汉江上游野生与养殖翘嘴鳜营养成分的对比分析及评价

陈苏维

(安康学院现代农业与生物科技学院,陕西省富硒食品工程实验室,陕西安康 725000)

汉江上游(陕西段)位于湖北丹江口水库上游,是我国南水北调中线工程的水源涵养地,京、津、冀地区饮用水的60%以上来自该区域。为保护该区域水源,自2017年始,该流域大水面网箱养殖的传统投饲性鱼类逐渐被取缔。要想充分利用当地的优势水资源因地制宜发展渔业生产,除了向山区冷流水养殖和稻田养殖方向转移外,选择合适的水产养殖品种进行大水面养殖也十分必要。

翘嘴鳜(Sinipercachuatsi)隶属于鲈形目,鮨科,鳜属,属于淡水底栖凶猛鱼类之一,其肉质细嫩、味道鲜美、营养丰富,是我国特有的淡水名贵鱼类[1]。除食用价值外,翘嘴鳜肉甘平,还有极高的药用价值,生长速度较同属斑鳜(Sinipercascherzeri)和大眼鳜(Sinipercakneri)快,但斑鳜的营养价值较高于翘嘴鳜[2-3]。因其较高的经济养殖效益,翘嘴鳜在生产养殖上广受渔民喜爱。在广东珠江三角洲、苏南地区和华中地区已形成连片式的翘嘴鳜池塘精养模式,亩产可达到1500 kg。甚至在广东地区形成了鳜鲮产业链,集人工繁育、苗种培育、成鱼养殖、运输和销售为一体。江苏和广东等地还利用翘嘴鳜作为亲本与其它鳜属鱼类杂交产生杂交鳜进行繁殖和规模化培育[4]。

汉江上游流域的野生土著鳜属鱼类包括翘嘴鳜、斑鳜和大眼鳜,上个世纪90年以前,该流域的野生鳜类资源较为丰富,规格也较大[5]。进入21世纪,汉江上游连片大坝和电站的修建,再加上人为大肆捕捞,该流域的野生鳜类资源数量和分布都发生了明显的变化[6]。为了恢复该流域的鳜类种群数量和进行翘嘴鳜产业开发,2011年以后,汉江上游地区从四川眉山、湖北等地引入翘嘴鳜苗种,进行人工养殖试验。截止目前,汉江上游已成功进行了翘嘴鳜人工繁殖试验,并对翘嘴鳜胚胎发育过程进行了观察和研究[6-7],为今后规模化繁育翘嘴鳜奠定了基础。但是,关于汉江上游翘嘴鳜苗种培育、病害防治、配套活饵选择及营养价值开发方面还尚未有相关报道。

本研究对汉江上游野生翘嘴鳜的肌肉营养品质从常规成分、氨基酸和脂肪酸含量以及微量元素硒含量几个方面与外地引入养殖的翘嘴鳜进行了比较,旨在了解汉江上游野生翘嘴鳜的营养和经济价值,为当地野生翘嘴鳜资源的开发、利用、产业化发展、冬春季配套饵料鱼品种的研发、深化加工以及“中国硒谷”富硒水产品的市场化拓展提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 材料与仪器

WF180型高速粉碎机 江阴市丰鑫机械制造有限公司;U3000型高效液相色谱 Thermo Fisher Scientific公司;7820a型气相色谱仪(Agilent 19091J-413色谱柱:30 m×0.320 mm×0.25 μm) 安捷伦科技有限公司;XGY-1012型原子荧光光谱仪 南京昕航科学仪器有限公司;XHF-D型高速分散器 上海茸研仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样本的处理和保存 将样本背鳍侧面新鲜肌肉样品切块,用高速粉碎机粉碎后分装样品袋中,于-20 ℃贮存备用。

1.2.2 测定方法

1.2.2.1 常规营养成分含量的测定 翘嘴鳜肌肉中水分、灰分、粗脂肪和粗蛋白的测定分别采用电热干燥箱105 ℃直接烘干法[8]、高温灼烧法[9]、索氏抽提法[10]和凯氏定氮法[11]进行。

1.2.2.2 氨基酸含量的测定及氨基酸营养价值的评估 将肌肉样品用6 mol/L盐酸进行水解处理,然后利用高效液相色谱仪测定氨基酸含量,其具体参数为:

色谱柱:十八烷基硅烷键合硅胶(4.6 mm×250 mm,5 μm),柱温:40 ℃,流速:1.0 mL/min,检测波长:254 nm,进样量:10 μL,流动相A:含0.1 mol/L醋酸钠的水溶液∶乙腈=93∶7,流动相B:乙腈∶水=80∶20。

综合这些研究成果来看，内创业过程及影响因素的研究分析很好体现出内创业行为的过程性特征，而且较好地归纳了公司层面内创业活动的纵向分布和时间顺序关系。

必需氨基酸价值的评估方法参照联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)蛋白质评价标准进行[12]。将样品中所测定必需氨基酸的含量(g/100 g干物质)换算成每克氮中氨基酸的豪克数(mg/g N),以全鸡蛋蛋白质和FAO/WHO所含同种氨基酸含量作为对照进行对比,其氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)和必需氨基酸指数(EAAI)计算公式如下:

式中,aa指样品中必需氨基酸的含量(mg/g N);AA(FAO/WHO)指国际粮农及世卫组织同种必需氨基酸的含量(mg/g N)。

式中,aa指样品中必需氨基酸的含量(mg/g N);AA(Egg)指全鸡蛋蛋白质中同种必需氨基酸的含量(mg/g N)。

式中,n指参加比较的必需氨基酸数量;AA1,AA2,AA3,AAn指样品中必需氨基酸的含量(mg/g N);AAE1,AAE2,AAE3,AAEn指全鸡蛋蛋白质中的同种氨基酸的含量(mg/g N)。

1.2.2.3 脂肪酸含量的测定 脂肪酸测定前的样品利用高速分散器10000 r/min,5 min进行匀浆处理,再利用气相色谱仪进行测定。

气相色谱仪的参数设置为:色谱柱:30 m×0.320 mm×0.25 μm Agilent 19091J-413色谱柱,柱温:210 ℃,检测器温度:300 ℃,进样器温度250 ℃,载气为高纯氮气,氮气30 mL/min,氢气40 mL/min,空气450 m/min。脂肪酸的含量计算采取面积归一化法,以总脂肪酸的百分比表示[13]。

1.2.2.4 硒含量测定 硒含量的测定采用氢化物原子荧光光谱法。将样品利用混合酸(V硝酸∶V高氯酸=9∶1)消化后,再利用原子荧光光谱仪参照GB 5009.93-2017进行测定[14]。

1.3 数据处理

将所有样本分2次进行测定。每次设3个重复,每个样本的测定结果取3个数值的平均值,最终的测定数据取10个样本的平均值。测定结果采用平均值±标准差表示,运用Excel 2010和SPSS 18.0软件进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 汉江上游野生及养殖翘嘴鳜常规营养成分含量

鱼类的常规营养成分主要包括水分、灰分、粗蛋白和粗脂肪。表1显示,汉江上游野生翘嘴鳜的水分含量略低于人工养殖翘嘴鳜,其灰分含量则略高,但水分和灰分的含量差异不显著(p>0.05)。而野生翘嘴鳜的粗蛋白平均含量为20.45%,显著高于人工养殖翘嘴鳜的17.28%(p<0.05);其粗脂肪含量(0.75%),显著低于人工养殖翘嘴鳜(1.45%)(p<0.05)。

表1 汉江上游野生及养殖翘嘴鳜常规营养成分的含量(%)Table 1 Basic components of wild and cultured S. chuatsi in the upper stream of Hanjiang river(%)

苏胜齐等[3]研究了江苏一带养殖翘嘴鳜粗蛋白和粗脂肪的平均含量,研究结果显示其分别为16.77%和1.5%,与本研究中养殖翘嘴鳜的含量基本一致,无明显差异。这可能是因为目前全国范围内翘嘴鳜养殖的苗种主要由广东地区供给,因此各地区间翘嘴鳜的样本趋于一致。也可能是因为遗传因素在翘嘴鳜的粗蛋白和粗脂肪含量方面起决定作用,其影响大于环境因子和投喂管理方式。另外,可根据脂肪含量多少划分鱼类为少脂(<2%),低脂(2%～4%),中脂(4%～8%)和高脂(>8%),而且在一定的范围内,鱼类肌肉脂肪的含量与其风味和口感呈正相关[15]。本研究中汉江上游野生和养殖翘嘴鳜的脂肪平均含量分别为0.75%和1.45%,因而判断汉江上游翘嘴鳜属于低脂鱼类。

此外,本研究还发现:与养殖翘嘴鳜相比,汉江上游野生翘嘴鳜肌肉中的粗蛋白含量(20.45%)显著高于养殖翘嘴鳜的17.28%(p<0.05)。鱼类的粗蛋白含量与鱼体自身的活动、生活环境和喂养的饲料(饵料)相关[16]。汉江上游野生翘嘴鳜生活于水流较湍急的河涧、湖泊,相比较于瀛湖网箱养殖的翘嘴鳜,其生活环境可变因素多,饵料获得性差,活动相对剧烈,因此肌肉组成为低脂高蛋白型。这与马旭洲等[17]研究野生与人工养殖瓦氏黄颡鱼肌肉营养成分的结果一致:野生瓦氏黄颡鱼肌肉粗蛋白含量高于养殖鱼,但粗脂肪含量则显著低于养殖鱼。除栖息环境和生活方式差异造成这种结果外,也可能因为该流域野生翘嘴鳜种群与珠江三角地区的种群存在一定的差异性,因此开展遗传距离和遗传相似度之间的研究极有必要。

2.2 汉江上游野生及养殖翘嘴鳜氨基酸的含量

生物体用于合成蛋白质的氨基酸共20种,包括谷氨酰氨(Gln)和天冬酰氨(Asn)。本研究共测定了汉江上游野生和养殖翘嘴鳜肌肉中的17种常见氨基酸,其中谷氨酰氨和天冬酰氨被水解为谷氨酸(Glu)和天冬氨酸(Asp)进行合并测定,色氨酸因被盐酸水解,故未检出。测定结果显示,其中必需氨基酸7种,非必需氨基酸10种,鲜味氨基酸(包括天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸和甘氨酸)4种(表2)。

表2 汉江上游野生及养殖翘嘴鳜氨基酸含量(干物质,g/100 g)Table 2 Amino acid contents of wild and cultured S. chuatsi in the upper stream of Hanjiang river(dry weight,g/100 g)

汉江上游野生和养殖翘嘴鳜的谷氨酸含量最高,其次是天冬氨酸和赖氨酸,组氨酸、蛋氨酸和酪氨酸的含量相对较低。野生翘嘴鳜氨基酸总量、必需氨基酸总量和非必需氨基酸的总量均高于养殖翘嘴鳜,但未表现显著差异(p>0.05)。其鲜味氨基酸的总量则显著高于养殖翘嘴鳜(p<0.05)。鱼的营养价值与肌肉中蛋白质和脂肪含量有关,而蛋白质的营养价值则主要取决于所含氨基酸的种类、数量及组成[3]。汉江上游野生与养殖翘嘴鳜在氨基酸总量、必需氨基酸和非必需氨基酸总量上并无差异。这说明氨基酸指标在鱼类营养品质评价方面相对保守,不容易因饲养密度、圈养方式等产生较显著变化[18]。另外,尽管汉江上游野生和养殖翘嘴鳜的养殖密度和方式有差异,但养殖翘嘴鳜由于人工驯化投喂饲料不成功,在养殖中仍用活饵进行投喂,与野生种类区别不大,这可能也是二者在氨基酸组成上未出现显著差异的原因之一。

根据FAO/WHO的理想模式,食物中质量较好的蛋白质其EAA/TAA约为40%,EAA/NEAA约为60%[19]。本研究汉江上游野生翘嘴鳜EAA/TAA和EAA/NEAA比值分别为38%和60%,养殖翘嘴鳜为36%和58%,表明汉江上游翘嘴鳜的氨基酸平衡效果较好,属于比较优质的的蛋白源,符合人们对保健食品的要求。此外,鱼肉的口感和风味主要取决于鱼肉中鲜味氨基酸的含量,鲜味氨基酸含量越高,口感越佳,反之越低[20]。本研究野生翘嘴鳜的鲜味氨基酸含量显著高于养殖翘嘴鳜(p<0.05),这一点从汉江上游野生翘嘴鳜在食用口感方面更鲜美可以进行验证。

2.3 汉江上游野生及养殖翘嘴鳜必需氨基酸的营养评价

必需氨基酸的含量是鱼类重要的营养评价标志之一。而氨酸酸评分(AAS)、化学评分(CS)和必需氨基酸指数(EAAI)是评定必需氨基酸营养价值的3个重要指标。本研究通过查询国际FAO/WHO标准及全鸡蛋中同种必需氨基酸的含量[19],将换算后的样品必需氨基酸含量与其进行比较得到AAS、CS和EAAI值(表3)。

表3 汉江上游野生和养殖翘嘴鳜必需氨基酸含量(mg/g N)及评估指数Table 3 Contents and evaluation index of essential amino acid for wild and cultured S. chuatsi in the upper stream of Hanjiang river(mg/g N)

AAS和CS评价结果显示:与全鸡蛋蛋白质和FAO/WHO的标准相比,汉江上游野生翘嘴鳜肌肉中除缬氨酸和异亮氨酸外,其余必需氨基酸的含量均高,尤其是赖氨酸和蛋氨酸含量。赖氨酸在中枢神经组织的形成中非常关键,人体摄入赖氨酸对钙和铁等矿物质元素的吸收起促进作用[21]。蛋氨酸缺乏导致动物小肠绒毛高度降低,造成小肠正常发育受阻及功能受损[22-23]。翘嘴鳜作为富含赖氨酸和蛋氨酸的优质蛋白源,因为对于中枢神经及小肠消化吸收功能起重要作用。

由表3可知,缬氨酸是汉江上游翘嘴鳜的第一限制性氨基酸,其次为异亮氨酸。因此在翘嘴鳜的人工养殖中可适量添加一定量的缬氨酸和异亮氨酸,也可以将翘嘴鳜与其它缬氨酸和异亮氨酸含量较高的食物一起食用,以达到膳食中氨酸酸的平衡。野生和养殖翘嘴鳜的氨基酸评价指数(EAAI)分别为102.98和96.48,野生的稍高,但二者差异不显著(p>0.05)。除蛋氨酸外,汉江上游野生翘嘴鳜肌肉中其余必需氨基酸的氨基酸评分(AAS)和化学评分(CS)都高于养殖翘嘴鳜,其氨基酸评价指数(EAAI)也高于全鸡蛋、FAO/WHO标准计分模式以及养殖翘嘴鳜。而养殖翘嘴鳜的EAAI则低于全鸡蛋和FAO/WHO模式,因而表明汉江上游野生翘嘴鳜在蛋白源和氨基酸组成方面要优于养殖翘嘴鳜。

2.4 汉江上游野生与养殖翘嘴鳜肌肉脂肪酸的含量

本研究从汉江上游翘嘴鳜肌肉中共检测出10种脂肪酸,分别为3种饱和脂肪酸(SFA):豆蔻酸(C14∶0),软脂酸(C16∶0)和硬脂酸(C18∶0);2种单不饱和脂肪酸(MUFA):棕榈油酸(C16∶1n-7)和油酸(C18∶1n-9)以及5种多不饱和脂肪酸(PUFA):亚油酸(C18∶2n-6),α—亚麻酸(C18∶3n-3),花生四烯酸(C20∶4n-6),二十二碳五烯酸(EPA,C20∶5n-3)和二十二碳六烯酸(DHA,C22∶6n-3)(表4)。其中亚油酸、亚麻酸等5种不饱和脂肪酸属于人体必需的脂肪酸,对于激活人体生物活性物质的活性、维持细胞膜的结构和功能、促进婴幼儿视力和大脑发育、改善成人的血液循环有重要意义。

表4 汉江上游野生和养殖翘嘴鳜鱼肌肉中的脂肪酸含量(%,干物质)Table 4 Fatty acid contents of wild and cultured S. chuatsi in the upper stream of Hanjiang river(%,dry weight)

由表4可知,汉江上游野生和养殖翘嘴鳜的饱和脂肪酸平均总含量分别为17.69%和22.24%,野生翘嘴鳜的稍低,但二者差异不显著(p>0.05)。两者在单不饱和脂肪酸的总量上也未表现出显著差异(p>0.05)。野生翘嘴鳜的亚油酸平均含量为5.94%,显著低于养殖翘嘴鳜的14.91%(p<0.05),但其EPA的含量却显著高于养殖翘嘴鳜(p<0.05),两者在多不饱和脂肪酸的平均总量上未出现显著差异(p>0.05)。除此外,养殖翘嘴鳜ω-6系列多不饱和脂肪酸的平均总量极显著高于野生翘嘴鳜(p<0.01),这主要是因为其亚油酸含量高,其ω-3系列多不饱和脂肪酸含量却比野生翘嘴鳜的低。尤其在DHA和EPA的总量方面,养殖翘嘴鳜比野生翘嘴鳜低约2.87%。

脂肪酸在生命活动中起重要作用,人体能自行合成饱和脂肪酸和一些单不饱和脂肪酸,而多不饱和脂肪酸不能自身合成,属于必需脂肪酸。汉江上游野生翘嘴鳜的非必需脂肪酸含量低于养殖翘嘴鳜,但差异不明显。二者在多不饱和脂肪酸的总量上也未表现出显著差异。然而,野生翘嘴鳜DHA和EPA的总量却比养殖翘嘴鳜的高。DHA在脑细胞的发育方面尤为重要,而EPA在人的行为和情绪调控方面起关键作用,二者都能刺激产生起神经保护作用的代谢物质,因而在孤独症、失语症、具有侵略性和动作协调障碍方面起积极的促进治疗功能[24]。此外,根据联合国FAO/WHO的日常膳食标准,∑n-3PUFA/∑n-6PUFA比值至少应达到0.1～0.2,此比值高的脂肪酸组成具有降低血脂、抑制血小板凝集和降低心血管疾病发病率的作用[25]。本研究中野生及养殖翘嘴鳜∑n-3PUFA/∑n-6PUFA的比值分别为1.08和0.47,远高于推荐比值,因而说明翘嘴鳜的脂肪酸组成结构合理,具有较好的食用和保健价值,且以野生翘嘴鳜更佳。

2.5 汉江上游野生与养殖翘嘴鳜肌肉中硒的含量

硒是人体必须的微量元素之一具有预防克山病、维持人体正常免疫功能、抗肿瘤、抗艾滋病、抗癌等作用[26],是每日膳食营养素之一,推荐硒的摄入量为每天50～250 μg[27]。汉江上游地由于栖息水域和饵料富含硒,多种水产品被检测出含有不同程度的硒量[28]。本研究测定了汉江上游野生和养殖翘嘴鳜肌肉中的硒含量,结果发现:野生翘嘴鳜肌肉中的硒平均含量为(88±5) μg/kg,高于养殖翘嘴鳜的(51±2) μg/kg。

相比汉江上游常见的经济养殖鱼类,例如草鱼、鲢和鳙等,翘嘴鳜的肉质细嫩、营养价值高,而且市场价格高出这些常见鱼类5倍以上。若每日摄食1 kg的野生和养殖翘嘴鳜,则摄入的硒量可达88和51 μg,可满足中国营养学会对每日膳食中硒量的需求。除此外,翘嘴鳜属于肉食性鱼类,养殖过程中不需要大量投饲膨化颗粒饲料,因而不会出现因饵料剩余、饲养密度过大等导致的水体污染,因此在汉江上游大力发展富硒翘嘴鳜产业可以成为该区域经济发展和民众致富的重要途径。

3 结论

翘嘴鳜是汉江上游的野生土著鱼类,其脂肪含量仅为0.75%左右,而蛋白含量高达20.45%,氨基酸总量为87.86 g/100 g干物质、必需氨基酸和鲜味氨基酸的含量分别为32.97 g/100 g干物质和35.98 g/100 g干物质,其ω-3和ω-6系列脂肪酸的比值约为1.08,超过FAO/WHO的推荐比值。除此外,野生翘嘴鳜肌肉中人体微量营养元素硒的含量达到(88±5) μg/kg。综上,汉江上游野生翘嘴鳜是一种低脂、高蛋白、营养合理且全面的优质健康水产品,具有较大的经济开发价值,今后可以作为一种新的环境友好型生态养殖种类在汉江上游进行规模化产业开发。