俄罗斯鲟鱼生殖腺营养成分分析及评价

邵淑双,范馨茹,姜鹏飞,2,富志磊,潘锦锋,2,周大勇,2,董秀萍,2,*

(1.大连工业大学食品学院,辽宁大连 116034;2.国家海洋食品工程技术研究中心,辽宁大连 116034)



俄罗斯鲟鱼生殖腺营养成分分析及评价

邵淑双1,范馨茹1,姜鹏飞1,2,富志磊1,潘锦锋1,2,周大勇1,2,董秀萍1,2,*

(1.大连工业大学食品学院,辽宁大连 116034;2.国家海洋食品工程技术研究中心,辽宁大连 116034)

研究了俄罗斯鲟鱼加工副产物生殖腺的基本营养成分,蛋白质的氨基酸组成,脂肪酸组成,为鲟鱼生殖腺的高值化利用提供依据。结果显示,鲟鱼精巢的粗脂肪、粗蛋白及灰分含量(以湿基计)分别为75.20%、9.06%、0.10%,而鲟鱼卵巢的相应营养成分含量分别为42.00%、5.96%、0.20%。精巢蛋白中必需氨基酸占总氨基酸质量分数的36.80%,而卵巢蛋白的相应数值为35.00%。精巢脂质中二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)总量达到总脂肪酸的7.41%,而卵巢脂质的相应数值则为7.25%。综上,鲟鱼生殖腺富含脂质,可作为该副产物今后开发利用的主要目标。

俄罗斯鲟鱼,生殖腺,二十碳五烯酸(EPA),二十二碳六烯酸(DHA),氨基酸

鲟鱼(Sturgeon)也称鲟龙,隶属硬骨鱼纲,鲟形目,是地球上最原始和最古老的淡水鱼种之一,有“水中活化石”之称[1]。鲟鱼因其具有的科学价值、营养价值及保健功能,养殖产量逐年增多[2-3],2012年我国鲟鱼产量55184 t,2013年达到64652 t,2014年达到75920 t[4]。我国养殖的商品鲟鱼主要包括俄罗斯鲟、史氏鲟以及匙吻鲟等[5]。

鲟鱼肉和鱼子酱是鲟鱼的主要利用方式。鲟鱼肉低脂高蛋白、肉质鲜美,高值产品鱼子酱是世界三大珍味之一[6-9]。随着鲟鱼养殖规模的扩大,鲟鱼鱼皮、鱼骨、内脏、性腺等副产物产量也逐年增多,如何将鲟鱼副产物加以有效利用,逐渐成为了鲟鱼产业面临的新问题。研究表明,鲟鱼皮富含胶原蛋白[10],同时是制作高档皮革的原料;鲟鱼软骨富含抗癌因子及硫酸软骨素,具有降血脂、抗疲劳等保健功能[9,11];鲟鱼内脏有药用价值,郝淑贤等[12]还比较了不同提取方法对鲟鱼内脏油脂品质的影响;鲟鱼翅、鲟鱼吻可作即食产品。鲟鱼精巢富含脂肪[13],其鱼精蛋白有抗菌抑菌功效[6],但关于鲟鱼精巢及除卵卵巢营养成分分析及评价的研究鲜有报道。鲟鱼精巢及卵巢在鲟鱼产业快速发展中造成了很大程度的积累与浪费,如何实现其高效利用有着重要意义。

本文对鲟鱼生殖腺营养成分、脂肪酸组成、氨基酸组成等成分进行分析评价,为探寻其合理加工利用方向提供参考。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

俄罗斯鲟鱼(Acipensergueldenstaedti)精巢和卵巢(去卵),由衢州鲟龙水产食品科技有限公司提供。雌雄俄罗斯鲟均为2015年4月宰杀,雌性俄罗斯鲟8龄、雄性俄罗斯鲟4龄,冻存运输。

硫酸、盐酸、三氯甲烷、正己烷、甲醇等试剂均为国产分析纯。

CF16RXII型高速冷冻离心机HITACHI公司;SX2-4-10箱式电阻炉(马弗炉)山东省龙口市先科仪器公司;UDK129型定氮仪北京盈盛恒泰科技有限责任公司;SZF-CIA粗脂肪测定仪上海新嘉电子有限公司;Agilent6890NGC-5973 MSD气质联用仪美国安捷伦公司。

1.2样品制备

取鲟鱼雌雄生殖腺,自然解冻,绞碎用于基本营养成分测定、脂肪酸测定、无机元素分析;取绞碎原料脱脂、冻干后进行氨基酸含量测定,所述实验样品数量n=6。

1.3实验方法

1.3.1营养成分测定水分测定采用105 ℃烘干恒重法(GB/T 5009.3-2010);灰分测定采用550 ℃高温灼烧法(GB/T 5009.4-2010);粗蛋白测定采用凯氏定氮法(GB/T 5009.5-2010);粗脂肪测定采用索氏抽提(GB/T 5009.6-2003)。

1.3.2脂肪酸测定原料采用氯仿-甲醇法提取油脂[14],甲酯化后,利用GC-MS气质联用仪进行脂肪酸甲酯分析,具体操作过程见参考文献[15]。

色谱条件:色谱柱为HP-5-MS毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);升温程序:初始温度50 ℃,保持1 min;以50 ℃/min速度升至170 ℃;再以4 ℃/min的速度升至300 ℃;再以40 ℃/min速度升至320 ℃,保持3.6 min。进样体积为1.00 μL,分流比为50∶1,使用氦气为载气。

质谱条件:分析采用EI源(70 eV),选取Scan模式,扫描范围为50到550 m/z,溶剂延迟4 min。根据GC-MS中各组分保留时间以及质谱图,通过脂肪酸标准品和NIST02库检索进行鉴定,用峰面积归一法计算各脂肪酸的组成。

1.3.3氨基酸测定及评分氨基酸测定:脱脂原料经酸及碱水解24 h,经柱前衍生化后采用高效液相色谱法测定。氨基酸组成分析系统,包括液相色谱仪、色谱柱、分析方法及试剂均由大连依利特分析仪器有限公司提供。

原料脱脂方法:氯仿-甲醇法,向已处理原料加入等体积去离子水、3倍体积的三氯甲烷与甲醇(2-1)混合液,震荡混匀,经离心分离后滤掉上清液,留取固体残渣。离心参数:5500 r/min,5 min。

1.3.4无机元素测定无机元素铅、铜、镉、铬、镍、锌、钙、硒、磷、总砷测定分别按照相应国家标准,利用原子吸收光谱进行测定(其中总砷采用原子荧光光谱法)。

1.3.5统计学方法实验重复次数为6,数据采用SPSS16.0统计软件中独立样本t-检验(t-Test)进行两组间比较,描述性统计值使用平均值±标准差(Mean±SD),p<0.05表示具有显著性差异。

2　结果与分析

2.1基本营养成分分析

如表1所示,鲟鱼精巢与卵巢营养成分含量差异较大,但均富含脂肪,湿基含量分别达到75.2 g/100 g、42.0 g/100 g。精巢水分含量显著低于卵巢(p<0.05),将其他营养成分含量以干重计:鲟鱼精巢脂肪含量为81.4±1.29 g/100 g显著高于鲟鱼卵巢脂肪含量62.1±3.32 g/100 g(p<0.05);精巢蛋白含量为9.81±0.37 g/100 g显著高于卵巢蛋白含量8.81±0.87 g/100 g(p<0.05);精巢灰分含量0.11±0.01 g/100 g显著低于卵巢0.29±0.00 g/100 g(p<0.05),精巢总糖含量0.77±0.02 g/100 g显著低于卵巢1.51±0.17 g/100 g(p>0.05)。

表1　鲟鱼生殖腺营养成分表(g/100 g,湿基)

注:同一行中数据标注不同的字母a～b表示数据间存在统计学差异,表2、表3同。

鲟鱼精巢脂肪含量达75.2 g/100 g,与户业丽[13]等人测定结果相近,同时鲟鱼精巢脂肪含量高于仿刺参精脂肪含量[16];鲟鱼卵巢脂肪含量高于仿刺参卵及银鲳鱼卵[17]。可见鲟鱼精巢及卵巢都是鱼油的良好来源。

2.2脂肪酸组成测定

表2　鲟鱼生殖腺脂肪酸组成(%)

注:SFA:saturated fatty acid,MUFA:monounsaturated fatty acid,PUFA:polyunsaturated fatty acid,-:not detected。

如表2所示,鲟鱼生殖腺脂肪酸种类齐全,从鲟鱼精巢中检测出23种脂肪酸,鲟鱼卵巢中共20种。鲟鱼精巢及卵巢中单不饱和脂肪酸含量最为丰富,其中含量最高的C18∶1n-9,卵巢中达55.8%,显著高于鲟鱼精巢的53.0%(p<0.05);银鲳鱼卵巢组织中最丰富的脂肪酸也为C18∶1[17]。有研究称单不饱和脂肪酸有降血脂功效[18]并在生物能源及化妆品等领域应用较多,同时C18∶1n-9是某些性激素的前体物质,对雌雄生殖腺有着重要的生理的作用[19]。鲟鱼精巢和卵巢C18∶1n-9含量丰富,可用作生物能源以替代传统能源物质,也可以用于其他化工领域,在一定程度上缓解资源紧缺的问题。

鲟鱼精巢和卵巢中多不饱和脂肪酸含量均接近10%,二者间无显著差异(p>0.05),其EPA+DHA总含量分别为7.41%、7.25%,亦无显著差异(p>0.05),均高于Petteri Nieminen[20]等人测定西伯利亚鲟雄性生殖腺脂肪酸的EPA+DHA值6%,但低于鲟鱼肉(17.25%)及卵(17.03%)[21]中EPA+DHA含量。EPA、DHA等不饱和脂肪酸能降低人体血液胆固醇的水平,具有降血脂、抗氧化、消炎[22]等作用,对于作为副产物且油脂含量高的鲟鱼生殖腺,可以作为EPA、DHA的良好来源,即节约原料成本又有效利用副产物,同时得到优质EPA、DHA资源。

2.3氨基酸分析

如表3所示,在鲟鱼精巢与卵巢中分别检测出18种氨基酸,其中8种必需氨基酸,2种半必需氨基酸(Cys、Tyr)。鲟鱼卵巢必需氨基酸所占总氨基酸比重与鲟鱼精巢必需氨基酸所占比重无显著差异(p>0.05),其中鲟鱼卵巢谷氨酸、异亮氨酸、酪氨酸占总氨基酸比重显著高于鲟鱼精巢中相应数值(p<0.05)。

表3　鲟鱼生殖腺氨基酸组成(% 脱脂后干基)

注:EAA:∑必需氨基酸;*:必需氨基酸。

鲟鱼精巢中必需氨基酸占总氨基酸的36.8%,与多棘海盘车生殖腺该值接近[23],低于仿刺参精必需氨基酸比重[16],略小于FAO/WHO模式中高质量蛋白质对EAA/TAA的要求(40%左右),精巢中必需氨基酸与非必需氨基酸的比值为59.3%,接近于FAO/WHO对高质量蛋白质二者比值的要求(60%以上),可见鲟鱼精巢蛋白质量较好。精巢中含量最丰富的三种氨基酸为谷氨酸、精氨酸、甘氨酸,谷氨酸为呈味氨基酸,且是脑组织生化代谢中的重要氨基酸[24];精氨酸可刺激垂体释放促性腺激素。鲟鱼精巢是精氨酸的重要来源,依其独特的生理功能可应用于保健药品行业。

鲟鱼卵巢含量最为丰富的三种氨基酸甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸。卵巢中必需氨基酸占总氨基酸比重为35.0%,高于野生虎斑乌贼卵巢[25],低于仿刺参卵巢[16]、银鲳鱼卵巢[17]中该值,略小于FAO/WHO模式中高质量蛋白质对EAA/TAA的要求(40%左右);鲟鱼卵巢中必需氨基酸与非必需氨基酸的比值为55.8%,略小于对高质量蛋白质二者比值的要求(60%以上),鲟鱼卵巢蛋白质质量较好,可以作为蛋白质的来源。

2.4无机元素分析

如表4所示,鲟鱼精巢和卵巢均含有5种常量元素K、Na、Ca、Mg、P,且含量相差较小。鲟鱼卵巢微量元素有4种,鲟鱼精巢有3种,其中Zn含量均为最高,Zn有调节免疫功能的作用,还可促进儿童体智的正常发育,是人体不可缺少的微量元素[26];P在糖及脂肪的代谢中有重要作用。鲟鱼生殖腺灰分总体含量较低,矿物质元素种类较多,总体来说营养价值较高。值得注意的是,鲟鱼生殖腺总砷含量较高,应用时应注意质量控制;水产动物生殖腺是重金属积累较多的器官之一,酶法、机械处理可在一定程度上降低重金属含量[27],在鲟鱼生殖腺油脂利用方向来看,重金属含量在油脂加工工艺过程中会逐渐减少,可对油脂的获得作进一步研究。

表4　鲟鱼生殖腺无机元素分析(mg/kg,湿基)

注:-:低于检测限。

3　结论

鲟鱼生殖腺富含油脂,精巢粗脂肪含量达75.2 g/100 g,卵巢粗脂肪含量达42.0 g/100 g。鲟鱼生殖腺油脂EPA+DHA含量较高,可用于生产EPA和DHA产品。鲟鱼精巢和卵巢中C18∶1n-9等单不饱和脂肪酸含量均达总脂肪酸的50%以上,可用于化工领域。鲟鱼精巢和卵巢必需氨基酸占总氨基酸比重较高,蛋白质质量较佳,且其中鱼精蛋白有独特生理功能,可作为海洋功能性蛋白质的来源。

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Analysis and evaluation of nutritional composition ofAcipensergueldenstaedtiGonad

SHAO Shu-shuang1,FAN Xin-ru1,JIANG Peng-fei1,2,FU Zhi-lei1,PAN Jin-feng1,2,ZHOU Da-yong1,2,DONG Xiu-ping1,2,*

(1.School of Food Science and Technology,Dalian Polytechnic University,Dalian 116034,China;2.National Engineering Research Center of Seafood,Dalian 116034,China)

The basic nutritional composition,amino acid composition,fatty acid composition of gonads from male and femaleAcipensergueldenstaedtiwere determined to provide information for their high value-added utilization. Results indicated that testis contained 75.20% of crude fat,9.06% of crude protein and 0.10% of ash. Whereas,ovary contained 42.00% of crude fat,5.96% of crude protein and 0.20% of ash. For protein of testis,essential amino acids accounted for 36.80% of total amino acids. Whereas,the corresponding value for protein of ovary was 35.00%. For testis,eicosapentaenoic acid(EPA)and doco-sahexaenoic acid(DHA)accounted for 7.41% of total fatty acids. Whereas,the corresponding value for ovary was 7.25%. In summary,gonads fromAcipensergueldenstaedtirich in lipids,and lipids should be the major targets for their comprehensive utilization.

Acipensergueldenstaedti;Gonads;eicosapentaenoic acid(EPA);doco-sahexaenoic acid(DHA);amino acids

2016-01-27

邵淑双(1991-)，女，在读硕士研究生，研究方向：食品资源与综合利用，E-mail：15724580496@163.com。

董秀萍(1977-)，女，博士，副教授，研究方向：食品加工与品质控制，E-mail：dxiuping@163.com。

“十二五”国家科技支撑计划课题(2014BAD04B09)；辽宁省特聘教授项目(辽教发[2015]153号)。

TS254.9

A

1002-0306(2016)13-0351-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.13.064