大型鱘魚不同部位肌肉的營養成分分析

黃攀，王文秋，宮臣，王瑞紅，白帆，趙元暉，*

（1.中國海洋大學食品科學與工程學院，山東青島266003；2.衢州鱘龍水產食品科技開發有限公司，浙江 衢州324000）

鱘魚（Sturgeon），又稱“鱘龍”，是地球上最古老的、最原始的軟骨魚種之一。鱘魚為冷水性魚類，喜棲息于寒帶和溫帶鹽度較低的水體中，是淡水魚種個體最大、壽命最長的魚。鱘魚魚子醬具有高營養價值，是世界上最有價值和最受歡迎的產品之一。在過去的30年里，魚子醬的需求持續增長，這導致了鱘魚的過度捕撈。由于對魚子醬的高需求，養殖鱘魚作為魚子醬的替代來源迅速發展[1-2]。在鱘魚養殖業中，鱘魚由于容易進行種間雜交并能獲得良好的性能，因此雜交鱘被廣泛養殖，而史式鱘×達氏鰉的雜交鱘便是中國水產養殖中最常見的物種[3-5]。據《中國漁業統計年鑒》報道，2017年鱘魚總產量為89 773 t，2018年總產量為96 914 t。鱘魚養殖業持續發展，而鱘魚肉的利用效率低下，這在很大程度上限制了鱘魚產業的可持續發展。

鱘魚肉作為生產魚子醬后的主要副產品，是鱘魚養殖的主要產品，具有重要的商業價值。雖然大型鱘魚養殖業持續發展，但商業鱘魚價格從2010年的45元/kg降至2018年的20元/kg[6]。因此，通過提高鱘魚肉的價值對于鱘魚產業的發展至關重要。肌肉品質的差異是加工和利用中的關鍵因素，而魚肌肉的品質主要取決于其營養價值。魚的營養價值與物種[7]、環境[8-9]、餌料[10-11]、季節[12]、年齡[13-14]以及不同部位的肌肉都密切相關。有研究表明，在大型鯰魚和鱈魚肌肉的不同部分之間發現了化學成分存在差異[15-17]。但是，目前對大型鱘魚不同部位肌肉中化學成分的了解非常有限。因此，本研究旨在研究雜交鱘中不同部位肌肉的化學成分，為大型鱘魚肌肉分類銷售及精準加工提供理論基礎，提高鱘魚肌肉的價值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鱘魚：衢州鱘龍水產食品科技開發有限公司。濃硫酸、濃鹽酸、硫酸銅、硫酸鉀、硼酸、氫氧化鈉、乙酸鎂、氯化鈉（均為分析純）：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

DHG-9090A電熱恒溫鼓風干燥箱：上海精宏實驗設備有限公司；SX2-2.5-12n馬弗爐：上海宜亨技術有限公司；FOSS 8400全自動凱氏定氮儀：福斯分析儀器公司；L-8900全自動氨基酸分析儀：日立高新技術公司；1310/ISQ氣相色譜質譜聯用儀：賽默飛世爾科技（中國）有限公司；Agilent 7500A電感耦合等離子體質譜儀 （inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）：安捷倫科技（中國）有限公司。

1.3 試驗方法

鱘魚取魚子后，去頭、去內臟、去皮，肌肉共分為8個部分，分別為背上部（A）、背中部（B）、背下部（C）、腹上部（D）、腹中部（E）、腹下部（F）、前尾部（G）和后尾部（H）（見圖1）。8個部位的肌肉均用絞肉機攪碎3次，放置于-20℃冷藏備用。

圖1 雜交鱘肌肉分割示意圖Fig.1 Scheme of muscle sampling in hybrid sturgeon

氨基酸測定采用全自動氨基酸分析儀測定，脂肪酸采用氣相色譜質譜聯用儀測定，礦物質含量通過微波消解后采用ICP-MS測定。水分含量通過在105℃下烘箱干燥直至獲得恒定重量測定（GB 5009.3-2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》），蛋白質含量采用凱氏定氮法測定（GB 5009.5-2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》），脂肪含量采用酸水解索氏提取法測定（GB 5009.6-2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》），灰分含量通過在馬弗爐中于550℃灼燒4 h測定（GB 5009.4-2016《食品安全國家標準食品中灰分的測定》）。

1.4 營養價值評價

根據糧食與農業組織/世界衛生組織（Food and A griculture Organization of the United Nations/World Health Organization，FAO/WHO）1973年建議的氨基酸評分標準模式和全雞蛋蛋白質的氨基酸模式，分別計算氨基酸評分（amino acid score，AAS）、化學評分（chemical score，CS）和必需氨基酸指數（essential amino acid index，EAAI）。

AAS=樣品氨基酸含量（g/100 g蛋白質）/FAO建議的氨基酸含量（g/100 g蛋白質）

CS=樣品氨基酸含量（g/100 g蛋白質）/全雞蛋蛋白氨基酸含量（g/100 g蛋白質）

式中：n為必需氨基酸數目；A～H為樣品中蛋白質必需氨基酸含量，g/100 g蛋白質；AE～HE為全雞蛋蛋白氨基酸含量，g/100 g蛋白質。

1.5 數據處理

使用Excel和SPSS進行數據處理和分析，以P<0.05表示差異顯著，結果以平均值±標準差，采用Origin進行作圖。

2 結果與分析

2.1 基本營養成分

雜交鱘不同部位的基本營養成分如圖2所示。

圖2 雜交鱘不同部位的基本營養成分Fig.2 Chemical composition of different zones of hybrid sturgeon

在這項研究中，腹部的水分含量顯著高于背部和尾部（P＜0.05），背部的蛋白質含量顯著高于腹部和尾部（P＜0.05），而尾部的脂肪含量最高，其次是背部和腹部。各部位的灰分含量均無顯著性差異。Chaijan等[15]研究發現在大型鯰魚中，其背部（19.00%）的蛋白質含量顯著高于尾部（17.27%）和腹部（14.36%），而尾部（8.60%）的脂肪含量最高，其次是腹部（4.21%）和背部（0.54%）。Thammapat等[16]發現在亞洲鯰魚中，背部的蛋白質含量顯著高于腹部，而腹部的脂肪含量顯著高于背部。這些研究與本研究的結果略有不同，這可能有品種有很大關系。杜強等[17]的研究表明，雜交鱘隨著年齡的增長，蛋白質含量和脂肪含量都呈現增長趨勢，這也證實了本研究的結果。隨著年齡的增長，大型雜交鱘的脂肪含量顯著增加，其脂肪含量主要聚集在皮下和脊椎周圍，這可能是導致背部脂肪含量高于腹部的主要原因。

此外，將8個部位劃分為前部（AD），中部（BE），后部（CF），前尾部（G）和后尾部（H）進行比較。結果表明，蛋白質、脂肪和水分含量均存在顯著性差異（P＜0.05），并在頭至尾的方向上存在一定的趨勢，灰分含量均無顯著性差異。從頭部至尾部方向上，脂肪含量先增加后降低，而蛋白質和水分含量卻呈現相反的趨勢，但后部和前尾部區域的基本營養成分均無顯著性差異。在所有部位中，脂肪含量與蛋白質與水分含量均成反比關系，Thammapat[16]和Palmeri等[18]也在鱈魚和鯰魚中發現了相似的結果。魚類的肌纖維平行排列，兩端與結締組織相連，結締組織固定于骨骼和皮膚上。肌纖維的長度從頭部到尾部變化，因此不同部位的肌纖維存在不同[19]，這可能是導致不同部位化學組成存在差異的原因。

2.2 氨基酸含量

雜交鱘魚不同部位的氨基酸組成如表1所示。

不同部位的氨基酸總量為13.59 g/100 g～15.19 g/100 g，必需氨基酸含量為 6.13 g/100 g～6.86 g/100 g，各部位的必需氨基酸的比例基本一致（45%～46%）。在雜交鱘魚中，主要的氨基酸是谷氨酸、賴氨酸、天冬氨酸和亮氨酸，這與其它文獻的結果類似[20]。背上部的總氨基酸（total amino acid，TAA）含量顯著高于前尾部（P＜0.05），其余6個部位均無顯著性差異。根據FAO/WHO建議的理想蛋白模式，必需氨基酸的比值高于40%的蛋白質質量較高。雜交鱘所有部位肌肉中氨基酸種類和含量豐富，必需氨基酸均占氨基酸總量的40%以上，說明雜交鱘肌肉均為優質的蛋白質來源。

表1 雜交鱘不同部位肌肉的氨基酸組成Table 1 Amino acid composition in different muscle zones of hybrid sturgeon g/100 g濕重

在不同部位中發現部分氨基酸在頭部至尾部肌肉的方向上呈現明顯的趨勢。賴氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和半胱氨酸含量均在頭部至尾部方向上均呈現先降低后增加的趨勢，其中后部和前尾部具有較低的氨基酸含量。魚肉的鮮美程度很大程度上取決于鮮味氨基酸的組成和含量，其中谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸和天冬氨酸均為鮮味氨基酸。因此，魚的鮮味可能從頭部至尾部方向也呈現先減少后增加的趨勢。

雜交鱘魚不同部位肌肉的必需氨基酸評價結果見表2。

表2 雜交鱘不同部位肌肉的氨基酸評價Table 2 AAS，CS and EAAI in different muscle zones of hybrid sturgeon g/100 g濕重

由氨基酸評分標準來看，除背上部和背下部外，其它部位的必需氨基酸均高于FAO/WHO標準，腹中部和后尾部第一限制氨基酸為亮氨酸，其余部位第一限制氨基酸均為纈氨酸，這與已報道的一些鱘魚的營養研究結果類似[21]；從化學評分標準來看，所有部位肌肉的賴氨酸含量均明顯高于全雞蛋蛋白標準。各部位肌肉的必需氨基酸指數為81.20～88.40，其中腹中部最高，前尾部最低，均較接近全雞蛋蛋白?？偟膩碚f，雜交鱘魚肉具有豐富的蛋白質含量和良好的氨基酸組成，是高價值蛋白質的良好來源。

2.3 脂肪酸含量

雜交鱘魚不同部位的脂肪酸組成如表3所示。

表3 雜交鱘不同部位的脂肪酸組成Table 3 Fatty acid composition of different muscle zones of hybrid sturgeons %

雜交鱘魚的所有部位肌肉均顯示出高含量的單不飽和脂肪酸（mnounsat urated fatty acid，MUFA，37.32%～39.80%）和多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA，30.97%～35.36%）以及低含量的飽和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA，26.35%～28.28%）。在雜交鱘魚肌肉中，棕櫚酸（C16：0，18.89%～21.02%）是所有部位的主要SFA；油酸（C18：1，31.81%～34.08%）是主要的 MUFA；在 PUFA 中，亞油酸（C18：2，17.72%～22.34%）含量最高，其次是DHA（C22：6，4.56%～6.14%）和EPA（C20：5，3.13%～3.57%）。后尾部具有最高含量的SFA和MUFA以及最低的PUFA含量。Nieminen[22]和Pyz-?ukasik[23]報道的西伯利亞鱘中的棕櫚酸、油酸、亞油酸、DHA和EPA含量與本研究的結果相似。

本研究的試驗結果表明，雜交鱘不同部位的脂肪酸組成存在顯著差異，在頭部至尾部方向上發現了脂肪酸含量的規律性變化。SFA和MUFA含量均呈現先降低后增加的趨勢，而PUFA呈現出相反的趨勢。其中，棕櫚酸和油酸含量先降低后增加，亞油酸含量呈現相反的趨勢。雜交鱘后尾部具有較低的PUFA水平，但其具有最高的DHA含量和較高的EPA含量，且腹部的DHA和EPA含量高于腹部。DHA又稱腦黃金，是一種對人體非常重要的不飽和脂肪酸，屬于ω-3不飽和脂肪酸家族中的重要成員，高含量的DHA已被證明可以促進大腦發育，改善記憶力，特別是對胎嬰兒智力和視力發育至關重要[24]。

PUFA/SFA和n-3/n-6 PUFA的比例對于人體的健康是非常重要的。高含量的n-6 PUFA會引發許多疾病，包括癌癥和炎癥和自身免疫疾病，而高含量的n-3 PUFA對這些疾病的發病發揮抑制作用。因此，高含量的n-3 PUFA和較低的n-6/n-3 PUFA比值對于人體健康是有益的。英國衛生部建議最高的n-6/n-3 PUFA比例為4.0。在雜交鱘魚中，所有部位的n-6/n-3 PUFA比例均小于4.0，且在后尾部發現最低的n-6/n-3 PUFA比例（1.65）。此外，雜交鱘所有部位的PUFA/SFA比例均高于人類飲食的最低推薦值0.45?？傊?，所有部位肌肉的脂肪酸均對人體有益，且腹部的脂肪酸價值略高于背部；后尾部具有高含量的DHA和EPA水平以及最低的n-6/n-3 PUFA比例，后尾部被認為具有最高的脂肪酸價值。

2.4 礦物質含量

礦物質對機體的各種功能至關重要，例如生長和新陳代謝，機體需要大量的宏量元素和少量的微量元素。雜交鱘魚不同部位肌肉的礦物質含量如表4所示。

在鱘魚中，各部位肌肉中均含有豐富的K、Na、Ca和 Mg等宏量元素，還含有Cu、Fe、Zn、Mn、Cr和 Se等微量元素。其中，K（325.7 mg/100 g～364.2 mg/100 g）是所有部位中含量最豐富的礦物質，其次是Na（48.2 mg/100g～65.2 mg/100 g）和 Mg（16.9 mg/100 g～19.0 mg/100 g）。王煜坤[25]和A.Badiaani等[26]研究的鱘魚的Na和K含量處于 39.9 mg/100 g～70.0 mg/100 g和 298 mg/100 g～408 mg/100 g之間，與本研究的結果一致。魚肉中的Ca含量通常較低，雜交鱘魚的Ca含量為7.2 mg/100 g～12.3 mg/100 g，其中背上部的Ca含量明顯高于其它部位，可能是由于背上部中含有少量軟骨。通常，魚骨含有較高Ca的含量，而鱘魚骨是軟骨，從營養學的角度來看，鱘魚提供的鈣含量遠高于其他魚類。

表4 雜交鱘不同部位的礦物質含量Table 4 Mineral contents in different muscle zones of hybrid sturgeon

在微量元素中，Mn、Cr、Se含量在不同部位中差異不明顯，說明這3種元素在不同部位肌肉的富集能力基本相同。Cu元素背中部含量較低（0.43 mg/kg），Zn元素在后尾部中含量較高。Fe（8.85 mg/kg～20.73 mg/kg）是最豐富的微量元素，尤其是后尾部和前尾部Fe含量更高，其原因可能是尾部的肌紅蛋白含量較高，這與其它文獻報道的結果一致[25]。

3 結論

本次試驗的研究結果表明，雜交鱘不同部位肌肉具有不同的營養品質。在頭部至尾部方向上，基本營養成分、氨基酸含量和脂肪酸含量均存在一定的趨勢；脂肪含量從頭部至尾部肌肉先增加后降低，后部和前尾部脂肪含量顯著高于其它部位，而水分和蛋白質的含量與脂肪含量成反比；鮮味氨基酸含量從頭部至尾部肌肉先降低后增加，后部與前尾部鮮味氨基酸含量較低，因此前部、中部和后尾部的鮮味較好；在頭部至尾部方向上，PUFA含量呈現先增加后降低的趨勢，而SFA和MUFA含量均呈現出相反的趨勢，但后尾部具有最高的DHA和EPA含量，腹部的DHA和EPA含量高于背部；雜交鱘含有豐富的礦物元素，后尾部具有較高的Fe和Zn含量。綜上所述，后尾部具有最高的營養價值，腹部價值略高于背部，后部與前尾部價值相當。