“太湖鲂鲌”及其亲本肌肉营养成分的分析与评价

姜建湖 沈斌乾 陈建明 顾志敏 贾永义 孙丽慧 黄爱霞 李 倩 程海华

(浙江省淡水水产研究所, 农业部淡水渔业健康养殖重点实验室, 浙江省鱼类健康与营养重点实验室, 湖州 313001)

翘嘴鲌(Culter alburnus)隶属鲤科、鲌亚科、鲌属, “太湖三白之一”, 肉食性鱼类, 在浙江省内各水系均有分布, 其生长快, 产量高, 且肉质细嫩, 味道鲜美, 深受消费者青睐, 但该鱼性情凶猛, 不耐运输, 抗逆性差, 且对饲料蛋白需求量高, 肌间刺多[1, 2]。三角鲂(Megalobrama terminalis)同属鲌亚科的鲂属, 杂食性鱼类, 野生环境下以水生植物、水生昆虫、小鱼、虾和软体动物等为食, 在人工养殖条件下投喂低蛋白饲料生长良好, 适应性强, 且体大肉厚, 肌间刺较少[3], 但其肉质细嫩程度和口感不及翘嘴鲌。远缘杂交是指种间、属间乃至亲缘关系更远的生物类型之间的杂交, 它可以突破种属界限,扩大遗传变异, 使亲本优良性状在子代中得以结合,表现出一定的杂交优势, 在水产育种中得以广泛应用[4]。为整合翘嘴鲌和三角鲂的优良性状, 本课题组以生长速度为主要选育指标, 以2004年从南太湖引进并经两代群体选育的后代, 再经连续两代异源雌核发育诱导、筛选、培育获得的翘嘴鲌为母本,以2007年从湖州德清引进并经三代群体选育的三角鲂为父本, 通过属间远缘杂交获得子一代, 该品种经全国水产原种和良种审定委员会审定, 命名为“太湖鲂鲌”(新品种登记号: GS-02-001-2017)。研究发现, “太湖鲂鲌”具有体型特征明显、生长速度快、饲料蛋白需求量低等性状特点。在相同养殖条件下, 一龄鱼种生长速度较翘嘴鲌快44.11%—47.23%, 二龄鱼生长速度较翘嘴鲌快49.21%—99.03%,养殖单产较翘嘴鲌提高51.51%—53.59%; 幼鱼饲料蛋白质最适需求量为35.87%—38.83%, 较翘嘴鲌降低8.64%—12.28%, 适宜在全国各地湖泊、池塘和跑道等淡水水体中养殖。

随着人们生活水平的提高, 消费者对水产品的要求已不仅仅局限于对个体大小的需求, 而是更加注重产品的营养和品质。“太湖鲂鲌”生长速度的提高是否会对其营养价值带来影响, 这是评价选育效果的重要内容之一。为此, 本研究对相同养殖条件下的“太湖鲂鲌”、翘嘴鲌和三角鲂肌肉中的基本营养成分、氨基酸、脂肪酸和矿物质元素进行了测定和分析, 旨在对新型杂交种“太湖鲂鲌”进行综合评价。

1 材料与方法

1.1 实验材料

“太湖鲂鲌”(Culter alburnus♀×Megalobrama terminalis♂, 简称CA×MT)、翘嘴鲌(Culter alburnus, 简称CA)和三角鲂(Megalobrama terminalis, 简称MT)均取自浙江省淡水水产研究所综合实验基地, 其初始体重分别为(5.79±1.94)、(4.21±1.31)和(5.45±2.90) g。采用同塘养殖方式, 每亩池塘各放“太湖鲂鲌”、翘嘴鲌和三角鲂500尾, 每口池塘为1个重复, 面积1867 m2, 共设置3个重复, 试验周期为11个月。试验期间, 每日投喂2—3次(8:00、14:00、17:00), 日投喂量为鱼体重的2%—8%, 以投喂后1h内吃完为宜, 冬天少投或不投。试验饲料为浙江明辉饲料有限公司生产的翘嘴鲌专用配合饲料, 粗蛋白含量40%以上, 视鱼种规格调整饲料大小。整个饲养期间, 池塘水温3—36 ℃, pH 7.0—8.4,DO 5.2—7.8 mg/L, NH3-N 0.1—0.3 mg/L, NO2-N 0.05—0.2 mg/L。在试验结束时, 3种鱼各随机取样6尾进行大小测定, 分离肌肉进行营养成分分析。3种鱼的规格见表 1。

1.2 营养成分测定

肌肉基本营养成分测定参照AOAC的方法进行[5]: 105℃常压干燥法测定水分; 凯氏定氮法测定粗蛋白质; 用无水乙醚为溶剂, 索氏抽提法测定粗脂肪; 箱式电阻炉550℃灼烧法测定灰分。称取0.1—0.2 g肌肉冻干样, 采用GB /T 5009.124-2003的方法, 使用HITACHI L-8900型氨基酸自动分析仪测定氨基酸含量。称取0.1 g肌肉冻干样, 参照Zuo等[6]的方法略加改进, 使用AGILENT 7890B-5977A气质联用仪测定脂肪酸组成。称取0.2 g肌肉冻干样,参照马往校等[7]的方法略加修改, 采用微波消解—火焰原子吸收法测定肌肉中的铁、铜、锰和锌含量。

1.3 评价方法

根据联合国粮农组织/世界卫生组织(FAO/WHO)1973年建议的氨基酸评分标准模式[8]和全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式[9]分别按以下公式计算氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)和必需氨基酸指数(EAAI):

式中:aa为试验样品氨基酸含量(%);AA(FAO/WHO)为FAO/WHO评分标准模式中同种氨基酸含量(%);AA(Egg)为全鸡蛋蛋白质中同种氨基酸含量(%);n为比较的必需氨基酸个数;A,B,C,,H为样品肌肉蛋白质的必需氨基酸含量(%, 干物质基础);AE,BE,CE,,HE为全鸡蛋蛋白质的氨基酸含量(%, 干物质基础)。

1.4 数据处理与分析

试验数据采用平均值±标准差(Mean±SD)表示,采用SPSS 13.0统计软件进行单因素方差分析(Oneway ANOVA), 若差异显著再采用Duncan’s进行多重比较,P＜0.05为差异显著。

2 结果

2.1 基本营养成分

由表 2可知, “太湖鲂鲌”肌肉水分含量要显著低于其亲本翘嘴鲌和三角鲂(P＜0.05); “太湖鲂鲌”肌肉的粗蛋白质含量最高, 显著高于其亲本(P＜0.05), 而亲本间的肌肉粗蛋白质含量无显著差异(P＞0.05); 肌肉粗脂肪含量和灰分含量在3种鱼间无显著差异(P＞0.05)。

2.2 氨基酸组成

由表 3可知, 3种鱼肌肉中均检测出17种氨基酸(色氨酸因酸水解未检出), 包括7种人必需氨基酸(Essential amino acids, EAA)和10种人非必需氨基酸(Nonessential amino acids, NEAA), 其中均以谷氨酸(Glu)含量最高, 胱氨酸(Cys)含量最低。氨基酸总量(Total amino acids, TAA)占鲜重的16.46%—16.79%, 其中EAA含量占6.38%—6.72%, NEAA含量占10.07%—10.30%。天冬氨酸(Asp)、Glu、甘氨酸(Gly)和丙氨酸(Ala)4种呈味氨基酸(Delicious amino acids, DAA)总量占鲜重的6.81%—6.99%, 占TAA的40.56%—41.89%。在17种单个氨基酸中,Asp、苏氨酸(Thr)、丝氨酸(Ser)、Glu、Gly、Ala、蛋氨酸(Met)、亮氨酸(Leu)、酪氨酸(Tyr)、苯丙氨酸(Phe)、精氨酸(Arg)和脯氨酸(Pro)含量在3种鱼间无显著差异(P＞0.05); “太湖鲂鲌”的Cys含量最低, 其值显著低于其母本翘嘴鲌(P＜0.05), 但在缬氨酸(Val)、异亮氨酸(Ile)、赖氨酸(Lys)和组氨酸(His)含量上, 3种鱼中均以“太湖鲂鲌”最高, 其中Val和Lys含量显著高于其亲本(P＜0.05), Ile和His含量显著高于其父本三角鲂(P＜0.05)。3种鱼的TAA、NEAA、DAA、EAA/TAA、EAA/NEAA和DAA/TAA含量无显著差异(P＞0.05), “太湖鲂鲌”的EAA含量要显著高于其父本三角鲂(P＜0.05)。

表 1 三种鱼的取样规格Tab. 1 The sample size of three kinds of fish

表 2 三种鱼肌肉的基本营养成分(鲜重基础)Tab. 2 Proximate composition of muscle of three kinds of fish(fresh weight basis)

2.3 氨基酸营养评价

对3种鱼肌肉中EAA含量与FAO/WHO模式和全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式进行比较, 并计算出AAS、CS和EAAI (表 4和表 5)。依据AAS和CS,3种鱼分值最低的均为含硫氨基酸(Met+Cys), 其次是Val, 由此可知, 3种鱼的第一限制氨基酸均为含硫氨基酸(Met+Cys), 第二限制性氨基酸均为Val;3种鱼均以Lys分值最高, 并且肌肉中Lys含量已超过FAO/WHO模式和全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式,因而对于以谷物为主的膳食来说, 食用鱼类可弥补谷物中Lys的不足, 从而提高人体对蛋白质的利用率。3种鱼的EAAI分别为67.69、66.49和66.54。

2.4 脂肪酸组成

由表 6可知, “太湖鲂鲌”和三角鲂肌肉中均检测出26种脂肪酸, 其中饱和脂肪酸(Saturated fatty acids, SFA)6种, 不饱和脂肪酸(Unsaturated fatty acids, UFA)20种, 单不饱和脂肪酸(Monounsaturated fatty acids, MUFA)5种, 多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids, PUFA)15种, 高度不饱和脂肪酸(Highly unsaturated fatty acids, HUFA)7种, n-3系PUFA 8种, n-6系PUFA 7种, 而翘嘴鲌未检测出C22:2n-6和C24:0。在众多脂肪酸中, 3种鱼肌肉脂肪酸中均以C18:1n-9含量最高, 其值达25.17%—28.10%。“太湖鲂鲌”肌肉脂肪酸中SFA含量显著低于其亲本(P＜0.05), 而UFA含量显著高于亲本(P＜0.05)。3种鱼的MUFA、PUFA、HUFA、n-3PUFA、n-6 PUFA、n-3/n-6和C20:5n-3(EPA)+C22:6n-3(DHA)含量均无显著差异(P＞0.05)。

表 3 三种鱼肌肉的氨基酸组成(鲜重基础)Tab. 3 Composition of amino acids of muscle of three kinds of fish (fresh weight basis)

2.5 矿物质元素含量

在众多矿物质元素中, 铁(Fe)、铜(Cu)、锰(Mn)和锌(Zn)为动物所必需的微量元素。由表 7可知, 3种鱼肌肉中其含量由高到低均依次为Zn、Fe、Mn和Cu。4种微量元素在3种鱼肌肉中均无显著差异(P＞0.05)。

3 讨论

3.1 “太湖鲂鲌”肌肉基本营养组成评价

在营养学上, 食品中的干物质含量越高, 其总营养成分含量就越高[10]。“太湖鲂鲌”肌肉中的水分含量在3种鱼中最低, 其值(77.96%)显著低于其亲本翘嘴鲌(78.96%)和三角鲂(78.90%,P＜0.05)。蛋白质是生命的物质基础, 是所有生物体的重要组成部分, 在生命活动中起着重要作用, 同时其含量是人们在选择食品时重要的参考依据[11]。“太湖鲂鲌”肌肉的粗蛋白质含量为19.28%, 显著高于其亲本翘嘴鲌(18.77%)和三角鲂(18.66%,P＜0.05)。由此可知, “太湖鲂鲌”相对其亲本具有更低的水分和更高的蛋白质含量, 这表明, “太湖鲂鲌”是一种不同于亲本而有自身营养结构特点的杂交鱼类。

3.2 “太湖鲂鲌”肌肉氨基酸组成评价

消化生理研究证实, 被摄取的蛋白质只有在消化道中被胃肠分泌的消化酶水解成游离氨基酸和小肽, 才能被肠黏膜细胞吸收, 因此, 动物对蛋白质的需求实际上是对氨基酸的需求[11]。蛋白质的营养价值高低取决于氨基酸组成及含量, 而含有人体所需的必需氨基酸种类多、含量高的蛋白质, 其营养价值相对较高[12]。在本研究中, “太湖鲂鲌”肌肉的EAA含量为6.72%, 为3种鱼中最高, 且显著高于其父本三角鲂(6.38%,P＜0.05)。根据FAO/WHO的氨基酸理想模式, 优质蛋白质其氨基酸的EAA/TAA为40%左右, EAA/NEAA在60%以上[13], “太湖鲂鲌”肌肉中的EAA/TAA和EAA/NEAA分别为40.02%和66.75%, 可见, “太湖鲂鲌”的肌肉氨基酸组成符合优质蛋白质的标准。DAA含量是衡量肉质鲜美程度的重要指标之一。Asp、Glu、Gly和Ala为4种呈味氨基酸, 其中Asp和Glu为呈鲜味的特征性氨基酸, Gly和Ala为呈甘味的特征性氨基酸[14]。“太湖鲂鲌”肌肉的DAA含量为6.81%, 与其亲本无显著差异(P＞0.05)。以上研究表明, “太湖鲂鲌”在拥有相对较高的蛋白质营养价值外, 其肉质的鲜美程度并没有降低。虽然“太湖鲂鲌”肌肉氨基酸组成较优, 但根据AAS和CS评分可知, Met+Cys和Val含量略显不足, 这与近期在大口黑鲈(Micropterussalmoides(Lacépède))“优鲈1号”[15]、吉富罗非鱼(Oreochromis niloticus)、奥利亚罗非鱼(Oreochromis aureus)及其杂交种[16]、山女鳟(Oncorhynchus masou)[17]和雅罗鱼(Leuciscus waleckii)[18]的研究结果相似, 今后在“太湖鲂鲌”养殖推广中, 应在饲料配方中予以加强。

表 4 三种鱼肌肉的必需氨基酸含量与FAO/WHO模式和全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式比较Tab. 4 The comparison of muscle essential amino acids contents of three kinds of fish with FAO/WHO pattern and amino acid pattern of whole egg protein

表 6 三种鱼肌肉的脂肪酸组成(占脂肪酸总量的百分比)Tab. 6 Muscle fatty acids profile of three kinds of fish (percentage in total fatty acids)

3.3 “太湖鲂鲌”肌肉脂肪酸组成评价

近年来, UFA的研究已成为鱼类科研热点之一,其含量被视为评价食品营养价值的重要指标之一。UFA可分为MUFA和PUFA。MUFA具有降血糖、血脂和调节胆固醇的功能, PUFA则具有明显的降血脂、抑制血小板凝集、降血压、提高生态膜液态性、抗肿瘤和免疫调节作用, 能降低动脉硬化和脑血栓等心血管疾病的发病率[19, 20]。本实验结果表明, “太湖鲂鲌”肌肉脂肪酸中UFA含量要显著高于其亲本(P＜0.05)。与其他鱼类相比较, “太湖鲂鲌”所呈现的PUFA＞MUFA＞SFA的脂肪酸组成序列与江鳕(Lota lotaL.)[21]和长吻 (Leioeasis longirostris)[22]的研究结果相似, 表现出PUFA和MUFA的高占比。这表明, “太湖鲂鲌”肌肉的脂肪质量较高。EPA和DHA是人体生长发育必需的PUFA, 尤其在促进婴儿脑细胞生长和发育方面具有重要作用[23]。“太湖鲂鲌”肌肉脂肪酸中EPA与DHA总量(15.78%)高于日本鳗鲡(Anguilla japonica)(2.49%—7.48%)[24]、塔里木裂腹鱼(Schizothorax biddulphi)(10.28%)[25]和秀丽高原鳅(Triplophysa venusta)(11.68%)[26], 与长吻 (16.40%)[22]接近, 属EPA和DHA含量较为丰富的鱼类。

表 7 三种鱼肌肉的矿物质元素含量Tab. 7 Contents of muscle mineral elements in of three kinds of fish

3.4 远缘杂交是改良鱼类营养品质的有效途径

鱼类作为优质蛋白质和不饱和脂肪酸的提供者, 在人类现代饮食结构中所占的比重越来越高,如何通过遗传改良方法来提高养殖鱼类的肌肉品质一直是水产育种者所关注和努力的目标。远缘杂交是一种有效的遗传改良方法, 能使不同物种的基因组组合在一起, 导致杂交后代的基因型和表现型都发生改变[14]。“太湖鲂鲌”为本课题组以生长速度为主要选育指标, 通过多代群体选育、雌核发育和远缘杂交获得的子一代, 已被证实在生长速度和抗逆性方面存在一定的杂交优势。本研究中“太湖鲂鲌”肌肉中的基本营养成分、氨基酸和脂肪酸组成上与亲本均有显著差异, 这可能与远缘杂交有关, 翘嘴鲌和三角鲂的异源基因组合在一起, 导致“太湖鲂鲌”的表现型发生改变, 包括肌肉营养成分的改变。这些表现型的改变是否具有遗传性状, 有待于进一步研究。