Comparison of Muscle Nutritional Components of Micropterus salmoides from 2 Populations Under Different Culture Modes

SONG Limin, JIANG Jufeng, WANG Yu, XU Xiaoli, DING Ziyuan, HAO Jun, XU Lintong

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Chinese Agricultural Science Bulletin ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (14) : 118-123. DOI: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0554

Comparison of Muscle Nutritional Components of Micropterus salmoides from 2 Populations Under Different Culture Modes

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Abstract

In order to evaluate the effects of different culture modes on muscle nutritional components of Micropterus salmoides from 2 genetic background populations comprehensively, and to optimize breeding combination and guide consumption, 2 progeny populations of Micropterus salmoides were selected as experimental materials, combined with 2 breeding modes, and then 4 experimental groups were set up. After 8 months of culture, the nutritional components in the back muscle of M. salmoides of each experimental group were detected and analyzed according to the national standard method. The results showed that, the muscle water content of group C was significantly lower than that of other groups (P<0.05), and the crude protein content of group C was significantly higher than that of other groups (P<0.05). ΣTAA, ΣEAA, ΣNEAA, ΣHEAA, ΣDAA and ΣEAA/ΣNEAA of group B were significantly higher than those of other groups (P<0.05). There was no significant difference in the ΣEAA/ΣTAA values among group B, C and D (P>0.05), but the ΣEAA/ΣTAA value of group B was significantly higher than that of group A (P<0.05). There was no significant difference in the ΣDAA/ΣTAA values among all the groups (P>0.05). The content data of 16 fatty acids, 13 fatty acids, 13 fatty acids and 12 fatty acids were obtained from group A, B, C and D respectively; the contents of SFA, MUFA, EPA+DHA, PUFA, UPA and FA in group B were significantly higher than those in other experimental groups (P<0.05), only UFA/SFA in group B was significantly lower than that in group C and D (P<0.05), but there was no significant difference between group B and A (P>0.05). The content of K was the highest among the four macroelements detected in the experimental groups, in addition, it was significantly higher in group B (4239.33 mg/kg) than that in other groups (P<0.05); the content of Na was second only to that of K, and it was significantly lower in group B (306.87 mg/kg) than that in other groups (P<0.05). In summary, the experiment showed that the fish products obtained from the YL3 breeding in flume recirculating aquaculture mode had a certain advantage of protein accumulation; the fish products obtained from the TL breeding in traditional pond mode had higher content of amino acids and fatty acids, and relatively high ratio of K/Na.

Key words

Micropterus salmoides / aquaculture mode / common nutritional components / amino acids / fatty acids / mineral elements

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SONG Limin , JIANG Jufeng , WANG Yu , XU Xiaoli , DING Ziyuan , HAO Jun , XU Lintong. Comparison of Muscle Nutritional Components of Micropterus salmoides from 2 Populations Under Different Culture Modes. Chinese Agricultural Science Bulletin. 2022, 38(14): 118-123 https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0554

0 引言

大口黑鲈(Micropterus salmoides),俗称加州鲈,隶属于鲈形目(Perciformes)太阳鱼科(Ceutrarchidae)黑鲈属(Micropterus),原产于美国加利福尼亚州[1]。国内最早由台湾地区引进,并于1983年成功实现人工繁育,随后养殖范围延伸至大陆地区,由于其生长快、肉多刺少、味道鲜美、营养丰富,进而掀起养殖“小高峰”[2]。在中国水产科学研究院珠江水产研究所科研人员努力下,以生长速度、降低畸形率以及配合饵料适应性为主要选育指标,先后培育出‘优鲈1号’和‘优鲈3号’(YL1&YL3)2个鲈鱼新品种,再次成就了鲈鱼养殖高潮[2]。两次养殖高潮,使大口黑鲈成为中国最重要的名优淡水养殖品种之一,被誉为“第五大家鱼”[3-4]
池塘工程化循环水养殖模式是集成池塘循环流水养殖技术、生物净水技术、高效集污技术等于一体的新型池塘养殖模式,在国内各地发展势头迅猛[5]。池塘养殖作为传统养殖模式,在中国水产养殖中占重要位置。此2种养殖模式均有用于大口黑鲈养殖的报道[6-7]。当前养殖大口黑鲈苗种的主要来源为台湾地区亲本后代(TL)和经过选育的优鲈品系苗种。鉴于还未有关于此2种亲本来源群体与不同养殖模式搭配生产的鱼产品肉质评价比较研究的相关报道,因此,课题组以TL和YL3为实验材料,检测其在池塘工程化循环水养殖与传统池塘养殖2种模式条件下的鱼产品肌肉品质,以期为广大水产业者提供技术数据参考,为购买者提供消费指导。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验用大口黑鲈幼鱼按照遗传背景分为人工选育品种‘优鲈3号’(YL3)和台湾地区群体后代(TL)2个群体,规格为(0.79±0.11)g,采用池塘工程化循环水养殖与传统池塘养殖2种养殖模式,分成4个养殖组(A-D),养殖周期历时8个月,具体情况如表1。投喂鲈鱼专用人工配合饲料的主要成分如表2
表1 实验分组养殖情况
组别 遗传
背景
养殖环境 放养密度/
(ind/m3)
养殖水源 温度/
投饵方式 样本重量/
g
A YL3 2667 m2传统池塘 1.87 天津八米河河水 18~32 早晚2次八成饱投喂 497.70±107.32
B TL 1.87
C YL3 20000 m2池塘内置4个100 m2循环水槽 15.00
D TL 15.00
表2 实验饲料情况
产地 粗蛋白 粗脂肪 粗纤维 粗灰分 水分
厦门 ≥48.0% ≥6.0% ≤4.0% ≤16.0% ≤12.0%

1.2 样品处理

样品处理方法参考秦志清等[8],养殖实验结束后,每个实验组取体表无伤病、体质健壮、规格均一的鲜活鱼样本9尾,采集鱼体侧线以上的背部两侧肌肉,捣碎、混匀,-20℃条件下保存备用。每个肌肉样本随机分为4份,分别用于测定常规营养成分、氨基酸组成、脂肪酸组成和矿物质元素含量。

1.3 常规营养成分检测方法

水分测定方法参照GB 5009.3—2016,采用恒温(105℃)烘干失水法进行。粗灰分测定方法参照GB 5009.4—2016,采用马福炉灼烧法(550℃)法进行。粗蛋白质测定方法参照GB 5009.5—2016,采用凯氏定氮法进行。粗脂肪的测定方法参照GB 5009.6—2016,采用索氏提取法进行。

1.4 氨基酸的测定

氨基酸组成与含量(除色氨酸外)的测定方法参照GB 5009.124—2016,采用盐酸水解法使用氨基酸自动分析仪进行测定;色氨酸在酸水解过程中被破坏,未另测定。

1.5 脂肪酸的测定

脂肪酸的测定方法参照GB 5009.168—2016,采取水解提取-气相色谱法进行。

1.6 矿物质元素的测定

矿物质元素的测定方法参照GB 5009.268—2016,采用电感耦合等离子体发射光谱法进行。

1.7 数据处理

原始数据使用Microsoft Excel 2003软件进行统计,以平均值±标准差(X±SD)形式表示。相关数据比较,采用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析,P<0.05表示差异显著,P>0.05表示无显著差异。

2 结果与分析

2.1 不同实验群体大口黑鲈肌肉常规营养成分

不同实验群体大口黑鲈肌肉的常规营养成分见表3。结果显示,实验C组肌肉含水量显著低于其他组(P<0.05),另3组水分含量差异不显著(P>0.05);各实验组肌肉粗蛋白含量之间的差异显著(P<0.05),其中实验C组肌肉粗蛋白含量最高;实验C组肌肉中粗脂肪含量最高,显著高于实验A组与D组(P<0.05),但与实验B组比较差异不显著(P>0.05),实验D组肌肉中粗脂肪含量显著低于其他组别(P<0.05)。
表3 不同实验群体大口黑鲈肌肉常规营养成分含量(鲜样) %
项目 A B C D
水分 77.00±1.50a 76.10±0.60a 70.57±0.55b 76.70±0.90a
粗蛋白 19.70±0.20c 20.20±0.20b 20.80±0.20a 19.17±0.15d
粗脂肪 2.23±0.06b 2.50±0.10a 2.60±0.10a 1.83±0.06c
灰分 1.10±0.01b 1.18±0.02a 1.17±0.03a 1.17±0.03a
注:表中同行字母不同,表示差异显著(P<0.05)。下同

2.2 不同实验群体大口黑鲈肌肉氨基酸含量

不同实验群体大口黑鲈肌肉氨基酸组成与含量见表4,共计检测出16种氨基酸。检测出的7种必需氨基酸中,B组样本表现突出,除苯丙氨酸以外的必需氨基酸含量均显著高于其他群体(P<0.05),苯丙氨酸含量只与C组差异不显著,但显著高于A组和D组(P<0.05);检测出的2种半必需氨基酸中,B、C、D组中组氨酸含量相近(P>0.05),均高于A组(P<0.05),B组中精氨酸含量高于其他组(P<0.05);检测出的7种非必需氨基酸中,B组中丝氨酸含量低于D组但高于C组(P<0.05),并与A组差异不显著(P>0.05),其他非必需氨基酸含量均高于其他3组,只有天门冬氨酸含量与C组差异不显著(P>0.05)。B组样本氨基酸总量(ΣTAA)、必需氨基酸总量(ΣEAA)、非必需氨基酸总量(ƩNEAA)、半必需氨基酸总量(ΣHEAA)、鲜味氨基酸总量(ΣDAA)、ΣEAA/ΣNEAA等指标显著高于其他组(P<0.05),B、C、D组样本之间ΣEAA/ΣTAA差异不显著(P>0.05),但是B组ΣEAA/ΣTAA值显著高于A组(P<0.05),各实验组必需氨基酸占氨基酸总量的比例也分别达到40.70%、41.73%、41.49%和41.41%,明显高于WHO/FAO标准(35.38%),符合优质蛋白质的标准。ΣDAA/ΣTAA值各组之间无显著差异(P>0.05)。
表4 不同实验群体大口黑鲈肌肉氨基酸含量(鲜样) %
类别 氨基酸种类 氨基酸含量
A B C D
EAA Ile 0.70±0.01c 0.84±0.01a 0.81±0.01b 0.82±0.01b
Leu 1.29±0.00d 1.45±0.02a 1.42±0.01b 1.39±0.01c
Lys 1.53±0.00d 1.74±0.02a 1.70±0.02b 1.66±0.02c
Thr 0.75±0.00c 0.81±0.01a 0.80±0.01b 0.80±0.01b
Val 0.76±0.01c 0.91±0.01a 0.88±0.01b 0.88±0.00b
Met 0.48±0.00c 0.63±0.01a 0.35±0.00d 0.50±0.00b
Phe 0.69±0.00c 0.80±0.01a 0.81±0.01a 0.78±0.01b
HEAA His 0.41±0.00b 0.46±0.01a 0.46±0.01a 0.46±0.01a
Arg 0.95±0.00c 1.07±0.01a 0.94±0.01c 1.01±0.01b
NEAA Asp 1.68±0.00c 1.88±0.03a 1.86±0.02ab 1.84±0.02b
Glu 2.38±0.01c 2.58±0.03a 2.51±0.02b 2.52±0.02b
Gly 0.77±0.00d 0.90±0.02a 0.82±0.01c 0.86±0.01b
Ala 1.03±0.00c 1.22±0.03a 1.14±0.02b 1.14±0.01b
Ser 0.66±0.01b 0.65±0.01b 0.62±0.01c 0.68±0.01a
Pro 0.60±0.00c 0.66±0.01a 0.63±0.00b 0.62±0.01b
Tyr 0.56±0.01b 0.60±0.01a 0.55±0.01bc 0.54±0.01c
其他指标 ΣTAA 15.23±0.03c 17.21±0.23a 16.29±0.14b 16.49±0.12b
ΣEAA 6.20±0.01c 7.18±0.09a 6.67±0.06b 6.83±0.05b
ƩNEAA 7.67±0.02c 8.49±0.13a 8.13±0.08b 8.19±0.06b
ΣHEAA 1.36±0.00d 1.53±0.02a 1.40±0.01c 1.47±0.02b
ΣDAA 5.86±0.01c 6.58±0.10a 6.33±0.06b 6.36±0.05b
ΣEAA/ΣTAA 40.70±0.02b 41.73±0.55a 41.49±0.62ab 41.41±0.51ab
ΣEAA/ΣNEAA 80.80±0.10c 84.54±0.19a 83.12±0.16b 83.32±0.07b
ΣDAA /ΣTAA 38.47±0.02 38.26±0.56 38.85±0.60 38.56±0.49
注:ΣTAA表示氨基酸总和;ΣEAA表示必需氨基酸总和;ƩNEAA表示非必需氨基酸总和;ΣHEAA表示半必需氨基酸之和;ΣDAA表示鲜味需氨基酸总和,其包括谷氨酸、甘氨酸、天门冬氨酸和丙氨酸。

2.3 不同实验群体大口黑鲈肌肉脂肪酸组成及含量

不同实验群体大口黑鲈肌肉中的脂肪酸组成见表5。A组样本共获得16种脂肪酸含量数据,碳链长度介于十四碳和二十四碳之间,其中饱和脂肪酸(SFA)5种,单不饱和脂肪酸(MUFA)5种,多不饱和脂肪酸(PUFA)6种;B和C组样本分别获得13种脂肪酸含量数据,碳链长度介于十四碳和二十碳之间,其中饱和脂肪酸(SFA)4种,单不饱和脂肪酸(MUFA)3种,多不饱和脂肪酸(PUFA)6种;D组样本获得12种脂肪酸含量数据,碳链长度同B和C组,其中饱和脂肪酸(SFA)种类数量为3,单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸种类数量同B和C组。B组样本检出的顺,顺-11,14-二十碳二烯酸(C20:2)的含量与A组差异不显著(P>0.05),但显著高于C和D组(P<0.05),除此之外,B组其余检出的各种脂肪酸含量均显著高于其他组别(P<0.05)。B组样本饱和脂肪酸总量(SFA)、单不饱和脂肪酸总量(MUFA)、EPA+DHA含量、多不饱和脂肪酸总量(PUFA)、不饱和脂肪酸总量(UPA)、总脂肪酸含量(FA)均显著高于其他实验组(P<0.05),只有不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸(UFA/SFA)这一指标显著低于C和D实验组(P<0.05),但与A实验组差异不显著(P>0.05)。A组样本检出脂肪酸种类数量最多,除花生四烯酸外其他脂肪酸含量均显著高于C和D组(P<0.05),花生四烯酸含量与C组差异不显著(P>0.05),但显著高于D组(P<0.05)。A组样本饱和脂肪酸总量(SFA)、单不饱和脂肪酸总量(MUFA)、EPA+DHA含量、多不饱和脂肪酸总量(PUFA)、不饱和脂肪酸总量(UPA)、总脂肪酸含量(FA)均显著高于C和D实验组(P<0.05),只有不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸(UFA/SFA)这一指标显著低于C和D实验组(P<0.05)。
表5 不同实验群体大口黑鲈肌肉脂肪酸含量(鲜样) mg/g
脂肪酸种类 脂肪酸含量
A B C D
C14:0 0.50±0.00b 0.62±0.01a 0.29±0.00c 0.28±0.00c
C15:0 0.06±0.00b 0.07±0.00a 0.03±0.00c -
C16:0 4.25±0.01b 4.85±0.03a 2.93±0.01c 2.80±0.02d
C18:0 0.67±0.00b 0.74±0.01a 0.50±0.00c 0.50±0.00c
C20:0 0.02±0.02 - - -
ΣSFA 5.49±0.02b 6.27±0.05a 3.76±0.01c 3.57±0.02d
C16:1n7 1.02±0.01b 1.15±0.01a 0.66±0.00c 0.59±0.00d
C18:1n9c 5.22±0.02b 5.91±0.03a 3.57±0.01c 3.30±0.02d
C20:1 0.21±0.00b 0.24±0.00a 0.13±0.00c 0.13±0.00c
C22:1n9 0.04±0.00 - - -
C24:1n9 0.03±0.00 - - -
ΣMUFA 6.52±0.03b 7.29±0.04a 4.37±0.02c 4.01±0.02d
C18:2n6c 4.03±0.01b 4.92±0.04a 2.61±0.01c 2.55±0.02d
C18:3n3 0.40±0.00b 0.50±0.00a 0.25±0.00c 0.25±0.00c
C20:2 0.06±0.00a 0.06±0.00a 0.04±0.00b 0.04±0.00b
C20:4n6 0.13±0.00b 0.14±0.00a 0.13±0.00b 0.11±0.00c
EPA C20:5n3 0.39±0.00b 0.47±0.01a 0.32±0.00c 0.28±0.01d
DHA C22:6n3 2.64±0.01b 2.86±0.02a 2.28±0.01c 2.10±0.02d
EPA+DHA 3.03±0.01b 3.32±0.02a 2.60±0.01c 2.38±0.01d
ΣPUFA 7.66±0.02b 8.95±0.07a 5.62±0.02c 5.33±0.05d
ΣUPA 14.18±0.04b 16.24±0.10a 9.99±0.04c 9.34±0.05d
UFA/SFA 2.58±0.01c 2.59±0.02c 2.66±0.01a 2.61±0.02b
FA 19.67±0.05b 22.51±0.15a 13.75±0.05c 12.92±0.07d
注:ΣSFA表示饱和脂肪酸总量;ΣMUFA表示单不饱和脂肪酸总量;ΣPUFA表示多不饱和脂肪酸总量;ΣUPA表示不饱和脂肪酸总量;FA表示脂肪酸总量。

2.4 不同实验群体大口黑鲈肌肉矿物质元素组成及含量

表6可见,各实验组所测得4种常量元素中钾元素含量最高,且B组样本中钾含量(4239.33 mg/kg)显著高于其他各组(P<0.05);钠元素次之,且B组样本中钠含量(306.87 mg/kg)显著低于其他各组(P<0.05);D组样本中钙(126.20 mg/kg)、镁(317.70 mg/kg)含量显著高于其他各组(P<0.05)。实验所检测的4种微量元素中,铁、铜、锰在各组样本中的含量均低于检测下限,A组样本中锌的含量显著高于其他各组(P<0.05)。

3 讨论

3.1 常规营养成分

肌肉为鱼体的主要可食部位,常规营养成分包括水分、粗蛋白、粗脂肪和粗灰分,其含量是评价肌肉营养品质的重要参照[9-10],其中蛋白质和脂肪含量又处于主要决定地位[11-12]。采用循环水养殖槽养殖YL3模式下,获得样本肌肉的粗蛋白、粗脂肪含量较其他实验组要高,水分较其他实验组要低;采用池塘养殖TL模式下,获得样本肌肉的粗蛋白、粗脂肪含量较A、D实验组要高,水分较A、D实验组要低,可见YL3更适合工程化水槽养殖,此条件下能够获得更高的蛋白质和脂肪积累,这可能与适应性选育操作有关,YL3经过一定程度的选育操作、更适合采用人工设施养殖,而TL没有经过类似强度的人工选育,更适合接近野生环境的池塘养殖方式。本实验样本所获得的检测数据与韩晓磊等[13]的研究结果处于同一数量级,韩晓磊等认为循环水养殖模式下鲈鱼样本的总体营养水平较池塘模式下要高,不同养殖模式获得的鲈鱼营养品质是不同的,但是文章没有提及实验鱼的具体遗传背景。

3.2 氨基酸组成与含量

水产食品中氨基酸营养组成在很大程度上决定了蛋白质营养水平[14],氨基酸特别是必需氨基酸的组成和含量,是衡量一种食物营养价值的重要指标[15],因此可从此角度评价不同背景实验鱼与养殖模式搭配的合理程度,各实验组均检测出16种氨基酸,其中B组实验鱼单种氨基酸含量(除丝氨酸外)和各种氨基酸总量较其他组具有优势。已有养殖模式对大口黑鲈肌肉品质影响的相关报道如:韩晓磊等[13]研究结果表明工厂化循环水养殖大口黑鲈肌肉较池塘养殖鱼产品的营养品质更好,原居林等[16]研究认为池塘内循环养殖模式条件下大口黑鲈营养品质较传统池塘养殖模式更优;另有不同遗传背景对大口黑鲈肌肉营养成分影响的相关报道如:陈度煌等[17]研究结果表明池塘养殖大口黑鲈肌肉鲜样中总氨基酸含量和鲜味氨基酸含量高于野生大口黑鲈。上述结果与本实验研究存在一定差异,这可能与本地域水质、饲料营养、管理方法等不同有关。总之,养殖模式、遗传背景以及2者不同搭配组合都能够对大口黑鲈鱼产品的肌肉氨基酸组成和含量产生一定影响,相关内在机理,需要进行更精准的研究。

3.3 不同实验群体大口黑鲈肌肉脂肪酸组成及含量

饱和脂肪酸是机体重要的储能、供能物质[18];不饱和脂肪酸对于调控脂蛋白平衡、降低胆固醇、维持细胞因子功能稳定、抗心血管疾病等方面起着重要作用,特别是EPA与DHA在促进幼儿智力发育、降低血液甘油三脂含量、抑制癌细胞的生长等方面具有积极作用[19-20],另外脂肪酸组成也是影响肉质品质和风味的重要因素[21-22]。从单种脂肪酸、EPA+DHA和总脂肪酸含量看,B组最肥美,A组次之,但是2者脂肪酸组成中饱和脂肪酸的占比较高,这可能与工程化循环水槽养殖模式中,鱼体运动强度较大,致使其消耗饱和脂肪酸作为能量补充有关,此方面结果与原居林等研究结果一致[16]。池塘工程化循环水槽养殖模式相对于传统池塘养殖模式而言,可降低鱼类机体脂肪的沉积。

3.4 矿物质含量

每一种矿物质元素都有其特殊的生理功能,人体无法依靠自身合成所需的矿物质元素,所以必须在日常饮食中有所摄取[23-24]。钾、钠是维持人体内各组织液渗透压平衡和水平衡的基础[25],钙是人体的造骨元素[26],镁是保证肌肉收缩、神经传导、骨骼强度、血压控制、心电稳定的重要基础[27],矿物质元素对鱼肉的营养价值及其产品的货架期和风味都有重要影响[28]。与摄入最多的肉类之一猪肉相比[29-31],大口黑鲈肌肉中钾、钙、镁等常量元素远超过猪肉。从低钠高钾摄取的饮食健康方面评价[32],大口黑鲈是优质的食品来源,其中池塘养殖的TL品质较其他实验组最优。锌在促进大脑蛋白质合成,帮助神经系统发育和完善等方面发挥重要作用[33],大口黑鲈样品中锌含量低于普通肥瘦猪肉(20.6 mg/kg)[31],再一次从营养角度证明,猪肉在日常消费中不可替代,而鱼肉可以作为完美的补充。

4 结论

养殖模式、遗传背景以及2者不同搭配组合都能够对鱼产品的肌肉氨基酸、脂肪酸及矿物质元素组成和含量产生一定影响。综合实验结果采用池塘工程化循环水养殖模式的YL3所获得的渔产品具有一定的蛋白质积累优势;采用普通池塘养殖TL所获得的渔产品具有一定的氨基酸和脂肪酸营养优势,并具有较高的钾钠比。因此,为了获得更优质的鱼产品,在注重新品种生长优势的基础上,也应对配套的适宜养殖模式加以深入研究。

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