野生與池塘、工廠化養殖牙鲆肌肉理化品質及質構特性比較研究

胡 盼 高 喬 韓雨哲 姜志強 霍圃宇 蘇 鵬

(大連海洋大學, 農業部北方海水增養殖重點實驗室, 大連 116023)

野生與池塘、工廠化養殖牙鲆肌肉理化品質及質構特性比較研究

胡 盼 高 喬 韓雨哲 姜志強 霍圃宇 蘇 鵬

(大連海洋大學, 農業部北方海水增養殖重點實驗室, 大連 116023)

實驗以牙鲆為研究對象, 測定野生與池塘、工廠化養殖牙鲆肌肉的持水性、膠原蛋白含量、肌纖維直徑和質構特性, 以了解3種生長方式下牙鲆肌肉理化品質及質構特性的差異。結果表明: (1) 3種生長方式牙鲆有眼側及無眼側肌肉的滴水損失均呈野生組＞池塘組＞工廠化組(P＜0.01); 工廠化組失水率顯著小于野生組及池塘組(P＜0.01), 而野生組與池塘組無顯著差異(P＞0.05)。(2) 3種生長方式牙鲆有眼側及無眼側肌肉膠原蛋白含量和纖維直徑差異均不顯著 (P＞0.05)。(3)通過主成分分析, 發現黏附性和膠黏性是反映牙鲆肌肉質構特性的主要因素。工廠化養殖牙鲆肌肉具有較好的持水能力, 池塘養殖牙鲆肌肉的理化品質和質構特性與野生牙鲆相近。野生牙鲆并沒有在理化特性上表現出明顯優勢。

牙鲆; 野生; 池塘養殖; 工廠化養殖; 理化品質; 質構特性

牙鲆(Paralichthys olivaceus)俗稱牙片、偏口,屬鰈形目、鰈總科、鲆科、牙鲆屬[1], 系名貴的暖溫性、底棲海產經濟魚類, 是我國北方沿海重要的海水增養殖魚類之一。牙鲆具有經濟價值高、生長快、易高密度運輸等優點, 其肉質細嫩、味道鮮美,利用率高, 屬高蛋白、低脂肪、富含維生素的優質比目魚類[2]。隨著人們生活水平的不斷提高, 對食用魚類(特別是名貴海水魚類)的需求量和品質都有較高要求。近年來, 隨著酷漁濫捕和海洋污染等現象日趨嚴重, 牙鲆等海產魚類的天然資源量在顯著下降, 故海產魚類增養殖產業亟需開展和完善。目前, 工廠化養殖、池塘養殖和網箱養殖是海產魚類養殖的主要形式[2]。盡管這些養殖方式各有優缺點,但不同生長方式對牙鲆肌肉品質影響的相關研究尚未見報道。

國內已有很多學者對不同養殖模式下其他魚類的肌肉品質差異進行研究, 如馬玲巧等[3]對水庫網箱和池塘養殖斑點叉尾(Ictalurus punctatus); 王志錚等[4]對池塘專養、池塘套養、水庫放養的三種不同養殖方式下的日本鰻鱺(Anguilla japonica)的肌肉品質進行測定比較; 高露姣等[5]對大連養殖模式、河北養殖模式、丹東養殖模式的紅鰭東方鲀(Takifugu rubripes)的肌肉物理特性進行分析。這些研究均認為魚類肌肉品質與質構特性會因生活環境不同存在差異, 所以通過鑒定野生和池塘、工廠化養殖牙鲆的肌肉理化品質和質構特性的差異, 為牙鲆的肌肉品質鑒定提供參考, 并為牙鲆養殖技術的研究與推廣提供基礎資料。

1 材料與方法

1.1 材料

樣品1: 2013年10月在遼寧省東港市附近海域捕獲野生牙鲆15尾。體重為(743.60±115.81) g, 體長為(35.44±2.02) cm。

樣品2: 2013年11月在遼寧省東港市購買池塘養殖牙鲆 18尾。體重(689.67±161.30) g, 體長為(34.12±3.16) cm。

樣品3: 2013年11月在遼寧省大連市鶴圣豐海產品養殖場購買工廠化養殖牙鲆 16尾。體重(669.63±107.12) g, 體長為(34.83±1.67) cm。

3種模式下的牙鲆樣品均為商品規格, 隨機取樣并測量個體。3種生長方式牙鲆各取10尾, 每尾魚作為一個樣本, 分別測定失水率、滴水損失、肌纖維直徑以及質構。另每種魚各取3尾測定膠原蛋白含量。

1.2 樣品處理

通過木錘擊打實驗魚頭部至暈, 去皮及內臟等后分別取其有眼側和無眼側肌肉進行各指標測定,其中進行質地多面剖析(Texture profile analysis, TPA)測定時, 將樣品切成2.0 cm×2.0 cm×2.0 cm的方塊裝入聚乙烯自封袋中。測定肌纖維直徑的樣品大小為2.0 cm×0.5 cm×0.5 cm。樣品先用Bouin’s液固定24h,再用70%乙醇洗滌至溶液無色, 保存于70%乙醇中。常規石蠟包埋, 進行橫向的連續切片, 厚度為4—6 μm, HE染色, 中性樹膠封片, Nikon eslipse 50i顯微鏡觀察, Nikon coolpix 5400數碼相機照相。每個樣品重復取樣3次進行測定, 取其平均值進行分析。

1.3 測定方法

參照文獻方法分別測定魚體的肌肉失水率[6]、滴水損失[7]。羥脯氨酸是膠原蛋白的特異性氨基酸且含量穩定[8], 主要存在膠原蛋白中, 不存在于一般蛋白質中[9], 因而可通過測定樣品中羥脯氨酸的含量計算出膠原蛋白的含量。用南京建成試劑盒測定羥脯氨酸含量, 將羥脯氨酸含量乘以換算系數14.1[10]即得到膠原蛋白含量。參照楊博輝等[11]的測定方法測定肌纖維直徑, 在 10×40倍的光鏡下進行觀察, 肌纖維直徑測定3個樣本, 每個樣本觀察30條肌纖維, 并記錄其直徑。

采用美國Food Technology Corporation公司生產的TMS-Pro型質構分析儀測定質構。探頭為6 mm的平底柱形探頭P/6, 力量感應元的量程25 N; 探頭回升到樣品表面上高度為15 mm; 壓縮形變量為40%;測試前速度為60 mm/min; 測試速度60 mm/min; 測試后速度60 mm/min; 時間間隔為5s。

1.4 數據處理

數據采用Excel 2003軟件進行整理, SPSS 17.0進行主成分分析以及單因素方差分析、Duncan多重比較, 結果用平均值±標準差表示, 不同字母表示差異性顯著, 以P＜0.05為顯著性差異。相關性分析采用10個樣本測得的6個質構指標做成6×6的矩陣,并使用SPSS 17.0軟件對矩陣進行相關性分析。

2 結果

2.1 野生、池塘及工廠化養殖牙鲆肌肉滴水損失及失水率

由表 1可知, 有眼側和無眼側肌肉滴水損失均呈野生組＞池塘組＞工廠化組(P＜0.01)。有眼側和無眼側肌肉失水率均呈野生組≈池塘組＞工廠化組, 工廠化組失水率顯著小于野生組及池塘組(P＜0.01),而野生組與池塘組無顯著差異(P＞0.05)。

2.2 野生、池塘及工廠化養殖牙鲆肌肉膠原蛋白含量

由圖 1可知, 野生、池塘及工廠化養殖牙鲆有眼側肌肉膠原蛋白含量依次為 0.54%、0.25%和0.60%, 無眼側依次為0.21%、0.16%和0.63%, 且均無顯著性差異(P＞0.05)。

2.3 野生、池塘及工廠化養殖牙鲆肌纖維直徑

由圖 2可知, 野生、池塘及工廠化養殖牙鲆有眼側肌肉直徑為63.10、63.36和55.83 μm。而無眼側肌肉為66.80、64.43和58.05 μm。3種生長方式的牙鲆有眼側及無眼側肌肉的肌纖維直徑均無顯著性差異(P＞0.05)。

2.4 野生、池塘及工廠化養殖牙鲆肌肉質構比較

由表2可知, 3種生長方式牙鲆有眼側肌肉硬度呈工廠化組＞池塘組(P＜0.05), 但二者與野生組均無顯著差異(P＞0.05), 牙鲆無眼側肌肉硬度呈工廠化組＞池塘組≈野生組。有眼側肌肉黏附性呈工廠化組＞野生組＞池塘組(P＜0.05); 無眼側肌肉黏附性呈工廠化組＞池塘組(P＜0.05), 但二者與野生組均無顯著差異(P＞0.05)。有眼側肌肉內聚性呈野生組＞池塘組≈工廠化組; 無眼側肌肉內聚性呈野生組≈池塘組＞工廠化組。有眼側肌肉彈性呈野生組＞工廠化組＞池塘組(P＜0.05); 無眼側肌肉彈性呈野生組＞池塘組(P＜0.05), 二者與工廠化組均無顯著差異(P＞0.05)。3種生長方式牙鲆有眼側肌肉膠黏性差異均不顯著(P＞0.05); 無眼側肌肉膠黏性呈工廠化組＞池塘組(P＜0.05), 但二者與野生組均無顯著差異(P＞0.05)。有眼側肌肉咀嚼性野生組≈工廠化組＞池塘組; 3種生長方式牙鲆無眼側肌肉咀嚼性差異不顯著(P＞0.05)。

2.5 野生、池塘及工廠化養殖牙鲆肌肉質構品質的相關性分析

由表3可知, 3種生長方式牙鲆有眼側肌肉硬度分別與膠黏性和咀嚼性呈正相關(R分別為 0.92和0.73); 內聚性與彈性呈正相關(R=0.77); 彈性和咀嚼性呈正相關(R=0.55); 膠黏性與咀嚼性呈極正相關(R=0.92)。

圖1 野生、池塘及工廠化養殖牙鲆肌肉膠原蛋白含量Fig. 1 The collagen content in muscles of the wild, pond- and factory-cultured P. olivaceus (n=3, %)

圖2 野生、池塘及工廠化養殖牙鲆肌肉肌纖維直徑Fig. 2 The diameters of muscle fibers of the wild, pond- and factory-cultured P. olivaceus (n=30, μm)

表2 野生、池塘及工廠化養殖牙鲆肌肉質構品質Tab. 2 The textural properties of the muscles of the wild, pond- and factory-cultured P. olivaceus (n=10)

表3 野生、池塘及工廠化養殖牙鲆有眼側肌肉質構指標之間的相關性分析Tab. 3 The correlation analysis of textural properties of the eye-side muscles of the wild, pond- and factory-cultured P. olivaceus

由表4可知, 3種生長方式牙鲆無眼側肌肉硬度分別與黏附性、膠黏性和咀嚼性呈正相關(R分別為0.59、0.94和0.85), 而與內聚性呈負相關(R=–0.66);黏附性分別與彈性、膠黏性和咀嚼性呈正相關(R分別為0.58、0.55和0.66); 彈性分別與膠黏性、咀嚼性呈正相關(R分別為0.62和0.79); 膠黏性與咀嚼性呈極正相關(R=0.94)。

2.6 野生、池塘及工廠化養殖牙鲆肌肉質構指標的主成分分析

本研究對野生、池塘及工廠化養殖牙鲆肌肉質構指標進行了主成分分析, 確定影響 3種不同生長方式牙鲆肌肉質構的主要因素, 為進一步對3種生長方式牙鲆肌肉物理品質的鑒定提供理論參考。

如表 5所示, 根據特征值大于 1的原則, 對 3種生長方式牙鲆有眼側和無眼側肌肉質構指標進行主成分分析, 均提取了 2個主成分, 特征值分別是3.12、1.97和 4.04、1.08, 方差累貢獻率分別達到84.73%和85.38%。這說明提取出的2個主成分可反映上述6個質構指標的基本信息, 因此, 這2個主成分指標可代替原有的質構指標進行評價。

由表 6可知, 主成分 1(PC1)分別單獨說明了有眼側和無眼側肌肉的質構指標原始數據標準變異的51.92%和67.41%, 代表變量均為硬度、黏附性、膠黏性和咀嚼性, 因為硬度和咀嚼性均與膠黏性呈極正相關, 所以第一主分量主要反映的是肌肉膠黏性和黏附性的品質。主成分(PC2)分別單獨說明了有眼側和無眼側肌肉的質構指標原始數據標準變異的32.81%和17.97%, 代表變量均為彈性和內聚性。

3 討論

3.1 野生、池塘及工廠化養殖牙鲆肌肉理化品質比較

滴水損失反映的是肌肉蛋白質的持水能力, 滴水損失越大意味著失水率越大, 滴水損失越低肉質越好[12]。本研究發現, 工廠化養殖牙鲆肌肉滴水損失和失水率均顯著小于野生組和池塘組, 野生牙鲆肌肉滴水損失最高。說明在加工過程中, 工廠化養殖牙鲆的肌肉水分損失較小, 工廠化養殖的牙鲆肌肉與野生和池塘養殖的牙鲆相比具有較好的持水能力, 野生牙鲆的持水能力最低, 而池塘養殖牙鲆持水能力介于二者之間。

膠原蛋白在生物體內起機械支撐和維護組織與器官完整性的作用[13]。膠原蛋白也是一種重要的功能性蛋白質, 可促進骨骼的形成及增強皮膚彈性,具有美容和保健功能[14]。在本研究中, 3種生長方式的牙鲆有眼側和無眼側肌肉膠原蛋白并無顯著差異(P＞0.05), 含量范圍為0.16%—0.63%。與梁萌青等[15]測得的養殖牙鲆肌肉可溶性膠原蛋白和不溶性膠原蛋白總含量相似, 但比脆肉鯇(Ctenopharyngodon idellus)[16]、蘭州鲇(Silurus lanzhouensis)、鲇(Silurus asotus)、黃河鯉(Cyrinus carpio)[12]等魚類的肌肉膠原蛋白含量要高。但從膠原蛋白含量平均值的趨勢上看是有差異的, 即工廠化組＞野生組＞池塘組。Maria等[17]也認為動物的個體大小、種類、生活區域和性別不同均可引起其膠原蛋白含量的差異。

表4 野生、池塘及工廠化養殖牙鲆無眼側肌肉質構指標之間的相關性分析Tab. 4 The correlation analysis of textural properties of the blind-side muscles of the wild, pond- and factory-cultured P. olivaceus

表5 野生、池塘及工廠化養殖牙鲆有眼側及無眼側肌肉相關矩陣的特征值Tab. 5 The eigenvalues of the correlated matrix of the eye-side and blind-side muscles of the wild, pond- and factory-cultured P. olivaceus

表6 野生、池塘及工廠化養殖牙鲆有眼側及無眼側肌肉規格化特征向量Tab. 6 The normalization of eigenvectors of the eye-side and blind-side muscles of the wild, pond- and factory-cultured P. olivaceus

肌纖維直徑是評價魚類肌肉品質特征的一個重要物理參數, 纖維直徑越細, 肌肉硬度就越小, 魚類口感越好[12]。在本研究中, 野生與池塘、工廠化養殖牙鲆肌纖維直徑無顯著差異, 表明不同生長方式的同種魚類肌肉纖維在組織學上沒有明顯差異,野生魚也沒有表現出人們所期待的優勢, 徐斌等[18]也得出了相似結論。牙鲆與草魚 (Ctenopharyngodon idellus)196.0 μm[19]、脆肉鯇108.1 μm[20]等淡水魚類相比, 肌肉的肌纖維直徑要細; 但比尼羅羅非魚(Tilapia nilotica)50.0 μm、條紋斑竹鯊(Chiloscyllium plagiosum)45.9 μm[18]纖維直徑要粗。這在一定程度上反映了不同生活環境、不同品種的魚類肌肉品質存在差異。同時, 本研究還發現牙鲆肌肉肌纖維直徑與膠原蛋白從數值的趨勢上來看呈負相關(圖1、2)。這是因為隨著肌纖維的加粗, 肌肉的結締組織發生變化, 膠原蛋白也隨之減少, 故肌肉呈現松弛狀態。這與李文倩等[21]對鱖(Siniperca chuatsi)及Periago 等[22]對狼鱸(Morone labrax)的研究結論一致。

3.2 野生、池塘及工廠化養殖牙鲆肌肉質構特性比較

食品的質構是與食品組織結構及狀態有關的物理性質。很多因素會影響魚肉質構的變化, 如宰殺過程、處理方式、生物學特性等[23]。水產品的質構特性決定了其在食用時的口感, 日益受到消費者的重視[15]。本研究通過質地多面剖析(TPA)測試發現,工廠化牙鲆具有較高的硬度、黏附性、膠黏性和咀嚼性, 野生牙鲆具有較高的內聚性和彈性, 池塘養殖牙鲆肌肉各質構特性與野生牙鲆相近。馬玲巧等[3]研究同樣發現, 池塘組斑點叉尾肌肉的硬度、膠黏性和咀嚼性均顯著低于水庫網箱組, 與本研究相一致。胡芬等[24]認為魚類肌肉硬度較大、彈性較強, 口感會更好。梁萌青等[15]也認為彈性模擬魚肉在口腔行為, 彈性越大, 肉質越爽脆。這說明工廠化牙鲆在食用時口感的愜意程度較好, 而野生牙鲆并沒有表現出明顯的優勢。

主成分分析是將多數指標轉化為少數幾個互不相關的綜合指標, 而又盡可能多的反映原變量信息的分析方法[25]。對3種生長方式牙鲆有眼側和無眼側肌肉質構指標進行主成分分析, 提取了 2個主成分, 基本涵蓋了原來 6個指標的主要特征, 得出膠黏性和黏附性是反映野生、池塘及工廠化養殖牙鲆肌肉品質的主要特質。這與楊元昊等[12]、胡芬等[24]、徐惠萍等[26]研究不一致, 可能是不同物質其結構特性和組成成分不同引起的。本研究還發現, 硬度、黏附性、膠黏性和咀嚼性等指標總體上呈工廠化組≥野生組≥池塘組, 而 3種生長方式牙鲆肌肉中膠原蛋白含量呈現相同的趨勢, 纖維直徑呈現相反的趨勢。這表明牙鲆肌肉中膠原蛋白含量與硬度、黏附性、膠黏性、咀嚼性等質構指標存在某種程度的正相關, 而纖維直徑則與之呈不同程度的負相關,具體相關程度有待進一步研究。3種生長方式牙鲆肌肉持水能力呈工廠化組＞池塘組≥野生組, 與質構指標并沒有線性對應關系。

綜上所述, 通過上述指標對 3種不同生長方式的牙鲆肌肉理化品質和質構特性進行比較, 可以得出工廠化養殖牙鲆具有較好的持水能力, 膠黏性和黏附性是3種生長方式牙鲆肌肉質構特性的主要因素, 池塘養殖牙鲆肌肉的理化品質和質構特性與野生牙鲆相近。這可能與不同生長方式牙鲆食物組成、攝食量及食物獲得難易程度有關。野生牙鲆捕食主要以魚為主, 也食蝦類、蟹類、軟體動物、環節動物、棘皮動物等[27]。但其捕食量小于池塘和工廠化養殖牙鲆, 且野生牙鲆生活水體大, 加之敵害生物的存在, 增加了其捕食難度; 工廠化養殖牙鲆為保證增養殖效率, 每日攝食玉筋魚(Ammodytes personatus)和

(Engraulis japonicus)等飼料魚, 食物易獲得且攝食量大; 池塘養殖牙鲆的生長環境與自然狀態下野生牙鲆相似, 但由人工喂養, 營養充足?？赡苁窃斐善涑炙芰唾|構特性上差異的原因。

牙鲆肌肉膠原蛋白含量和肌纖維直徑差異不顯著, 野生牙鲆并沒有表現出理化特性的明顯優勢。相關研究表明牙鲆生性膽小, 平時生活于水體底部,不集群游動, 平時集中或分散伏于水底, 覓食時才有明顯游動, 并且游動速度較慢[2]。牙鲆這種飽食寡動的生態習性可能是造成上述結論產生的原因。

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COMPARISON OF THE PHYSICOCHEMICAL QUALITIES AND THE MUSCLE TEXTURAL CHARACTERISTICS BETWEEN THE WILD, POND- AND FACTORY-CULTURED PARALICHTHYS OLIVACEUS

HU Pan, GAO Qiao, HAN Yu-Zhe, JIANG Zhi-Qiang, HUO Pu-Yu and SU Peng
(Key Laboratory of Mariculture and Stock Enhancement in North China’s Sea, Ministry of Agriculture, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China)

In this study, we compared the physicochemical qualities and the muscle textural characteristic including the water holding capacity, the collagen content, the muscle fiber diameter and other textural characteristics, between the wild, pond-cultured, and factory-cultured Paralichthys olivaceus. Our observations were: (1) The drip loss rate of the muscles on the eye side or blind side followed the order wild＞pond＞factory (P＜0.01). The water loss of the factory-cultured group was higher than that of the wild and the pond-cultured groups (P＜0.01). There was no significant difference between the wild group and the pond-cultured group (P＞0.05). (2) There were no differences in the collagen content or the muscle fiber diameter of the muscles on the eye side or the blind side between the three groups (P＞0.05). (3) The principal component analysis suggested that adhesiveness and gumminess were the main indicators of the textural characteristics of the P. olivaceus muscles. The factory-cultured P. olivaceus showed higher water-holding capacity, while the pond-cultured P. olivaceus and the wild P. olivaceus were similar regarding the physicochemical qualities and the textural characteristics of the muscles. The results implied that the wild P. olivaceus might not have remarkable advantage in the physicochemical qualities.

Paralichthys olivaceus; Wild; Pond cultured; Factory cultured; Physicochemical quality; Textural characteristics

Q954.6

A

1000-3207(2015)04-0723-07

10.7541/2015.95

2014-11-12;

2015-03-05

海水池塘高效清潔養殖關鍵技術研究; 科技部十二五支撐計劃(2011BAD13B03)資助

胡盼(1989—), 女, 遼寧彰武人; 碩士研究生; 主要從事水產動物繁育研究。E-mail: hupan19891203@163.com

姜志強(1960—), 男, 教授; 研究方向為魚類生物學。E-mail: zhqjiang@dlou.edu.cn