发酵豆渣改善大鳞鲃的营养组成、肌肉质地和抗氧化能力

2021-08-09钟云飞何光伦唐仁军梅会清冯转东陈拥军林仕梅

动物营养学报 2021年7期

钟云飞何光伦唐仁军梅会清冯转东陈拥军林仕梅*

(1.西南大学水产学院，西南大学淡水鱼类资源与生殖发育教育部重点实验室，重庆 400716；2.重庆市梁平区农业农村委员会，重庆 400020；3.重庆市水产技术推广总站，重庆 401147)

如何改善养殖鱼类的品质，尤其是淡水养殖鱼类，是当前饲料生产者和营养学家共同面对的难题。众所周知，养殖环境和饲料营养均会影响养殖鱼类的品质[1]。目前，从饲料营养的角度改善水产养殖动物的肉质，已引起大家的重视。豆渣是豆浆或豆腐加工过程的副产品，在我国乃至亚洲资源十分丰富，因富含多种生物活性物质和膳食纤维，近年受到广泛地关注[2]。我们前期研究表明，发酵豆渣可以改善大口黑鲈(Micropterussalmoides)的形体指标，降低脏体比(VSI)，同时还能改善鱼体肝功能和肠道健康[3-4]。大鳞鲃(Barbuscapito)因生长速度快、抗逆性强、肉质鲜美而成为我国重要的淡水经济养殖鱼类[5]，近年来，由于养殖密度和环境问题，导致其养殖品质下降[6]。为此，本试验以大鳞鲃为研究对象，探讨发酵豆渣对其品质的影响，以期为鱼类健康养殖和品质调控提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

豆渣来自重庆市梁平区豆筋生产的副产物，采用赵鹏飞[3]的方法进行发酵处理(以干物质为基础，发酵豆渣粗蛋白质含量为18.6%，粗脂肪含量为4.2%，粗灰分含量为4.9%，粗纤维含量为19.5%)。以鱼粉、鸡肉粉、豆粕、棉籽粕和菜籽粕为蛋白质源，以豆油为脂肪源配制基础饲料。在基础饲料中分别添加0(对照组)和6%的发酵豆渣，通过调整豆粕的用量来平衡粗蛋白质含量，配制成2种等氮等脂的试验饲料(粗蛋白质含量为34%，粗脂肪含量为6.0%)，试验饲料组成及营养水平见表1。饲料原料粉碎均过80目筛，混合均匀后，制成3.0 mm的浮性颗粒饲料。

表1 试验饲料组成及营养水平(风干基础)

1.2 饲养管理

试验鱼选用当年培育的体质健壮、规格整齐的大鳞鲃[平均体质量为(50.00±1.28) g]，随机分成2组，每组3个重复，每个重复10 000尾。在重庆市梁平区池塘内循环养殖系统(22 m×5 m×3 m)中饲养大鳞鲃90 d，日投饲率为体质量的3%～5%，每天07：00、12:00以及18:00各投喂1次。饲养期间，水温27～30 ℃，pH 6.7～7.3，溶解氧含量>5.8 mg/L，氨氮含量<0.58 mg/L。

1.3 样品制备与分析

1.3.1 样品制备

2020年10月21日从循环养殖系统中随机抽取30尾(体质量为1 100～1 200 g)，鲜鱼运输至实验室分析。逐一测量每尾鱼的体长、体重，在冰盘上解剖并分离出内脏团、肝脏、肠脂后称重，用于形体指标的测定。同时，去皮取其背部肌肉，一部分用于肌肉物理特性检测，另一部分则研碎混匀，其中新鲜肌肉用于pH测定；剩余肌肉60 ℃烘干，用于氨基酸及脂肪酸含量测定。

1.3.2 常规营养成分分析

肌肉样品采用105 ℃烘干恒重法测定(参考GB 5009.3—2010)；粗灰分含量采用550 ℃高温灼烧法测定(参考GB 5009.4—2010)；粗蛋白质含量采用微量凯氏定氮法测定(参考GB 5009.5—2010)；粗脂肪含量采用索氏抽提法测定(参考GB/T 5009.6—2003)。

1.3.3 氨基酸分析

烘干后肌肉样品先采用GB/T 15399—1994中的氧化酸解法进行处理，然后按照GB/T 5009.124—2003方法用日立自动氨基酸分析仪L-8800型测定氨基酸含量。

1.3.4 脂肪酸分析

肌肉脂肪提取采用氯仿-甲醇法[7]，脂肪甲酯化参考KOH-甲醇酯化法[8]。定性分析肌肉脂肪酸采用Sigma公司标准脂肪酸进行定性分析鉴定脂肪酸组分，用面积归一化方法计算脂肪酸组成组成。色谱分析条件：气相色谱仪为Agilent 7820A GC，色谱柱为100 m×0.32 mm×0.25 μm，柱箱温度为190 ℃，以6 ℃/min程序升温至240 ℃，进样温度230 ℃，载气为高纯氮气(N2)，流量25 mL/min。

1.3.5 肌肉质构及理化特性分析

质构测定：将肌肉样品切成厚20 mm×15 mm×15 mm的小块。采用TAXTplus质构仪(英国SMS公司)，使用直径6 mm的圆柱形探头，对样品进行2次压缩质地剖面分析(TPA)测试，分析大鳞鲃肌肉的硬度、弹性、胶黏度、内聚性、咀嚼性和回复性。探头测试前下行速度为3 mm/s，测试速度为l mm/s，压缩50%，停留5 s。每尾大鳞鲃取其背部相同部位肌肉3块进行测定。

pH测定：用pH=4和pH=7标准液校正(精确到0.01)pH计。取大鳞鲃背部肌肉，剪碎后加入10 mL的0.15 mol/L氯化钾(KCl)溶液，然后用高速组织捣碎机捣碎匀浆，再用pH计测定，读取pH1；4 ℃冰箱中储藏24 h后，同法测其pH2，计算降低值。

滴水损失测定：取大鳞鲃背部肌肉切成3 cm×1 cm×1 cm小块，称重后置于充气的塑料袋中(肉块悬挂于中心而不接触周围薄膜)，在4 ℃冰箱中吊挂48 h后称重，以肌肉样品质量损失百分比表示。

1.3.6 抗氧化分析

大鳞鲃肌肉中总超氧化物歧化酶(T-SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及总蛋白(TP)和丙二醛(MDA)含量的测定按照试剂盒(南京建成生物工程研究所)说明书步骤操作完成。

1.4 计算公式

肥满度(g/cm3)=(W/L3)×100；
脏体比(%)=(Wv/W)×100；
肝体比(%)=(Wh/W)×100；
腹脂比(%)=(Wi/W)×100；
滴水损失(%)=[(W0-Wt)/W0]×100。

式中：W为鱼体质量(g)；L为体长(cm)；Wv为内脏重(g)；Wh为肝脏重(g)；Wi为肠脂重(g)；W0为贮前质量(g)；Wt为贮后质量(g)。

1.5 数据统计

所有数据采用统计软件SPSS 20.0中的独立样本t检验进行组间比较，描述性统计值用平均值±标准误表示，P<0.05为具有显著性差异。

2 结果

2.1 发酵豆渣对大鳞鲃形体指标和肌肉组成的影响

由表2可知，与对照组相比，添加6%发酵豆渣能够显著降低大鳞鲃的脏体比、腹脂比和肌肉粗脂肪含量(P<0.05)；而肥满度、肝体比以及肌肉水分、粗蛋白质和粗灰分含量均无组间差异(P>0.05)。

表2 发酵豆渣对大鳞鲃形体指标和肌肉组成的影响

2.2 发酵豆渣对大鳞鲃肌肉氨基酸组成及含量的影响

由表3可知，与对照组相比，饲料中添加发酵豆渣显著影响大鳞鲃肌肉的氨基酸含量，显著提高肌肉氨基酸总量(∑TAA)和必需氨基酸总量(∑EAA)(P<0.05)，尤其是显著提高了谷氨酸(Glu)、甘氨酸(Gly)、精氨酸(Arg)和赖氨酸(Lys)含量(P<0.05)。

表3 发酵豆渣对大鳞鲃肌肉氨基酸组成及含量的影响(干物质基础)

2.3 发酵豆渣对大鳞鲃肌肉脂肪酸组成及含量的影响

由表4可知，与对照组相比，饲料中添加发酵豆渣显著影响大鳞鲃肌肉的脂肪酸含量，提高肌肉多不饱和脂肪酸(PUFA)含量，主要表现在棕榈酸(C16∶0)、亚油酸(C18∶2)、花生四烯酸(C20∶4)以及二十二碳六烯酸(DHA)含量显著升高(P<0.05)；相反，饲料中添加发酵豆渣显著降低肌肉油酸(C18∶1)含量(P<0.05)。

表4 发酵豆渣对大鳞鲃肌肉脂肪酸组成及含量的影响(干物质基础)

2.4 发酵豆渣对大鳞鲃肌肉质构及理化特性的影响

由表5可知，发酵豆渣组大鳞鲃肌肉的硬度、弹性、胶黏度、咀嚼性以及回复性均显著高于对照组(P<0.05)，而滴水损失则显著低于对照组(P<0.05)。肌肉内聚性和pH降低值不存在组间差异(P>0.05)。

表5 发酵豆渣对大鳞鲃肌肉质构及理化特性的影响

2.5 发酵豆渣对大鳞鲃肌肉抗氧化指标的影响

由表6可知，与对照组相比，饲料中添加发酵豆渣可以显著提高大鳞鲃肌肉T-SOD活性(P<0.05)，显著降低MDA含量(P<0.05)，而CAT活性组间无显著差异(P>0.05)。

表6 发酵豆渣对大鳞鲃肌肉抗氧化指标的影响

3 讨论

本试验结果显示，饲料中添加发酵豆渣可以显著降低大鳞鲃脏体比，这可能是降低腹脂比所致。这与在大口黑鲈[3]和鲫鱼[9]上的研究结果一致。在仓鼠[10]和小鼠[11]的研究中发现，饲料中添加豆渣能提高肝脏中甾醇14a-去甲基化酶(CYP51)和过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)基因的表达，从而降低肝脏的脂肪沉积。众所周知，一方面，豆渣发酵后增加其可溶性膳食纤维(SDF)含量，减少不可溶性膳食纤维(IDF)含量[12]；另一方面，发酵豆渣中含有丰富的黄酮类物质，可以有效降低动物肠道刷状缘膜上二糖酶活性[13]，调节糖脂代谢，降低脂肪的沉积。这些结果表明，豆渣有利于改善动物脂肪代谢，降低肠系膜脂肪的沉积。

本试验还发现，发酵豆渣可以提高大鳞鲃肌肉氨基酸含量，尤其是提高肌肉中鲜味和呈味氨基酸的含量，从而增强鱼体的风味与鲜美程度。同样，在猪上的研究也发现发酵豆渣能够提高猪肉中鲜味氨基酸的含量[14]。豆渣经酿酒酵母、枯草芽孢杆菌和乳酸菌等益生菌发酵后，会通过上调糖酵解而增加氨基酸产量[15]。这可能是大鳞鲃饲喂发酵豆渣后肌肉中氨基酸含量增加的原因。此外，发酵豆渣还能够调控大鳞鲃肌肉的脂肪酸含量，显著增加PUFA及二十二碳六烯酸(DHA)含量，说明豆渣发酵后可以改善肌肉的品质，进而提高其营养价值。这可能与豆渣发酵时产生大量的短链脂肪酸(SCFAs)有关，其作用机制值得进一步研究。当然饲料组成是影响养殖鱼类营养组成的关键因素，在大口黑鲈[5]、日本沼虾[16]和黑鲷[17]上也有类似的研究结果。

通常用肌肉的质构特性、滴水损失和抗氧化能力来评价鱼肉的品质。质构特性主要包括硬度、弹性、内聚性、胶黏度、咀嚼性和回复性，是肌肉重要的物理特性，影响肌肉口感。本试验结果显示，饲料中添加发酵豆渣可以显著增强大鳞鲃肌肉的质构特性，说明发酵豆渣能够使鱼肉更紧实，口感更富有弹性和嚼劲。滴水损失反映肌肉原有的储水能力，而氧化反应则是影响滴水损失的关键因素[18]。本研究发现，发酵豆渣能显著降低大鳞鲃肌肉滴水损失，这与肌肉中T-SOD活性增强、MDA含量下降有关。先前的研究表明发酵豆渣能增强鱼体抗氧化活性，从而表现出清除自由基的能力[15]。这可能是因为发酵豆渣中含有异黄酮、多糖和总酚等生物活性物质，具有很强的抗氧化作用，能够清除过氧化产物，从而增强了大鳞鲃的抗氧化活性[19]。在大口黑鲈[3-4]上的研究发现发酵豆渣能够提高鱼体的抗氧化能力，同样在对鲫鱼[9]和日本沼虾[16]上也有类似的报道。这些结果表明，改善肌肉的质构特性，提高抗氧化能力，进而延长其货架寿命。