高体鰤、三文鱼和金枪鱼背腹部营养成分分析

王进芳,钟洪亮,刘颖琳,魏帅,2*,孙钦秀,2,夏秋瑜,2,王泽富,2,韩宗元,2,刘阳,2,刘书成,2*

1(广东海洋大学 食品科技学院,广东省水产品加工与安全重点实验室,广东省海洋生物制品工程实验室,广东省海洋食品工程技术研究中心,水产品深加工广东普通高等学校重点实验室,广东 湛江,524088)2(大连工业大学 海洋食品精深加工关键技术省部共建协同创新中心,辽宁 大连,116034)

高体鰤(Serioladumerili)属鲈形目鲹科又名章红鱼、杜氏鰤,是栖息在海洋中上层的暖温性大型鱼类[1]。高体鰤是极具市场开发潜力的大洋性养殖经济鱼种,也是海水养殖中受欢迎的新兴鱼类之一[2],具有生长速度快和肉质优良的特点,深受消费者喜爱,水产养殖潜力极高[3]。高体鰤作为一种高品质的海产品通常以生鱼片的形式出售[4]。由于生鱼片的美味和营养特性,其消费量在许多国家都在不断增加,销售生鱼片的餐饮业预计在未来5年内继续扩张[5-6]。生鱼片在被消费时,品种和部位等因素决定了它们的价值和价格[7]。目前,市场上的生鱼片以三文鱼和金枪鱼最为常见,关于三文鱼和金枪鱼品质特性研究报道较多[8-9],而对高体鰤营养成分分析研究较少,相关研究多集中在养殖方面[10-11]。随着高体鰤养殖技术的发展,高体鰤的营养成分特性日益受到重视。徐永江等[1]对养殖高体鰤、黄条鰤和五条鰤的营养成分进行了分析比较,发现高体鰤的必需氨基酸占总氨基酸的比例均高于黄条鰤和五条鰤。SAITO[12]研究了亚热带高体鰤和长鳍鰤的脂类特征及其养殖与野生品种的差异,发现养殖高体鰤亚油酸含量较高。为准确评价高体鰤食用方面的营养价值,推动其在生鱼片消费和加工健康发展,本试验以高体鰤、三文鱼和金枪鱼背腹部肌肉为研究对象,进行营养成分分析及综合评价对比,研究结果将为高体鰤营养评价和加工利用提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

高体鰤(质量1.5 kg),福建诏安养殖基地;三文鱼(质量6.5 kg),挪威进口三文鱼,京东(尝鲜生旗舰店);黄鳍金枪鱼(质量17.5 kg),广东顺欣海洋渔业集团有限公司。

1.2 仪器与设备

DHG-9035A型电热恒温鼓风干燥箱,上海精宏实验设备有限公司;FineBox-6100型马弗炉,浙江泛泰仪器有限公司;IKARV 10型旋转蒸发仪,德国IKA集团/艾卡(广州)仪器设备有限公司;Soxtec2050型自动索氏抽提系统、Kjeltec8400型全自动凯氏定氮仪,丹麦FOSS公司;MuitiWavPRO41HVT56型微波消解仪,美国安东帕有限公司;HH-2型数显恒温水浴锅,常州市金坛区环宇科学仪器厂;HGC-12A型氮吹浓缩仪,天津恒奥科技发展有限公司;Agilent7500Cx型电感耦合等离子体质谱仪、Agilent7890-5975型气相色谱-质谱联用仪、Agilent1100(VWD检测器),美国安捷伦公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品处理

将鲜活鱼宰杀,清洗各部位,将鱼分为腹肉、背肉2部分,于-80 ℃冰箱保存备用。

1.3.2 基本组分分析

分别对3种鱼的水分、粗蛋白质、粗脂肪与粗灰分等进行测定,水分的测定:按照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》直接干燥法;粗蛋白的测定:参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》自动凯氏定氮仪法;粗脂肪的测定:按照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》索氏抽提法;灰分的测定:参照GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》高温灼烧法。

1.3.3 矿物质元素含量的测定

参照GB 5009.268—2016《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》电感耦合等离子体质谱法测定,3种鱼矿物质成分分析所用标准物质GBW10024(GSB-15扇贝)购于中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所。

1.3.4 脂肪酸含量的测定及营养价值评价

参照GB 5009.168—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定》操作进行水解-提取法进行脂质提取,样品经甲酯化后进行GC/MS分析。色谱条件:色谱柱HP-5MS(60 m×0.25 mm, 0.25 μm);进样口温度280 ℃;进样量1.0 μL,分流比20∶1;载气He;恒线速度流速1.5 mL/min;升温程序:初始柱温120 ℃,保持1 min;以6 ℃/min速率升到170 ℃,保持0 min;再以2.5 ℃/min速率升到215 ℃,保持12 min;以4 ℃/min速率升到230 ℃,保持10 min;以10 ℃/min速率升到280 ℃,保持15 min。质谱条件:离子源温度200 ℃;四级杆150 ℃;连接线温度260 ℃;电子轰击能量70 eV;质量扫描范围m/z40～550,溶剂切除时间为4.4 min。

通过37种脂肪酸甲酯混合标准品与样品各脂肪酸保留时间进行对照,参考脂肪酸标准谱图,结合NIST 11谱库数据库对脂肪酸进行定性分析,内标法进行定量。营养价值评价采用致动脉粥样化指数(index of atherogenic,AI)和血栓形成指数(index of thrombogenic,TI)评价高体鰤、三文鱼和金枪鱼的脂肪酸对人类心血管疾病发生的影响[13-14],计算如公式(1)、公式(2)所示:

(1)

(2)

式中:C12∶0、C14∶0、C16∶0、C18∶0分别为月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬酯酸分别占总脂肪酸含量的比例,%;A表示∑MUFA,即单不饱和脂肪酸占总脂肪酸含量的总和,%;B表示∑PUFA,即多不饱和脂肪酸占总脂肪酸含量的总和;D表示n-3 ∑PUFA,即多不饱和脂肪酸中n-3的总和;E表示n-6 ∑PUFA,即多不饱和脂肪酸中n-6的总和。

1.3.5 氨基酸含量测定及营养价值评价

氨基酸测定参照CALANCHE等[15]的方法并稍作修改。采用安捷伦公司自动在线衍生化方法,一级氨基酸与邻苯二甲醛、二级氨基酸与芴甲氧羰酰氯衍生后过柱检测。样品过膜后测定,在线柱前衍生。色谱条件:色谱柱ZORBAX Eclipse AAA (4.6 mm×75 mm,3.5 μm),美国安捷伦公司。流动相A为pH 7.8的40 mmol/L NaH2PO4,流动相B为V(乙腈)∶V(甲醇)∶V(水)=45∶45∶10,流速1.0 mL/min。在紫外338 nm(0～19 min),266 nm(19.01～25 min)的紫外检测器中监测检测结果。

1.3.6 核苷酸测定

准确称取4.0 g均匀试样,加入20 mL 4 ℃预冷的10%(体积分数)HClO4溶液,均质,4 ℃ 10 000 r/min离心15 min,取上清液。沉淀用20 mL 5%(体积分数)HClO4溶液洗涤,离心取上清液。合并上清液,用5 mol/L KOH溶液调节pH值为6.8,用双蒸水定容到100 mL,静置30 min。取上层清液用0.22 μm滤膜过滤,溶液供上机测定。高效液相色谱分析条件:流动相:A液:20 mmol/L柠檬酸-40 mmol/L三乙胺-0.1%(体积分数)冰醋酸(pH 4.8);B液:甲醇;色谱柱为C18柱,4.6 mm×250 mm,粒度5 μm;柱温40 ℃;流速1.0 mL/min,梯度洗脱(A∶B=94∶6);进样量10 μL,检测波长260 nm。

1.4 统计与绘图

采用JMP软件进行统计分析。对实验结果进行单因素方差分析,用Tukey法多重检验分析组间差异显著性,所有实验结果表示为平均值±标准差,P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 三种鱼基本组分

高体鰤、三文鱼和金枪鱼背腹部的水分、粗蛋白、粗脂肪和粗灰分含量测定结果如图1所示。

图1 三种鱼的一般基本成分质量分数Fig.1 Mass fraction of basal components in three species of fish注:不同字母表示差异显著(P<0.05)。

高体鰤背腹部肌肉的水分含量分别为73.41%、69.10%,显著高于三文鱼(P<0.05),反映了高体鰤具有水分充足,肉质鲜嫩的特点。3种鱼背腹部肌肉粗蛋白含量丰富,质量分数均在21%以上,高于澳洲长鳍鳗背肌(17.43%)[16]和卵形鲳鲹(18.79%)[17],是营养极佳的蛋白来源。高体鰤和金枪鱼背部肌肉具有低脂肪高蛋白的特点,其粗脂肪含量分别为1.58%和0.55%,显著低于三文鱼背腹部肌肉(P<0.05)[18]。对于灰分而言,高体鰤背腹部肌肉与三文鱼背腹部肌肉灰分质量分数相似(P>0.05),分别为1.42%和1.34%,矿物元素含量与三文鱼相媲美。

2.2 三种鱼矿物质元素含量分析

高体鰤、三文鱼和金枪鱼背腹部的矿物质含量,包括4种常量元素(K、Na、Mg和Ca)和5种微量元素(Mn、Fe、Cu、Zn和Se)(表1)。3种鱼背腹部肌肉中矿物质含量各有不同。常量元素中,高体鰤和三文鱼鱼背腹部的K元素含量最高,其次为Na、Mg、Ca;而金枪鱼背腹部肌肉中4种常量元素含量排序依次为K、Mg、Na、Ca。高体鰤背腹部的K含量和Ca含量较高,其中K含量显著高于三文鱼背腹部(P<0.05),Ca含量显著高于三文鱼背部和金枪鱼背腹部(P<0.05)。高体鰤背腹部的Fe、Se相对于金枪鱼含量较低(P<0.05)。3种鱼背腹部中的Cu含量相似(P>0.05)。矿物质元素不仅与蛋白质一起参与多种生理活动,而且对于评价鱼片的营养价值和口感也很重要[19]。矿物质元素的测定表明,高体鰤背腹部肌肉中K和Ca含量丰富,可以作为K、Ca等常量元素的良好摄入来源。3种鱼背腹部肌肉中常量元素和微量元素均衡,可被视为Na、K、Ca和Fe的良好来源。

表1 三种鱼主要矿物质元素含量 单位:mg/kgTable 1 Content of major mineral elements in three species of fish

2.3 三种鱼的脂肪酸组成

脂质作为代谢能量的主要来源,是必需脂肪酸(essential fatty acids,EFAs)和维生素A、维生素D、维生素K的载体[20]。脂肪酸作为脂肪的组成部分,其种类及含量决定了鱼肉的营养价值[21]。3种鱼背腹部肌肉脂肪酸组成复杂,通过气相色谱-质谱分析共鉴定出32种脂肪酸,分布范围为C12～C24;其中包括饱和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)8种,单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA)11种和多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFA)13种(表2)。3种鱼背腹部肌肉中脂肪酸种类及组成明显不同。高体鰤背腹部、三文鱼背腹部和金枪鱼背腹部肌肉中分别检出26、27、27、26、21、21种脂肪酸。SFA、MUFA和PUFA相对含量分别为18.23%～43.13%、20.66%～40.22%和29.98%～43.76%。3种鱼背腹部肌肉的SFA以肉豆蔻酸(C14∶0)、棕榈酸(C16∶0)和硬脂酸(C18∶0)为主。高体鰤背腹部肌肉中MUFA以油酸(C18∶1 n9c)和棕榈油酸(C16∶1 n-7)为主,其中棕榈油酸(C16∶1 n-7)相对含量显著高于三文鱼和金枪鱼(P<0.05)。高体鰤PUFA以二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)(C22∶6)为主,高体鰤背部肌肉PUFA总和与金枪鱼腹部肌肉的无显著性差异(P>0.05),而高体鰤腹部肌肉PUFA总和与金枪鱼背腹部肌肉的无显著性差异(P>0.05)。流行病学和临床研究表明,高含量的ω-3 PUFA和ω-6 PUFA除了提供能量和作为脂溶性营养物的载体外,还可以提供健康益处[22],如可降低心血管疾病、癌症和代谢综合征的风险[23],且能抗过敏和调节免疫[24]。ω-3 PUFAs包括二十二碳五烯酸(docosapentaenoic acid, DPA)、二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)和DHA,主要来源于海洋生物或深海鱼类等[25]。高体鰤腹部的n-3 DPA显著高于金枪鱼腹部、金枪鱼背部和高体鰤背部(P<0.05),而三文鱼背腹部不含n-3 DPA。饮食中的n-3 DPA是主要代谢器官中EPA和少量DHA的来源[26],且在一定程度上可增强EPA等n-3 PUFA的功效[27]。

表2 三种鱼的脂肪酸组成Table 2 Composition of fatty acid in three species of fish

联合国健康部门对PUFA/SFA的推荐比例为0.4[28],3种鱼背腹部肌肉的PUFA/SFA均高于推荐值,符合理想脂肪酸的标准。3种鱼TI远低于猪肉(1.37)、牛肉(1.06)和羊肉(1.58)[29],这表明3种鱼的脂肪酸不饱和度高,长期食用有助于调节血脂、软化血管、抑制动脉粥样硬化、抑制冠心病和血栓形成。

2.4 三种鱼的氨基酸组成

作为重要的生物分子、蛋白质的构建模块和各种代谢途径的中间体[30],氨基酸的水平是评估蛋白质营养价值和影响水产品鲜味的主要因素[31]。3种鱼背腹部肌肉游离氨基酸分布如表3所示,在3种鱼背腹部中共检测到22种氨基酸,包括8种必需氨基酸(Thr、Val、Met、Ile、Leu、Phe、Lys和Trp)、2种条件必需氨基酸(His和Arg)以及12种非必需氨基酸(Asp、Glu、Ser、Gly、Ala、Tyr、Pro、Cys、Asn、Gln、Cit和Hyp)。高体鰤背腹部肌肉中必需氨基酸(essential amino acid,EAA)含量最高的分别是Lys和Trp,Trp是三文鱼中背腹部肌肉中含量最高的氨基酸,而金枪鱼背腹中含量最高的是Val。对于以谷物类为主食的人群,补充Lys除了能弥补摄入Lys的不足,还能促进Ca的吸收[32]。作为生物活性分子和神经递质的前体,Trp在神经内分泌和免疫系统中具有重要作用,其分解代谢的产物可以通过抑制超氧化物的产生、清除自由基和最小化促炎细胞因子的产生来增强宿主免疫力[33]。饮食中摄入的Val具有修复组织、调节血糖、促进身体正常生长以及提供所需能量的作用[34]。高体鰤和金枪鱼背腹部肌肉的鲜味氨基酸含量中含量最高的均为Ala,而三文鱼中则为Arg。高体鰤支链氨基酸中含量最高的为Leu,而三文鱼和金枪鱼中则为Val。高体鰤背部肌肉总鲜味氨基酸含量(39.97±3.30)显著高于金枪鱼背部肌肉(22.32±0.26)(P<0.05)。高体鰤腹部肌肉总鲜味氨基酸含量(41.32±0.78)显著高于金枪鱼腹部肌肉(23.14±0.67)(P<0.05),说明高体鰤背腹部肌肉味道非常鲜美,而且以高体鰤腹部更为鲜美。高体鰤腹部肌肉EAA/总氨基酸(total amino acid,TAA)为36%,显著高于高体鰤背部、三文鱼背腹部和金枪鱼背腹部(P<0.05);高体鰤背部肌肉EAA/TAA为27%,显著高于金枪鱼背腹部(P<0.05),与三文鱼背腹部无显著性差异(P>0.05)。由此可见,高体鰤背腹部肌肉必需氨基酸比例优于金枪鱼,腹部肌肉优于三文鱼和金枪鱼。在作刺身食材来源的3种鱼相比,高体鰤必需氨基酸比例占据优势。

表3 三种鱼中游离氨基酸含量与组成 单位:mg/100 g湿基Table 3 Content and composition of free amino acids in three species of fish

表4 三种鱼中主要核苷酸含量组成 单位:mg/gTable 4 Content and composition of main nucleotides in three species of fish

2.5 三种鱼的核苷酸组成

核苷酸及其衍生物除了在生物体中具有许多重要的生理生化功能,是核酸大分子的基本单位和生命的基础,也是水产品的特征滋味物质[35]。核苷酸可以进入各种组织并被吸收利用,是人体在免疫挑战、饥饿、快速生长和衰老条件下不可或缺的营养物质,通过进食3种鱼,可减少机体对从头合成或补救合成核苷酸的需要[36]。高体鰤、三文鱼和金枪鱼背腹部肌肉中测得7种核苷酸,高体鰤的肌苷酸和三磷酸腺苷显著高于三文鱼和金枪鱼(P<0.05),次黄嘌呤和腺苷酸显著低于三文鱼而高于金枪鱼(P<0.05)。鸟苷酸与三文鱼差异不显著(P<0.05),但显著低于金枪鱼(P<0.05)。腺苷二磷酸与金枪鱼差异不显著(P<0.05),但显著低于三文鱼(P<0.05)。次黄嘌呤腺苷在高体鰤背部肌肉和三文鱼背部肌肉中相差较小。结果表明3种鱼类背腹部肌肉均富含核苷酸,味道极为鲜美,这也是其深受国内外消费者喜爱的主要原因。

3 结论

本研究表明与三文鱼和金枪鱼相比,高体鰤不仅肉质鲜嫩,粗蛋白含量丰富,而且其背部肉具有低脂肪高蛋白特点,是营养极佳的蛋白来源。3种生鱼片均富含常量和微量矿物质,尤其是高体鰤中背腹部肌肉中K和Ca含量丰富,可以作为K、Ca等常量元素的良好摄入来源。3种鱼背腹部肌肉的脂肪酸不饱和度高,PUFA/SFA均高于推荐值,长期食用有助于调节血脂,抑制冠心病和血栓形成。高体鰤背腹部肌肉中不仅富含n-3 PUFAs,而且其背部肌肉EAA比例优于金枪鱼,腹部肌肉EAA比例优于三文鱼和金枪鱼,在作刺身食材来源的3种鱼相比,高体鰤EAA比例占据优势。高体鰤背腹部肌肉的肌苷酸和三磷酸腺苷显著高于三文鱼和金枪鱼,富含特征滋味物质。总体而言,高体鰤蛋白质、脂肪酸和氨基酸等营养物质丰富,是具有开发潜力的大洋性养殖经济鱼种,该研究将有助于准确评价高体鰤食用方面的营养价值,推动其在生鱼片消费和加工方向的健康发展。