池塘內循環流水養殖模式對黑鯛肌肉品質影響的研究

張 藝，周振平，林培華，黃偉卿，張 偉，陳仕璽

(1 福建省閩東水產研究所，福建 寧德 352100；2 寧德市鼎誠水產有限公司，福建 寧德 352100；3 廈門大學海洋與地球學院， 福建 廈門 361102)

中國是水產養殖大國，據《中國漁業統計年鑒》統計[1]，2020年全國水產品總產量6 549.02萬t，養殖產量5 224.20萬t，占比79.8%，同比增長1.5%，水產養殖已成為中國居民重要的優質蛋白源。隨著生活水平的提高，人們在“吃得飽”的基礎上進一步追求“吃得好”，風味獨特的水產品深受市場追捧。以大黃魚為例，普通網箱養殖的大黃魚市場售價有只30～40元/kg。仿生態模式養殖大黃魚則高達到100～300元/kg，大規格野生大黃魚甚至能達到每尾數萬元的天價[2]。“脆肉鯇”是通過投喂蠶豆而改良肉質的草魚，價格也明顯高于普通草魚[3]。培育具優良風味的高端水產品，已成為水產養殖的重要分支。

近幾年，在全國水產技術推廣總站等單位的推廣下，全國開始大力發展池塘內循環流水(Internal-circulation Pond Aquaculture)養殖技術[4-8]。采用IPA模式養殖的魚長期處于游動狀態，對養殖生物的影響也引起國內學者的興趣。目前國內學者對IPA模式養殖魚類的肌肉營養成分、生長性能、生理生化指標、腸道菌群變化等進行了研究[5-7]。董立學等[4]研究了池塘內循環流水養殖模式(IPA)對斑點叉尾鮰肌肉品質的影響，劉梅等[6]研究了IPA模式對黃顙魚生長性能、形體指標、血清生化指標及肌肉營養成分的影響。這些研究主要集中在淡水養殖品種上，IPA模式對海水魚類肌肉品質影響還未見報道。

本研究對比了IPA模式與傳統池塘養殖模式(TPA)養殖的黑鯛(Acanthopagrusschlegelii)肌肉營養成分的差異，分析養殖模式差異對肌肉品質的影響，為海水魚類改良肌肉品質研究提供參考。

1 材料方法

1.1 樣品來源與制備

試驗魚取自寧德市蕉城區八都鎮金垂村，試驗組黑鯛取自一口采用池塘內循環流水養殖技術(IPA)的池塘，養殖水槽內的平均流速為3 cm/s，24 h運行。對照組黑鯛取自鄰近一口傳統池塘(TPA)。兩口池塘水源相同，面積均為0.27 hm2(4畝)，同一天投放同批平均規格40.2±5.7 g /尾的黑鯛魚種15 322尾，IPA組黑鯛水槽內養殖密度為85尾/m3，TPA組黑鯛養殖密度為3.2尾/m3。兩組黑鯛均投喂名海牌海水魚浮性顆粒飼料，夏季早晚各投喂一次，冬季酌情減量投喂。定期用試劑盒檢測水體中氨氮、亞硝酸鹽氮含量，氨氮控制在0.2 mg/L以下，亞硝酸鹽氮控制在0.1 mg/L以下。經14個月養殖后，對兩組池塘起捕黑鯛隨機取樣10尾，各取背部肌肉60 g去皮，搗碎混勻，平均分成3份用于營養成分測定。

1.2 檢測方法

魚肉委托福建省農業科學院農業質量標準與檢測研究所采用國標GB5009.3—2016[9]、GB5009.5—2016[10]、GB5009.6—2016[11]規定的方法進行常規營養成分測定，采用國標GB5009.12—2016[12]、GB5009.168—2016[13]規定的方法測定氨基酸和脂肪酸含量。

1.3 營養品質評價方法

營養品質評價根據聯合國糧農組織、世界衛生組織1973年建議的每克氮氨基酸評分標準模式[14]和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模式[10]進行比較，氨基酸評分按下式計算：

(1)

(2)

(3)

式中：XEAAI表示必需氨基酸指數；PAAS表示某種必需氨基酸的氨基酸評分值，PCS表示某種必需氨基酸的化學評分值。x為樣品中某種必需氨基酸的含量，X為FAO/WHO模式中同種氨基酸的含量，Y為全雞雞蛋蛋白中同種氨基酸的含量；n為比較必需氨基酸數；a、b、c、...、g為樣品蛋白質必需氨基酸的含量；A、B、C、...、G為全雞蛋蛋白質中同種氨基酸的含量。

1.4 處據處理

采用單因素方差(One way ANOVA)分析兩組黑鯛肌肉營養成分差異，取P<0.05為差異顯著性水平，采用SPSS19.0軟件進行數據分析。

2 結果

2.1 黑鯛基本營養成分的比較

IPA組黑鯛肌肉粗蛋白含量極顯著高于TPA組(P<0.01)，水分含量顯著低于TPA組(P<0.05),粗脂肪、粗灰分含量高于TPA組(P>0.05)，但差異不顯著(表1)。

表1 兩種養殖模式黑鯛基本營養成分含量Tab.1 The content of basic nutrients in Acanthopagrus schlegeliiin two culture modes

2.2 氨基酸成分分析及營養品質評價

2.2.1 氨基酸成分對比

兩組黑鯛肌肉中氨基酸含量見表2。除色氨酸在酸水解過程中被破壞未測定外，兩組黑鯛均檢出17種氨基酸，其中必需氨基酸7種，半必需氨基酸2種，非必需氨基酸8種。IPA組和TPA組肌肉中含量最高的氨基酸均為賴氨酸，含量最低的均為胱氨酸。IPA組黑鯛所有氨基酸含量均極顯著高于TPA組。IPA組中E/T值和E/N值都略高于TPA組。

表2 兩種養殖模式黑鯛肌肉中氨基酸組成及含量Tab.2 Composition and content of amino acids in muscleof Acanthopagrus schlegelii in two culture modes

(續表)

2.2.2 呈味氨基酸對比

兩組黑鯛肌肉中呈味氨基酸含量見表3。IPA組和TPA組呈味氨基酸占肌肉9.12%和6.82%，IPA組比TPA組高33.7%。從單種氨基酸來看，也都是IPA組明顯高于TPA組。

表3 兩種養殖模式黑鯛肌肉中鮮味氨基酸含量Tab.3 Content of flavor amino acids in muscle ofAcanthopagrus schlegelii in two culture modes

2.2.3 氨基酸營養評價

兩組黑鯛肌肉氨基酸含量與FAO/WHO氨基酸評分標準以及雞蛋蛋白質氨基酸評分標準進行對比，計算PAAS、PCS、EAAI值如表4。經測算，兩組黑鯛肌肉的第一限制性氨基酸均為蛋氨酸+半胱氨酸，第二限制性氨基酸均為纈氨酸。EAAI值IPA組為84.32，高于TPA組的76.90。

表4 兩組黑鯛肌肉氨基酸評分情況Tab.4 Muscle amino acid score of two groups ofAcanthopagrus schlegelii

2.3 脂肪酸含量的比較

兩種黑鯛肌肉中均檢出10種脂肪酸，3種飽和脂肪酸，3種單不飽和脂肪酸，4種多不飽和脂肪酸(表5)。IPA組黑鯛肌肉中飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸與TPA組差異不顯著，多不飽和脂肪酸顯著低于TPA組。P/S值IPA組低于TPA組。

表5 兩種養殖模式黑鯛肌肉脂肪酸含量Tab.5 Fatty acid content in muscle of Acanthopagrus schlegeliiin two culture models

3 討論

3.1 兩種養殖模式下肌肉基本營養成分比較

常規營養成分的組成和含量是魚類營養價值的重要體現。國內外許多專家研究了養殖模式對養殖魚肌肉組成成分的影響[15-19]，但結論不一。Yogata等[20]、Shin[21]研究認為水流速度對牙鲆、虹鱒肌肉營養成分無明顯影響；董立學[5]、劉梅等[6]研究認為IPA模式養殖的斑點叉尾鮰、黃顙魚肌肉粗蛋白含量顯著高于普通池塘組，粗脂肪含量顯著低于普通池塘組，水分含量與普通池塘組差異不顯著。葉香塵等[19]認為池塘和稻田養殖模式對金邊鯉和建鯉肌肉水分含量影響較大，段青源等[18]認為不同養殖模式對大黃魚肌肉水分含量影響較大，但顏孫安等[16-17]的研究卻認為不同養殖模式對養殖生物肌肉水分含量無明顯影響。本研究中IPA模式養殖黑鯛肌肉的蛋白質含量極顯著提高，與董立學[5]、劉梅等[6]的研究結果一致；粗脂肪含量影響不顯著，與兩位學者的研究結果相反。IPA組黑鯛肌肉中水分含量顯著下降與段青源等[18]、葉香塵等[19]的研究較為一致。宋波瀾等[22-23]研究了運動對多鱗四須鲃和紅鰭銀鯽肌肉成分的影響，認為運動訓練能促進蛋白質在肌肉和肝臟中的沉積。IPA組黑鯛肌肉中蛋白質含量比TPA組顯著提高，應該是由于運動強度較大，促進了蛋白質的轉化和合成。董立學等[5]認為IPA模式中斑點叉尾鮰運動強度較大，肌肉中大量的糖原被消耗，促進了脂肪被分解，降低了肌肉中的脂肪含量。本研究中IPA組脂肪含量與對TPA組差異不顯著，水分的含量卻顯著下降。運動訓練會提高黃顙魚對胃腸道中消化酶的分泌和活性，提高蛋白質和脂類的吸收利用率[6]，IPA模式下黑鯛長期處于游動狀態，提高了機體對蛋白質和脂肪的吸收，總體增加了IPA組黑鯛肌肉中粗蛋白和粗脂肪在肌肉中的占比，造成了水分含量相對TPA組的顯著下降。由于長期運動狀態脂肪消耗較大，造成粗脂肪含量與TPA組相當的情況。

3.2 肌肉氨基酸含量分析

魚肉的營養價值與魚肉中氨基酸含量密切相關[18]。本研究表明(表2)，兩種養殖模式下的黑鯛均檢出17種氨基酸，7種成人必需氨基酸，每種氨基酸的含量均是IPA組極顯著高于TPA組。董立學[5]等研究認為IPA養殖模式下的斑點叉尾鮰背、腹部肌肉氨基酸總量、必需氨基酸總量顯著高于TPA組(P<0.05)，劉梅等[6]研究表明，IPA模式養殖黃顙魚肌肉氨基酸總量、必需氨基酸總量顯著高于TPA(P<0.05)組，與本研究結果一致。宋波瀾[22-23]對多鱗四須鲃和紅鰭銀鯽研究認為運動訓練可以提高魚類肌肉中必需氨基酸的含量，本研究的結果也說明IPA模式下的黑鯛由于運動強度較大，顯著提升了肌肉中氨基酸占比。

必需氨基酸的含量和組成是評價蛋白質營養價值的重要指標[15]。對照 FAO/WHO所提出的“質量較好的蛋白質其組成氨基酸必需氨基酸與總氨基酸(E/T)比例40%左右，必需氨基酸與非必需氨基酸(E/N)之比在60%以上”的理想模式[2]，兩組黑鯛的E/T均近接40%，而 E/N在70%以上，且IPA組黑鯛均高于TPA組黑鯛，說明兩組黑鯛肌肉氨基酸組成均較為理想，且其平衡效果較好，是人體優質的蛋白源。氨基酸評分反映了蛋白質的構成和利用效率。兩組黑鯛氨基酸CS值僅有賴氨酸的值超過1，說明黑鯛肌肉中賴氨酸含量較高，更利于配合谷物膳食提高蛋白質的吸收率[2]。兩組黑鯛肌肉的第一限制性氨基酸均為蛋氨酸+半胱氨酸，第二限制性氨基酸均為纈氨酸,說明兩組黑鯛肌肉必需氨基酸比例較為相似。IPA組必需氨基酸AAS值超過1的有5個，TPA組有3個。各必需氨基酸的AAS值和CS值均是IPA組高于TPA組，可見IPA組黑鯛肌肉必需氨基酸的滿足率更高，更能滿足人體的生理需要。EAAI值體現了肌肉中必需氨基酸與標準雞蛋蛋白質的相似程度[24-25]，IPA組EAAI值為84.32，高于TAP組的76.9，說明IPA組的肌肉是優質的蛋白源，且營養價值高于TPA組。綜上，氨基酸評價的各項指標均顯示IPA組黑鯛肌肉的營養價值要高于TPA組。

3.3 鮮味氨基酸差異分析

鮮味氨基酸的含量是影響肌肉風味的重要指標[26-27]。谷氨酸和天門冬氨酸是鮮味的特征性氨基酸,其中谷氨酸鮮味最強，丙氨酸與甘氨酸是甘味特征的氨基酸[28]。韓坤煌等[2]研究認為圍網養殖模式下的大黃魚肌肉中呈味氨基酸含量明顯高于普通網箱養殖大黃魚造成兩者風味的差別。林利民等[28]研究認為野生大黃魚呈味氨基酸含量明顯高于網箱養殖大黃魚是野生大黃魚具有更好風味的原因。IPA組肌肉中谷氨酸和天門冬氨酸分別比TPA組高37.1%和36.5%，甘氨酸和丙氨酸的含量也高出30%以上，說明IPA養殖模式可以起到改善黑鯛肌肉風味的效果。

3.4 肌肉脂肪酸含量差異

脂肪酸是脂類物質的組成部分，對動物的生長、發育、繁殖有重要影響[29,31],兩組黑鯛均檢測出10種脂肪酸，3種飽和脂肪酸(SFA)，3種單不飽和脂肪酸(MUFA)，4種多不飽和脂肪酸(PUFA)且種類相同，說明不同養殖模式沒有影響黑鯛脂肪酸的組成。

SFA是魚類維持運動中優先用于氧化供能的脂類[32-33]，董立學[5-6]等研究認為IPA模式下斑點叉尾鮰、黃顙魚肌肉中的SFA含量顯著低于TPA模式。穆小平[34]研究認為溯流游動的吉富羅非魚除紅肌SFA含量呈現上升趨勢外，其他肌肉脂肪酸含量相對百分比不受影響。PUFA中最重要的是EPA和DHA，對清理和軟化血管、降低血脂以及健腦都有重要作用，是衡量脂肪酸營養價值的重要指標[35]。本研究中，IPA組黑鯛肌肉中SFA、MUFA含量與TPA組差異不顯著，EPA、DHA含量顯著低于TPA組，與董立學[5]、劉梅等[6]對斑點叉尾鮰、黃顙魚的研究相反。Ahmed等[36]研究認為紅羅非魚(Oreochromis sp)背肌中亞油酸的含量受到飼料脂肪源及含量的影響，IPA模式下黑鯛加快了脂肪作為能量物質的消耗，肌肉脂肪中SFA、MUFA占比提高，PUFA含量占比降低可能是受到飼料中SFA、MUFA含量較高而PUFA含量較低的影響。

4 結論

IPA養殖模式能加強黑鯛對蛋白質和脂肪的吸收轉化能力，與普通池塘養殖模式相比，IPA養殖模式顯著提高了黑鯛肌肉中必需氨基酸含量，優化了蛋白質營養結構，提升了營養價值。顯著提高了鮮味氨基酸含量，可提升黑鯛肌肉的風味。但由于IPA模式下脂肪消耗速較快，粗脂肪總體含量并沒有明顯高于TPA組黑鯛，在脂肪酸的組成上，形成了SFA、MUFA占比較高，EPA和DHA的含量偏低的情況。IPA模式近幾年發展較快，各地不同養殖品種、養殖水槽流速等技術參數、飼料營養等因素均有差異，IPA養殖模式對養殖魚類肌肉品質的影響還需進一步深入研究。

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