监测中心农业部农产品质量安全检测与评价重点实验室，广东广州510640）

鱼粉蛋白质含量高，氨基酸组成及配比合理，还含有许多未知生长因子，是养殖业最优质的动物源蛋白质饲料[1-2]。配合饲料中鱼粉可被植物蛋白源和其它非常规饲料原料部分替代，但替代量的增加将导致饲料适口性下降，动物食欲降低、摄食量减少从而影响动物生长[3-5]。蛋白质的营养价值取决于所含氨基酸的种类、数量及组成比例。氨基酸是构成动物营养所需蛋白质的基本物质，还兼具呈味氨基酸的功能，大多具有酸味、甜味、苦味及鲜味，它能作为动物重要的诱食剂，改善饲料风味[6-8]。大量研究表明，饲粮中蛋白质或氨基酸水平对动物采食的影响极为重要，一些氨基酸可以通过中枢和外周机制调节畜禽的采食量[9]。试验证实了氨基酸对水产及畜禽动物的摄食有刺激作用[9-14]。本研究通过分析不同鱼粉中16种氨基酸、酸碱性氨基酸及4类呈味氨基酸含量的特点，旨在分析鱼粉良好的适口性与其独特的氨基酸含量配比的相关性，同时研究了鱼粉与其他蛋白质原料间氨基酸含量的差异性，为鱼粉氨基酸平衡性研究提供数据支撑，探索出氨基酸含量对饲料适口性的影响，为鱼粉的替代研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验共分析鱼粉样品143个、豆粕样品7个、鸡肉粉样品8个、DDGS样品8个，它们来源于广东省50余家饲料生产企业及经销商。鱼粉样品包含白鱼粉和红鱼粉，其中国产鱼粉有45个，进口鱼粉有93个（143个鱼粉样中有5个是混合鱼粉未计其中）；生产工艺包括干法和湿法。本试验样品具有代表性。

1.2 主要仪器设备与试剂

1.2.1 仪器设备

氨基酸自动分析仪（德国赛卡姆，S-433D），电热鼓风干燥箱，电子天平（METTELER，AB-204），水解管等。

1.2.2 试剂

盐酸（优级纯）、茚三酮（分析纯）、柠檬酸钠（分析纯）、氢氧化钠（分析纯）、氯化钠（分析纯）、柠檬酸（分析纯）、硼酸（分析纯）等。

1.2.3 氨基酸混合标准溶液

包括天门冬氨酸（Asp）、丝氨酸（Ser）、谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）、组氨酸（His）、精氨酸（Arg）、苏氨酸（Thr）、丙氨酸（Ala）、脯氨酸（Pro）、酪氨酸（Tyr）、缬氨酸（Val）、蛋氨酸（Met）、赖氨酸（Lys）、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、苯丙氨酸（Phe）等16种浓度为2.5 mmol/l氨基酸的混合标准溶液，购自于赛卡姆（北京）科学仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 样品处理方法

参照GB/T 18246—2000，检测16种氨基酸的含量，其中包括7种必需氨基酸（essential amino acid,EAA）（Thr、Val、Phe、Met、Ile、Leu、Lys）和 9 种非必需氨基酸（Asp、Glu、Gly、Pro、Tyr、Ser、His、Arg、Ala）。

1.3.2 仪器分析条件

色谱柱：LCA K06/Na。

流动相：柠檬酸钠溶液A=0.12 N，pH值3.45；B=0.2 N，pH值10.85；C：10%异丙醇水溶液；D：氢氧化钠溶液；E：异丙醇水溶液；F：茚三酮溶液；梯度洗脱。

流速：洗脱泵0.45 ml/min，衍生泵0.25 ml/min。

检测器波长：570 nm+440 nm。

温度：58～74℃梯度控温。

1.4 数据统计

试验结果用“平均数±标准差”表示，使用IBM SPSS Statistics 21软件对数据进行单因素方差分析（ONEWAY ANOVA），检验处理间差异显著性（P＜0.05）。

2 结果与分析

根据鱼粉中16种氨基酸总量，将全部143个鱼粉样品分为低中高三组：氨基酸总量小于55%的39个样品为低含量组，记为A组；氨基酸总量55%～60%的73个样品为中等含量组，记为B组；氨基酸总量＞60%的31个样品为高含量组，记为C组。另按照鱼粉产地，将45个国产鱼粉记为D组；93个进口鱼粉记为E组。本研究对氨基酸占比（即氨基酸含量/16种氨基酸总量×100%）进行统计分析。

2.1 氨基酸占比情况（见表1～表2）

表1 不同组鱼粉中各氨基酸占比及差异显著性情况（%）

由表1结果显示：①按氨基酸含量高低分组，随着氨基酸总量的增加，Met、Lys、Thr、His、Leu、Ile、Tyr及必需氨基酸的占比逐渐升高，Glu、Gly、Pro和Phe逐渐降低，Ser、Ala、His、Arg和 Phe没有显著差异（P≥0.05）。②按鱼粉产地分组，进口鱼粉5种必需氨基酸Met、Lys、Thr、Lue和Ile以及2种非必需氨基酸Gly和Tyr的占比显著高于国产鱼粉（P＜0.05）。③A组与D组鱼粉相比、C组与E组鱼粉相比各氨基酸及必需氨基酸占比没有显著差异（P≥0.05）。

表2 鱼粉、豆粕、鸡肉粉及DDGS氨基酸占比及差异显著性情况（%）

表2结果显示：①4种蛋白饲料中Val和Tyr没有显著差异（P≥0.05），Met和Asp差异显著（P＜0.05）。②鱼粉和鸡肉粉中，Val、Tyr、Glu、Ala、Leu和 Phe 含量占比没有显著差异（P≥0.05）；豆粕和 DDGS 中，Val、Tyr、Glu、Thr和Gly含量占比没有显著差异（P≥0.05）。

2.2 酸、碱性氨基酸占比情况

通常根据氨基酸分子中所含氨基（-NH2）和羧基（-COOH）的数目，将其分为中性、酸性和碱性氨基酸三类。碱性氨基酸有：Arg、Lys和His 3种；酸性氨基酸有：Asp和Glu 2种；其他均为中性氨基酸。

鱼粉中酸、碱性氨基酸占比情况见表3。结果显示：①不同组鱼粉中酸性氨基酸与碱性氨基酸的占比具有近似相同的比值，即为25∶18；②不同组鱼粉中酸性氨基酸占比没有显著差异（P≥0.05），它与氨基酸总量之间没有明显相关性。

表3 鱼粉中酸性氨基酸与碱性氨基酸的占比及差异显著性情况（%）

鱼粉、豆粕、鸡肉粉以及DDGS中酸、碱性氨基酸占比情况见表4，结果显示：鱼粉中酸、碱性氨基酸占比与豆粕、鸡肉粉及DDGS均有显著差异（P＜0.05）；鱼粉、豆粕、鸡肉粉和DDGS中酸碱性氨基酸占比比值分别为25∶18、32∶17、23∶17及27∶12。

表4 鱼粉、豆粕、鸡肉粉及DDGS中酸性氨基酸与碱性氨基酸的占比情况（%）

2.3 呈味氨基酸占比情况

天然蛋白质中的甜味类氨基酸有：Gly、Ala、Pro、Thr、Ser、Lys、Glu；苦味类氨基酸有：Phe、Arg、Ile、Val、Leu、Met和His；酸味类氨基酸有：His、Asp、Glu；鲜味类氨基酸有：Asp和Glu[7]。本研究考察了不同分组情况下鱼粉中各呈味氨基酸的占比情况，并计算了甜、苦、酸及鲜味氨基酸的比值，结果见表5。由于其中有部分氨基酸同时具有两、三种味道（如Glu和Asp），因此本试验统计的4种呈味氨基酸占比之和超过100%。

分析比较发现：①鱼粉中占比最大的呈味氨基酸是甜味氨基酸，其占比约为52%，七种甜味氨基酸中Glu、Lys和Gly的贡献率（即占氨基酸总量）达60%；其次是苦味氨基酸，占比约为35%，其贡献率最大的三种氨基酸依次是Leu、Arg和Val；再次是酸味氨基酸，占比约为28%，其贡献率最大的是Glu和Asp；最小的是鲜味氨基酸，占比约为25%，两种鲜味氨基酸中Glu的贡献率大于Asp。Glu同时具有甜、酸、鲜三种味道，对三种呈味氨基酸占比的影响均最大，因此推测Glu的含量对鱼粉的味道呈现具有决定性影响。②鱼粉中各呈味氨基酸占比具有一定规律性，甜味：苦味：酸味：鲜味的比例相近，都约等于37∶25∶20∶18。为验证这一比值的特异性，本研究测定了豆粕、鸡肉粉和DDGS中各氨基酸的占比，并计算了其各呈味氨基酸的占比情况（见表6），结果发现不同蛋白质原料中4种呈味氨基酸占比的比值各不相同，豆粕、鸡肉粉以及DDGS的比值分别为32∶23∶23∶21、40∶24∶19∶17和38∶23∶21∶18。

表5 鱼粉中各呈味氨基酸含量的占比情况（%）

表6 鱼粉、豆粕、鸡肉粉及DDGS中各呈味氨基酸含量占比情况（%）

3 讨论与结论

3.1 鱼粉中氨基酸含量的规律性

本试验所测试鱼粉中Ser、Ala、His、Arg和Phe对氨基酸总量的占比均相对稳定，它们的含量占比与鱼粉的产地、原料鱼品种及加工工艺等没有关系。鱼粉中氨基酸总量的越高，Met、Lys、Thr、His、Leu、Ile和Tyr的占比也越高，而Glu、Gly、Pro和Phe的占比越低。

由于大多数国产鱼粉氨基酸总量较低，大都被归于低氨基酸含量组（A组），进口鱼粉的质量较好，氨基酸总量高，大都被归于高含量组（C组）；这一情况正好与试验结果显示的进口鱼粉组与高氨基酸含量组各氨基酸占比没有显著差异，而国产鱼粉与低氨基酸含量组各氨基酸占比没有显著差异的情况相符合。

3.2 鱼粉中酸、碱性氨基酸含量特点

本研究比较分析了鱼粉、豆粕、鸡肉粉和DDGS中酸、碱性氨基酸占比情况，发现：①鱼粉中酸性氨基酸与碱性氨基酸的比值稳定在25∶18，豆粕、鸡肉粉及DDGS中酸碱性氨基酸比值分别为32∶17、23∶17及27∶12；②四种蛋白饲料中酸性氨基酸含量占比均高于碱性氨基酸；③鱼粉与其它三种蛋白质饲料中酸、碱性氨基酸含量的占比有显著差异。据此推测，酸、碱性氨基酸含量对鱼粉适口性具有一定的影响。

3.3 鱼粉中呈味氨基酸含量特性

本研究发现鱼粉中甜味∶苦味∶酸味∶鲜味氨基酸占比的比值始终稳定在37∶25∶20∶18。豆粕、鸡肉粉以及DDGS中四种呈味氨基酸含量的比值分别为32∶23∶23∶21、40∶24∶19∶17 和38∶23∶21∶18，与鱼粉有较大差异；推测37∶25∶20∶18的这一比值是鱼粉所特有的性质。呈味氨基酸的比值势必会影响饲料的适口性，推测鱼粉中呈味氨基酸具有特定的比值是保证鱼粉良好的适口性的重要因素之一，这或许可以为研究者找出解决替代饲料适口性难题提供一个新的思路。