羅 欽 李冬梅 黃敏敏 饒秋華 劉 洋 翁伯琦潘 葳 羅土炎

(1福建省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)質量標準與檢測技術研究所/福建省農(nóng)產(chǎn)品質量安全重點實驗室,福建 福州 350003;2 福建師范大學協(xié)和學院文化貿(mào)易研究中心/跨境電商研究中心,福建 福州 350117;3 福建省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所,福建 福州 350013)

墨瑞鱈(Maccullochella peelii peelii)是原產(chǎn)于南半球澳大利亞Murray-Darling 流域的一種魚類[1],其肉質細嫩鮮美,富含氨基酸、二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA) 及二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)等營養(yǎng)物質,具有較高的經(jīng)濟、營養(yǎng)和食用價值,在澳大利亞素有“國寶魚”之美稱[2]。墨瑞鱈可作為EPA 與DHA 等功能性脂肪酸的重要膳食來源,具有即食食品、休閑食品等開發(fā)利用潛力[3],已成為我國新興的一個優(yōu)質高值淡水養(yǎng)殖品種,1999年我國臺灣引入養(yǎng)殖[1,4],隨后在我國浙江省、廣東省、山東省、福建省等地區(qū)陸續(xù)引入養(yǎng)殖。魚體化學組成是在魚體生長發(fā)育過程中飼料經(jīng)消化、吸收并在魚體內經(jīng)過轉化、合成和儲存的結果,其含量不僅可以反映魚體生長發(fā)育和代謝情況,也可以反映魚體對于來自于飼料的營養(yǎng)素需求量的差異。了解不同生長階段魚體的化學組成,對墨瑞鱈不同生長階段所需飼料的開發(fā)研究、改善墨瑞鱈專用飼料配方和開發(fā)利用墨瑞鱈資源等具有重要意義[5]。

目前已有關于墨瑞鱈肌肉中脂肪酸組成的研究報道,主要集中在魚卵與魚苗中脂肪酸的組成分析。Anderson 等[6]和宋理平等[7]分別報道了墨瑞鱈魚卵、魚苗中脂肪酸組成;Desilva 等[8]報道了飼養(yǎng)不同蛋白能量比的飼料對平均體重為12 g的墨瑞鱈魚苗脂肪酸組成的影響;Turchini 等[9]報道了鮭魚內臟提取物替代魚油的飼料對平均體重為25.35 g的墨瑞鱈魚苗的脂肪酸組成的影響;Francis 等[10-11]報道了不同脂肪源替代魚油的飼料對平均體重為6.45 g和14 g的墨瑞鱈魚苗脂肪酸組成的影響;Turchini 等[12]和Francis等[13]報道了植物油替代魚油的飼料對平均體重為20 g和7.47 g的墨瑞鱈魚苗脂肪酸組成的影響;Senadgeera 等[14]報道了不同亞麻酸與亞油酸比例的飼料對平均體重為16.0 g的墨瑞鱈魚苗脂肪酸組成的影響。在水產(chǎn)品中主成分分析的研究主要集中在脂肪酸相關性分析、氨基酸評價、質量評價、繁殖能力評價等方面,莊海旗等[15]對6種鳀科魚的脂肪酸組成進行相關性分析和聚類分析,將6種鳀科魚分成3 組;任敬等[16]利用主成分分析對7種常見食用魚的17種氨基酸進行綜合評價;李忠義等[17]利用主成分分析對黃海6種餌料魚類的碳氮比、脂肪含量、蛋白質含量、碳含量及非水分含量5個指標進行質量排序;程先友等[18]利用主成分分析對凹目白鮭體長、體重、卵巢重、成熟系數(shù)、絕對懷卵量和相對懷卵量6 項指標進行繁殖力的綜合評價。但鮮見關于不同生長階段墨瑞鱈肌肉中脂肪酸組成及主成分分析的報道。本研究采用甲酯化衍生和氣相色譜技術[19],對墨瑞鱈幼魚、成魚和親魚肌肉脂肪酸組成進行比較分析,并進行差異比較和主成分分析,結合前期對不同生長階段墨瑞鱈肌肉中氨基酸組成的研究[20],從營養(yǎng)學角度對不同生長階段墨瑞鱈的營養(yǎng)需求進行分析,旨在為墨瑞鱈的營養(yǎng)價值研究、綜合開發(fā)利用提供理論依據(jù)[21],加快墨瑞鱈的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

墨瑞鱈取自浙江省樂清市某養(yǎng)殖公司,采用水泥池養(yǎng)殖,投喂相應規(guī)格的人工配合飼料。試驗魚體質健壯、體表完好無傷。雌性親魚3 尾(8.02±0.35 kg)、成魚3 尾(604.35±19.41 g)、幼魚12 尾(20.52±9.88 g)。

乙醚、石油醚、苯(均為分析純),福州福杰化學試劑有限公司;95%乙醇(分析純),上海振興化工二廠;氫氧化鈉、氯化鈉和氫氧化鉀(均為分析純),西隴化工股份有限公司;甲醇(色譜純),上海優(yōu)試化工有限公司;三氟化硼(分析純)、硫酸氫鈉(分析純),福建藥典實驗科技有限公司;混合脂肪酸甲酯標準品,美國SUPELCO公司。

1.2 主要儀器與設備

GC-2010 氣相色譜儀(配氫火焰離子檢測器),日本島津公司;BCD-521WDPW 冰箱,青島海爾集團;DS-1 組織粉碎機,杭州三永德儀器儀表有限公司;AL-204分析天平,梅特勒-托利多國際貿(mào)易(上海)有限公司;RE-2000A 旋轉蒸發(fā)儀,上?？粕齼x器有限公司;HHW420 恒溫水浴箱,上海助藍儀器科技有限公司。

1.3 試驗方法

每份試驗魚分別經(jīng)去頭、去尾、去皮、去內臟等簡單處理,取魚體背部兩側肌肉,使用組織粉碎機粉碎,制成3個試驗混合樣品,于-18℃冷凍保存。

試樣經(jīng)解凍后加入5 mL 石油醚苯(1 ∶1,v ∶v),經(jīng)提取其中的脂肪后,加入0.5 mL 2 mol·L-1氫氧化鈉-甲醇溶液,在堿性條件下皂化和甲酯化,生成脂肪酸甲酯,再加入10 mL 飽和氯化鈉搖勻、靜置分層、取上清液后,經(jīng)毛細管柱氣相色譜分析,采用面積歸一化法定量測定脂肪酸的百分含量。

色譜條件:空氣流速400 mL·min-1、氫氣流速40 mL·min-1、色譜柱柱流量1 mL·min-1、尾吹載氣流速30 mL·min-1、檢測器溫度250℃、氣化溫度250℃、色譜柱溫度80～230℃、分流比50 ∶1、載氣流速1 mL·min-1。

1.4 數(shù)據(jù)處理

脂肪酸結果采用Microsoft Excel 2007 軟件進行分析并以平均值±標準差表示,飼料與魚體肌肉的脂肪酸采用Microsoft Excel 2007 軟件進行相關性分析,脂肪酸組成采用SPSS 17.0 軟件的單因素方差分析方法進行顯著性分析,主成分分析采用SPSS 17.0 軟件的降維技術進行因子分析。

2 結果與分析

2.1 不同生長階段墨瑞鱈肌肉及飼料的脂肪含量、脂肪酸組成和相關性分析

由表1可知,不同生長階段墨瑞鱈肌肉及飼料中脂肪酸種類相似,然而墨瑞鱈魚苗處于快速生長期,成魚處于富營養(yǎng)期,親魚處于繁殖期,不同生長階段墨瑞鱈肌肉中脂肪含量不一樣,不同生長階段墨瑞鱈飼料中的脂肪含量也不一樣。墨瑞鱈肌肉及飼料中脂肪酸的相關性均較高,其中以成魚最高,為0.931 86,幼魚次之,為0.733 69,親魚最低,為0.649 39,其值均大于相關系數(shù)檢驗臨界值0.641 14,說明3種不同生長階段墨瑞鱈肌肉及飼料中的脂肪酸含量均呈顯著正相關,這與Yang 等[22]的研究結果相一致。

表1 不同生長階段墨瑞鱈肌肉及飼料的脂肪酸組成和相關性分析Table1 Correlation analysis of fatty acid composition in muscle and feed of Murray cod at different growth stages/%

2.2 不同生長階段墨瑞鱈肌肉的脂肪酸組成分析

由表2可知,墨瑞鱈幼魚脂肪酸組成中棕櫚酸含量最高,DHA次之;成魚脂肪酸組成中棕櫚酸含量最高,油酸次之;親魚脂肪酸組成中油酸含量最高,棕櫚酸次之,說明墨瑞鱈在3個生長階段的棕櫚酸含量均較高。墨瑞鱈不同生長階段肉豆蔻酸、花生一烯酸、花生四烯酸、EPA和DHA的含量從高到低依次為幼魚＞成魚＞親魚;幼魚的肉豆蔻酸、花生一烯酸、花生四烯酸、EPA和DHA含量分別是親魚的1.21、1.75、2.67、1.33和2.90倍。墨瑞鱈不同生長階段棕櫚油酸、油酸、亞油酸和n3 亞麻酸的含量從高到低依次為親魚＞成魚＞幼魚,親魚的棕櫚油酸、油酸、亞油酸和n3 亞麻酸含量分別是幼魚的1.55、1.35、2.89和2.33倍。墨瑞鱈在不同生長階段棕櫚酸、硬脂酸和花生酸的含量隨著魚體生長呈先下降后上升的趨勢;而n6 亞麻酸和二十碳二烯酸的含量則隨著魚體生長呈先上升后下降的趨勢。

墨瑞鱈在不同生長階段高不飽和脂肪酸(high unsaturated fatty acids,HUFA)總量和(n3)系多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFA)總量從高到低依次為幼魚＞成魚＞親魚,幼魚的HUFA 總量和(n3)系PUFA 總量分別是親魚的2.43和2.07倍。墨瑞鱈在不同生長階段單不飽和脂肪酸(monounsaturated fatty acids,MUFA)總量、不飽和脂肪酸(unsaturated fatty acid,UFA)總量和(n9)系PUFA 總量從高到低依次為親魚＞成魚＞幼魚,親魚的MUFA 總量、UFA 總量和(n9)系PUFA 總量分別是幼魚的1.34、1.15和1.29倍。墨瑞鱈不同生長階段的飽和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)總量隨著魚體生長呈先下降后上升的趨勢;而PUFA 總量、必需脂肪酸(essential fatty acid,EFA)總量和(n6)系PUFA 總量隨著魚體生長呈先上升后下降的趨勢。

墨瑞鱈在不同生長階段∑(n6)PUFA/∑(n3)PUFA 從高到低依次為親魚＞成魚＞幼魚,隨著魚體生長呈上升趨勢;∑PUFA/∑SFA和∑UFA/∑SFA 隨著魚體生長呈先上升后下降的趨勢;墨瑞鱈在不同生長階段∑PUFA/∑MUFA 從高到低依次為幼魚=成魚＞親魚,幼魚的∑PUFA/∑MUFA是親魚的1.27倍。

表2 不同生長階段墨瑞鱈肌肉中脂肪酸種類及含量Table2 Fatty acid compositions and contents of Murray cod muscle at different growth stages/%

墨瑞鱈不同生長階段脂肪酸含量大部分存在顯著差異,尤其是幼魚與成魚的脂肪酸含量除二十碳三烯酸外均存在顯著差異。

2.3 不同生長階段墨瑞鱈脂肪酸組成的相關性分析

由表3可知,肉豆蔻酸與花生一烯酸、花生四烯酸、EPA、DHA 呈強正相關(當相關系數(shù)r=0.98～1.00時為強正相關,下同),與油酸、n3 亞麻酸呈強負相關(當相關系數(shù)r=-0.98～-1.00時為強負相關,下同);花生一烯酸與硬脂酸、花生四烯酸、EPA、DHA 呈強正相關,與亞油酸、n3 亞麻酸呈強負相關;花生四烯酸與EPA、DHA 呈強正相關,與油酸、亞油酸、n3 亞麻酸呈強負相關;EPA 與DHA 呈強正相關,與亞油酸、n3 亞麻酸呈強負相關;DHA 與亞油酸、n3 亞麻酸呈強負相關;棕櫚酸與n6 亞麻酸呈強負相關;硬脂酸與EPA、DHA 呈強正相關,與亞油酸呈強負相關;油酸與n3 亞麻酸呈強正相關。呈強正相關意味著當某一物質含量發(fā)生變化時,其他相關物質的含量也發(fā)生相同方向的變化,反之呈強負相關的物質則產(chǎn)生相反方向的變化。

表3 不同生長階段墨瑞鱈脂肪酸的相關系數(shù)矩陣Table3 Correlation matrix of fatty acids in Murray cod of different growth stages

通過SPSS 17.0 對所有脂肪酸原始數(shù)據(jù)進行主成分分析,得到特征值、主成分方差貢獻率、累計貢獻率(表4)和相關系數(shù)矩陣(表5)。由表4可知,特征值大于1.000,累積貢獻率達100.000%的主成分有2個,說明前2個主成分包含的信息可以反映大部分信息,第一主成分(PC1)貢獻率為78.163%,第二主成分(PC2)貢獻率為21.837%。由表5可知,肉豆蔻酸、花生一烯酸、花生四烯酸、EPA和DHA 等5種脂肪酸載荷系數(shù)均大于0.99,這5種脂肪酸是墨瑞鱈的主要特征脂肪酸。且這5種主要特征脂肪酸之間均互呈強正相關(表3)。

3 討論

不同生長階段的墨瑞鱈脂肪酸含量有各個階段的特點。油酸作為重要的供能物質大量儲存可以保證卵巢的正常發(fā)育[23],亞油酸是合成花生四烯酸的前體,能促進動物的生長繁殖[24],促進墨瑞鱈親魚性腺成熟,保證卵巢的正常發(fā)育與繁殖;在3個生長階段中墨瑞鱈親魚的油酸和亞油酸含量最高,說明墨瑞鱈在生長過程中,具有不斷積累和生成油酸、亞油酸的特點?；ㄉ南┧峋哂姓{節(jié)魚體機能的作用,幫助魚類抵御不良環(huán)境影響[25],提高幼魚品質[26]。DHA是動物生長發(fā)育的必需脂肪酸[27]。魚類在仔稚魚階段,其腦神經(jīng)和視神經(jīng)會迅速發(fā)育,需要消耗大量DHA[28]。研究表明,在3個生長階段中墨瑞鱈幼魚的花生四烯酸和DHA含量最高,說明在墨瑞鱈魚苗階段,為提高墨瑞鱈幼魚的品質,加快其腦神經(jīng)和視神經(jīng)迅速發(fā)育,盡快適應環(huán)境變化,幼魚有花生四烯酸和DHA 高轉化生成的特點。因此,隨著墨瑞鱈的生長發(fā)育,在飼料中應及時提高相應階段功能脂肪酸的比例。

主成分分析是采用少量綜合指標代替原來多個指標大部分信息的一種降維分析方法,其優(yōu)點在于可消除評價指標間的相關影響,保證評價的客觀性[29]。本研究將影響魚類脂肪酸品質的15個特征指標簡化為2個主成分,簡化了選擇程序,保證了原始數(shù)據(jù)的完整性和客觀性。主成分分析結果顯示,肉豆蔻酸、花生一烯酸、花生四烯酸、EPA和DHA是不同生長階段墨瑞鱈的主要特征脂肪酸。目前尚無前人對墨瑞鱈進行主要特征脂肪酸方面的研究,但是在其他品種魚類上,王娜[30]研究表明棕櫚油酸、芥子酸、十五碳酸、DHA是黃鯽魚和帶魚的主要特征脂肪酸,棕櫚油酸、十五碳酸、DHA是棕斑腹刺鲀魚的主要特征脂肪酸;楊清源等[31]表明棕櫚酸、棕櫚油酸、EPA、DHA是拉氏南美南極魚的主要特征脂肪酸。上述研究說明魚類品種不同,其主要特征脂肪酸也不盡相同。本研究結果中墨瑞鱈5種主要特征脂肪酸的含量均隨著魚體生長呈下降趨勢,與楊清源等[31]研究結果中拉氏南美南極魚4種主要特征脂肪酸的含量隨魚體生長的變化趨勢相似。因此,隨著墨瑞鱈的生長發(fā)育應及時降低相應階段呈強負相關的主要特征脂肪酸的比例。

表4 不同生長階段墨瑞鱈脂肪酸的特征值及方差貢獻率Table4 Eigenvalues and variance contribution rate of fatty acids in Murray cod of different growth stages

表5 不同生長階段墨瑞鱈脂肪酸主成分矩陣組成Table5 Principal component matrix of Murray cod of different growth stages

3個生長階段墨瑞鱈UFA 總量均大于SFA 總量,其中幼魚的研究結果與宋理平等[7]研究結果一致,UFA含量和EFA含量是衡量脂肪營養(yǎng)價值的重要指標[32],尤其是EFA,其總量越高說明肌肉的營養(yǎng)價值越高,在3個生長階段中墨瑞鱈成魚的EFA 總量最高,說明墨瑞鱈成魚的營養(yǎng)價值最高?！芇UFA/∑SFA是衡量魚肉營養(yǎng)價值的一個重要指標,世界衛(wèi)生組織建議的最低值為0.4～0.5[33],墨瑞鱈3個生長階段的∑PUFA/∑SFA均大于1.0,而成魚的比值最高達到1.3,說明成魚階段的墨瑞鱈具有最高的營養(yǎng)開發(fā)價值,可作為有效的膳食來源補充人體所需的脂肪酸。

墨瑞鱈幼魚與親魚階段均會根據(jù)魚體所處的生長階段,對相應功能的脂肪酸有大量的需求,如親魚的亞油酸,幼魚的花生四烯酸和DHA。由于油酸與肉豆蔻酸、花生四烯酸呈強負相關,亞油酸與硬脂酸、花生一烯酸、花生四烯酸呈強負相關,因此飼料中增加肉豆蔻酸、EPA、DHA可能會降低墨瑞鱈親魚中油酸的含量,飲料中增加硬脂酸、花生一烯酸、EPA、DHA可能會降低墨瑞鱈親魚中亞油酸的含量;飼料中增加n3 亞麻酸可能會降低墨瑞鱈幼魚中花生四烯酸的含量,飼料中增加亞油酸、n3 亞麻酸可能會降低墨瑞鱈幼魚中DHA的含量。目前,市場上尚未有墨瑞鱈系列專用人工配制飼料,應根據(jù)墨瑞鱈的營養(yǎng)需求,特別是根據(jù)墨瑞鱈的功能性脂肪酸和主要特征脂肪酸含量,調整及完善墨瑞鱈飼料配方,研制出更加適合墨瑞鱈生長需求的專用配合飼料。

4 結論

3個生長階段墨瑞鱈脂肪酸含量大部分均存在顯著差異,尤其是幼魚與成魚的脂肪酸含量除二十碳三烯酸外均存在顯著差異。肉豆蔻酸、花生一烯酸、花生四烯酸、EPA和DHA是不同生長階段墨瑞鱈的主要特征脂肪酸,且上述5種主要特征脂肪酸之間均互呈強正相關,其脂肪酸含量均隨著魚體生長呈下降趨勢。墨瑞鱈成魚階段營養(yǎng)價值最高,可作為人體功能性膳食脂肪酸補充的重要來源,具有即食食品、休閑食品等高值化的開發(fā)利用潛力。本研究結果可為今后改善墨瑞鱈專用飼料配方和開發(fā)利用墨瑞鱈資源等方面提供理論參考。后續(xù)將進一步系統(tǒng)深入地研究飼料對墨瑞鱈肌肉營養(yǎng)品質的影響,推進墨瑞鱈產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。