传统池塘和“跑道”养殖的黄金鲫营养组成分析与评价
发布时间：2021-09-15
摘要::为研究不同养殖模式对黄金鲫(Carassiusauratus)营养组成和品质的影响,以传统池塘精养和采用池塘内循环流水“跑道”模式养成的黄金鲫为研究对象,分析比较了两种养殖模式下黄金鲫肌肉营养成分、质构和风味物质等指标。结果显示,“跑道”组黄金鲫背肌的粗脂肪含量显著低于池塘组,而粗灰分含量则显著高于池塘组(P<0.05);“跑道”组黄金鲫肌肉的硬度、粘附性和黏性等质构指标与池塘组相比显著提升(P<0.05)。两种模式下养成的黄金鲫,其肌肉的氨基酸组成无显著差异(P>0.05),且必需氨基酸评分均高于FAO/WHO标准。“跑道”组黄金鲫肌肉中不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸占总脂肪酸比例均显著高于池塘组,而饱和脂肪酸占比显著低于池塘组(P<0.05)。“跑道”组黄金鲫肌肉中部分挥发性物质如壬醛、1-辛烯-3-醇的含量也低于池塘组。分析比较结果表明,采用池塘内循环流水“跑道”养殖模式可以在一定程度上提升黄金鲫的营养品质。
关键词:黄金鲫;跑道;池塘;肌肉;营养成分
黄金鲫(Carassiusauratus)是以框鳞镜鲤为母本、红鲫为父本进行远缘杂交选育而成的国家水产养殖新品种(GS02-001-2007),其背部及两侧呈浅黄色,腹部呈银灰色,具有生长速度快、适温范围广、耐低氧、耐运输、营养价值高等特点,深受市场和消费者欢迎[1-2]。黄金鲫主要养殖模式包括池塘精养[3]、混养[4]以及网箱养殖[5]等。近年来兴起的池塘内循环流水式“跑道”养殖(inpondracewayaquaculture,IPAS)模式(以下简称“跑道”模式),是1种将传统池塘分为“跑道”式流水槽养鱼区和水净化处理区,在“跑道”中高密度圈养吃食性鱼类,池塘其余的部分作为净水区的设施养殖模式。“跑道”模式具有生态友好、节约劳力、易于管控等优点[6-7]。目前已有关于采用“跑道”模式养殖黄金鲫的试验报道[8],为该品种的生态高效养殖提供了新的方向。
不同的养殖模式会对水产动物的营养与品质产生影响。开发和优化生态健康的养殖方式,改善水产品的质构特性、风味组分以及营养组成,是提升养殖鱼类品质的重要方式[9]。虽然目前已有关于“跑道”养殖能改善大口黑鲈(Micropterussalmoides)、黄颡鱼(Pelteobagrusfulvidraco)、三角鲂(Megalobramaterminalis)、梭鱼(Lizahaematocheila)等鱼类营养品质的报道[10-13],但市场和消费者对“跑道鱼”的整体认知度还不高,市场竞争优势还未完全体现,需要对更多的养殖对象开展营养品质研究评价,才能更好地推动优质水产品的发展。因此,本文以传统池塘精养和采用池塘内循环流水“跑道”模式养成的黄金鲫为研究对象,分析比较了两种养殖模式下黄金鲫肌肉营养成分、质构和风味物质等指标,旨在了解不同养成模式对其营养组成和品质的影响,为“跑道”模式推广以及养殖模式对鱼肉品质调控研究提供参考数据。
1材料和方法
1.1试验材料
本试验选用的黄金鲫来自浙江省衢州市龙游县某养殖企业。该基地共有养殖面积100hm2(1500亩),其中1口面积3.33hm2(50亩)的池塘采用内循环流水“跑道”模式,建有“跑道”(长20m、宽5m、深2.5m)8条;其余均为传统池塘,主要养殖黄金鲫、草鱼等品种。本试验以“跑道”养殖的黄金鲫为试验组(简称“跑道”组),传统池塘养殖的黄金鲫为对照组(池塘组),黄金鲫初始体质量均为25g,“跑道”组放养密度为200尾/m3,池塘组放养密度为37500尾/hm2)。两个组投喂相同的商品饲料,饲养130d后,随机从3条“跑道”和3口池塘中各选择10尾黄金鲫平均体质量(200±15)g进行分析。从两组样品中各取部分新鲜鱼背部肌肉用于质构分析和挥发性风味物质检测;两组样品剩余的背部肌肉各自混匀后装入样品袋,-18℃保存待测。
本试验检测所用主要仪器包括:ZRD-A780全自动鼓风干燥箱(上海智诚分析仪器制造有限公司);TA-XTplus质构分析仪(英国StableMicroSystems公司);B180马弗炉(德国纳博热公司);QP-2010Plus气相色谱质谱联用仪(日本岛津公司);L-8900全自动氨基酸分析仪(日本HITACHI公司);ElanDRC-e电感耦合等离子体质谱联用仪(美国PerkinElmer公司)等。
主要试剂包括:浓硫酸、氢氧化钠、氯化钠、硼酸、无水硫酸钠、对苯二酚(分析纯,广州化学试剂厂);石油醚、氯仿、正己烷(分析纯,天津市富宇精细化工有限公司);68%硝酸优级纯(苏州晶瑞化学股份有限公司);三氟化硼-甲醇溶液优级纯(上海安普科学仪器有限公司);混合氨基酸标准品、十一烷酸标准品优级纯(美国Sigma-Aldrich公司)。
1.2试验方法
1.2.1营养成分分析
称取黄金鲫背肌待测样品,参照《食品中水分的测定》(GB5009.3—2016),直接以干燥法测定水分;参照《食品中蛋白质的测定》(GB5009.5—2016),采用凯氏定氮法测定粗蛋白含量;参照《食品中脂肪的测定》(GB5009.6—2016),采用索氏抽提法测定粗脂肪含量;参照《食品中灰分的测定》(GB/T.5009.4—2016),采用灼烧法测定粗灰分含量;参照《食品中氨基酸的测定》(GB5009.124—2016),采用酸水解法测定氨基酸含量;参照《食品中脂肪酸的测定》(GB5009.168—2016),采用水解法测定脂肪酸含量。
1.2.2质构分析
取两组新鲜鱼的背肌样品,切成长2cm、宽2cm、厚1cm的肉块,用于全质构分析(TPA)。采用TA-XTPlus物性测试仪进行TPA模式测试,选择P/36R圆柱形测试探头,测试前速度为3mm/s,测试时速度为1mm/s,测试后速度为5mm/s,鱼肉的变形率为50%,间隔停留时间5s,负重探头类型:Auto-5g,每个处理组的混合样品测6次平行,取平均值[14]。
1.2.3挥发性风味物质
参照对鲟鱼的检测方法[15],使用固相微萃取-气相色谱-质谱联用法对黄金鲫背肌(鲜样)的挥发性风味物质进行分析。进样口参数:选择不分流模式,温度为240℃,不分流时间为1min,隔垫吹扫5mL/min,载气为氦气,流速控制为1mL/min。GC条件:DB-5MS弹性毛细管柱(60m×0.32mm×1μm)。起始温度40℃,以3℃/min升至100℃,以2℃/min升至150℃,以8℃/min升至240℃,保留5min。MS条件:EI模式,离子源温度250℃,传输线温度250℃,全质量扫描范围35~500amu,间隔时间0.2s。
1.2.4氨基酸组成与营养评价
根据联合国粮农组织(FAO)、世界卫生组织(WHO)建议的氨基酸评分标准和全鸡蛋蛋白质评定氨基酸模式的营养价值,对黄金鲫的鱼肉蛋白质的氨基酸评分(aminoacidscore,AAS)和化学评分(chemicalsore,CS)进行计算。
AAS=(样品中某种氨基酸含量)/(WHO/FAO模式谱中对应氨基酸含量)
CS=(样品中某种氨基酸含量)/全鸡蛋蛋白质中同种氨基酸含量
1.3 数据处理与统计
试验数据以“平均值±标准误”表示,用SPSS16.0软件进行单因素方差分析(One-wayANOVA),用Turkey氏多重比较法检验组间差异的显著性,设P<0.05为差异显著。
2 结果
2.1 基本营养成分
检测结果显示,“跑道”组黄金鲫肌肉的粗脂肪含量显著低于池塘组(P<0.05),相比降低了24.43%;粗灰分则显著高于池塘组(P<0.05),相比增加了50.52%(见表1)。两种模式养成的黄金鲫,其肌肉中的水分、粗蛋白含量均无显著性差异(P>0.05)。
2.2 质构特性
两种养成方式下的黄金鲫肌肉质构参数见表2。相比于传统池塘养殖,“跑道”模式显著提升了黄金鲫肌肉的硬度、粘附性和黏性等指标(P<0.05);但两组黄金鲫肌肉的弹性、内聚性、咀嚼性和回复性等指标无显著差异(P>0.05)。
2.3 氨基酸组成和评价
本试验共检测到黄金鲫肌肉中17种氨基酸(见表3)。从统计学分析,不同养殖模式对黄金鲫肌肉必需氨基酸和非必需氨基酸的组成和总量均无显著性影响(P>0.05)。两种模式养成的黄金鲫,其肌肉必需氨基酸总量与氨基酸总量的比值分别为0.53和0.55,必需氨基酸总量与非必需氨基酸总量的比值分别为1.13和1.26。
在呈味氨基酸方面,两种养成模式的黄金鲫,其肌肉中天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸等4种氨基酸含量均不存在显著差异(P>0.05);池塘组和“跑道”组的呈味氨基酸总量/氨基酸总量分别为32.73%和31.34%,组间无显著差异(P>0.05)。
相关期刊推荐：《水产科学》杂志是由辽宁省水产学会主办的水产科技期刊，主要刊载渔业资源、海淡水捕捞、水产养殖与增殖、水产生物病害及防治、水产饲料与营养、水产品保鲜与加工综合利用及水产基础科学等方面研究的新进展、新技术、新方法等。
按照FAO/WHO建议的氨基酸评分标准和全鸡蛋蛋白的标准,对黄金鲫肌肉的必需氨基酸进行评分,结果见表4。由表4可见,“跑道”组黄金鲫肌肉的必需氨基酸均高于FAO/WHO标准,并且Leu、Phe+Tyr和Lys的评分高于全鸡蛋蛋白;池塘组除Val以外,其它几种必需氨基酸均高于FAO/WHO标准。与全鸡蛋蛋白相比,池塘组黄金鲫肌肉Phe+Tyr和Lys的评分较高。进一步分析黄金鲫肌肉的氨基酸评分(AAS)和化学评分(CS),发现第一限制性氨基酸为缬氨酸(见表4)。
2.5挥发性物质组
成本试验从池塘组和“跑道”组黄金鲫肌肉中分别检测出23种和21种挥发性成分(见表6),包括醛、醇、酮、酯类等。池塘组样品中酮类和醇类的种类较多,而“跑道”组样品中上述4类挥发性物质的分类总含量均高于池塘组,分别增加了22.8%、35.7%、4.1%和17.7%。其中影响风味阈值较低、对鱼肉风味有贡献的醛类物质如反-2-辛烯醛、癸醛,以及酯类成分如1-辛烯-3醇亚油酸酯,“跑道”组均高于池塘组;而对鱼腥味有贡献的挥发性成分如壬醛和1-辛烯-3-醇等,则在池塘组肌肉样品中的含量较高。
3讨论
3.1脂肪含量
肌肉是鱼体的主要食用部位,其营养成分的组成和含量是评价其品质的主要依据[16]。本试验中,两种模式养殖的黄金鲫,虽然其蛋白质和水分含量无显著差异,但脂肪和灰分的含量有显著的差异。黄金鲫肌肉中粗脂肪含量的差异可能与试验鱼在不同养殖方式下的运动量有关。在“跑道”模式下饲养的黄金鲫,为应对流水带来的推力,需要有较大的运动量,从而增加了鱼体的脂肪氧化代谢,抑制了体脂肪蓄积[17-18];此外,高密度养殖的“跑道”环境也使养殖对象需要消耗更多的能量进行空间与摄食等的竞争,对其体脂组成也有一定的影响。本试验观察的结果与黄颡鱼[10]、大口黑鲈[11]、梭鱼[13]等鱼类的研究报道相一致。根据鱼肉中脂肪含量的高低,可将鱼类分为多脂鱼(>10%)、中脂鱼(5%~10%)和少脂鱼(<5%)。有研究表明,当鱼类肌肉中脂肪含量达鲜样的3.5%~4.5%时,具有良好的适口感[19]。本试验中,“跑道”养殖的黄金鲫,其肌肉粗脂肪含量为4.61%,而池塘养殖的为6.10%,相较而言,“跑道”模式养殖的黄金鲫口感更好。本试验结果表明,养殖模式的改变会对黄金鲫的基本营养组成产生影响。
3.2质构指标
质构是评价鱼类肌肉组织特性的重要指标之一。通过质构仪模拟食物咀嚼过程,把质地感官知觉与力学性能、几何特性相结合,客观地评价鱼肉的品质特性[20]。本试验观察到,“跑道”模式对黄金鲫的肌肉硬度、粘附性和黏性等质构指标具有显著的提升作用。已有研究认为,鱼类在狭小的流水槽空间内需释放更多的能量来维持其生命活动,其运动能力提高,肌肉细胞间的结合力增强,导致肌肉硬度增加[21];此外,高水分含量和高脂肪含量会使鱼肉的机械强度降低,而“跑道”组黄金鲫肌肉中较低的脂肪含量也有助于其肌肉硬度的提升。黏性反映鱼肉在一定外力作用下的流动性,黏性的提高可能是因为“跑道”养成的黄金鲫,其肌肉纤维细胞排列更紧密,肌原纤维蛋白含量更高所致[22]。本试验中,TPA指标综合反映在感官上可表现为鱼肉紧实,咬劲十足,表明“跑道”模式有助于提升黄金鲫鱼肉的口感,这与大口黑鲈[11]、梭鱼[13]、斑点叉尾鮰(IetalurusPunetaus)[23]等品种的研究报道相一致。
3.3氨基酸含量
与肌肉粗蛋白含量相似,本试验发现,黄金鲫的肌肉氨基酸组成和含量未随着养殖模式改变而产生显著变化。两种模式下养成的黄金鲫,其肌肉必需氨基酸总量/氨基酸总量分别为0.53和0.55,均高于FAO/WHO的推荐标准(35.38%),必需氨基酸总量/非必需氨基酸总量分别为1.13和1.26,也远高于FAO/WHO的标准(60%)[24],表明黄金鲫的鱼肉是1种氨基酸组成较为平衡的优质蛋白质,符合人体饮食健康需求。本试验观察到黄金鲫的第一限制性氨基酸为缬氨酸,与白金丰产鲫[25]、萍乡肉红鲫[26]等鲫鱼品种一致,这一结果可为该品系人工配合饲料的研发提供参考。呈味氨基酸的组成与含量直接影响鱼肉的鲜美程度。谷氨酸和天门冬氨酸为呈鲜味的特征性氨基酸,同时还是调节脑和神经代谢功能的重要氨基酸,参与生命体的多项生理活动;甘氨酸和丙氨酸则可产生甜味,去除苦味,增加鲜味。本试验结果显示,黄金鲫呈味氨基酸的占比分别为32.73%(池塘组)和31.34%(“跑道”组),两个组之间并无显著差异,与湘云鲫2号(32.49%)[27]、斑尾复虾虎鱼(Synechogobiusommaturus)(31.40%)[28]、瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrusfulvidraco)(31.14%)[29]等品种肌肉呈味氨基酸的占比相近,而高于云南光唇鱼(Acrossocheilusyunnanensis)(27.1%)[30]、云斑鮰(Lctalurusnebulosus)(29.00%)[29]等。
3.4脂肪酸含量
鱼类肌肉脂肪酸组成与变化受栖息习性、食性、适应性和生长习性等综合影响。已有研究报道,“跑道”模式对黄颡鱼[14]、篮子鱼(Siganusrivulatus)[21]和大口黑鲈[22]等品种的脂肪酸组成有改善作用。对长丰鲫(ChangfengvarietyCarassiusauratusgibelio)、彭泽鲫(Carassiusauratus)、异育银鲫(Carassiusauratusgibelio)、红鲫(Carassiusauratusredv.Xiangjiang)等4种鲫鱼品种的对比研究发现,其肌肉中不饱和脂肪酸的占比为71.6%~73.9%,多不饱和脂肪酸占比为8.3%~24.2%[31]。与传统池塘养殖相比,本试验“跑道”养成的黄金鲫,其肌肉的不饱和脂肪酸含量增加,饱和脂肪酸含量下降。“跑道”组黄金鲫的不饱和脂肪酸占比从池塘组的68.28%提高到75.37%,高于上述的4种鲫鱼品种。池塘组黄金鲫的多不饱和脂肪酸占比为12.38%,“跑道”组该数值则为16.51%,仅低于长丰鲫的24.2%。高度不饱和脂肪酸能显著增加鱼肉的香味,反映肌肉的多汁性,同时在预防心脑血管疾病、促进生长发育等方面具有重要作用[32]。本试验结果表明,“跑道”养殖优化了黄金鲫肌肉的脂肪酸组成,对人类的饮食健康更有益处。
3.5挥发性风味物质
挥发性风味物质含量也是评价水产品品质的重要指标之一,主要包括醛、醇、酮、酯类物质。醛类物质可能来源于不饱和脂肪酸氧化后形成的过氧化物的进一步裂解。一般认为,5~9个碳原子的醛具有清香、油香、脂香风味,阈值相对较低,对鱼肉风味影响较大[33]。本试验发现,黄金鲫肌肉的醛类物质中,含量较大的是己醛和壬醛,其中“跑道”组黄金鲫肌肉中的己醛(青草味)较池塘组高55%,而壬醛(鱼腥味)较池塘组低45.3%。另外,“跑道”组的反-2-辛烯醛(脂香味)和癸醛(橘皮味)含量高于池塘组,2-十一烯醛(清醛味)则低于池塘组。酮类化合物由多不饱和脂肪酸氧化或降解、氨基酸降解或微生物氧化产生,往往有甜甜的花香和果香,对腥味有一定的增强作用,因其阈值高于其同分异构体的醛,对鱼肉风味的贡献比醛类小[15]。本试验中,“跑道”组鱼肉的酮类物质总量相比池塘组增加了35.7%。醇类大多数来源于脂肪的氧化分解,一般阈值较高、高浓度或不饱和形式的醇类物质对鱼肉风味影响较大[34],如1-辛烯-3-醇会产生腥臭气味。本试验观察到池塘组黄金鲫肌肉不饱和醇共有1-辛烯3-醇、反式-2-辛烯-1-醇和顺-3-壬烯-1-醇等3种,占比为5.52%;而“跑道”组则检测出1-辛烯-3-醇和3-癸炔-2-醇,占比3.84%,与池塘组相比低43.8%。对异育银鲫的研究也发现,随着在微流水系统中养殖时长增加,鱼肉中该类挥发物含量明显减少[35],与本试验相一致。此外,含氮含硫及杂环化合物是通过微生物和酶的作用分解蛋白质而产生的碱性含氮物质,对鱼腥味有一定影响。本试验中,池塘组黄金鲫肌肉中含氮含硫和杂环类化合物的种类和含量均高于“跑道”组。
4结论
本试验结果表明,与传统池塘养殖模式相比,通过池塘循环水“跑道”模式养成的黄金鲫具有鱼肉脂肪含量低、不饱和脂肪酸含量高、弹性和黏性强、风味好等特点,鱼肉的营养品质在整体上有所提升。但“跑道”养殖模式对鱼肉品质调控的机理还需进一步研究。——论文作者：蒋起宏1陈刘浦2胡金春3叶霆3线婷2朱士臣1相兴伟1马文君2周凡2
