養殖地域和商品規格劃分對大菱鲆營養及風味品質的影響

莊小妹 郭全友 鄭 堯 魏幫鴻 楊 絮

(1. 上海海洋大學食品學院,上海 201306;2. 中國水產科學研究院東海水產研究所,上海 200090)

大菱鲆(Scophthalmusmaximus)俗稱歐洲比目魚,在中國被稱為“多寶魚”,具有高蛋白低脂肪、味道鮮美和多肉少刺等特點[1]。大菱鲆原產于歐洲大西洋北岸,現已成為中國北方沿海地區山東半島、遼東半島及渤海灣重要養殖經濟魚種之一[2]。2019年中國鲆魚類養殖產量達11.61萬t[3],大菱鲆為鲆鰈類的第一大養殖品種。目前中國市場大菱鲆主要以活品流通為主,凍品及其他流通方式相對較少。

在水產品的養殖環節中,影響其品質的因素主要有養殖模式、養殖地域、喂養飼料及規格等,針對大菱鲆而言,中國主要采用“溫室大棚+深井海水”的工廠化養殖模式以及投喂半程配合飼料的喂養方法,而養殖地域與大菱鲆營養和風味品質密切相關,不同養殖地域海水的溫度、pH以及鹽度等要素都存在一定差異,從而影響大菱鲆的品質。研究[4]發現,不同產地三文魚中揮發性風味物質種類和含量組成不同,智利三文魚中含有醛類相對百分含量最高,特征揮發性化合物可對三文魚產地溯源提供幫助。此外,商品規格同樣會對養殖大菱鲆產生一定影響,生鮮超市等對養殖大菱鲆規格要求一般為每尾450～750 g,而水產市場等對養殖大菱鲆規格可放寬至1 250 g。類似規格對品質的影響在其他物種上也有研究,蘇氏圓腹魚芒(Pangasiussutchi)里中魚和大魚的粗蛋白和粗脂肪含量顯著高于小魚,中魚的粗脂肪含量顯著低于大魚[5]。然而,針對不同養殖地域和商品規格對大菱鲆營養及風味品質的影響尚未見報道。

研究擬選取3個養殖地域(山東威海乳山、山東煙臺海陽、遼寧葫蘆島綏中),兩種商品規格(450～750,750～1 250 g)的大菱鲆為研究對象,測定其基本營養成分、脂肪酸組成、膠原蛋白含量和風味物質差異,并借助多元統計分析找出可以區分養殖地域和商品規格的指標,以期為全面評估養殖大菱鲆的品質提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取山東威海乳山(RS)、山東煙臺海陽(HY)和遼寧葫蘆島綏中(SZ)3個主產區,以及450～750 g(S)和750～1 250 g(L)兩種市場上常見商品規格的養殖大菱鲆,共計6組樣品,分別為乳山小規格(RS-S)、乳山大規格(RS-L)、海陽小規格(HY-S)、海陽大規格(HY-L)、綏中小規格(SZ-S)和綏中大規格(SZ-L)。

乳山地區、海陽地區樣品采集于2022年11月21日,綏中地區樣品采集于2022年12月9日。活品養殖大菱鲆樣品在產地分選后,通過活水運輸車在24 h內運抵上海寶山區江楊水產品批發市場,充氧打包后于2 h內運抵實驗室,抵達后立即對其進行規格分類,其中小規格組體長29～36 cm,體質量480～750 g;大規格組體長35～42 cm,體質量830～1 200 g。隨后敲擊頭部致死,去鰓去內臟后流水洗凈,瀝干水分后將魚皮剝離,取下背肌。指標測定部位如圖1所示,藍色線框內為背肌,取下后混合絞碎,分裝密封在聚乙烯保鮮袋中后使用干冰速凍,然后保存在-80 ℃冰箱,用于后續指標分析。

圖1 指標測定部位示意圖

1.2 試劑與儀器

異丙醇、正丙醇、濃硫酸、無水檸檬酸、氫氧化鈉、無水乙酸鈉、三氯甲烷、氯化鈉:分析純,國藥集團化學試劑有限公司;

甲醇:色譜純,國藥集團化學試劑有限公司;

氯氨T溶液:分析純,北京瑞達恒輝科技發展有限公司;

對二甲氨基苯甲醛:分析純,阿拉丁試劑有限公司;

高氯酸:分析純,上海金鹿化工有限公司;

正己烷:色譜純,上海麥克林生化科技股份有限公司;

電熱鼓風干燥箱:DHG-9240A型,上海一恒科學儀器有限公司;

紫外可見分光光度計:UV-3300型,北京萊伯泰科儀器有限公司;

水分含量測定儀:PMB35型,英國艾德姆衡器公司;

氣相色譜儀:安捷倫7820型,美國Agilent公司;

脂肪測定儀:SZC-D型,上海纖檢儀器有限公司;

凱氏定氮儀:KDN-103F型,上海纖檢儀器有限公司;

電子舌:SA-402B型,日本Insent公司;

氣相色譜—離子遷移譜聯用儀:5H1-00319型,德國GAS公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 基本營養成分測定

(1) 水分含量:按GB 5009.3—2016執行。

(2) 脂肪含量:按GB 5009.6—2016的索氏提取法執行。

(3) 蛋白質含量:按GB 5009.5—2016的凱氏定氮法執行。

(4) 灰分含量:按GB 5009.4—2016執行。

1.3.2 脂肪酸測定 根據蔡麗君[6]的方法,魚肉經脂肪提取及甲酯化后,使用氣相色譜儀進行色譜分析。

1.3.3 膠原蛋白測定 按GB/T 9695.23—2008執行,吸光值采用紫外可見分光光度計測定。

1.3.4 滋味分析 使用電子舌對樣品滋味進行測定。取樣放入水浴鍋中使其中心溫度達到40 ℃,準確稱取試樣50 g,添加250 g 70 ℃去離子水,均質1 min,混合物于3 000 r/min離心10 min,取上清液待測倒入電子舌專用容器中,測定根據馬美湖等[7]的方法,修改如下:五味循環測試4次,去掉第1次,甜味循環測試5次,去掉前2次,取后3次數據用于分析。

1.3.5 揮發性氣味分析 使用氣相色譜—離子遷移譜聯用儀進行揮發性氣味分析。根據陳東杰等[8]的方法,修改如下:

(1) 自動進樣條件:稱取3 g大菱鲆背部肌肉置于20 mL頂空瓶中,孵育溫度45 ℃,孵育時間15 min,采用頂空自動進樣方式,進樣量500 μL,進樣針溫度65 ℃,不分流模式進樣。

(2) GC條件:采用強極性色譜柱MXT-WAX(30 m×0.53 mm,1 μm),柱溫60 ℃,載氣流速程序:起始流速2 mL/min,保持2 min,8 min內升至10 mL/min,然后10 min內升至100 mL/min并保持10 min,運行時間30 min。

(3) IMS條件:遷移管溫度45 ℃,分析時間30 min。

1.4 數據統計及分析

3次平行試驗結果以平均值±標準差表示,由SPSS 25.0軟件對數據進行統計分析,利用單因素方差分析(One-way ANOVA)和鄧肯法(Duncan’s)對不同組別相關指標進行顯著性評價(P<0.05)。應用Gallery Plot等氣相色譜—離子遷移譜儀配套的軟件分析不同樣品揮發性化合物的差異性,通過NIST數據庫和IMS數據庫進行定性分析。將樣品所得營養指標數據利用SIMCA軟件進行主成分(principal component analysis,PCA)和正交偏最小二乘法(orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)分析。全部圖形均由Origin 2021軟件繪制。

2 結果與討論

2.1 對大菱鲆肌肉基本營養成分的影響

如表1所示,乳山地區養殖大菱鲆水分含量顯著低于海陽和綏中地區(P<0.05),乳山、海陽地區養殖大菱鲆蛋白質含量顯著高于綏中地區(P<0.05),其中RS-L組蛋白質含量為20.08%,是SZ-L組蛋白質含量的1.16倍。綏中地區養殖大菱鲆灰分含量較低,其中SZ-L組顯著低于乳山和海陽地區(P<0.05)。HY-L組粗脂肪含量為0.42%,顯著高于其他組(P<0.05),而綏中地區養殖大菱鲆的脂肪含量較低,但與另外兩個地區的差異不顯著。類似的結果在稻蝦(Procambarusclarkii)[9]、刺參(Apostichopus japonicu)[10]中也有報道。不同養殖地域的水溫、鹽度及pH等參數都可能會影響大菱鲆的基本營養成分,具體參數與營養成分的關系有待進一步研究。不同商品規格大菱鲆水分含量和蛋白質含量無顯著性差異(P>0.05),灰分和脂肪含量也無明顯規律。綜上,相較于商品規格,養殖地域對大菱鲆基本營養成分的影響更為明顯,乳山和海陽地區的蛋白質和脂肪含量較高。

表1 不同養殖地域和商品規格的大菱鲆肌肉基本營養成分(濕基)?

2.2 對大菱鲆肌肉脂肪酸的影響

脂肪酸是脂質的主要組成成分,其含量和組成是評價脂肪營養價值的重要因素,并且與魚肉風味密切相關[11]。3個養殖地域的大菱鲆共檢出29種脂肪酸,包括10種飽和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA),9種單不飽和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA)和10種多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA),每組總多不飽和脂肪酸含量(ΣPUFA)占總脂肪酸含量比例均較高,以花生四烯酸(C20:4n6)和DHA(C22:6n3)為主。由圖2可知,乳山和海陽地區的ΣPUFA顯著高于綏中地區(P<0.05),海陽地區的ΣUFA顯著低于乳山和綏中地區(P<0.05)。不同養殖地域的大菱鲆n-6 ΣPUFA含量為乳山組>海陽組>綏中組(P<0.05)。乳山和海陽地區n-3/n-6 ΣPUFA比例顯著低于綏中地區(P<0.05)。魚肉中富含的多不飽和脂肪酸,包括亞油酸、亞麻酸、DHA和EPA等,能為人體提供所需的營養物質,對人體健康起著重要作用[12]。SZ-L組的DHA含量最高,占總脂肪酸含量的20.97%,顯著高于其他組(P<0.05),不同養殖地域的大菱鲆DHA含量為綏中組>海陽組>乳山組。其他學者[13]也有類似研究,在比較4個主要羅非魚(Oreochromismossambicus)產區營養品質差異中得出,廣東羅非魚脂肪酸含量最高,其中油酸、亞油酸以及DHA含量均高于廣西和福建地區(P<0.05),其不飽和脂肪酸含量也在4個地區中最高。另外,山東省日照市養殖三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)肌肉中ΣSFA、ΣMUFA和ΣPUFA含量均顯著高于浙江省臺州市養殖三疣梭子蟹(P<0.05),可能是由于產地環境、水體溫度以及蟹的生長階段不同造成的[14]。而商品規格對脂肪酸的影響較不明顯,乳山和綏中地區大規格組的n-3/n-6 ΣPUFA高于小規格組,其中綏中地區差異顯著,乳山和綏中地區大規格組的DHA和n-3 ΣPUFA顯著高于小規格組。綜上,不同組別之間脂肪酸組成及含量的差異主要體現在養殖地域上,且綏中地區的脂肪酸總體上營養價值較好。

圖2 不同養殖地域和商品規格的大菱鲆肌肉脂肪酸熱圖

2.3 對大菱鲆肌肉膠原蛋白的影響

膠原蛋白是結締組織的主要組成部分,可維持肌肉結構的穩定性,很大程度上影響魚肉的食用口感,且可作為食品添加劑對人體進行補鈣及延緩衰老等[15]。如圖3所示,乳山和海陽地區養殖大菱鲆的膠原蛋白含量顯著高于綏中地區(P<0.05),RS-L組膠原蛋白含量達5.54 mg/g,為SZ-S組的1.74倍。其他物種上也有類似研究,有學者[16]發現不同湖區中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)之間膠原蛋白含量存在顯著差異,且河蟹肌肉中膠原蛋白含量較少,肉質嫩度較高。于雙等[17]在研究大連13個地區刺參營養成分時發現,大連廣鹿島刺參膠原蛋白含量最高,顯著高于除西部外的其他11個產地刺參膠原蛋白含量。同一養殖地域下,大規格組養殖大菱鲆的膠原蛋白含量均高于小規格組。其他類似的研究有,中規格[(43.34±2.26) g]的臺灣鰻鰍(Paracobitisanguillioides)膠原蛋白含量顯著高于另外兩種規格[18]。綜上,養殖地域和規格均會影響大菱鲆肌肉的膠原蛋白含量,在養殖地域上,乳山和海陽兩個地區的較高,而在規格上則是大規格組的較高。

字母不同代表組間具有顯著性差異(P<0.05)

2.4 對大菱鲆肌肉滋味特性的影響

如圖4所示,綏中地區養殖大菱鲆的肌肉苦味、咸味和甜味顯著高于乳山與海陽地區(P<0.05)。3個養殖地域大菱鲆肌肉的鮮味強弱為乳山組>綏中組>海陽組,滋味最為豐富的是乳山地區。研究[19]發現,崇明產地中華絨螯蟹的滋味品質要優于松江產地,其中可能因崇明產地養殖池塘中存在苦草,它作為河蟹天然餌料,導致崇明產地河蟹可食部位苦味強度更高。同一養殖地域下,小商品規格養殖大菱鲆肌肉咸味均顯著高于大商品規格組(P<0.05)。有研究[20]得出,與剛移至圍網養殖時相比,大黃魚(Larimichthyscrocea)養殖到第6個月時,其整體滋味輪廓上豐富性增加。除此之外,陽澄湖雌蟹各可食部位中的滋味物質均隨等級的升高而增加[21]。綜上,養殖地域和規格對大菱鲆肌肉滋味均產生影響,但不同養殖地域的大菱鲆肌肉滋味特性差異較大,其中產地對咸味、甜味和苦味的影響較為顯著,而規格對咸味的影響較為顯著。

圖4 不同養殖地域和商品規格的大菱鲆肌肉滋味輪廓雷達圖

2.5 對大菱鲆肌肉揮發性氣味的影響

大菱鲆樣品中共檢測到45種物質(包括單體和二聚體),通過軟件內置的NIST和IMS數據庫共鑒定出33種化合物,包括8種醇類,7種醛類,6種酮類,7種酯類和5種其他化合物,其中醛類物質揮發性較強,主要來自于脂質氧化,一定程度上決定了水產品的風味。6個組別共有揮發性化合物22種,分別為乙醇、丙醛、2-戊酮、乙酸乙酯、丁酸乙酯、丙酮、反式-2-戊烯醛、正丁醇、2-甲基四氫呋喃-3-酮、乙酸甲酯、1-戊烯-3-醇、正丙醇、正己醛、2-丁酮、乙酸、戊醛、丁醛、2-庚酮、甲酸乙酯、醋酸異丙酯、異丁醇、異戊醇。

如圖5所示,海陽地區養殖大菱鲆揮發性化合物種類較多,乳山地區次之,綏中地區最少。乳山和海陽地區共有特征化合物6種,分別為2, 5-二甲基吡嗪、2-蒎烯、四氫呋喃、乙酸丁酯、丁酸異丁酯和二烯丙基硫醚,異戊醛為海陽和綏中地區的特征化合物,綏中地區的特征化合物有異丙醇、(Z)-4-庚烯醛和1-戊烯-3-酮。信號峰顏色的深淺表示含量的高低。由此可知,乳山與海陽地區的乙醇和丙醛含量高于綏中地區,綏中地區的異丁醇、乙酸、正丁醇和乙酸甲酯含量高于乳山和海陽地區,海陽地區的2-庚酮、戊醛、丁醛、正己醛、2-丁酮、正丙醇、1-戊烯-3-醇和2-甲基四氫呋喃-3-酮含量高于乳山和綏中地區。已有利用GC-IMS對水產品揮發性物質進行快速定性鑒別的,其在分析不同產地秀麗白蝦干(Exopalaemonmodestus)揮發性化合物差異時發現,呼倫湖白蝦干樣品中的揮發性有機物最多,其中醛類揮發性物質含量遠高于太湖白蝦干和巢湖白蝦干,而巢湖白蝦干中3-戊酮和3-辛酮等物質含量高于呼倫湖白蝦干和太湖白蝦干,主要原因可能是白蝦干產自不同地理區域,其中內蒙古呼倫湖地理位置更偏北,氣候條件以及加工方式的差異更大[22]。同一養殖地域下,小規格組含量較高的揮發性化合物有異戊醛、異丙醇、醋酸異丙酯和甲酸乙酯,大規格組含量較高的揮發性化合物有異丁醇、2-蒎烯、四氫呋喃、乙酸丁酯、丁酸異丁酯、二烯丙基硫醚、2-丁酮、丙酮、2-戊酮和丙醛。在畜禽類動物中也有類似研究,Wang等[23]利用 GC-IMS對揮發性氣味進行檢測分析,可以區分不同年齡的靖遠羔羊。這可能是由于動物在生長過程中物質積累等原因導致不同規格動物的揮發性氣味產生差異。

圖5 不同養殖地域和商品規格的大菱鲆肌肉揮發性化合物指紋圖譜

綜上,不同養殖地域大菱鲆的肌肉揮發性物質種類和含量均有差異,而不同商品規格養殖大菱鲆肌肉揮發性物質的差異主要體現在含量上。張樂等[24]在利用GC-IMS分析8個產區香樁揮發性成分差異時,發現不同產區香樁揮發性物質存在較大差異,且篩選出差異物質主要有(E)-2-己烯醛-D、乙酸乙酯-D、苯酚、糠醛和苯乙醇5種。不同地域可能由于氣候條件、生長環境和貯存運輸等方面的不同,導致其揮發性成分產生差異[4],說明利用GC-IMS分析揮發性氣味對養殖大菱鲆進行產地溯源時有一定幫助。

2.6 養殖大菱鲆肌肉營養指標的PCA和OPLS-DA分析

對養殖大菱鲆肌肉的營養指標,包括基本營養成分、膠原蛋白、ΣSFA、ΣMUFA、ΣPUFA、n-3 ΣPUFA、n-6 ΣPUFA、n-3/n-6 ΣPUFA、ΣUFA進行PCA分析,由圖6(a)可以看出,不同養殖地域大菱鲆肌肉營養指標差異較大,各自聚為一類,而且綏中地區和乳山、海陽兩地的差異更大,可能是由于綏中地區的地理位置更偏北,生活環境與另外兩個地區相差較大,導致營養成分差異也較大。

圖6 養殖大菱鲆肌肉營養指標的PCA和OPLS-DA得分圖

3 結論

研究了不同養殖地域和商品規格劃分的大菱鲆的營養及風味品質的差異。乳山和海陽地區養殖大菱鲆蛋白質和膠原蛋白含量顯著高于綏中地區,其中乳山大規格組蛋白質含量為20.08%。綏中地區的總不飽和脂肪酸和二十二碳六烯酸含量均較高。通過氣相色譜—離子遷移譜儀共鑒定出養殖大菱鲆肌肉揮發性化合物33種,其中揮發性化合物種類數為海陽地區>乳山地區>綏中地區。而在同一養殖地域下,規格為750～1 250 g的養殖大菱鲆膠原蛋白含量均顯著高于規格為450～750 g的養殖大菱鲆。在氣味分析上,小商品規格組肌肉含量較高的揮發性化合物有異戊醛、異丙醇、醋酸異丙酯和甲酸乙酯,而大商品規格組含量較高的有異丁醇、2-蒎烯、四氫呋喃和乙酸丁酯等。此次試驗中大菱鲆的基本營養成分、脂肪酸組成的差異主要體現在養殖地域上,而養殖地域及規格均影響膠原蛋白含量及風味物質的組成。最后根據正交偏最小二乘判別分析及變量權重值>1的標準,篩選出脂肪、膠原蛋白、水分含量、總不飽和脂肪酸和灰分5個指標,認為這些指標對判別不同養殖地域大菱鲆具有重要作用。