4目13種淡水魚肌肉基本營養成分分析

王玉林,林婉玲,李來好,3,楊少玲,黃 卉,楊賢慶,吳燕燕,王林靜

(1.廣東藥科大學公共衛生學院,廣東廣州 510300;2.中國水產科學研究院南海水產研究所,國家水產品加工技術研發中心,農業部水產品加工重點實驗室,廣東廣州 510300;3.廣東省順欣海洋漁業集團有限公司,廣東陽江 529800)

淡水魚作為優質營養素的膳食來源,攝取物可以降低人群心血管疾病、慢性病等發病率[1-2],并為兒童青少年的生長發育提供物質基礎[3]。淡水魚中的脂肪多為多不飽和脂肪酸,能夠顯著降低血液膽固醇。淡水魚中蛋白質含量高,氨基酸模式接近人體氨基酸模式,被機體吸收利用程度高。淡水魚能為人體提供必需的礦物質元素如鈣、鐵、鋅等。

目前的研究顯示不同魚種、不同養殖模式、不同環境、不同季節以及不同部位等淡水魚基本營養成分、氨基酸、脂肪酸、DHA等存在差異[4-8]。許星鴻等[4]研究了3種淡水養殖魚、2種海水養殖魚和3種海洋野生魚的肌肉營養成分,發現烏魚中蛋白質含量最低,鱸魚和帶魚中蛋白質含量較高,3種海水野生魚的脂肪含量比海水養殖魚、淡水養殖魚要高;王志芳等[5]研究顯示淡水石斑魚的粗蛋白含量顯著高于紅羅非魚,其中淡水石斑魚粗脂肪含量顯著高于3種羅非魚,其中不飽和脂肪酸也較高;鄒舟等[6]通過對鰱魚不同部位脂肪酸進行測定,顯示魚頭部分單不飽和脂肪酸高于背肌、魚眼、腹肌、魚尾部位;胡芬等[7-8]對七種淡水魚不同季節基本營養成分測定顯示不同季節同一種魚基本營養成分存在差異。但是目前關于淡水魚基本營養成分的研究較集中于養殖等環境因素的影響,關于魚種之間基本營養成分的研究中涉及的品種少,物種這一因素的差異可以從源頭上探討基本營養成分的差異,進而對不同魚種的利用起到有的放矢的作用。

因此,本研究將淡水魚物種這一因素作為研究因素,選取鯉形目、鱸形目、鯰形目、鱘形目中的13種不同的淡水魚,研究不同目、不同種屬淡水魚基本營養成分及氨基酸之間的差異,旨在為開發利用淡水魚品種提供基礎資料,并為淡水魚品種的鑒別提供一定的研究思路,從而為人群提供更為優質的淡水魚食物來源。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

13種淡水魚 廣州客村華潤萬家超市,采樣情況如表1所示;濃硫酸、硫酸鉀、硫酸銅、氫氧化鈉、氯化鈉、硼酸、鹽酸(均為分析純) 廣州化學試劑廠。

表1 13種淡水魚的基本采樣情況

ZRD-A780全自動鼓風干燥箱 上海智誠分析儀器制造有限公司;B180馬弗爐 德國納博熱公司;Soxtec2050脂肪自動分析儀、Kjeltec2300蛋白自動分析儀 丹麥FOSS公司;L-8900全自動氨基酸分析儀 日本HITACHI公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品的處理 將鮮活的魚敲暈,去掉魚皮,迅速取魚肉,去皮洗去魚鱗、血液等,用絞肉機均勻攪碎置于塑料采樣袋中,于-80 ℃條件下貯存24 h,備用。

1.2.2 基本營養成分的測定方法 水分依據GB/T 5009.236-2016,采用105 ℃常壓烘干法進行前后差值法測定[9];灰分依據GB/T 5009.4-2016,用高溫灰化法測定[10];蛋白質依據GBT5009.5-2016,用凱氏定氮法測定[11];粗脂肪依據GB/T 5009.6-2016,用索氏抽提法測定[12]。

1.2.3 氨基酸的測定方法及氨基酸營養價值的評定方法 色氨酸依據GB/T 5009.3-2000[13],其他16種氨基酸依據GB/T 5009.124-2016[14]。氨基酸營養價值的評定根據主要來源于1973年FAO/WHO提出的每克氨基酸評分模式和由中國預防醫學科學院營養與食品衛生研究所提出的雞蛋蛋白氨基酸評分模式進行對比分析[15],氨基酸評分(AAS)和化學評分(CS)的計算公式如下:

氨基酸評分(AAS)=被測樣品蛋白質中氨基酸含量(mg/g)/[FAO/WHO評分模式中相應氨基酸含量(mg/g)]

化學評分(CS)=被測樣品蛋白質中氨基酸含量(mg/g)/雞蛋蛋白中相應氨基酸含量(mg/g)

被測樣品蛋白質中氨基酸含量(mg/g)=樣品中氨基酸含量(mg/g)/樣品中蛋白質含量×6.25×1000

1.3 數據處理

采用SPSS 21先對4個不同目淡水魚基本營養成分包括蛋白質、水分、灰分、脂肪含量進行方差分析,4個目指標進行方差分析后指標差異有統計學意義后再對相應指標進行LSD兩兩比較;對13種淡水魚基本營養成分進行LSD兩兩比較;對13種淡水魚17種氨基酸含量進行主成分分析[16],再根據13種淡水魚主成分得分對其進行系統聚類分析[17]。

2 結果與分析

2.1 4個不同目淡水魚的基本成分

不同目淡水魚因其物種自身因素、生長環境、大小和體重的差異性,基本營養成分上可能存在差異[16-17]。由表2可見,四個目之間的蛋白質、灰分含量差異無統計學意義(p>0.05),而水分、脂肪含量差異具有統計學意義(p<0.05)。其中,鱸形目的蛋白質含量最高,比鯉形目、鯰形目、鱘形目分別高出5.1%、5.8%、5.8%,但差異無統計學意義。鯉形目的水分比鯰形目、鱘形目分別高出5.7%、12.4%,鱸形目的水分比鯰形目、鱘形目分別高出7.9%、14.7%,差異具有統計學意義。鱸形目的脂肪含量比鯉形目低5.6%,差異具有統計學意義。不同目淡水魚之間基本營養成分的差異與相似性可能是物種和環境等后天因素共同作用的結果。

表2 4個不同目淡水魚蛋白質、水分、灰分、脂肪含量(鮮重)

2.2 13個不同魚種基本營養成分

為了進一步研究不同種之間基本營養成分的差異,將13種不同的淡水魚肌肉中的蛋白質、水分、灰分、脂肪含量進行兩兩比較。由表3可見,鱖魚的蛋白質含量分別比鯉魚、武昌魚、羅非魚高出21.7%、16.4%、19.7%,差異具有統計學意義,太陽魚、烏鱧的水分含量分別比鯉魚高出3.4%、5.1%,而鯉魚的水分分別比草魚、鱖魚、鯰魚、匙吻鱘高出3.7%、2.2%、12.5%、13.1%,差異均具有統計學意義。草魚的灰分含量最高,比鯉魚、鯽魚、武昌魚、鳙魚、鱸魚、太陽魚、烏鱧、鱖魚、羅非魚、鯰魚、黃顙魚、匙吻鱘分別高出67.8%、59.8%、52.6%、70.6%、73.5%、78.1%、86.2%、23.0%、56.2%、75.0%、72.0%、93.3%,差異具有統計學意義。鯉魚、草魚、鯰魚的脂肪含量比其他10種魚高,鱖魚、烏鱧的脂肪含量較低,其中烏魚的脂肪含量最低,脂肪含量的差別具有統計學意義。劉梅梅[18]研究得出鰱、鳙、草、鯽四種淡水魚肌肉粗蛋白質含量基本相同,在18.10%～18.89%之間。物種因素與環境因素對于淡水魚營養成分與其他生理生化性質上起著重要作用,四大家魚中的鰱、鳙、鯽、草同屬鯉形目,它們之間肌肉蛋白質含量差異不顯著,這可能是物種之間的相似性所決定。有研究表明不同養殖環境下的羅非魚的營養成分上存在差異[19],淡水魚養殖過程中的營養條件、水質狀況、水溫、水流、鹽度及其他條件對于淡水魚的基本成分存在很大的影響[20]。13種淡水魚中桂花魚的蛋白質含量相對較高,不同魚種的水分含量差異大,草魚的灰分含量比其他12種魚高,鯉魚、草魚、鯰魚的脂肪含量相對較高。

表3 13種淡水魚蛋白質、水分、灰分、脂肪含量(鮮重)

2.3 13種淡水魚氨基酸分析

為了研究不同魚種淡水魚的氨基酸含量及比例的差異性,對13種淡水魚氨基酸進行測定并分析。由表4可見,13種淡水魚氨基酸含量來看,13種淡水魚均含有所測得17種氨基酸,必需氨基酸均含量豐富,在41.75%～43.3%之間,均符合FAO/WHO 的理想模式推薦的比例(EAA/TAA:40%),鮮味氨基酸含量高,在41.5%～43.87%之間;從AAS數據來看(見表5),13種淡水魚必需氨基酸評分都很高,在0.94～2.20之間,淡水魚可以作為必需氨基酸良好膳食來源;從CS數據來看(見表5),13種淡水魚化學評分在0.26～1.69之間,其中賴氨酸化學評分較高,在1.24～1.69之間,由此可見13種淡水魚均含有豐富的賴氨酸。淡水魚作為優質蛋白質的來源,氨基酸種類齊全,易于被人體消化吸收,其中含有的優質氨基酸可以作為人體生長發育過程中組織、細胞蛋白質合成的原料,并能為機體供能,起到維持生命功能的作用,同時人體吸收的氨基酸可用于合成調節機體免疫調節、內分泌調節過程中某些活性物質[21]。由表5可知,淡水魚中賴氨酸含量均較高,賴氨酸在中樞神經組織功能中起著至關重要的作用,攝入賴氨酸來源豐富的食物有助于增加機體對鈣、鐵等礦物質元素的吸收[22]。13種淡水魚的苯丙氨酸+酪氨酸、蛋氨酸為限制性氨基酸,在食用這些淡水魚類時應適當和苯丙氨酸+酪氨酸、蛋氨酸來源充足的膳食一起食用,可以提高這些淡水魚的氨基酸利用率[23],同時養殖時也可以在飼料中添加一些物質[24-25]以補充苯丙氨酸、蛋氨酸,以解決限制性氨基酸造成的氨基酸利用不充足的問題。

表4 13種淡水魚肌肉濕重氨基酸含量表(g/100 g)

表5 13種淡水魚肌肉中必需氨基酸評分

2.4 13種淡水魚氨基酸主成分分析

根據對13種淡水魚17種氨基酸進行主成分分析,共提取了2個主成分,2個主成分累計方差貢獻率達到87.659%(如表6、圖1所示)。由表7可知,第一主成分主要反映丙氨酸、甘氨酸、天冬氨酸等的含量,反映鮮味氨基酸的水平;第二主成分主要代表絲氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、組氨酸、精氨酸、色氨酸等的含量,反映的是一部分必需氨基酸的水平。13種淡水魚所含的17種氨基酸主要是必需氨基酸和風味氨基酸,這些必需氨基酸和風味氨基酸使得淡水魚營養價值高、味道鮮美。13種淡水魚的氨基酸得分排序為:羅非魚>太陽魚>鯉>鲇>鱖>鱸>烏鱧>草魚>武昌魚>黃顙魚>鳙>鯽>匙吻鱘,其中羅非魚氨基酸得分最高,匙吻鱘氨基酸得分最低,可能與魚種、采樣時間等差異有關。羅非魚作為大宗淡水魚,品種繁多,營養均衡。劉文治等[26]研究6種不同養殖模式羅非魚必需氨基酸含量均在41%～43%之間,本實驗中羅非魚必需氨基酸含量為43.3%,含量高,可能與其本身物種因素、所選品種及養殖環境等因素有關。13種淡水魚均含有所測的17種氨基酸,其中羅非魚、太陽魚、鯉魚氨基酸評分相對于其他10種魚高,匙吻鱘氨基酸評分最低。

圖1 主成分分析特征根碎石圖

表6 特征值及方差分析表

表7 旋轉后因子荷載矩陣

表8 13種淡水魚氨基酸根據主成分分析得分排序

2.5 基于因子得分的聚類分析

為進一步研究不同魚種氨基酸含量與組成比例的差異性,對13種淡水魚氨基酸進行主成分分析后,再根據因子得分進行系統聚類分析。由圖2可以看出,系統聚類將13種淡水魚聚為3類,其中第一類為羅非魚、太陽魚和鯉魚,氨基酸評分最高,為氨基酸豐富區;第二類為鯽魚、黃顙魚、鳙魚、桂花魚、烏魚、武昌魚、草魚和鯰魚,氨基酸不如一類豐富;第三類為匙吻鱘,為氨基酸不豐富區,這可能與匙吻鱘的養殖環境及物種因素有關。在三類中,同一類中氨基酸的組成、含量差異小,不同類間氨基酸組成、含量差異大。

圖2 13種淡水魚基于氨基酸主成分得分的系統聚類樹形圖

3 結論

從不同目淡水魚的基本成分來分析,四個不同目淡水魚之間蛋白質、灰分含量之間無統計學差異,而水分、脂肪含量的差異具有統計學意義,鯉形目水分含量比鯰形目、鱘形目高出5.7%、12.4%,鱸形目水分含量比鯰形目、鱘形目高出7.9%、14.7%,鱸形目脂肪含量比鯉形目低。從淡水魚種屬來看,不同淡水魚之間基本營養成分之間有的存在差異,有的物種之間差異不顯著。桂花魚的蛋白質含量較高為20.3%,草魚的灰分含量較高為2.0%,鯉魚、草魚、鯰魚的脂肪含量比其他10種魚高,烏魚脂肪的含量最低為0.1%。13種淡水魚均含有17種氨基酸。將13種淡水魚的17種氨基酸含量進行主成分分析,提取出了2個主成分,兩個主成分分別反映風味氨基酸和必需氨基酸。經過氨基酸得分排序,羅非魚、太陽魚、鯉魚氨基酸得分較高,再根據氨基酸得分對13種淡水魚進行聚類,結果聚為3類,羅非魚、太陽魚、鯉魚為氨基酸豐富區,匙吻鱘為氨基酸不豐富區,羅非魚、太陽魚、鯉魚適宜作為提供優質氨基酸來源,從氨基酸來看并結合目前養殖環境來看,羅非魚能作為大力研究推廣的經濟品種。