6個(gè)不同群體許氏平鲉肌肉氨基酸分析及評(píng)價(jià)

王婧文，王英俊，劉天紅，吳瑩瑩，劉童，鄒琰，宋愛環(huán)，唐學(xué)璽，劉洪軍*

(1.中國(guó)海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院，山東 青島 266003； 2.山東省海洋生物研究院；3.青島市海洋生物種質(zhì)資源挖掘與利用工程實(shí)驗(yàn)室：山東 青島 266104)

許氏平鲉(Sebastesschlegeli)，屬鲉形目(Scorpaeniformes)、鲉科(Scorpaenidae)、平鲉屬 (Sebastodes)，地方名為黑寨、黑石鱸、黑頭或黑鲪，是中國(guó)常見冷溫性底層巖礁性魚種，渤海、朝鮮半島及日本均有分布，是重要的經(jīng)濟(jì)海捕魚類[1-3]。許氏平鲉味道鮮美，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，富含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，深受消費(fèi)者喜愛。目前，對(duì)于許氏平鲉的研究多集中于生物特征、遺傳多樣性以及增養(yǎng)殖方面，對(duì)其不同群體間的營(yíng)養(yǎng)成分比較的研究尚未見報(bào)道[4-7]。

本研究選取黃渤海不同區(qū)域的許氏平鲉，以煙臺(tái)長(zhǎng)島、青島沙子口、威海、日照、丹東及大連地區(qū)6個(gè)不同群體為研究對(duì)象，對(duì)肌肉基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)成分和氨基酸進(jìn)行測(cè)定、分析及評(píng)價(jià)，以期為其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值研究、種質(zhì)資源開發(fā)與保護(hù)及其他基礎(chǔ)工作提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

2018年10月從煙臺(tái)、青島、威海、日照、丹東和大連碼頭采集野生許氏平鲉。各個(gè)群體許氏平鲉數(shù)量均為20尾，煙臺(tái)、青島、威海及日照4個(gè)群體許氏平鲉均采集鮮活樣本，丹東與大連群體許氏平鲉采用活體冰鎮(zhèn)放入保鮮袋速運(yùn)6 h方式，將采集樣品帶回實(shí)驗(yàn)室做進(jìn)一步分析處理，用濾紙將魚體表水分擦干，進(jìn)行體質(zhì)量、體長(zhǎng)測(cè)定，然后去掉魚皮與鱗片，取魚背部腹部肌肉，切成肉段剔刺、混勻放入勻漿機(jī)制成肉糜，用封口袋裝好，標(biāo)記后放入-80 ℃冰箱保存待測(cè)，采樣記錄見表1。所有指標(biāo)均設(shè)置3組重復(fù)，取測(cè)量平均值。

1.2 儀器與設(shè)備

主要包括脂肪測(cè)定儀Soxtec 8000(丹麥福斯公司)；凱氏定氮儀8200(丹麥福斯公司)；F6010馬弗爐(龍口市電爐廠)；LA8080高速氨基酸分析儀(日立高新技術(shù)公司)；電子天平(北京賽多利斯科學(xué)儀器有限公司)；DHG-9023A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)。

1.3 方法

1.3.1 基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

水分測(cè)定根據(jù)國(guó)標(biāo)(GB5009.3—2016)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》，采用直接干燥法測(cè)定[8]；灰分根據(jù)國(guó)標(biāo)(GB5009.4—2016) 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測(cè)定》執(zhí)行[9]；蛋白質(zhì)測(cè)定參照國(guó)標(biāo)(GB5009.5—2016)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》，采用自動(dòng)凱氏定氮儀法測(cè)定[10]；粗脂肪測(cè)定參照國(guó)標(biāo) (GB5009.6—2016) 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》，采用脂肪測(cè)定儀測(cè)定[11]。

表1 不同地區(qū)許氏平鲉質(zhì)量、體長(zhǎng)范圍Tab.1 The weight, body length range ofSebastes schlegeli in different regions n=3

1.3.2 氨基酸測(cè)定

氨基酸測(cè)定參照(GB5009.124—2016)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氨基酸的測(cè)定》執(zhí)行[12]。

1.3.3營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)方法

參照文獻(xiàn)[13-15]所述，根據(jù)FAO(聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織)/WHO(世界衛(wèi)生組織)建立的氨基酸評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式(%，干重)和以雞蛋蛋白質(zhì)作為理想蛋白質(zhì)的化學(xué)評(píng)分模式(%，干重)進(jìn)行比較，將所測(cè)得必需氨基酸含量轉(zhuǎn)換成1 g蛋白質(zhì)中所含氨基酸毫克數(shù)，采用公式(1)～(3)計(jì)算氨基酸評(píng)分(AAS)、化學(xué)評(píng)分(CS)和必需氨基酸指數(shù)(EAAI)。

式(1)

式(2)

式(3)

式中：aa為樣品蛋白質(zhì)中某種必需氨基酸含量；AA(FAO/WHO)為FAO/WHO模式中蛋白質(zhì)相應(yīng)某種必需氨基酸含量；AA(Egg)為全雞蛋蛋白模式中蛋白質(zhì)相應(yīng)某種必需氨基酸含量;AE、BE、CE…HE為全雞蛋蛋白相應(yīng)不同氨基酸含量；n為參與比較的氨基酸數(shù)量。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 23.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，結(jié)果使用(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)(mean±SD)表示，使用單因素方差分析進(jìn)行顯著性分析，P<0.05時(shí)，差異顯著；P>0.05時(shí)，差異不顯著。使用主成分分析與系統(tǒng)聚類方法進(jìn)行聚類分析，使用普通判別進(jìn)行判別分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 一般營(yíng)養(yǎng)成分

對(duì)6個(gè)不同群體許氏平鲉的一般營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行測(cè)定與統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見表2。從表2可知，許氏平鲉水分含量范圍為77.14%～80.17%，灰分含量范圍為5.48%～6.88%，粗脂肪含量范圍為0.99%～7.02%，粗蛋白含量范圍為84.01%～94.21%。6個(gè)群體水分含量差異性不顯著(P>0.05)，煙臺(tái)、青島及威海群體的灰分含量差異性不顯著(P>0.05)，粗脂肪和粗蛋白組間差異性顯著(P<0.05)。日照群體的粗脂肪含量最低為0.99%，粗蛋白含量較高，威海群體的粗蛋白含量最高，粗脂肪含量較低。

表2 6個(gè)不同群體許氏平鲉一般營(yíng)養(yǎng)成分比較Tab.2 Comparisons of general nutrients composition of Sebastes schlegeli in different regions %

注：*表示濕基水分含量，灰分、粗脂肪和粗蛋白含量均以干基計(jì)。同列中標(biāo)有相同字母表示組間無(wú)顯著性差異(P>0.05)同列中標(biāo)有不同字母表示有顯著性差異(P<0.05)。

2.2 肌肉氨基酸含量及評(píng)價(jià)

2.2.1 肌肉氨基酸組成及含量

表3為檢測(cè)的6個(gè)群體許氏平鲉肌肉中常見17種氨基酸組成及含量，除了色氨酸被分解，共檢測(cè)了7種必需氨基酸：蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸。6個(gè)群體必需氨基酸總量為4.48%～4.93%，含量大小依次為：青島>煙臺(tái)>威海>日照>大連>丹東。在7種必需氨基酸中，6個(gè)群體許氏平鲉含量最高的均為賴氨酸，其次為亮氨酸。6個(gè)群體鮮味氨基酸總量在4.22%～4.66%，含量大小依次為青島>煙臺(tái)>威海>日照>大連>丹東，所有群體中均為谷氨酸含量最高，其次為天冬氨酸，各個(gè)群體差異性不顯著(P>0.05)。十種非必需氨基酸6個(gè)群體含量在6.52%～7.24%，含量大小依次為：青島>煙臺(tái)>威海>日照>大連>丹東，谷氨酸均為6個(gè)群體中氨基酸含量最高(1.76%～1.93%)，其次為天冬氨酸(1.24%～1.36%)。支鏈氨基酸(異亮氨酸、亮氨酸和纈氨酸)與芳香氨基酸(苯丙氨酸、酪氨酸)的比值為F值。本次實(shí)驗(yàn)測(cè)出6個(gè)群體許氏平鲉F值范圍為2.13～2.27。

表3 6個(gè)不同群體許氏平鲉肌肉氨基酸組成及含量Tab.3 Muscle composition and content of amino acids of Sebastes schlegeli in different region %

注：含量以鮮基計(jì)。色氨酸在檢測(cè)中被分解，#為必需氨基酸，*為呈味氨基酸。同行中標(biāo)有相同字母者表示差異性不顯著(P>0.05)，同行中標(biāo)有不同字母者表示差異性顯著(P<0.05)。F值表示支鏈氨基酸含量與芳香族氨基酸含量的比。

對(duì)6個(gè)群體所有氨基酸進(jìn)行主成分分析，首先，分析上述6個(gè)不同群體許氏平鲉17種氨基酸指標(biāo)間的相關(guān)性。然后進(jìn)行主成分因子分析，得到主成分因子的載荷矩陣、特征值、方差貢獻(xiàn)率及累計(jì)貢獻(xiàn)率，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氨基酸的綜合性分析，減少氨基酸分析指標(biāo)與損失。取特征值大于1的成分作為主成分，構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)函數(shù)，計(jì)算綜合得分。取所有特征值大于1的成分作為主成分，第一主成分天冬氨酸的特征值為19.515，方差貢獻(xiàn)率為75.056%；第二主成分蘇氨酸特征值為4.008，方差貢獻(xiàn)率為90.470%；第三主成分絲氨酸特征值為1.322，方差貢獻(xiàn)率為95.55%。通過(guò)主成分分析，得到2個(gè)主成分表達(dá)式，分別寫為：

判別方程1:=0.070CAsp+0.070CThr+0.071CSer+0.070CGlu+0.051CPro+0.065CGly+0.071CAla+0.070CVal﹣0.003CMet+0.071CIle+0.070CLeu+0.071CTyr+0.065CPhe+0.070CLys+0.066CHis+0.070CArg﹣0.031CCys

判別方程2:=-0.043CAsp+0.045CThr+0.022CSer+0.029CGlu+0.308CPro+0.082CGly-0.025CAla+0.015CVal-0.448CMet-0.015CIle-0.047CLeu+0.006CTyr-0.101CPhe-0.022CLys-0.055CHis+0.031CArg+0.395CCys

計(jì)算得到氨基酸因子得分變量后，進(jìn)一步對(duì)6個(gè)群體所有氨基酸進(jìn)行聚類分析，聚類分析結(jié)果如圖1。依圖1所示，將6個(gè)群體分為2類或3類比較合適，如果樣本分為2類，煙臺(tái)是一類，其余群體是一類；如果分為3類，煙臺(tái)是一類，青島和威海是一類，其余群體是一類。

RZ：日照；DL：大連；WH：威海；DD：丹東；QD：青島；
YT：煙臺(tái)。

RZ means Rizhao; DL means Dalian; WH means Weihai;
DD means Dandong; QD means Qingdao; YT means Yantai.

對(duì)所有方差為齊性(P>0.05)的氨基酸進(jìn)行普通判別分析，包括絲氨酸、甘氨酸、異亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、組氨酸和胱氨酸及氨基酸總量，分類結(jié)果如圖2所示。從圖2可以看出，通過(guò)判別函數(shù)回代，6個(gè)群體判別成功率為100%，判錯(cuò)率為0%。根據(jù)判別函數(shù)分類散點(diǎn)圖(圖2)可以看出，煙臺(tái)與威海、青島與丹東、日照與大連組質(zhì)心距離近，各群體樣品緊密分布在組質(zhì)心周圍。表4中判別分析可準(zhǔn)確將樣品歸到所屬群體中，成功率為100%，為后續(xù)許氏平鲉群體的分類提供了一種新方法。

表4 6個(gè)群體判別分類結(jié)果Tab.4 Discriminant classification results in different regions

注：正確地對(duì)100% 個(gè)原始已分組個(gè)案進(jìn)行了分類。

2.2.2 肌肉氨基酸的營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

表5為6個(gè)群體許氏平鲉肌肉中氨基酸含量與FAO/WHO的氨基酸評(píng)分模式和全雞蛋蛋白質(zhì)模式中氨基酸含量的比較結(jié)果。表6為6個(gè)群體許氏平鲉肌肉中的氨基酸評(píng)分(AAS)、化學(xué)評(píng)分(CS)和必需氨基酸指數(shù)(EAAI)。由表6可知，在AAS模式中，煙臺(tái)群體中第一限制性氨基酸為蛋氨酸與胱氨酸，第二限制性氨基酸為纈氨酸，其余5個(gè)群體第一限制性氨基酸為纈氨酸，第二限制性氨基酸為蛋氨酸與胱氨酸；在CS模式中，6個(gè)群體第一限制性氨基酸為蛋氨酸與胱氨酸，煙臺(tái)、威海和日照和大連第二限制性氨基酸為苯丙氨酸與酪氨酸，青島、丹東第二限制性氨基酸為纈氨酸。

表5 6個(gè)群體許氏平鲉與FAO/WHO和雞蛋蛋白標(biāo)準(zhǔn)的必需氨基酸含量比較Tab.5 Comparisons of essential amino acid contents from Sebastes schlegeli in different regions with FAO/WHO and egg protein standards mg·(g·N)-1

表6 6個(gè)不同群體許氏平鲉肌肉氨基酸評(píng)分(AAS)、化學(xué)評(píng)分(CS)和必需氨基酸指數(shù)(EEAI)Tab.6 Amino acid scores(AAS), chemical scores(CS) and essential amino acid indices(EEAI) of muscles from Sebastes schlegeli in different regions

3 討論

3.1 基本營(yíng)養(yǎng)成分

實(shí)驗(yàn)選取6個(gè)不同群體的許氏平鲉，對(duì)其進(jìn)行了營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定及評(píng)價(jià)。脂肪含量與肉類的口感有關(guān)，良好的適口性脂肪含量范圍一般在3.5%～4.5%[16-17]，煙臺(tái)許氏平鲉粗脂肪含量為3.49%，威海許氏平鲉粗脂肪含量為4.25%，具有較好的適口性。6個(gè)群體的許氏平鲉脂肪含量波動(dòng)范圍較大，青島群體的脂肪含量最高，為7.02%；日照群體的脂肪含量最低，為0.99%。造成脂肪范圍波動(dòng)較大的原因可能是受地理因素、生理狀況的影響，宋理平等[18]研究發(fā)現(xiàn)，飼料脂肪水平越高，實(shí)驗(yàn)中許氏平鲉全魚、肌肉和肝臟脂肪含量也隨之升高，表明食物及食物中脂肪含量也會(huì)影響許氏平鲉脂肪含量。眾所周知，水產(chǎn)品中蛋白質(zhì)含量高，一些水產(chǎn)品干基蛋白質(zhì)含量達(dá)到80%～90%[19]，本研究測(cè)得6個(gè)群體許氏平鲉粗蛋白含量在84.01%～94.21%，6個(gè)群體差異性顯著，蛋白質(zhì)含量均較高。

3.2 肌肉氨基酸的組成及含量

在FAO/WHO的標(biāo)準(zhǔn)模式中，EAA/TAA約為40%，EAA/NEAA大于60%屬于理想蛋白質(zhì)源[16]，6個(gè)群體許氏平鲉的EAA/TAA均在40.10%～40.63%之間，屬于理想模式范圍，EAA/NEAA在67.22%～68.72%之間，均高于60%，差異性不顯著，所以6個(gè)群體許氏平鲉營(yíng)養(yǎng)比例均衡，蛋白質(zhì)品質(zhì)良好。6個(gè)群體許氏平鲉中必需氨基酸含量最高的均為賴氨酸，其次為亮氨酸。賴氨酸在動(dòng)物生長(zhǎng)過(guò)程中有著重要作用，參與體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，決定著其他氨基酸的利用程度，同時(shí)還可以提高鈣的吸收，促進(jìn)發(fā)育和機(jī)體應(yīng)激能力[20-21]；亮氨酸可促進(jìn)骨骼肌蛋白的合成，氧化供能、提高肉品質(zhì)和免疫力[22-23]，因此許氏平鲉可作為補(bǔ)充賴氨酸和亮氨酸的蛋白質(zhì)源。

在必需氨基酸總量中青島含量最高，青島和丹東差異性顯著(P<0.05)，與其他群體差異不顯著(P>0.05)。呈味氨基酸決定了食物的鮮美程度，由呈鮮味的天冬氨酸、谷氨酸和呈甘味的甘氨酸、丙氨酸4種氨基酸組成，其中谷氨酸鮮味最強(qiáng)，絲氨酸、脯氨酸也與食物甘味有關(guān)[16，24-26]。煙臺(tái)、青島與威海許氏平鲉鮮味氨基酸含量要高于其他群體，與聚類分析所示分類結(jié)果相吻合。朱成科等[16]與柳學(xué)周等[27]認(rèn)為當(dāng)魚體F值較為接近人體和其他哺乳動(dòng)物的F值(3.0～3.5)時(shí)，可補(bǔ)充當(dāng)肝受損時(shí)(F值為1.0～1.5)降低的數(shù)值，6個(gè)群體許氏平鲉F值范圍為2.13～2.27，以煙臺(tái)和青島許氏平鲉最為接近，因此，許氏平鲉具有開發(fā)保肝功效的功能性食品的潛力。

使用判別方程1和判別方程2進(jìn)行判別分析，發(fā)現(xiàn)煙臺(tái)與威海分為一類、青島與丹東分為一類、日照與大連分為一類，這表明在方差齊性氨基酸綜合含量上，煙臺(tái)與威海、青島與丹東、日照與大連群體的許氏平鲉更為接近。6個(gè)群體判別成功率均為100%，為后續(xù)許氏平鲉種群的判別提供了新參考。

3.3 肌肉氨基酸的營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)資源開發(fā)和居民膳食指導(dǎo)離不開蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)[27]，而氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位，所以蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的高低由必需氨基酸的種類、數(shù)量以及比例決定。對(duì)比AAS與CS兩種模式，發(fā)現(xiàn)許氏平鲉6個(gè)群體賴氨酸AAS與CS均為最高，6個(gè)群體許氏平鲉賴氨酸含量均超過(guò)了FAO/WHO模式，可用來(lái)補(bǔ)充賴氨酸[28]。EAAI指數(shù)是評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的一種方法，比值越高，越接近于雞蛋蛋白標(biāo)準(zhǔn)，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高。本實(shí)驗(yàn)EAAI指數(shù)范圍為62.48～66.62，大小依次為:青島>日照>大連>威海>丹東>煙臺(tái)；從EAAI指標(biāo)來(lái)看，青島數(shù)值最高為66.62，高于梭魚(Lizahaematochila)(59.63)[29]、大黃魚(PseudosciaenacroceaRichardson)(44.03)[30]，低于多鱗鱚(Sillagosihama)(69.9)[31]以及紫紅笛鯛(Lutjanusargentimaculatus) (77.62)[26]。在韓慧宗等[32]的研究中，許氏平鲉半胱氨酸含量最低，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，在AAS與CS兩種模式下，蛋氨酸與胱氨酸都為第一或第二限制性氨基酸，此結(jié)論可為魚類養(yǎng)殖及飼料研發(fā)提供依據(jù)。

3.4 造成差異的原因

許氏平鲉對(duì)食物資源的利用率高，競(jìng)爭(zhēng)能力較強(qiáng)，主要攝食蝦類、魚類、多毛類及頭足類等20余種餌料[33]，上述餌料生物在各海域的豐度存在差異，可能是造成6個(gè)群體營(yíng)養(yǎng)差異的重要原因。另外，房景輝等[34]研究了光照強(qiáng)度對(duì)許氏平鲉體組分的影響，發(fā)現(xiàn)除了灰分外，光照強(qiáng)度并不影響營(yíng)養(yǎng)成分組成及含量；劉群等[35]研究了饑餓與再投喂對(duì)許氏平鲉體組分的影響，結(jié)果顯示，在饑餓狀態(tài)，魚體分解自身貯存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，機(jī)體的有機(jī)物質(zhì)含量減少，而水分和灰分百分比含量相對(duì)增加；王曉杰等[36]研究了低溫脅迫對(duì)許氏平鲉生長(zhǎng)的的影響，認(rèn)為在長(zhǎng)時(shí)間低溫脅迫過(guò)程中, 許氏平鲉主要靠消耗脂肪作為能量來(lái)源，水分的相對(duì)含量逐漸增加。綜上所述，自然界中季節(jié)變化、環(huán)境溫度的變化或食物分布不均與缺乏等原因會(huì)導(dǎo)致個(gè)體差異，從而造成許氏平鲉營(yíng)養(yǎng)組分的差異。

4 結(jié)語(yǔ)

從必需氨基酸指數(shù)、氨基酸評(píng)分和化學(xué)評(píng)分來(lái)看，青島許氏平鲉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值要高于其他群體，但青島許氏平鲉脂肪含量高，這與現(xiàn)代人追求高蛋白質(zhì)，低脂肪的營(yíng)養(yǎng)理念稍有偏差。大連許氏平鲉具有較高的粗蛋白和必需氨基酸指數(shù)，較低的脂肪含量，蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高于煙臺(tái)、威海、日照和丹東，為消費(fèi)者提供了另一種選擇。在鮮味氨基酸上，青島與煙臺(tái)許氏平鲉要高于其他群體，通過(guò)對(duì)所有氨基酸進(jìn)行聚類分析，發(fā)現(xiàn)煙臺(tái)群體自成一類，其他海域的口味并無(wú)明顯差異。除了氨基酸外，多不飽和脂肪酸也能顯著增加香味[16-17]，有研究表明，核苷酸、礦物質(zhì)及揮發(fā)性成分也會(huì)影響風(fēng)味品質(zhì)[37-38]，因此對(duì)于影響許氏平鮋肌肉風(fēng)味的確切因素，還需進(jìn)一步研究。