鳙魚、金槍魚和三文魚魚頭的營養分析與品質評價

蘇 紅,李雨欣,錢雪麗,樊馨怡,張 靜,陶寧萍,2,*

(1.上海海洋大學食品學院,上海 201306; 2.上海水產品加工及貯藏工程技術研究中心,上海 201306)

鳙魚(Aristichthysnobilis)又名胖頭魚、花鰱、黑鰱,屬硬骨魚綱、鯉形目、鳙屬,與鰱魚、草魚、青魚并稱我國四大家魚[1]。鳙魚外形似鰱,魚體側扁,頭部大而寬,頭長約為體長的1/3,魚頭部分可食用比例達67.3%,不飽和脂肪酸EPA、DHA及必需氨基酸含量高,能滿足消費者的營養及保健需求[2]。明代李時珍在《本草綱目》中說:“鳙之美在頭”。鳙魚頭具有較高的烹飪價值,是許多中國傳統菜肴的原料,如剁椒魚頭、砂鍋魚頭、魚頭豆腐湯等,廣受消費者喜愛[3]。金槍魚(Thunnus)又名鮪魚、吞拿魚,屬硬骨魚綱、鱸形目、金槍魚屬,主要生活在海洋中上層,廣泛分布在太平洋、大西洋和印度洋等熱帶、亞熱帶以及溫帶的廣闊海域,屬大洋暖水性徊游魚類[4]。三文魚(Salmonsalar),又名大馬哈魚、鮭魚、撒蒙魚,屬硬骨魚綱、鮭形目、鮭屬,主要分布在大西洋與太平洋、北冰洋交界的水域,屬于冷水性的高度洄游魚類,被國際美食界譽為“冰海之皇”[5]。研究表明,金槍魚和三文魚均肉質鮮美,營養豐富,并且富含EPA和DHA等生物活性物質,但其加工生產過程中會產生大量的下腳料,包括魚頭、內臟、魚骨、魚尾、魚皮等,魚頭是下腳料的重要組成部分,而魚頭中魚骨比例大,造成其加工利用困難[6-8]。目前國內外關于金槍魚頭和三文魚頭的研究甚少,本文將金槍魚頭和三文魚頭與中國傳統食用的魚頭—鳙魚頭作對比,對它們的一般營養成分、脂肪酸、氨基酸和礦物質組成進行營養分析和品質評價;對于魚頭是否富集重金屬問題也越來越受到消費者的關注,因此對三種魚頭中的重金屬殘留進行分析,旨在為魚頭的綜合利用提供基礎數據和理論支持,具有重要的參考價值。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

原料鳙魚頭于2017年12月份購自千島湖;大目金槍魚頭(Thunnusobesus)(半只裝)及三文魚頭于2017年10月購自大連翔祥食品有限公司,其中金槍魚捕撈于太平洋印度洋,三文魚頭捕撈于丹麥法羅群島;三氯甲烷、甲醇、氫氧化鉀、濃硫酸、濃鹽酸、甲基紅、溴甲酚綠、硼酸、氫氧化鈉、石油醚、重蒸苯酚、可溶性淀粉等(為分析純)、濃硝酸(優級純)、正己烷、三氯甲烷(色譜級) 國藥集團化學試劑有限公司;14%的BF3-CH3OH溶液、37種脂肪酸甲酯混合標準品 上海安譜科學儀器有限公司。

DHG-9035A型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司;Kjeltec8400型全自動凱氏定氮儀 丹麥FOSS公司;Soxtec2050型自動索氏抽提系統 丹麥FOSS公司;HP10型電熱板 德國艾卡公司;FineBox-6100型馬弗爐 浙江泛泰儀器有限公司;HWS-24型電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科學儀器有限公司;TRACEGCULTRA氣相色譜儀 美國Thermo Fisher公司;L-8800型氨基酸自動分析儀 日本日立公司;RF-6000型熒光分光光度計 日本島津公司;IKA? RV 10型旋轉蒸發儀 德國IKA集團/艾卡(廣州)儀器設備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理方法 抽取相近規格大小每種魚頭25只,平均頭長、頭寬、頭重見表1。每種魚頭用手術刀將骨肉分離,魚頭肉切碎混勻并分裝于自封袋,置于-80 ℃冰箱中貯藏待用。

1.2.2 水分含量測定方法 參照GB 5009.3-2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》[9],采用直接干燥法進行測定。

1.2.3 蛋白質含量測定方法 參照GB 5009.5-2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》[10],采用凱氏定氮法進行測定。

1.2.4 脂肪測定方法 參照GB 5009.6-2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》[11],采用索氏抽提法進行測定。

1.2.5 灰分測定方法 參照GB 5009.4-2016《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》[12],采用高溫灼燒法進行測定。

1.2.6 脂肪酸測定方法 總脂的提取:稱取每種魚頭肉10 g左右,按照Folch等[13]提取方法用氯仿/甲醇(2∶1,V/V)提取后,用旋轉蒸發有機溶劑得到魚頭中的總脂。脂肪酸組成分析:取0.1 g上述脂肪于100 mL圓底燒瓶中,按照Zhang等[14]的方法用三氟化硼-甲醇法對脂肪酸進行甲酯化,甲酯化后用氣相色譜進行分析。根據37種脂肪酸甲酯混合標準品與樣品對比保留時間進行定性分析,內標法定量分析。

1.2.7 氨基酸測定方法 除色氨酸以外的氨基酸的測定參照GB 5009.124-2016《食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》[15],用酸水解、氨基酸自動分析儀進行檢測;色氨酸的測定用堿水解、熒光分光光度法測定[16]。

1.2.8 礦物質及重金屬含量測定方法 除無機砷外的礦物質及重金屬含量的測定參照GB 5009.268-2016《食品安全國家標準 食品中多元素的測定》[17]中的電感耦合等離子質譜法(ICP-MS)進行測定;無機砷含量的測定參照GB 5009.11-2014《食品安全國家標準 食品中總砷及無機砷的測定》[18]中的液相色譜原子熒光光譜法測定。

1.2.9 營養評價方法 2007年聯合國糧農組織/世界衛生組織(FAO/WHO)推薦了氨基酸評分模式和雞蛋的蛋白質氨基酸評分模式[19],

按照此模式進行比較,氨基酸評分(AAS)和必需氨基酸指數(EAAI)計算公式如下:

式中:n為比較的必需氨基酸個數;a,b,c,…,h為實驗蛋白質的必需氨基酸含量,g/100 g Protein;ae,be,…,he為雞蛋蛋白質的必需氨基酸含量,g/100 g Protein。

1.3 數據處理

結果以平均值±標準偏差(Mean±SD)的形式表示。采用SPSS 16.0軟件,根據單因素方差(One-Way ANOVA)方法對數據進行差異顯著性比較分析,P<0.05為數據之間存在顯著性差異。

2 結果與討論

2.1 鳙魚頭、金槍魚頭和三文魚頭肉的一般營養成分分析

如表2所示,為鳙魚頭、金槍魚頭和三文魚頭肉的一般營養成分組成。魚肉的營養價值主要取決于其蛋白質和脂肪含量,三種魚頭的蛋白質含量為12.01%～16.00%,特別是金槍魚頭肉中的粗蛋白含量顯著性高于鳙魚頭和三文魚頭(P<0.05),但三種魚頭的蛋白質含量均低于魚肌肉(鳙魚19.80%,大目金槍魚20.67%，挪威三文魚21.66%)[16-18]。三種魚頭粗脂肪含量存在顯著性差異(P<0.05),三文魚頭(14.37%)>金槍魚頭(10.70%)>鳙魚頭(3.82%)均高于同種類肌肉的粗脂肪含量(鳙魚0.48%，大目金槍魚4.80%，挪威三文魚7.37%)[16-18]。金槍魚頭和三文魚頭的灰分含量顯著高于鳙魚頭的灰分含量(P<0.05)。

表2 鳙魚、金槍魚和三文魚頭的一般營養成分(%,濕重)Table 2 Proximate composition in A. nobilis,T.obesus and Salmon salar head(%,wet)

2.2 鳙魚、金槍魚和三文魚頭肉的脂肪酸組成分析

鳙魚、金槍魚和三文魚的脂肪酸組成和含量如表3所示,三種魚頭檢測出26種脂肪酸,包括9種飽和脂肪酸(SFA),7種單不飽和脂肪酸(MUFA)和10種多不飽和脂肪酸(PUFA)。圖1為三種魚頭的脂肪酸組成情況,由圖可知,三種魚頭不飽和脂肪酸含量很高,占總脂肪酸含量的61.30%～82.40%。通常情況下,不飽和脂肪酸含量越高的油脂,必需脂肪酸的含量也越高,其營養價值也相對越高,因此三種魚頭營養價值都比較高。三種魚頭脂肪酸組成的差別主要在單不飽和脂肪酸(MUFA)和多不飽和脂肪酸(PUFA),鳙魚頭和金槍魚頭以PUFA為主,分別占總脂肪酸含量的44.80%和44.84%,三文魚頭以MUFA為主,占總脂肪酸含量的43.03%。

表3 鳙魚、金槍魚和三文魚頭肉中 脂肪酸組成(g/100 g脂肪)Table 3 Fatty acids composition in A.nobilis, T.obesus and Salmon salar head meat(g/100 g fat)

圖1 鳙魚、金槍魚和三文魚頭的不同脂肪酸組成Fig.1 The distribution of different fatty acids in A.nobilis,T.obesus and Salmon salar head

比較鳙魚、金槍魚、三文魚頭中的SFA組成發現,三種魚頭的主要SFA組成是棕櫚酸(C16∶0)、肉豆蔻酸(C14∶0)和C18∶0(硬脂酸),其總量分別占三種魚頭SFA含量的79.84%、84.63%和94.74%,這與鳙魚肌肉、大目金槍魚赤身,中腹和大腹、以及養殖三文魚肌肉的飽和脂肪酸組成基本一致[20-22]。Woodside等[23]認為飽和脂肪酸的攝入量與心血管疾病的發生有關,過多的攝入飽和脂肪酸會增加心血管疾病的風險。鳙魚、金槍魚和三文魚頭的飽和脂肪酸占脂肪酸總量的比例分別為38.70%、31.31%和17.60%,并且PUFA/SFA值為1.16～2.24,說明三種魚頭脂肪酸組成相對合理,且不飽和程度高,為優質的脂肪酸來源。

鳙魚、金槍魚、三文魚頭MUFA總量存在顯著性差異(P<0.05),且三文魚>金槍魚>鳙魚。三種魚頭的主要MUFA組成是棕櫚一烯酸(C16∶1)和油酸(C18∶1),二者總量分別占三種魚頭MUFA含量的84.07%、90.63%和85.04%。特別是三文魚頭油酸含量很高,占總脂肪酸含量的34.72%,與人工養殖三文魚肌肉的油酸含量(31.63%)相近[24]。

圖2為三種魚頭中的PUFA組成情況,可以看出,三種魚頭都含有較高的EPA和DHA,特別是金槍魚頭,EPA+DHA含量占金槍魚TFA的37.79%,占金槍魚PUFA含量的84.29%。EPA和DHA作為人體內非常重要的必需脂肪酸,在預防心腦血管疾病、抗炎抗癌、促進兒童腦部發育、預防老年癡呆,以及人體基因表達和細胞功能等方面有都有明顯功效[25],鳙魚頭EPA和DHA含量(14.20%)和三文魚頭(12.31%)雖然比金槍魚頭(37.79%)少的多,但是比一般經濟魚類的腹部肌肉的EPA和DHA含量(鳙魚2.04%，生態草魚8.95%，飼料草魚10.70%)都高[26-27],并且三文魚頭和金槍魚頭EPA和DHA含量均比其魚肌肉(大目金槍魚中腹24.62%,人工養殖三文魚肌肉5.35%)的含量高[21,24],因此對魚頭的有效利用具有重要意義。

圖2 鳙魚、金槍魚和三文魚頭的PUFA組成Fig.2 The distribution of PUFA in A.nobilis, T.obesus and Salmon salar head

2.3 鳙魚、金槍魚和三文魚頭肉的氨基酸組成

鳙魚、金槍魚和三文魚頭的氨基酸組成及含量見表4。三種魚頭均可檢測出18種氨基酸,包括8種必需氨基酸(TEAA)和10種非必需氨基酸(TNEAA)。金槍魚的總氨基酸含量顯著高于鳙魚和三文魚(P<0.05),這與粗蛋白的結果一致。鳙魚、金槍魚和三文魚頭中必需氨基酸含量占總氨基酸含量的比值(TEAA/TAA)分別為40.16%、39.73%和39.97%,基本符合FAO/WHO的理想模式(40%),它們的必需氨基酸總量與非必需氨基酸總量的比值(TEAA/TNEAA)分別為67.48%、66.06%和67.21%,均高于FAO/WHO提出的60%的理想模式,說明三種魚頭都是良好的動物蛋白的來源。

鳙魚、金槍魚和三文魚頭中含量最高的氨基酸都是谷氨酸(Glu),Glu是重要的鮮味氨基酸,并且Glu因其在氨基轉移反應中的作用而在氨基酸的代謝中起重要作用[28]。三種魚頭氨基酸含量其次是天冬氨酸(Asp),Asp也是鮮味氨基酸,并且在保護心臟、降低血壓方面有很好的功效。鳙魚、金槍魚和三文魚頭中鮮味氨基酸含量占總氨基酸含量的比值(TUAA/TAA)分別為39.30%、39.57%和37.53%,其中的鳙魚頭和金槍魚頭TUAA/TAA值均高于以鮮味聞名的魚類(長江刀鱭36.59%;黃河刀鱭35.65%;野生黃鰭東方鲀37.97%;養殖黃鰭東方鲀38.37%)[29-30],這可能是魚頭味道鮮美的原因之一。另外,三種魚頭含量較高的氨基酸有賴氨酸(Lys)、亮氨酸(Leu)、精氨酸(Arg)和甘氨酸(Gly),其中Lys和Leu是重要的必需氨基酸。Lys缺乏會導致免疫缺陷,可用于預防和治療唇皰疹,Lys又是糧谷類食品蛋白質的第一限制氨基酸,與糧谷類食品配合食用,可以提高主食蛋白質的營養價值。Leu是唯一能夠刺激肌肉蛋白質合成的氨基酸,在燒傷、創傷和敗血癥等應激條件下具有重要的治療作用[28]。三種魚頭中含量較低的氨基酸是半胱氨酸(Cys)和色氨酸(Trp)。

根據2007年FAO/WHO建議的成人必需氨基酸的需求模式對鳙魚、金槍魚和三文魚頭的必需氨基酸進行評分,結果如圖3所示。由圖3可知,三種魚頭的AAS評分最高的均為賴氨酸(Lys)和苯丙氨酸+酪氨酸(Phe+Tyr)。鳙魚頭評分較低的是色氨酸(Trp)、亮氨酸(Leu)和纈氨酸(Val),金槍魚和三文魚頭評分較低的是亮氨酸(Leu)、纈氨酸(Val)和甲硫氨酸+半胱氨酸(Met+Cys)。但均滿足AAS>100,說明鳙魚、金槍魚和三文魚頭中都不存在限制性氨基酸。另外,必需氨基酸指數(EAAI)能夠反映樣品蛋白的必需氨基酸組成與雞蛋蛋白必需氨基酸組成的接近程度,由表4可知,鳙魚、金槍魚和三文魚頭的EAAI值分別為82.49、81.94、84.89,高于很多經濟魚類肌肉的EAAI值(鳙魚80.13,生態草魚76.07，飼料草魚77.29，云紋石斑魚75.19，鞍帶石斑魚74.93，雜交“龍紋斑”77.96)[20,27,31],具有較高的營養價值。

表4 鳙魚、金槍魚和三文魚頭肉中氨基酸組成(mg/g,濕重)Table 4 Amino acids composition in A.nobilis,T.obesus and Salmon salar head meat(mg/g,wet weight)

圖3 鳙魚、金槍魚和三文魚頭的氨基酸評分Fig.3 Amino acid scores of A.nobilis, T.obesus and Salmon salar head

2.4 鳙魚、金槍魚和三文魚頭的礦物質組成及重金屬含量殘留

表5為鳙魚、金槍魚和三文魚頭的礦物質組成及重金屬含量殘留。由表5可知,鳙魚、金槍魚和三文魚頭中均含有比較豐富的常量和微量礦物質元素。三種魚頭的礦物質組成基本一致,

表5 鳙魚、金槍魚和三文魚頭肉中礦物質組成 及重金屬殘留(mg/100 g,濕重)Table 5 Minerals composition and heavy metal residue in A.nobilis,T.obesus and Salmon salar head meat(mg/100 g,wet weight)

含量最高的兩種常量元素都是鉀和鈉,鉀和鈉可調節細胞內的滲透壓和體液的酸堿平衡[21]。雖然三種魚頭中鉀和鈉的含量都很高,但是鉀/鈉的值均大于1,屬于高鉀低鈉的食物,鉀能夠促進機體中鈉的排除,并且能夠通過擴張血管,降低血管的阻力來起到降低血壓的作用,因此三種魚頭都適合高血壓患者食用。三種魚頭含量最高的兩種微量元素都是鋅和鐵,鋅在維持機體正常的免疫、生殖和調控自由基的水平等方面都有重要的作用,而鐵作為血紅蛋白的重要成分之一,在生物氧化和呼吸過程中有很重要的作用,缺乏時會引起缺鐵性貧血[32]。三種魚頭相比較,鳙魚頭鈣和鋅含量顯著高于金槍魚和三文魚頭(P<0.05),金槍魚頭鉀、鈉和鎂含量顯著高于鳙魚和三文魚頭(P<0.05),三文魚頭鐵含量顯著高于鳙魚和金槍魚頭(P<0.05),這種顯著性差別可能與它們的生活水域的鹽度、溫度和水化學以及它們的食物組成有關。

魚頭中可能由于易富集重金屬而影響它的食用價值。三種魚頭中鉛、汞、鉻和鎘的含量均低于國家限量(鉛:5 mg/100 g;甲基汞:10 mg/100 g;鉻:20 mg/100 g;鎘:1 mg/100 g),但是金槍魚頭中的總砷含量高于國家對無機砷的限量(1 mg/100 g),對于制定無機砷限量的食品可先測定其總砷,當總砷水平不超過無機砷限量值時,不必測定無機砷;否則,需再測定無機砷)[33]。水產品中無機砷占總砷的質量分數為0.4%～5.3%[17]。砷在自然界中普遍存在,常以As2O5、As2S3、As2S5、砷酸鹽和亞砷酸鹽的等無機物的形式存在,在水產品中常以砷甜菜堿和砷膽堿等有機物存在,砷化合物基本上都有一定的毒性,其中的無機砷毒性很大,1980年國際癌癥研究機構確認無機砷為一類致癌物,甲基化的有機砷毒性很小,砷糖、砷甜菜堿和砷膽堿常被認為是無毒的,所以測定金槍魚頭中無機砷的含量非常有必要[34]。遂對金槍魚頭中的無機砷含量進行測定,檢測結果為未檢出(含量<0.2 mg/100 g)。所以三種魚頭都符合國標衛生要求,可以安全食用。

3 結論

通過對鳙魚、金槍魚和三文魚頭的一般營養成分含量以及脂肪酸、氨基酸和礦物質組成以及重金屬殘留的檢測,對三種魚頭的營養成分及食用安全進行了較為詳細的分析與評價。三種魚頭營養成分差別最大的是粗脂肪含量及脂肪酸的組成,三種魚頭粗脂肪含量均有顯著差異(P<0.05),為三文魚(14.37%±2.63%)>金槍魚(10.70%±0.97%)>鳙魚(3.82%±0.04%)。三種魚頭肉均含有豐富的不飽和脂肪酸,占總脂肪酸含量的61.30%～82.40%,所以三種魚頭肉都是補充脂肪酸的良好來源,特別是金槍魚頭,含有豐富的EPA和DHA,起到輔助預防降血脂、防止動脈硬化等心血管疾病的作用,并且能夠平衡膳食中n-3多不飽和脂肪酸的缺乏。三種魚頭氨基酸組成都基本符合FAO/WHO的理想模式,氨基酸評分都大于100,EAAI值也都在80以上,表明這三種魚頭可以作為優質的氨基酸來源。三種魚頭富含礦物質,其中常數元素都是K和Na含量較高,而微量元素都是Fe和Zn含量較高。三種魚頭的重金屬含量(鉛、砷、汞、鎘、鉻)均不超過國家限量,表明魚頭來源是安全健康的。所以三種魚頭的食用價值都比較高,能為人體提供良好的營養。