魚鱗化學成分研究進展

顧楊娟，李 杰，李富威，包建強

（上海海洋大學食品學院，上海 201306）

近年來，隨著我國水產品產量的大幅度提高[1]，水產品消費快速增長[2]，在魚類加工過程中產生了大量的廢料，其數量約占原料魚的40%～55%[3]，廢料中約有4%是魚鱗[4]。我國古代就有醫(yī)書對魚鱗的醫(yī)用價值進行過論述，指出魚鱗具有養(yǎng)血、散血、止血、治療瘡和燙火傷、補腎固精等作用[5]?，F代研究表明，魚鱗中富含蛋白質、不飽和脂肪酸、卵磷脂、多種微量元素及抗癌物質，具有防治動脈硬化、高血壓以及抗衰老、抗癌等醫(yī)療保健功效[6]。

由于人們對魚鱗的價值缺乏足夠的認識，加上產業(yè)鏈的不完善，魚鱗通常直接被丟棄，或經過粗加工作為低值魚粉用于飼料行業(yè)，造成環(huán)境污染和資源浪費。而當今社會，資源危機、環(huán)境污染的問題日益突出，因此，充分利用好魚鱗資源具有重大的意義。

本文介紹了魚鱗化學成分及結構組成的研究狀況，旨在為魚鱗的進一步研究和開發(fā)利用提供理論參考。

1 魚鱗的結構組成

魚鱗是大多數魚類體表的皮膚衍生物，起保護魚體的作用。其根據不同的形態(tài)可分為楯鱗、硬鱗和骨鱗。國內外開展研究的魚鱗主要是硬骨魚的骨鱗。骨鱗又分圓鱗和櫛鱗，圓鱗多見于硬骨魚鯉科類，櫛鱗多見于硬骨魚鱸形目。

骨鱗主要由缺鈣羥基磷灰石和胞外基質構成，主要是Ⅰ型膠原纖維組成。骨鱗具有和其他堅硬組織（如骨頭、牙齒）相似的組成成分。每個鱗片分為2層：外層骨質層和內層纖維層[7-8]。在骨質層，膠原纖維零亂無序地分布于蛋白多糖中；而在纖維層，膠原纖維平行排列形成纖維薄層并且薄層之間堆疊形成正交式或雙扭曲式夾板結構[9-11]?，F已發(fā)現，纖維薄層之間堆疊的角度有雅羅魚（Leuciscus cephalus）的 36°[12]，孔雀魚（Poecilia reticulata） 和真鯛魚（Pagrus major）的90°[13]。Ikoma等[14]還發(fā)現，磷灰石晶格不僅存在于骨質層，也存在于纖維層，并且在每一纖維薄層中與膠原纖維平行排列。

在研究魚鱗結構的同時，可通過儀器測定魚鱗的相關成分。Ikoma等[14]研究真鯛魚鱗時，用能量彌散X射線探測器測出無機成分P2O5，Na2O，MgO 和 CaO 的含量分別為 （41±2）%，（3±2）%，（2±1）%，（54±2）%（濕物質），Ca∶P 為1.67；用熱重力測量法測出水分、有機成分、無機成分的含量分別為13%，41%，46%。

2 魚鱗的化學成分

2.1 基本化學組成

魚鱗的基本化學組成如表1所示。

從水分含量上看，表1中前7種魚鱗的水分含量均低于20%，而其他魚鱗的水分含量均高于50%。存在明顯差異的原因可能是樣品預處理的方法不同，有些魚鱗[15]常溫晾干后待測，有些魚鱗[16]則是吸干體表水分后待測。

表1 魚鱗的基本化學組成

魚鱗中含有豐富的粗蛋白和灰分。粗蛋白含量占干物質的39.90%～78.60%，由表1可知，鯉魚鱗的粗蛋白含量最高，達78.60%；灰分含量占干物質的17.43%～51.50%，以藍園鲹為主的海魚鱗灰分含量最高，達51.50%。

魚鱗中粗脂肪含量大多＜1%或微量，唯有李川等[16]研究甌江彩鯉魚鱗采用甲醇-氯仿法測得粗脂肪含量為2%。魚鱗中脂質含量少，有利于膠原蛋白的提取和純化。魚鱗中總糖含量在0.20%左右。有研究表明，鯉魚鱗中的糖綴合物具有較強的抗卵磷脂脂質過氧化作用，以及顯著清除 DPPH·，02·-，·OH 的作用[20]。

魚鱗中的蛋白質以膠原蛋白和硬蛋白為主。魚鱗中膠原蛋白含量豐富，占干物質的11.59%～38.30%；硬蛋白含量占干物質的4.44%～8.29%。有研究表明，魚鱗膠原是哺乳動物膠原極具競爭力的替代選擇[21]，可用于功能食品、化妝品、生物醫(yī)學和制藥行業(yè)[21-22]。魚鱗硬蛋白主要是角蛋白，具有優(yōu)異的生物學特性和良好的材料力學性能，可廣泛用于材料、生物、醫(yī)學等方面[23]。

此外，海水魚鱗中含有較為豐富的磷脂，含量在7 mg/g左右[17]。磷脂是動物和人體細胞膜的重要組成部分，具有提高機體免疫力、延緩衰老、增強神經細胞功能的作用，還與機體的生殖生理和激素的代謝密切相關。另有研究表明，魚鱗中含有豐富的卵磷脂[24]。卵磷脂（Lecithin）是一種磷脂混合物，具有改善機體神經功能障礙及紊亂、恢復腦功能、增強記憶力、防止心血管系統(tǒng)疾病及抗衰老等功效[25-26]。

2.2 氨基酸組成

魚鱗的氨基酸組成及含量如表2所示。

海水魚鱗和淡水魚鱗的氨基酸組成較為相似，以天冬氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、精氨酸為主，其中，天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸都是氨基酸系列的鮮味物質。在甌江彩鯉魚鱗中，4種鮮味氨基酸的含量為36.67%，占氨基酸總含量的60%[16]，高于其肌肉中鮮味氨基酸的含量（27.83%）[27]，所以，甌江彩鯉魚鱗具有較鮮美的味道。

丙氨酸是魚鱗中主要氨基酸之一，含量為2%～7%。有研究表明，丙氨酸可使機體內氨基酸氧化酶在腫瘤細胞質中異位表達，阻止體內脂質氧化損傷，清除細胞毒性，還可以抑制致癌物質二甲基亞硝胺[28]，所以，魚鱗中較高含量的丙氨酸具有延緩衰老、防癌等作用。

魚鱗中精氨酸含量較高，為1.67%～5.50%。在人體內精氨酸雖然能夠合成，但多被分解為尿素，故需要從食物中補充[17]。魚鱗中含有一定量的組氨酸，它是嬰兒的必需氨基酸。

魚鱗中還含有一定量的羥脯氨酸和羥賴氨酸，這是膠原蛋白及少數類似的結構蛋白所特有的氨基酸，有別于其他蛋白質，二者的含量與膠原蛋白分子對熱或化學變性作用的抵抗力密切相關[17]。

甌江彩鯉魚鱗[16]中檢測到少量?；撬?，含量為0.01%。?；撬峋哂姓{節(jié)晶體滲透壓和抗氧化等作用，可抑制白內障的發(fā)生發(fā)展，補充?；撬幔€可促進嬰幼兒腦組織和智力發(fā)育[29]。

表2中有些魚鱗能檢測出半胱氨酸，而有些未能檢出。有研究指出，半胱氨酸因為被氧化而未測定[16]。這可能與測定方法有關，也可能與魚的生活環(huán)境、種類有關，具體原因還有待進一步研究。半胱氨酸為半必需氨基酸，長期缺乏能導致生理功能障礙。

表2 魚鱗的氨基酸組成及含量 %

在表2中列出的魚鱗中，色氨酸都未能檢出。而高建華等[19]檢測出羅非魚鱗、鯪魚鱗、草魚魚鱗、脆肉鯇魚鱗中的色氨酸含量分別為1.29%，1.35%，1.14%，1.92%。他們采用了特定的測定方法：樣品中加入4.2 mol/mL NaOH，105℃水解24 h，經衍生處理后測定。所以，魚鱗中是否含有色氨酸，極有可能與測定方法有關。除色氨酸不確定外，魚鱗含有其他7種人體的必需氨基酸。

2.3 脂肪酸

魚鱗的主要脂肪酸含量如表3所示，其中，十六酸（棕櫚酸）和十八碳烯酸（油酸）、十八碳二烯酸（亞油酸）的含量較高。除金線魚鱗[6]外，其他魚鱗中不飽和脂肪酸含量高于飽和脂肪酸含量。魚鱗中還含有二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA），EPA的含量較DHA低。羅紅宇[17]研究的海魚鱗中EPA和DHA含量較高，總量達16%以上，高于中國對蝦頭中的含量。甌江彩鯉魚鱗[16]中的總脂含量顯著低于其肌肉中總脂含量，不飽和脂肪酸含量在總脂肪酸中的比例高于其肌肉中的比例[27]。

多不飽和脂肪酸可減少膽固醇在血管壁內的沉積，促進血液循環(huán)，從而防止動脈硬化、高血壓及心臟病。特別是EPA和DHA多不飽和脂肪酸，對于神經系統(tǒng)有重要的功能，具有健腦、提高記憶力和視力的功能，尤其可以促進胎兒腦細胞發(fā)育和嬰幼兒腦細胞生長，促進青少年提高記憶，防治老年性癡呆等[30-31]。

表3 魚鱗的主要脂肪酸含量 %

2.4 礦物元素

從表4可以看出，魚鱗中礦物元素含量較多的是Ca和P，各種魚鱗都含Fe，Zn，部分魚鱗含有 Mg，Cu，Mn，Se。與珍珠層粉相比，魚鱗的礦物質含量較高[15]。Tang等[32]對10余種魚鱗分析得知，Zn主要集中在骨質層，而Cu在纖維層中有較高的含量。從表4還可以看出，海水魚鱗礦物元素平均含量高于淡水魚鱗，可以推斷魚的生活水域中的礦物元素含量對魚鱗中的礦物元素含量有較大影響。

表4 魚鱗礦物元素含量

鈣被稱為“生命金屬”，它是人體內含量最多的礦物元素。鐵離子則是血紅素的中心離子，人體缺鐵將患缺鐵性貧血病。在人體內，70%鎂存在于骨酪和牙齒中，其余分布于軟組織和體液中，是細胞中的主要陽離子[33]。魚鱗中Cu/Zn極小，正常人血清中Cu/Zn比卵巢癌患者的小[34-35]。這表明，食用魚鱗可促進人體生長發(fā)育，降低血清中Cu/Zn，從而可降低卵巢癌發(fā)病率的作用。

甌江彩鯉魚鱗和金線魚鱗中檢測到微量元素硒。硒在人體中含量微少，僅為14～20 mg/人。其有較強的抗氧化和螯合重金屬能力，被稱為人體微量元素中的“防癌和解毒之王”[32]。

以藍園鲹為主的海魚鱗樣品中鉛（Pb）和鉻（Cr）含量分別為 34.61，20.29 μg/kg，含量偏高，這可能與魚鱗收集地水體生態(tài)環(huán)境中所含的Pb和Cr含量密切相關。因此，開發(fā)魚鱗產品，要注意原料的質量安全問題[36]。

3 結語

通過對魚鱗化學成分研究現狀的總結分析可知，魚鱗具有很高的利用價值。但國內外對魚鱗成分的研究還很有限，僅限于幾種淡水魚和海水魚。魚的種類和生活環(huán)境不同，其魚鱗化學成分會有很大差異。為了充分有效地利用魚鱗資源，我們必須加強魚鱗成分的基礎性研究，為魚鱗有效成分的提取及魚鱗產品的開發(fā)提供理論依據。

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