兩種養殖模式太湖魴鲌肌肉營養特性及食用品質的比較分析

蔣文枰，程順，賈永義，劉士力，遲美麗，鄭建波，顧志敏

（浙江省淡水水產研究所，農業農村部淡水漁業健康養殖重點實驗室，浙江省淡水水產遺傳育種重點實驗室，浙江 湖州 313001）

池塘內循環流水養殖（inner-circulation pond aquaculture,IPA）是2013 年我國引進的一項新養殖技術，是80∶20 池塘養殖模式的技術轉型和升級。它將傳統常規池塘養殖（usual pond aquaculture,UPA）的開放式散養通過工程化改造，創造性地整合成為池塘、設施和流水養殖“三合一”超高密度的新型現代集約化圈養模式，是水產養殖理念的革新和傳統池塘養殖技術的革命性改變[1-3]，具有水資源利用效率高、節地高效、水體水質好及環境可控等優點，契合了水生態環境保護的理念[4]，據不完全統計，在江蘇、浙江、上海、重慶等10 多個省市建成IPA 養殖系統2 000 條以上，是推進我國池塘養殖轉型發展的主要模式之一。

劉梅等[4]、董立學等[5]和原居林等[6]研究表明：與UPA 模式相比，IPA 養殖模式下的魚類不但具有低脂高蛋白，高EPA+DHA，科學合理的氨基酸、脂肪酸組成的營養特性和肌肉硬度、彈性高，口感細膩，肉質鮮美的食用品質，還具有更優的體型和更高的養殖成活率。太湖魴鲌為翹嘴鲌（Culter alburnus）和團頭魴（Megalobrama terminalis）通過屬間遠緣雜交獲得的國家水產新品種，兼具雙親生長快[7]、體型優[8]、肌間刺少[9]、營養價值高[10]等優點和明顯的超親優勢。適合IPA 高密度養殖，具有較高的經濟效益和養殖前景。本研究通過測定兩種模式條件下養殖的太湖魴鲌肌肉營養成分、礦物元素和質構特性，評價IPA 養殖模式下太湖魴鲌魚肉的營養特性和食用品質，以期為太湖魴鲌新品種池塘內循環流水養殖技術的開發利用提供參考資料。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用IPA 模式和UPA 模式養殖的太湖魴鲌均取自杭州余杭建光黑魚專業合作社。兩組魚均來自同一批體質健康、規格整齊的冬片魚種，放養初始體質量為（6.16±0.85）g。養殖期間，每日8:00 和16:00 投喂2 次翹嘴鲌專用配合飼料，投喂量為魚體質量的1%～3%，并視前1 d 的攝食量適當調整。隨魚體生長適時調整飼料粒徑。養殖296 d 結束時，兩種模式各取鮮活魚30 尾運回實驗室分析，其中IPA 模式魚體質量為（741.21±90.81）g，UPA 模式魚體質量為（754.73±89.30）g。

1.2 營養成分測定

常規營養成分測定：水分采用直接干燥法（GB 5009.3-2016）[11]，灰分采用550℃馬弗爐灼燒法（GB 5009.4-2016）[12]，粗脂肪采用索氏抽提法（GB 5009.6-2016）[13]，粗蛋白采用凱氏定氮法（GB 5009.5-2016）[14]。氨基酸含量參照GB 5009.124-2016 的方法進行測定[15]。脂肪酸組成參照GB 5009.168-2016的方法進行測定[16]。礦物元素含量參照[17]的方法進行測定。

1.3 肌肉質構特性測定

肌肉質構特性參照[18]的方法進行測定。

1.4 數據處理

結果用平均值±標準差（Mean±SD）表示，采用Excel 2019 進行數據處理，再用SPSS 22.0 進行獨立樣本t 檢驗顯著性分析，P＜0.05 表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 常規營養成分差異分析

兩種養殖模式魚體肌肉的一般營養成分測定結果（表1），IPA 模式的魚體肌肉粗蛋白含量顯著高于UPA 模式（P＜0.05），而水分和粗脂肪含量則顯著低于UPA 模式（P＜0.05），灰分含量兩種模式無顯著性差異（P＞0.05）。

表1 兩種養殖模式太湖魴鲌肌肉的常規營養成分（%,鮮重,n=6）Tab.1 Approximate nutrients in muscle of C.alburnus♀×M.amblycephala in two culture models（%,wet weight,n=6）

表1 兩種養殖模式太湖魴鲌肌肉的常規營養成分（%,鮮重,n=6）Tab.1 Approximate nutrients in muscle of C.alburnus♀×M.amblycephala in two culture models（%,wet weight,n=6）

注:同行上標不同小寫字母表示差異顯著（P＜0.05），無字母表示差異不顯著（P＞0.05），下同Note:Means with different letters in the same columnare significant differences（P＜0.05）,and means with the same letter are not significantly different（P＞0.05）.et sequentia

2.2 氨基酸組成差異分析

由表2 可知，兩種養殖模式魚體肌肉中均檢測到18 種氨基酸，其中，必需氨基酸（EAA）8 種、半必需氨基酸（HEAA）2 種和非必需氨基酸（NEAA）8種。其中，IPA 模式太湖魴鲌肌肉的氨基酸總量（∑TAA）、必需氨基酸總量（∑EAA）、鮮味氨基酸總量（∑DAA）和∑DAA/∑TAA均顯著高于UPA 模式（P＜0.05），而UPA 模式的∑EAA/∑TAA則顯著高于IPA 模式（P＜0.05）。

表2 兩種養殖模式太湖魴鲌肌肉的氨基酸組成（g/100g,鮮重,n=6）Tab.2 Amino acid composition in muscle of C.alburnus♀× M.amblycephala in two culture models（g/100g,wet weight,n=6）

表2 兩種養殖模式太湖魴鲌肌肉的氨基酸組成（g/100g,鮮重,n=6）Tab.2 Amino acid composition in muscle of C.alburnus♀× M.amblycephala in two culture models（g/100g,wet weight,n=6）

從氨基酸組成上看，IPA 模式肌肉的Glu、Asp和Gly 等13 種氨基酸含量顯著高于UPA 模式（P＜0.05），而UPA 模式的Lys 和Trp 含量則顯著高于IPA 模式（P＜0.05），Met、Tyr 和Cys 含量兩組無顯著性差異（P＞0.05）。其中，IPA 模式的4 種呈味氨基酸（Asp、Glu、Gly 和Ala）含量均顯著高于UPA 模式（P＜0.05）（表2）。

2.3 脂肪酸組成差異分析

由表3 可知，兩種養殖模式下魚體肌肉中均檢測出12 種脂肪酸，其中飽和脂肪酸（SFA）4 種、單不飽和脂肪酸（MUFA）3 種、多不飽和脂肪酸（PUFA）5 種，其含量均為PUFA＞MUFA＞SFA。兩種養殖模式下的魚體肌肉中12 種脂肪酸含量均具有顯著性差異（P＜0.05）。兩組魚的SFA均以棕櫚酸（C16∶0）為主，IPA 模式中月桂酸（C12∶0）、硬脂酸（C18∶0）含量顯著高于UPA 模式（P＜0.05），而UPA 模式則棕櫚酸（C16∶0）和花生酸（C20∶0）含量顯著高于IPA 模式（P＜0.05）；兩組魚的MUFA 均以反油酸（trans-C18∶1）為主，IPA 模式中棕櫚油酸（C16∶0）含量顯著高于UPA 模式（P＜0.05），而UPA 模式則肉豆蔻烯酸（C14∶1）和trans-C18:1 含量顯著高于IPA 模式（P＜0.05）；兩組魚的PUFA 均以亞油酸（C18∶2n6）和二十二碳六烯酸（C22∶6n3，DHA）為主，其中，IPA 模式肌肉中α-亞麻酸（C18∶3n3）、二十碳五烯酸（C20∶5n3，EPA）和C22∶6n3（DHA）含量顯著高于UPA 模式（P＜0.05），而UPA 模式則在C18∶2n6 和二十碳四烯酸（C20∶4n6）含量顯著高于IPA 模式（P＜0.05），尤其是EPA 含量，IPA 模式為UPA 模式的1.41 倍。

表3 兩種養殖模式太湖魴鲌肌肉的脂肪酸組成（%,鮮重,n=6）Tab.3 Fatty acid composition in muscle of C.alburnus♀× M.amblycephala in two culture models（%,wet weight,n=6）

表3 兩種養殖模式太湖魴鲌肌肉的脂肪酸組成（%,鮮重,n=6）Tab.3 Fatty acid composition in muscle of C.alburnus♀× M.amblycephala in two culture models（%,wet weight,n=6）

2.4 礦物元素含量差異分析

兩種養殖模式魚體肌肉的礦物元素含量見表4。由表4 可知，兩種模式的魚體肌肉均富含人體所需的鉀（K）、鈣（Ca）、鈉（Na）、鎂（Mg）等常量元素和鋅（Zn）、鐵（Fe）、銅（Cu）、錳（Mn）等微量元素，常量元素中K 含量最高，分別達2 415.67 mg/kg 和1 944.67 mg/kg，其次為Ca，微量元素均以Zn 含量最高，分別達6.53 mg/kg 和5.69 mg/kg，其次為Fe。IPA 模式的K 和Zn 顯著高于UPA 模式（P＜0.05），而Ca 和汞（Hg）則顯著低于UPA 模式（P＜0.05），其他礦物元素含量兩組間差異不顯著（P＞0.05）。樣品中有害重金屬鎘（Cd）未檢出，鉛（Pb）和Hg 含量均低于《食品安全國家標準食品中污染物限量》[19]中規定的魚類Pb（1.0 mg/kg）和Hg（0.5 mg/kg）限量指標。

表4 兩種養殖模式下太湖魴鲌肌肉的礦物元素含量（mg/kg,鮮重,n=6）Tab.4 Mineral element composition in muscle of C.alburnus♀× M.amblycephala in two culture models（mg/kg,wet weight,n=6）

表4 兩種養殖模式下太湖魴鲌肌肉的礦物元素含量（mg/kg,鮮重,n=6）Tab.4 Mineral element composition in muscle of C.alburnus♀× M.amblycephala in two culture models（mg/kg,wet weight,n=6）

2.5 質構特性差異分析

兩種養殖模式魚體背部肌肉質構特性分析見表5。由表5 可知，除內聚性無顯著性差異外（P＞0.05），IPA 模式肌肉的質構特性在硬度、膠黏性、咀嚼性和彈性等均顯著高于UPA 模式（P＜0.05）。IPA 模式太湖魴鲌肌肉的硬度、膠黏性、咀嚼性和彈性分別是UPA 模式的1.29 倍、1.13 倍、1.31 倍和1.14 倍。

表5 兩種養殖模式下太湖魴鲌肌肉的質構特性Tab.5 Texture in muscle of C.alburnus ♀×M.amblycephalain two culture models

表5 兩種養殖模式下太湖魴鲌肌肉的質構特性Tab.5 Texture in muscle of C.alburnus ♀×M.amblycephalain two culture models

3 討論

3.1 太湖魴鲌肌肉的常規營養成分分析

蛋白質和脂肪含量決定魚肉的營養價值[20]。本研究中，IPA 模式魚肉的粗蛋白含量顯著高于UPA模式（P＜0.05），而水分和粗脂肪含量顯著低于UPA模式（P＜0.05）。因此，IPA 模式下太湖魴鲌具有低脂、高蛋白的營養組成特點。適宜的運動在提高肌肉蛋白質含量的同時，還能促進脂代謝[21,22]。李秀明[23]研究也表明：魚肉的營養成分不但與其特性和生理機能密切相關，還受其生存環境的直接影響。兩種模式的最大不同在于：IPA 模式長期持續水流，促使魚體持續性運動，導致太湖魴鲌代謝速率和蛋白質的合成、轉化效率大于分解，提高了魚體肌肉蛋白質含量。同時，肌肉中的糖原不斷消耗，為保證持續性運動所需的能量，需要分解利用儲存在魚體肌肉中的脂肪，從而降低肌肉中的脂肪含量[4,6,22,24]。這可能是IPA 模式太湖魴鲌肌肉低脂高蛋白營養組成特點的主要原因。

3.2 太湖魴鲌肌肉的氨基酸組成分析

蛋白質是人體的第一營養要素，在膳食營養結構中具有十分重要的作用。蛋白質的營養價值不僅在于含量，更取決于質量，即氨基酸組成和含量[10,25]。本研究中，兩種養殖模式魚體肌肉均檢測出18 種氨基酸，IPA 模式太湖魴鲌肌肉的∑TAA、∑EAA、∑DAA和∑DAA/∑TAA含量均顯著高于UPA 模式（P＜0.05），而除Lys 和Trp，UPA 模式顯著高于IPA 模式（P＜0.05），Met、Tyr 和Cys 兩組無顯著性差異（P＞0.05）外，其他13 種氨基酸，IPA 模式均顯著高于UPA 模式（P＜0.05）。魚肉的鮮美程度由蛋白質中DAA 的組成和含量決定[26]。在一定程度上，∑DAA/∑TAA比例越大，味道越鮮美。其中，Glu 和Asp 為呈鮮味的氨基酸，Ala 和Gly 則為呈甘味的特征氨基酸，可產生甜味，去除苦味，增加鮮味[27]。IPA 模式4 種呈味氨基酸和∑DAA，均顯著高于UPA 模式，其中∑DAA甚至超過了∑EAA。張昌潁等[28]的認為，Glu 是鮮味最強的氨基酸，而莊平等[29]認為，Glu 是人體多種生物活性物質合成和腦組織生化代謝所需的重要氨基酸，而兩種養殖模式太湖魴鲌蛋白質含量最高的氨基酸均為Glu。這可能是IPA 養殖模式導致太湖魴鲌運動量增加，而適宜的運動能夠增強魚類的腸道功能，對飼料的消化和吸收能力提高（特別是必需氨基酸和鮮味氨基酸），從而促使太湖魴鲌肌肉中的∑TAA、∑EAA和∑DAA增加，更接近于野生狀態下的食用風味[4]。因此，IPA 模式下的太湖魴鲌具有更高的營養價值和更鮮美的口感風味。

3.3 太湖魴鲌肌肉的脂肪酸組成分析

脂肪酸是魚肉烹調過程中產生香氣不可或缺的關鍵物質，而脂肪酸中的PUFA 含量還能在一定程度上決定魚肉的風味和多汁性[30]。本研究中，兩種養殖模式太湖魴鲌脂肪酸含量排序均為PUFA＞MUFA＞SFA，其中，ΣPUFA/ΣSFA比值分別為1.96和1.89。PUFA 分為n-3 和n-6 兩個系列，具有特殊的生物活性,在生物系統中具有廣泛的功能[31]。n-3系列的PUFA 無法在人體內合成，而必須從膳食中攝取，其中最為重要的是具有“腦黃金”之稱的EPA和DHA，其能有效預防人類心血管疾病，對人體健康具有十分重要的營養作用，是人和動物生長發育的必需脂肪酸[10,17,30,32,33]。本研究兩組魚的PUFA 均以C18∶2n6 和C22∶6n3（DHA）為主，IPA 模式C20∶5n3（EPA）和DHA顯著高于UPA模式（P＜0.05），尤其是EPA 含量，IPA 模式為UPA 模式的1.41 倍。因此，IPA 模式太湖魴鲌具有優質的脂肪酸營養組成和有利健康的營養作用。兩種模式魚體脂肪酸的組成差異可能是環境因子、食物攝入以及運動狀態等因素造成，但其具體作用機制尚不明確，運動對魚類脂肪代謝影響及其作用機理還有待進一步的研究。

3.4 太湖魴鲌肌肉的礦物元素組成分析

礦物元素對維持人體生長發育、酸堿平衡調節和物質代謝等生理功能具有重要作用[34,35]。兩種養殖模式魚體肌肉均富含人體所需的K、Ca、Na、Mg等常量元素，Zn、Fe、Cu、Mn 等微量元素。兩種養殖模式魚體常量元素含量最高的均為K，分別達2 415.67 mg/kg 和1 944.67 mg/kg，微量元素則均以Zn的含量為最高，分別達6.53 mg/kg 和5.69 mg/kg。其中，IPA 模式的K 和Zn 顯著高于UPA 模式（P＜0.05），Ca 則顯著低于UPA 模式（P＜0.05），同時，IPA 模式的Fe 含量也高于UPA 模式。這可能與各元素的生理生化功能有關。K 的主要作用是維持酸堿平衡，參與能量代謝以及維持正常的神經肌肉功能；Fe 是構成血紅蛋白，參與氧氣的運輸，是肌紅蛋白及細胞色素酶和過氧化物酶等的必需組成成分[17]；Zn則通過多種酶參與能量代謝、氧化還原以及蛋白質和DNA 合成等生理生化功能[27]，均與在IPA 模式下太湖魴鲌需要持續運動密切相關，而Ca 是機體骨骼組織的重要組成成分，因此，IPA 模式下魚體維持高強度的游泳運動需要更為強大的骨骼組織，魚體中的Ca 大量參與骨骼組織的發育，導致魚體肌肉中Ca 含量下降，但其作用機理有待進一步探索。樣品未檢出有害重金屬Cd，而Pb 和Hg 含量均低于《食品安全國家標準食品中污染物限量》中規定的魚類Pb（1.0 mg/kg）和Hg（0.5 mg/kg）限量指標。因此，太湖魴鲌具有豐富、均衡的礦物質含量，可作為補充人體礦物質營養的安全膳食來源，IPA 養殖模式的太湖魴鲌尤為理想。

3.5 太湖魴鲌肌肉的質構特性分析

水產品的食用口感由質構特性決定[36]，而質構特性是魚體肌肉的重要物理特性，評價魚肉品質的重要指標，與營養、風味及外觀共同組成四大食品品質要素[37-39]。其由硬度、彈性、膠黏性、內聚性和咀嚼性等品質評價指標組成，其中以咀嚼性、硬度和彈性三個指標最為關鍵[40]。本研究中，IPA 模式肌肉的硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性等均顯著高于UPA模式（P＜0.05），分別是UPA 模式1.29 倍、1.13 倍、1.31 倍和1.14 倍。硬度、咀嚼力和脂肪成反比[41]，過高的脂肪含量會導致肌肉機械強度降低[42,43]，造成肉質松軟，口感較差，肌肉品質下降。而在IPA 養殖模式水流的作用下，太湖魴鲌運動量顯著增加，肌肉脂肪含量降低，肉質硬度、彈性和咀嚼性增強。而DI Monaco[44]等和林婉玲等[45]的研究表明：魚肉的硬度、咀嚼性和彈性越高，肉質的口感越好。因此，IPA養殖模式下的太湖魴鲌肉質爽脆，口感和食用品質明顯優于UPA 模式。