大型鱘魚不同部位肌肉的營養(yǎng)成分分析

黃攀，王文秋，宮臣，王瑞紅，白帆，趙元暉，*

（1.中國海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島266003；2.衢州鱘龍水產(chǎn)食品科技開發(fā)有限公司，浙江 衢州324000）

鱘魚（Sturgeon），又稱“鱘龍”，是地球上最古老的、最原始的軟骨魚種之一。鱘魚為冷水性魚類，喜棲息于寒帶和溫帶鹽度較低的水體中，是淡水魚種個體最大、壽命最長的魚。鱘魚魚子醬具有高營養(yǎng)價值，是世界上最有價值和最受歡迎的產(chǎn)品之一。在過去的30年里，魚子醬的需求持續(xù)增長，這導(dǎo)致了鱘魚的過度捕撈。由于對魚子醬的高需求，養(yǎng)殖鱘魚作為魚子醬的替代來源迅速發(fā)展[1-2]。在鱘魚養(yǎng)殖業(yè)中，鱘魚由于容易進(jìn)行種間雜交并能獲得良好的性能，因此雜交鱘被廣泛養(yǎng)殖，而史式鱘×達(dá)氏鰉的雜交鱘便是中國水產(chǎn)養(yǎng)殖中最常見的物種[3-5]。據(jù)《中國漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》報(bào)道，2017年鱘魚總產(chǎn)量為89 773 t，2018年總產(chǎn)量為96 914 t。鱘魚養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)發(fā)展，而鱘魚肉的利用效率低下，這在很大程度上限制了鱘魚產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

鱘魚肉作為生產(chǎn)魚子醬后的主要副產(chǎn)品，是鱘魚養(yǎng)殖的主要產(chǎn)品，具有重要的商業(yè)價值。雖然大型鱘魚養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)發(fā)展，但商業(yè)鱘魚價格從2010年的45元/kg降至2018年的20元/kg[6]。因此，通過提高鱘魚肉的價值對于鱘魚產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。肌肉品質(zhì)的差異是加工和利用中的關(guān)鍵因素，而魚肌肉的品質(zhì)主要取決于其營養(yǎng)價值。魚的營養(yǎng)價值與物種[7]、環(huán)境[8-9]、餌料[10-11]、季節(jié)[12]、年齡[13-14]以及不同部位的肌肉都密切相關(guān)。有研究表明，在大型鯰魚和鱈魚肌肉的不同部分之間發(fā)現(xiàn)了化學(xué)成分存在差異[15-17]。但是，目前對大型鱘魚不同部位肌肉中化學(xué)成分的了解非常有限。因此，本研究旨在研究雜交鱘中不同部位肌肉的化學(xué)成分，為大型鱘魚肌肉分類銷售及精準(zhǔn)加工提供理論基礎(chǔ)，提高鱘魚肌肉的價值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鱘魚：衢州鱘龍水產(chǎn)食品科技開發(fā)有限公司。濃硫酸、濃鹽酸、硫酸銅、硫酸鉀、硼酸、氫氧化鈉、乙酸鎂、氯化鈉（均為分析純）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DHG-9090A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；SX2-2.5-12n馬弗爐：上海宜亨技術(shù)有限公司；FOSS 8400全自動凱氏定氮儀：福斯分析儀器公司；L-8900全自動氨基酸分析儀：日立高新技術(shù)公司；1310/ISQ氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀：賽默飛世爾科技（中國）有限公司；Agilent 7500A電感耦合等離子體質(zhì)譜儀 （inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）：安捷倫科技（中國）有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

鱘魚取魚子后，去頭、去內(nèi)臟、去皮，肌肉共分為8個部分，分別為背上部（A）、背中部（B）、背下部（C）、腹上部（D）、腹中部（E）、腹下部（F）、前尾部（G）和后尾部（H）（見圖1）。8個部位的肌肉均用絞肉機(jī)攪碎3次，放置于-20℃冷藏備用。

圖1 雜交鱘肌肉分割示意圖Fig.1 Scheme of muscle sampling in hybrid sturgeon

氨基酸測定采用全自動氨基酸分析儀測定，脂肪酸采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀測定，礦物質(zhì)含量通過微波消解后采用ICP-MS測定。水分含量通過在105℃下烘箱干燥直至獲得恒定重量測定（GB 5009.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》），蛋白質(zhì)含量采用凱氏定氮法測定（GB 5009.5-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》），脂肪含量采用酸水解索氏提取法測定（GB 5009.6-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測定》），灰分含量通過在馬弗爐中于550℃灼燒4 h測定（GB 5009.4-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測定》）。

1.4 營養(yǎng)價值評價

根據(jù)糧食與農(nóng)業(yè)組織/世界衛(wèi)生組織（Food and A griculture Organization of the United Nations/World Health Organization，F(xiàn)AO/WHO）1973年建議的氨基酸評分標(biāo)準(zhǔn)模式和全雞蛋蛋白質(zhì)的氨基酸模式，分別計(jì)算氨基酸評分（amino acid score，AAS）、化學(xué)評分（chemical score，CS）和必需氨基酸指數(shù)（essential amino acid index，EAAI）。

AAS=樣品氨基酸含量（g/100 g蛋白質(zhì)）/FAO建議的氨基酸含量（g/100 g蛋白質(zhì)）

CS=樣品氨基酸含量（g/100 g蛋白質(zhì)）/全雞蛋蛋白氨基酸含量（g/100 g蛋白質(zhì)）

式中：n為必需氨基酸數(shù)目；A～H為樣品中蛋白質(zhì)必需氨基酸含量，g/100 g蛋白質(zhì)；AE～HE為全雞蛋蛋白氨基酸含量，g/100 g蛋白質(zhì)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用Excel和SPSS進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，以P<0.05表示差異顯著，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，采用Origin進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本營養(yǎng)成分

雜交鱘不同部位的基本營養(yǎng)成分如圖2所示。

圖2 雜交鱘不同部位的基本營養(yǎng)成分Fig.2 Chemical composition of different zones of hybrid sturgeon

在這項(xiàng)研究中，腹部的水分含量顯著高于背部和尾部（P＜0.05），背部的蛋白質(zhì)含量顯著高于腹部和尾部（P＜0.05），而尾部的脂肪含量最高，其次是背部和腹部。各部位的灰分含量均無顯著性差異。Chaijan等[15]研究發(fā)現(xiàn)在大型鯰魚中，其背部（19.00%）的蛋白質(zhì)含量顯著高于尾部（17.27%）和腹部（14.36%），而尾部（8.60%）的脂肪含量最高，其次是腹部（4.21%）和背部（0.54%）。Thammapat等[16]發(fā)現(xiàn)在亞洲鯰魚中，背部的蛋白質(zhì)含量顯著高于腹部，而腹部的脂肪含量顯著高于背部。這些研究與本研究的結(jié)果略有不同，這可能有品種有很大關(guān)系。杜強(qiáng)等[17]的研究表明，雜交鱘隨著年齡的增長，蛋白質(zhì)含量和脂肪含量都呈現(xiàn)增長趨勢，這也證實(shí)了本研究的結(jié)果。隨著年齡的增長，大型雜交鱘的脂肪含量顯著增加，其脂肪含量主要聚集在皮下和脊椎周圍，這可能是導(dǎo)致背部脂肪含量高于腹部的主要原因。

此外，將8個部位劃分為前部（AD），中部（BE），后部（CF），前尾部（G）和后尾部（H）進(jìn)行比較。結(jié)果表明，蛋白質(zhì)、脂肪和水分含量均存在顯著性差異（P＜0.05），并在頭至尾的方向上存在一定的趨勢，灰分含量均無顯著性差異。從頭部至尾部方向上，脂肪含量先增加后降低，而蛋白質(zhì)和水分含量卻呈現(xiàn)相反的趨勢，但后部和前尾部區(qū)域的基本營養(yǎng)成分均無顯著性差異。在所有部位中，脂肪含量與蛋白質(zhì)與水分含量均成反比關(guān)系，Thammapat[16]和Palmeri等[18]也在鱈魚和鯰魚中發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果。魚類的肌纖維平行排列，兩端與結(jié)締組織相連，結(jié)締組織固定于骨骼和皮膚上。肌纖維的長度從頭部到尾部變化，因此不同部位的肌纖維存在不同[19]，這可能是導(dǎo)致不同部位化學(xué)組成存在差異的原因。

2.2 氨基酸含量

雜交鱘魚不同部位的氨基酸組成如表1所示。

不同部位的氨基酸總量為13.59 g/100 g～15.19 g/100 g，必需氨基酸含量為 6.13 g/100 g～6.86 g/100 g，各部位的必需氨基酸的比例基本一致（45%～46%）。在雜交鱘魚中，主要的氨基酸是谷氨酸、賴氨酸、天冬氨酸和亮氨酸，這與其它文獻(xiàn)的結(jié)果類似[20]。背上部的總氨基酸（total amino acid，TAA）含量顯著高于前尾部（P＜0.05），其余6個部位均無顯著性差異。根據(jù)FAO/WHO建議的理想蛋白模式，必需氨基酸的比值高于40%的蛋白質(zhì)質(zhì)量較高。雜交鱘所有部位肌肉中氨基酸種類和含量豐富，必需氨基酸均占氨基酸總量的40%以上，說明雜交鱘肌肉均為優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)來源。

表1 雜交鱘不同部位肌肉的氨基酸組成Table 1 Amino acid composition in different muscle zones of hybrid sturgeon g/100 g濕重

在不同部位中發(fā)現(xiàn)部分氨基酸在頭部至尾部肌肉的方向上呈現(xiàn)明顯的趨勢。賴氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和半胱氨酸含量均在頭部至尾部方向上均呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢，其中后部和前尾部具有較低的氨基酸含量。魚肉的鮮美程度很大程度上取決于鮮味氨基酸的組成和含量，其中谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸和天冬氨酸均為鮮味氨基酸。因此，魚的鮮味可能從頭部至尾部方向也呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢。

雜交鱘魚不同部位肌肉的必需氨基酸評價結(jié)果見表2。

表2 雜交鱘不同部位肌肉的氨基酸評價Table 2 AAS，CS and EAAI in different muscle zones of hybrid sturgeon g/100 g濕重

由氨基酸評分標(biāo)準(zhǔn)來看，除背上部和背下部外，其它部位的必需氨基酸均高于FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)，腹中部和后尾部第一限制氨基酸為亮氨酸，其余部位第一限制氨基酸均為纈氨酸，這與已報(bào)道的一些鱘魚的營養(yǎng)研究結(jié)果類似[21]；從化學(xué)評分標(biāo)準(zhǔn)來看，所有部位肌肉的賴氨酸含量均明顯高于全雞蛋蛋白標(biāo)準(zhǔn)。各部位肌肉的必需氨基酸指數(shù)為81.20～88.40，其中腹中部最高，前尾部最低，均較接近全雞蛋蛋白?？偟膩碚f，雜交鱘魚肉具有豐富的蛋白質(zhì)含量和良好的氨基酸組成，是高價值蛋白質(zhì)的良好來源。

2.3 脂肪酸含量

雜交鱘魚不同部位的脂肪酸組成如表3所示。

表3 雜交鱘不同部位的脂肪酸組成Table 3 Fatty acid composition of different muscle zones of hybrid sturgeons %

雜交鱘魚的所有部位肌肉均顯示出高含量的單不飽和脂肪酸（mnounsat urated fatty acid，MUFA，37.32%～39.80%）和多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA，30.97%～35.36%）以及低含量的飽和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA，26.35%～28.28%）。在雜交鱘魚肌肉中，棕櫚酸（C16：0，18.89%～21.02%）是所有部位的主要SFA；油酸（C18：1，31.81%～34.08%）是主要的 MUFA；在 PUFA 中，亞油酸（C18：2，17.72%～22.34%）含量最高，其次是DHA（C22：6，4.56%～6.14%）和EPA（C20：5，3.13%～3.57%）。后尾部具有最高含量的SFA和MUFA以及最低的PUFA含量。Nieminen[22]和Pyz-?ukasik[23]報(bào)道的西伯利亞鱘中的棕櫚酸、油酸、亞油酸、DHA和EPA含量與本研究的結(jié)果相似。

本研究的試驗(yàn)結(jié)果表明，雜交鱘不同部位的脂肪酸組成存在顯著差異，在頭部至尾部方向上發(fā)現(xiàn)了脂肪酸含量的規(guī)律性變化。SFA和MUFA含量均呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢，而PUFA呈現(xiàn)出相反的趨勢。其中，棕櫚酸和油酸含量先降低后增加，亞油酸含量呈現(xiàn)相反的趨勢。雜交鱘后尾部具有較低的PUFA水平，但其具有最高的DHA含量和較高的EPA含量，且腹部的DHA和EPA含量高于腹部。DHA又稱腦黃金，是一種對人體非常重要的不飽和脂肪酸，屬于ω-3不飽和脂肪酸家族中的重要成員，高含量的DHA已被證明可以促進(jìn)大腦發(fā)育，改善記憶力，特別是對胎嬰兒智力和視力發(fā)育至關(guān)重要[24]。

PUFA/SFA和n-3/n-6 PUFA的比例對于人體的健康是非常重要的。高含量的n-6 PUFA會引發(fā)許多疾病，包括癌癥和炎癥和自身免疫疾病，而高含量的n-3 PUFA對這些疾病的發(fā)病發(fā)揮抑制作用。因此，高含量的n-3 PUFA和較低的n-6/n-3 PUFA比值對于人體健康是有益的。英國衛(wèi)生部建議最高的n-6/n-3 PUFA比例為4.0。在雜交鱘魚中，所有部位的n-6/n-3 PUFA比例均小于4.0，且在后尾部發(fā)現(xiàn)最低的n-6/n-3 PUFA比例（1.65）。此外，雜交鱘所有部位的PUFA/SFA比例均高于人類飲食的最低推薦值0.45?？傊胁课患∪獾闹舅峋鶎θ梭w有益，且腹部的脂肪酸價值略高于背部；后尾部具有高含量的DHA和EPA水平以及最低的n-6/n-3 PUFA比例，后尾部被認(rèn)為具有最高的脂肪酸價值。

2.4 礦物質(zhì)含量

礦物質(zhì)對機(jī)體的各種功能至關(guān)重要，例如生長和新陳代謝，機(jī)體需要大量的宏量元素和少量的微量元素。雜交鱘魚不同部位肌肉的礦物質(zhì)含量如表4所示。

在鱘魚中，各部位肌肉中均含有豐富的K、Na、Ca和 Mg等宏量元素，還含有Cu、Fe、Zn、Mn、Cr和 Se等微量元素。其中，K（325.7 mg/100 g～364.2 mg/100 g）是所有部位中含量最豐富的礦物質(zhì)，其次是Na（48.2 mg/100g～65.2 mg/100 g）和 Mg（16.9 mg/100 g～19.0 mg/100 g）。王煜坤[25]和A.Badiaani等[26]研究的鱘魚的Na和K含量處于 39.9 mg/100 g～70.0 mg/100 g和 298 mg/100 g～408 mg/100 g之間，與本研究的結(jié)果一致。魚肉中的Ca含量通常較低，雜交鱘魚的Ca含量為7.2 mg/100 g～12.3 mg/100 g，其中背上部的Ca含量明顯高于其它部位，可能是由于背上部中含有少量軟骨。通常，魚骨含有較高Ca的含量，而鱘魚骨是軟骨，從營養(yǎng)學(xué)的角度來看，鱘魚提供的鈣含量遠(yuǎn)高于其他魚類。

表4 雜交鱘不同部位的礦物質(zhì)含量Table 4 Mineral contents in different muscle zones of hybrid sturgeon

在微量元素中，Mn、Cr、Se含量在不同部位中差異不明顯，說明這3種元素在不同部位肌肉的富集能力基本相同。Cu元素背中部含量較低（0.43 mg/kg），Zn元素在后尾部中含量較高。Fe（8.85 mg/kg～20.73 mg/kg）是最豐富的微量元素，尤其是后尾部和前尾部Fe含量更高，其原因可能是尾部的肌紅蛋白含量較高，這與其它文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果一致[25]。

3 結(jié)論

本次試驗(yàn)的研究結(jié)果表明，雜交鱘不同部位肌肉具有不同的營養(yǎng)品質(zhì)。在頭部至尾部方向上，基本營養(yǎng)成分、氨基酸含量和脂肪酸含量均存在一定的趨勢；脂肪含量從頭部至尾部肌肉先增加后降低，后部和前尾部脂肪含量顯著高于其它部位，而水分和蛋白質(zhì)的含量與脂肪含量成反比；鮮味氨基酸含量從頭部至尾部肌肉先降低后增加，后部與前尾部鮮味氨基酸含量較低，因此前部、中部和后尾部的鮮味較好；在頭部至尾部方向上，PUFA含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，而SFA和MUFA含量均呈現(xiàn)出相反的趨勢，但后尾部具有最高的DHA和EPA含量，腹部的DHA和EPA含量高于背部；雜交鱘含有豐富的礦物元素，后尾部具有較高的Fe和Zn含量。綜上所述，后尾部具有最高的營養(yǎng)價值，腹部價值略高于背部，后部與前尾部價值相當(dāng)。