不同养殖模式对草鱼的营养与食用品质的影响

温利，田明礼，安玥琦，，李温蓉 ，李大鹏，刘茹 ，，熊善柏 ，

1.华中农业大学食品科学技术学院/国家大宗淡水鱼加工技术研发分中心（武汉），武汉 430070；2.湖南喜味佳生物科技有限公司，岳阳 414000；3.长江经济带大宗水生生物产业绿色发展教育部工程研究中心，武汉 430070

草鱼（Ctenopharyngodon idellus）是我国产量最大的淡水经济养殖鱼类，其产量在2020年达到557.11 万 t［1］。草鱼肉质肥嫩，口感鲜美，是制备鱼糕、鱼丸等鱼糜制品的主要原料之一。因此，草鱼肌肉的营养成分与风味品质对鱼糜制品的品质影响很大。

草鱼养殖模式以池塘养殖为主，包括普通池塘养殖、循环水养殖和种青养殖等。种青养殖通常以黑麦草（Lolium perenneL.）、小米草（Euphrasia pectinata）和苏丹草（Euphrasia pectinata）作为草鱼饵料［2］，是一种生态健康的养殖模式。近年来，随着人工饲料投喂模式逐渐扩大，草鱼的养殖产量虽大幅提升，但其肌肉品质有所下降，因此，探究其提质方法，对提高草鱼的经济价值有重要意义。研究表明，不同鱼种之间的肌肉营养成分以及风味品质均有差异，如草鱼［3］、斑点叉尾鮰（Ictalurus punctatus）［4］、大黄鱼（Pseudosciaena crocea）［5］等；即使是同一种鱼，在不同养殖模式下其肌肉营养成分也存在差异，如循环水养殖和传统池塘养殖下的草鱼［6］、集装箱式和池塘养殖［7］下的草鱼的肌肉营养成分也存在显著差异。但关于种植青草养殖和普通池塘养殖下草鱼的营养品质和食用品质的差异方面的研究鲜见报道。因此，本研究以草鱼为研究对象，分析普通池塘养殖和种植青草养殖模式下草鱼的肌肉品质、营养品质及感官评价结果的差异，以期为优化草鱼养殖模式、提升草鱼肉的食用品质提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验草鱼源于湖北省洪湖市的传统池塘养殖（简称普通养殖）和种植青草养殖（简称种青养殖）的池塘。分别在传统池塘和种青池塘中喂养同一批草鱼鱼苗（2021年3 月―2021年10 月），于2021年10 月28 日在2 个池塘各随机采样10 尾（每尾体质量1 120～1 470 g）。

异硫氰酸苯酯、三乙胺、氯化钠均为分析纯，购于国药集团化学试剂有限公司；甲醇、正己烷、乙醇、乙腈、环己酮均为色谱纯，购于上海源叶生物科技有限公司；脂肪酸标品和核苷酸及其降解产物标品为色谱级，购于美国Sigma-Aldrich公司。

1.2 主要仪器

BS21OZ 型分析天平，德国赛多利斯公司；CR-400 型色度计，美国 TA 仪器公司；TA-XT2i 型质构仪，英国 Stable-Micro Systems 公司；1260 型高效液相色谱仪，7890A/5975C 型气相色谱仪，美国Agilent公司；U3000型液相色谱仪，美国Thermo公司。

1.3 物理特性测定

按养殖方式分别随机采集10 尾草鱼，先称取草鱼体质量，测量体长，解剖去除内脏并称其质量，然后称取空壳质量。再去皮取鱼体背部肌肉（不含红色肉部分），迅速带回实验室贮藏于-80 ℃冰箱中，用于其他实验指标的测定，试验前于4 ℃下解冻完全。

生长性能指标测定。脏体指数=内脏质量/体质量×100%。空壳率=空壳质量/体质量×100%。肥满度=体质量/（体长）3×100。

肌肉颜色测定。将去皮后的鱼体背部肌肉切成3 cm×3 cm×1 cm（长×宽×高）的长方体，采用色度计对草鱼肌肉色泽进行测定，包括L*、a*和b*值。白度（W）的计算公式如下：

蒸煮损失率测定。称取20 g 鱼体背部肌肉，于100 ℃水浴锅中蒸煮10 min，取出后在室温下冷却5 min，吸干表层水分，称取质量。蒸煮损失率=（蒸前质量－蒸后质量）/蒸前质量×100%。

肌肉质构测定：参考陈东清等［8］的方法。测试探头为P/36R，其余参数不变。

1.4 营养成分测定

水分测定参考GB/T 5009.3—2016《食品中水分的测定》，在105 ℃烘箱烘至恒质量，损失部分为水分质量；粗蛋白测定采用凯氏定氮法（GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》）；粗灰分测定参考GB/T 5009.4—2010《食品中灰分的测定》，在550 ℃的马弗炉中进行高温灼烧；粗脂肪测定采用索氏抽提法（GB/T 5009.6—2010《食品中脂肪的测定》）。

氨基酸组成及含量测定：将20 mL 盐酸溶液（6 mol/L）加到0.50 g 草鱼背部肌肉中，110 ℃水解22 h。取出冷却后，定容至25 mL。衍生化反应方法参考文献［9］。呈味氨基酸含量计算参考文献［8］。核苷酸及其降解产物含量参照文献［10］的方法进行测定。脂肪酸组成及含量测定参照GB 5009.168—2016《食品中脂肪酸的测定》。

1.5 感官评价

感官评价标准参考蔡礼彬等［11］的方法。

1.6 挥发性风味物质的测定

取2.0 g 斩碎的鱼肉放入30 mL 顶空气相瓶中，加入 1 μL 内标环己酮（1 000 μg/kg），再加入 8 mL饱和氯化钠溶液混合后，准备上机。

气相色谱柱为DB-Wax 毛细管柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）。气相色谱升温程序：柱初温40 ℃，保持 3 min；以 4 ℃/min 升温至 140 ℃，保持 2 min；再以4 ℃/min 升至230 ℃，保持2 min。进样口温度为230 ℃，热解吸5 min；载气为氦气，流速1.5 mL/min，不分流。

质谱条件：EI 离子源；电子能量70 eV；离子源温度为 230 ℃；四级杆温度150 ℃；检测器温度为250 ℃，气质接口温度为280 ℃；检测器电压1.2 kV；质量扫描范围m/z：50～350。

1.7 数据处理

采用Excel 2019 和SPSS 21.0 软件进行数据统计与分析。试验结果以“平均值±标准差”的形式呈现，对各指标进行显著性检验（α=0.05），并采用Origin 2021软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 养殖模式对草鱼营养成分和形体指标的影响

由表1 可知，与普通池塘养殖相比，种青养殖的草鱼粗蛋白含量更高，粗脂肪含量更低。但2种养殖模式对草鱼的脏体指数、肥满度和空壳率均无显著影响（P＞0.05）。

表1 不同养殖模式对草鱼营养成分和形体指标的影响Table 1 Effects of different aquaculture models on nutrient component and morphological parameters of grass carp

2.2 养殖模式对草鱼肌肉颜色、质构特性和蒸煮损失的影响

如表2 所示，种青养殖草鱼肌肉的L*值、W值和b*值均显著高于普通养殖（P＜0.05），说明种青养殖可提高草鱼肌肉的亮度和白度，且种青养殖草鱼肌肉的a*值显著低于普通养殖（P＜0.05），表明种青养殖可降低草鱼肌肉红度。

表2 不同养殖模式下草鱼肌肉色泽、质构特性和蒸煮损失的差异Table 2 Differences of muscle color，texture characteristics and cooking loss of grass carp under different aquaculture modes

在不同养殖模式下，草鱼的质构特性与持水性存在明显差异。种青养殖草鱼肌肉的硬度、咀嚼性和回复性均显著高于普通养殖草鱼（P＜0.05）。种青养殖草鱼肌肉的蒸煮损失率显著低于普通养殖（P＜0.05），表明种青养殖的草鱼肌肉持水性更高，肉质更弹嫩。

2.3 养殖模式对草鱼氨基酸组成的影响

表3 显示了不同养殖模式的草鱼中总氨基酸及游离氨基酸的含量差异。由表3可知，种青组草鱼总氨基酸含量显著高于普通养殖（P＜0.05），其中NEAA、HEAA 和EAA 的含量均显著高于普通养殖模式（P＜0.05）。在2 种养殖模式下EAA/TAA 均达到 0.39，EAA/NEAA 分别为 0.75 和 0.76。此外，2种养殖模式下，游离氨基酸总量具有显著差异（P＜0.05）。与普通养殖草鱼相比，种青养殖草鱼中游离氨基酸总量显著增加（P＜0.05）；其中呈鲜味的天冬氨酸和谷氨酸，甜味氨基酸中除了苏氨酸，其他甜味氨基酸含量在种青养殖草鱼中均显著增加（P＜0.05），天冬氨酸和谷氨酸含量较普通养殖分别提高了 1 倍和 1.6 倍。

表3 不同养殖模式下草鱼的总氨基酸、游离氨基酸的组成与含量Table 3 The composition and content of total amino acids and free amino acids of grass carp under different aquaculture modes

鲜味氨基酸与呈味氨基酸相互作用下的协同效应可用味精当量（equivalent umami concentration，EUC）表示。从表4 结果可知，和普通养殖草鱼相比，种青养殖草鱼中苦味氨基酸、鲜味氨基酸、甜味氨基酸和酸味氨基酸含量分别显著提高了27.87%、149.57%、36.33%、19.89%（P＜0.05）。种青养殖草鱼肌肉中EUC 达到2.02 g MSG/100 g，显著高于普通养殖，表明种青养殖草鱼肉具有强烈的鲜味。

表4 不同养殖模式下草鱼肌肉中风味氨基酸含量Table 4 Flavor amino acids in muscles of grass carp under different aquaculture modes

2.4 养殖模式对草鱼脂肪酸组成的影响

表5 显示了2 种养殖模式下草鱼中的总脂肪酸和游离脂肪酸组成及含量。种青养殖草鱼中总脂肪酸含量显著高于普通养殖草鱼（P＜0.05）。其中，种青养殖草鱼中单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量均显著高于普通养殖（P＜0.05）。且多不饱和脂肪酸C20：3n3和EPA 仅在种青养殖草鱼中被检出。尤其是种青养殖模式下，草鱼中∑n-3 PUFA和∑n-6 PUFA 含量显著高于普通养殖（P＜0.05），分别约是普通养殖的2.5 倍和1.4 倍。

表5 不同养殖模式下草鱼的总脂肪酸及游离氨基酸组成与含量Table 5 Composition and content of total fatty acids and free fatty acids of grass carp under different aquaculture modes mg/100 g

种青养殖草鱼的游离氨基酸总量显著高于普通养殖（P＜0.05）。种青养殖组的总单不饱和脂肪酸和总多不饱和脂肪酸含量显著高于普通养殖组（P＜0.05），分别提高了21.36%和36.46%。种青养殖草鱼中的亚油酸和亚麻酸等多不饱和脂肪酸含量显著高于普通养殖（P＜0.05）。

2.5 感官评价

由图1可知，2种养殖模式下草鱼的总体得分、气味、滋味和质地得分存在显著差异（P＜0.05）；在色泽方面无显著差异（P＞0.05），均色泽亮白，断面有一定光泽。此外，种青养殖草鱼食用起来无明显鱼腥味，且鲜味明显，回味甘甜。而普通养殖草鱼的鱼腥味较重，无回甘味且质地较软，弹性较弱。

图1 不同养殖模式下草鱼的感官评价结果Fig.1 Sensory evaluation results of grass carp under different aquaculture modes

2.6 养殖模式对草鱼核苷酸的影响

由表6 可知，草鱼中尿苷酸（UMP）含量最高，其次是次黄嘌呤核苷酸（IMP）。种青养殖草鱼肉中具有鲜味的鸟嘌呤核苷酸（GMP）和IMP 以及腺嘌呤核苷酸（ATP）的含量均显著高于普通养殖草鱼（P＜0.05），尤其是IMP，较普通养殖提高了1.6倍。

表6 不同养殖模式下草鱼的核苷酸组成与含量Table 6 Nucleotide composition and content of grass carp under different aquaculture modes μmol/100 g

2.7 养殖模式对草鱼特征气味物质的影响

采用SPME-GC-MS分析方法，对不同养殖模式下草鱼的特征挥发性气味物质种类和含量进行测定，由表7 可知，在种青养殖草鱼中除己醛和十二烷醛外，其余被检测出的醛类和醇类含量均显著低于普通养殖（P＜0.05），其中呈溶剂味的1-己醇、油脂味的壬醛、蘑菇味的1-辛烯-3-醇和柑橘味的辛醛等含量较普通养殖显著下降（P＜0.05），从而减少了鱼肉的土腥味与青草味，这与感官评价中的气味评价结果相一致。

表7 不同养殖模式下草鱼的特征挥发性风味成分Table 7 Characteristic volatile flavor components of grass carp under different aquaculture modes μg/kg

3 讨 论

目前，有学者对不同养殖模式下的草鱼［2］、斑点叉尾鮰［4，12］、黄颡鱼［12］等水产品进行理化成分、质构特性及感官评价测定，研究结果表明，养殖模式会影响鱼肉风味特征以及肉质。本研究进一步确定，相较于普通养殖，种青养殖模式可以提高草鱼肌肉的亮度和白度，降低其红度，其原因可能是在种青养殖下草鱼运动能力增强，消耗更多的能量用以竞争和生存，从而使得草鱼肉的肌纤维更致密，提升了种青养殖草鱼的肉质紧致度和咀嚼性，使草鱼口感更好；且脂肪积累减少，鱼肉中肌红蛋白和血红蛋白含量降低［12-13］。

草鱼肉的营养价值对其食用品质及经济效益有重要影响。在本研究中种青养殖组草鱼必需氨基酸的含量均显著高于普通养殖模式，可能是在种青养殖下草鱼的运动能力增强，为适应生存变化，一定程度上改变体内物质储存状况，从而影响了氨基酸的含量［14］。此外，相较普通养殖，种青养殖草鱼中∑n-3 PUFA 和∑n-6 PUFA 含量大幅提升。但与之相反，在程辉辉等［2］的研究中，饲料组草鱼所食用的饲料富含大量的n-3系列不饱和脂肪酸，而种青组草鱼却无法自身合成足够多的n-3系列不饱和脂肪酸。

风味可分为滋味和气味，游离氨基酸和核苷酸都是水产品中重要的滋味物质［15-16］。1-辛烯-3-醇、己醛和（E，E）-2，4-壬二烯醛等是鱼肉土腥味和青草味等异味的主要来源［17］。较普通养殖模式而言，种青养殖组草鱼肉中呈鲜味的天冬氨酸和谷氨酸以及鲜味核苷酸中GMP 和IMP 含量均显著增加，可能是在种青养殖环境中具有更多样化的浮游生物和昆虫等天然饵料，增加了蛋白质的合成，最终增强草鱼的肌肉鲜味［12，18］。总体上，种青养殖可以降低草鱼肌肉中大部分具有异味的醛类、醇类物质的含量，从而使草鱼的气味和滋味更加宜人，提高其食用品质。

综上所述，相较普通养殖，种青养殖不仅可以改善草鱼的肌肉品质，还可以增加草鱼中必需氨基酸和n-3、n-6 系列不饱和脂肪酸含量，提升草鱼的营养品质；其次，可降低草鱼中异味物质含量，提高呈味氨基酸和鲜味核苷酸的含量，改善草鱼肉的风味特征，提升其食用品质。此外，相较普通养殖模式，种青养殖模式中青草还具有一定的净化水体作用，对环境污染较小，更有利于草鱼的绿色养殖发展。