鲣鱼精巢营养成分分析与评价

杨绣荣，邬华威，2，何 宇，王 斌

(1.浙江海洋大学食品与药学学院，浙江舟山 316022；2.宁波今日食品有限公司，浙江宁波 315502)

金枪鱼广泛分布于热带和温带水域，商品类金枪鱼包括蓝鳍金枪鱼Thunnus thynnus、黄鳍金枪鱼T.albacares、鲣鱼Katsuwonus pelamis、长鳍金枪鱼T.alalunga、大眼金枪鱼T.obesus和马苏金枪鱼T.maccoyii6种，年捕捞量达到770 万t，占全球捕捞渔业和水产养殖总产量的1.6%，世界水产品贸易额的10%[1-2]。2018年版《中国渔业年鉴》统计显示，我国2017 年远洋捕捞金枪鱼产量为34.35 万t，近海各地区海洋捕捞金枪鱼产量为5.8 万t[3]。金枪鱼肉质柔嫩、鲜美，蛋白质含量很高；富含二十二碳六烯酸（DHA）、二十碳五烯酸（EPA）、甲硫氨酸、牛磺酸和维生素B12 等多种营养成分，是国际营养协会推荐的绿色无污染健康美食[4-5]。

据统计，金枪鱼罐头产业每年需要原料350 万t 左右。鲣鱼因其捕获量大、价格便宜，成为金枪鱼罐头加工的主要原料[6]。金枪鱼罐头加工过程中，产生鱼头、鱼皮、鱼骨、内脏、红肉、鱼鳞、鱼卵和精巢等下脚料，约占金枪鱼重量的70%，目前主要被用于生产鱼粉和鱼饲料等原料，未能实现金枪鱼资源的高值化利用[7-9]。同时，部分下脚料开发价值较低，常被作为废料丢弃，造成环境污染，也影响了金枪鱼行业的发展[10-11]。因此，利用金枪鱼加工下脚料制备益于人类健康的生物活性分子成为行业研究热点。基于此，本实验对鲣鱼加工下脚料-精巢的营养成分、脂肪酸和矿物质元素组成及含量进行了系统分析，为该资源的开发利用提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

材料：鲣鱼K.pelamis精巢由宁波今日食品有限公司提供。样品经纯水洗涤，沥干，除去其他组织，剪碎，称取12 份12.000 g 样品测定水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分含量。剩余样品于37 ℃恒温干燥箱烘至恒重，研磨成粉末并装于密封袋内，用于测定氨基酸、脂肪酸、矿物质元素，各指标平行测定3 次。

试剂：醋酸镁、氯仿、甲醇、四水合钼酸铵、氢氧化钠和丙酮等分析纯试剂购于国药集团化学试剂有限公司。

仪器：DGG-9140A 恒温干燥箱（上海森信实验仪器有限公司）；DHS-20A 卤素水分测定仪（上海菁海仪器有限公司）；超声水浴箱SK8210HP（上海科导超声仪器有限公司）；MSA225S 电子精密天平（赛多利斯科学仪器有限公司）；L-8900 氨基酸全自动分析仪（日本日立高新技术有限公司）；FOSS Soxtec 2045 全自动索氏抽提系统（北京福斯华科留贸易有限公司）；SX2-5-12 箱式电阻炉（武汉格莱莫检测设备有限公司）；Agilent 7000C 三重串联四级杆气质联用仪（美国安捷伦公司）；电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）（美国赛默飞世尔科技公司）；GC7890 气相色谱仪（美国安捷伦公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 常规营养成分测定方法

水分含量测定：采用直接干燥法，操作流程参照GB 5009.3-2016；粗蛋白含量测定：采用凯氏定氮法，操作流程参照GB 5009.5-2016；粗脂肪含量测定：采用索式抽提法，操作流程参照GB 5009.6-2016；灰分测定：采用电阻炉高温灼烧法，操作流程参照GB 5009.4-2016[12]。总核酸含量测定：采用定磷法[13]。

1.2.2 氨基酸组成和含量的测定方法

依据GB 5009.124-2016 测定氨基酸组成和含量[12]。具体测定流程如下：准确称取0.020 g 粉末样品放入水解管中，加入10.0 mL 6.0 mol·L-1盐酸溶液和4 滴苯酚后，将水解管放冷冻剂中4 min 取出。抽真空后充入氮气，密封，110 ℃恒温箱水解22 h 取出，自然冷却。水解液过滤移入50 mL 容量瓶，定容并混匀。吸取1.0 mL 至15 mL 试管中，45 ℃减压干燥，干燥后加1.5 mL 水溶解，再减压蒸干。加入1.5 mL pH 2.2 柠檬酸钠缓冲液溶解，振荡混匀，过0.22 μm 滤膜除去不溶物。滤液通过磺酸型阳离子树脂进行分离，在570 nm 和440 nm 检测其吸收峰。以峰面积计算样品中氨基酸含量。根据FAO/WHO 于1973 年建议的氨基酸评分标准模式[14]和中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所提出的鸡蛋蛋白质评分标准模式[15]对鲣鱼精巢的氨基酸进行评定，计算化学评分（CS）、氨基酸评分（AAS）和必需氨基酸指数（EAAI）。

1.2.3 矿物质元素组成和含量的测定方法

依据GB 5009.268-2016 中的ICP-MS 测定矿物质元素组成和含量[12]。具体步骤如下：称取烘干后的粉末样品0.500 g，放入微波消解罐中，加入10 mL 浓HNO3加盖反应1 h，然后放微波消化仪内，按表1 程序进行微波消解。取消化液，加少量水润洗内壁，放超声水浴箱中，超声脱气4 min，用超纯水定容至50 mL，上样。ICP-MS 工作参数：射频功率1 500 W，冷却气流量为15 L·min-1；载气流量0.8 L·min-1；辅助气流量0.55 L·min-1；提升量1.0 mL·min-1；采集模式为跳峰。

表1 鲣鱼精巢微波消解条件Tab.1 Microwave digestion conditions of skipjack tuna milts

1.2.4 脂肪酸组成和含量的测定方法

依据GB 5009.168-2016 测定脂肪酸组成和含量[12]。具体流程如下：称取烘干粉碎后的鲣鱼精巢样品，经酸水解和乙醚-石油醚（1：1）提取，将提取所得脂肪酸经三氟化硼-甲醇甲酯化后用正庚烷进行提取，气相色谱仪进行测定。气相色谱测定条件为：聚二氰丙基硅氧烷强极性固定相（100 m×0.25 mm，0.2 μm）；载气：氮气；上样量：1.0 μL；进样器温度：270 ℃；检测器温度：280 ℃；程序升温：柱温100 ℃保持13 min，以10 ℃·min-1升温到180 ℃并保持6 min，以2 ℃·min-1升温到230 ℃并保持20 min。分流比：100∶1。根据色谱峰峰保留时间和面积确定脂肪酸成分及含量。

2 结果与讨论

2.1 鲣鱼精巢常规营养成分

鲣鱼精巢常规营养成分测定结果如表2 所示：新鲜鲣鱼精巢中水分含量占总重量的（76.36±1.14）%。样品干燥后，粗蛋白、粗脂肪、总核酸和灰分含量分别占样品干重的（57.71±0.42）%、（10.36±0.79）%和（27.59±0.43）%和（3.34±0.14）%。结果表明：鲣鱼精巢中蛋白质、脂肪和核酸等营养成分含量丰富。

表2 鲣鱼精巢的常规营养成分(x±SD,n=3)Tab.2 Common nutritional components of skipjack tuna milt (x±SD,n=3)

2.2 鲣鱼精巢氨基酸组成和含量分析

鲣鱼精巢中氨基酸组成及含量如表3 所示：鲣鱼精巢中总氨基酸（TAA）含量为（52.73±0.17）%，含有17 种氨基酸，包括7 种必需基酸（Thr、Val、Met、Phe、Ile、Leu、Lys）、2 种半必需氨基酸（His 和Arg）和8 种非必需氨基酸（Asp、Glu、Ser、Cys、Gly、Ala、Pro 和Tyr），分别占总氨基酸含量的35.22%、19.97%和44.83%。

表3 鲣鱼精巢的氨基酸构成分析（干重）Tab.3 Amino acid composition of skipjack tuna milt (dry weight)

鲣鱼精巢中精氨酸（Arg）含量高达（9.29±0.09）%，远高于常规蛋白中Arg 含量。鱼精蛋白（protamine）是一种动物精巢组织中的多聚阳离子肽，与DNA 结合形成核精蛋白形式存在。在医学领域，鱼精蛋白可延迟或阻止胰岛素释放和作为肝素解毒剂，同时具有降血压、助呼吸、促消化、抑肿瘤、抗血栓、强化肝功能、抑制血液凝固等作用[16-17]。Arg 含量高是富含鱼精蛋白的重要标志，本实验结果为利用鲣鱼精巢制备鱼精蛋白提供支持。

鲣鱼精巢中氨基酸的统计分析结果如表4 所示。CS 评分中，鲣鱼精巢异亮氨酸（Ile）评分最低，为1.06，其次为蛋氨酸+半胱氨酸（Phe+Tyr），评分为1.15；而AAS 评分中，鲣鱼精巢中Phe+Tyr 评分最低，为1.15，其次为Ile，评分为1.30。CS 和AAS 评分中，所有氨基酸的分值均大于1，结果标明鲣鱼精巢氨基酸组成合理，含量丰富。其次，鲣鱼精巢必需氨基酸/总氨基酸（EAA/TAA）值为（35.22±0.12）%，必需氨基酸指数（EAAI）为120.96。鲣鱼精巢必需氨基酸的质量分数接近FAO/WHO 推荐40%模式，而且EAAI 高于推荐指数100，是一种优质的蛋白资源。

表4 鲣鱼精巢的氨基酸营养分析评价Tab.4 Evaluation of amino acid composition of skipjack tuna milts

2.3 鲣鱼精巢矿物质元素组成和含量分析

按照GB 5009.268-2016 食品中多元素测定公式进行计算，结果如表5 所示：鲣鱼精巢中K 元素含量最高，达到（563.048±3.042）mg·kg-1，其次依次为Na、Mg 和Ca；微量元素中，含量最高的为Zn 和Cu，分别达到（60.243±9.023）mg·kg-1和（5.592±0.085）mg·kg-1。

从营养学的角度来看，矿物质元素可以分为必需和非必需两种类型。K、Ca、Mg、Zn、Fe 和Cu 等必需金属元素对于人体在微量水平的新陈代谢至关重要[18]。如：K 元素在人体内具有维持酸碱平衡、参与能量代谢，维持神经、肌肉的正常功能等作用，血K 浓度过高或过低时都会影响神经、肌肉的兴奋性，严重者可以导致心跳、呼吸骤停[19]。Zn 元素在人体生长发育、免疫调节、维生素的利用等起着极其重要的作用，缺Zn会引起生长发育滞后、智力发育不良、皮肤炎、伤口愈合缓慢、脱发、神经精神障碍等疾病[20]。Mg 元素影响骨基质和骨矿物质的代谢，调节人体的神经和肌肉，维护胃肠道和激素，参与蛋白质、碳水化合物和脂肪代谢[21]。非必需金属元素，如Pb 和Cd，在高浓度下对人体造成损害[22]。如：Pb 对全身各系统和器官均有毒性作用；Cd 易蓄积于肝或肾脏造成危害，还可导致骨质疏松和软化[23]。表5 结果表明鲣鱼精巢中所含矿物质元素量均在国家食品安全标准内，且含有丰富的常量元素K 和微量元素Zn。

表5 鲣鱼精巢中多元素含量(mg·kg-1,干重)Tab.5 The content of multiple elements in skipjack tuna milts (mg·kg-1,dry weight)

2.4 鲣鱼精巢脂肪酸组成和含量分析

利用气相色谱对鲣鱼精巢中的脂肪酸进行分析，结果表明（表6）：鲣鱼精巢中含有13 种脂肪酸，其中，5 种饱和脂肪酸（SFA），占总脂肪酸含量的53.25%；3 种单不饱和脂肪酸（MUFA），占总脂肪酸含量的11.07%；5 种多不饱和脂肪酸（PUFA），占总脂肪酸含量的35.69%。在脂肪酸中，二十二碳六烯酸（DHA）、棕榈酸和硬脂酸为主要脂肪酸，三者质量分数之和占脂肪酸总量的77.80%。此外，鲣鱼精巢中含有人体所必须的多不饱和脂肪酸，如亚油酸（C18：2n6）、亚麻酸（C18：3n3）、二十碳三烯酸（ETE）、二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA），分别占脂肪酸总量的0.64%、0.32%、3.80%、3.06%和27.86%。已有研究表明不饱和脂肪酸具有较强的降血脂、降血压、保护肝脏、防动脉粥硬化的作用[24]，而且EPA 和DHA 在人和动物生长发育中起到至关重要作用，鲣鱼精巢中必需脂肪酸EPA 和DHA 含量高达30.92%，可从中提取应用于药理研究和临床治疗[24-26]。

表6 鲣鱼精巢中脂肪酸组成（mg·kg-1，干重）Tab.6 The composition of fatty acids of skipjack tuna milts (mg·kg-1,dry weight)

3 结论

精巢是鲣鱼加工的主要副产物之一，产量较多。本实验研究结果表明鲣鱼精巢是一种优质蛋白资源，并且富含Arg 和DHA 等营养成分。因此，鲣鱼精巢可作为药用鱼精蛋白、活性肽和DHA 制备的优质原料进行综合利用；同时，鲣鱼精巢含有丰富的K 和Zn 两种对人体非常重要的元素，也可以设计研发补钾补锌产品。综上，鲣鱼精巢可作为多种功能产品的原料进行开发，而本研究为鲣鱼精巢的综合化利用提供数据参考，为鲣鱼的高值化生产提供理论依据。