3种养殖模式下北极红点鲑肌肉营养成分分析与评价

北极红点鲑Salvelinus alpinus隶属于鲑形目 Salmoniformes、鲑亚目 Salmonoidei、鲑科 Salmonidae、红点鲑属Salvelinus，其肉质坚实、味道鲜美、营养丰富，深受消费者青睐。北极红点鲑具有比其他鲑科鱼类呼吸率低、耗氧少、适合高密度养殖、对食物转换率高、新陈代谢率低等特点。作为一种优良的淡水养殖品种，北极红点鲑具有广阔的开发利用前景。但北极红点鲑作为冷水性鱼类，传统的养殖方式需要大量冷水资源，而天津地区除蓟州区有少量冷水资源外并无更多的冷水资源可保障北极红点鲑的规模化养殖。所以必须开拓集约、绿色可持续的养殖之路[1]。循环水养殖具有水体可循环利用、养殖环境可控制、能够进行科学管理、可摆脱自然资源限制等优点。因此，工厂化循环水养殖方式为北极红点鲑等冷水性鱼类规模化养殖提供了新的思路。目前,对北极红点鲑的研究多集中在养殖技术方面，而有关其养殖模式与营养相关的研究还较少。为此，本研究中，通过对循环水、半流水和全流水3种养殖模式下北极红点鲑肌肉营养成分进行评价，以期考察3种养殖模式对北极红点鲑肌肉品质的影响，旨在为北极红点鲑的大规模养殖、饲料开发提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用北极红点鲑为同一批苗种在不同养殖方式下的2龄鱼，于2018年9月采样。工厂化全循环水养殖试验鱼取自天津市水产研究所淡水试验站，体质量为(831.22±44.39)g；池塘半流水养殖试验鱼取自天津市蓟州区示范户，体质量为(767.68±56.66)g；山泉水全流水养殖试验鱼取自北京市冷水鱼基地，体质量为(764.29±14.27)g。

3种养殖模式的试验鱼均投喂汉业鲑鳟鱼专用饲料，饲料营养成分粗蛋白质≥40.0%，粗脂肪≥12.0%，粗纤维≤5.0%，粗灰分≤14.0%，水分≤12.0%，赖氨酸≥2.2%，总磷≥0.9%。

1.2 方法

1.2.1 样品的采集分别取10尾各种养殖模式的试验鱼处死后，在冰浴条件下剔除试验鱼背部的皮肤和鳞片, 取每尾鱼两侧肌肉各0.5 g左右，剔刺、捣碎、混匀。样品制备后置于冰箱(-23 ℃)中保存待测。所有指标均测定3次，取其平均值。

1.2.2 肌肉常规营养成分的测定依据GB5009.4—2010，采用马弗炉灼烧法(550 ℃±25 ℃)测定灰分含量；依据GB5009.3—2010，采用烘干失水法(105 ℃恒温)测定水分含量；依据GB5009.6—2003，采用索氏抽提法测定脂肪含量；通过凯氏定氮仪自动检测蛋白质含量[2]。

1.2.3 肌肉氨基酸的测定及其评价依据GB/T 5009. 124—2003，采用日立 L-8900 氨基酸分析仪测定氨基酸组成及含量。根据全鸡蛋蛋白质(EGG protein)的氨基酸模式(%, dry)与FAO/WHO建议的氨基酸评定标准模式(%, dry)评价氨基酸[3-7]。必需氨基酸指数(EAAI)、化学评分(CS)和氨基酸评分(AAS)计算公式[3]:

其中：n为分析的氨基酸数量；aa为样品必需氨基酸含量(mg/g·N)；AE、…、HE分别为全鸡蛋蛋白质的各种必需氨基酸含量(%, dry)；A、…、H为样品蛋白质的各种必需氨基酸含量(%, dry)；AA(Egg)和AA(FAO/WHO)分别为全鸡蛋蛋白质和FAO/WHO中同种氨基酸含量(%)。

氨基酸含量(mg/g·N)=氨基酸含量/粗蛋白质含量×62.5，

F值=(缬氨酸+亮氨酸+异亮氨酸)/(苯丙氨酸+酪氨酸)。

其中，F值为支链氨基酸与芳香族氨基酸之比值[7]。

1.2.4 肌肉脂肪酸及矿物元素的测定采用Agilent 7890B气相色谱仪检测肌肉脂肪酸组成及含量。采用Thermo icap Q ICP-MS质谱仪检测肌肉中矿物元素和微量元素含量。

1.3 数据处理

试验数据采用平均值±标准差(mean±S.D.)表示,使用SPSS 21软件进行单因素方差分析(One-way ANOVA)，采用LSD法进行组间多重比较。

2 结果与分析

2.1 肌肉常规营养成分比较

从表1可见：不同养殖模式下，北极红点鲑肌肉中水分和粗蛋白质含量均为全流水模式>半流水模式>循环水模式，灰分含量为全流水模式>循环水模式>半流水模式，粗脂肪含量为循环水模式>半流水模式>全流水模式；除循环水模式和全流水模式的灰分含量外，各组间各指标均有显著性差异(P<0.05)；北极红点鲑粗蛋白质含量明显高于其他鲑鱼。

表1 3种模式下北极红点鲑肌肉常规营养成分及与其他鲑鱼的比较(湿样)

Tab.1 Approximate composition in muscles of Arctic charSalvelinus alpinusin 3 cultural modes and comparison with other salmon(wet weight) w/%

注：同列中标有不同字母者表示组间有显著性差异(P<0.05)，标有相同字母者表示组间无显著性差异(P>0.05)，下同

Note:The means with different letters within the same column are significantly different among the groups at the 0.05 probability level, and the means with the same letters within the same column are not significant differences, et sequentia

2.2 肌肉蛋白质中氨基酸组成及其营养评价

2.2.1 3种养殖模式下氨基酸含量对比从表2可见：3种养殖模式下，北极红点鲑肌肉中检测出的氨基酸种类均为18种，其中必需氨基酸8种，半必需氨基酸2种，鲜味氨基酸4种，非必需氨基酸4种；3种模式下均为谷氨酸含量最高，色氨酸含量最低；3种模式下除甘氨酸、异亮氨酸和苯丙氨酸外，其余氨基酸含量均存在显著性差异(P<0.05)；各种氨基酸含量及必需氨基酸、半必需氨基酸、鲜味氨基酸、非必需氨基酸总量均为全流水模式>半流水模式>循环水模式，必需氨基酸总量与氨基酸总量的比值及必需氨基酸总量与非必需氨基酸总量的比值均为半流水模式>全流水模式>循环水模式，半必需氨基酸总量与氨基酸总量的比值及鲜味氨基酸总量与氨基酸总量的比值均为循环水模式>全流水模式>半流水模式。

表2 3种养殖模式下北极红点鲑肌肉蛋白质中氨基酸组成及含量比较(干质量)

Tab.2 Composition and content of amino acid in the muscles of Arctic charSalvelinus alpinusin 3 cultural modes (dry weight)%

注：▲为必需氨基酸，●为鲜味氨基酸，△为半必需氨基酸。同行中标有不同字母者表示组间有显著性差异(P<0.05)，标有相同字母者表示组间无显著性差异(P>0.05)，下同

Note：▲, essential amino acid; ●, flavor amino acid; △,semi-essential amino acid.The means with different letters within the same line are significantly different among the groups at the 0.05 probability level, and the means with the same letters within the same line are not significant differences, et sequentia

2.2.2 3种养殖模式下氨基酸营养评价从表3可见：循环水养殖模式下，北极红点鲑AAS为0.79～1.58，CS为0.47～1.22；半流水模式下，AAS为0.84～1.53，CS为0.48～1.18；全流水模式下，AAS为0.82～1.53，CS为0.47～1.18；对AAS和CS两个指标综合分析显示，3种模式下均为赖氨酸指数最高，3种模式的第一限制氨基酸均为蛋氨酸+胱氨酸，第二限制性氨基酸均为苯丙氨酸+酪氨酸，3种养殖模式的必需氨基酸指数(EAAI)为80.42～81.20，F值为1.82～1.98。

2.3 肌肉脂肪酸组成及含量比较

从表4可见：3种养殖模式下，北极红点鲑脂肪酸种类数为循环水养殖模式(26种)>半流水模式(22种)>全流水模式(21种)，半流水模式和全流水模式均未检出月桂酸、木焦油酸、肉豆蔻油酸、十七碳一烯酸，全流水模式未检出芥子酸;除未检出外，仅山嵛酸和二十二碳二烯酸含量3种模式间无显著性差异(P>0.05)，珠光脂酸、花生酸、神经酸、二十碳三烯酸和EPA含量半流水和全流水养殖模式间无显著性差异(P>0.05)，其余脂肪酸含量3种模式间均有显著性差异(P<0.05)；脂肪酸总量和不饱和脂肪酸总量均为循环水养殖模式>半流水模式>全流水模式，尤其是EPA+DHA含量循环水模式远高于另外两种模式。

2.4 肌肉矿物元素和微量元素含量比较

从表5可见：3种养殖模式下，北极红点鲑肌肉中的矿物元素和微量元素均存在显著性差异(P<0.05)；3种养殖模式下，矿物元素中钾含量最高，为435.16～515.30 mg/100 g，钙含量最低，为9.91～10.86 mg/100 g；微量元素中铁含量最高，为4.40～6.90 mg/kg，铜和猛含量均小于1.00 mg/kg；3种养殖模式下，循环水模式下钠、铁含量最高，半流水模式下钾、镁含量最高，全流水模式下钙、锌含量最高。钠、铁元素对婴幼儿营养具有重要意义，能都促进血红蛋白的合成，所以，循环水养殖模式下的北极红点鲑可以作为婴幼儿辅食，具有较高的营养价值。

3 讨论

3.1 北极红点鲑肌肉营养成分评价

肌肉中蛋白质和脂肪是评价肌肉营养成分的重要指标，由于人体不能直接合成必需氨基酸，必须从食物中摄取，所以必需氨基酸的含量和组成决定了鱼类蛋白质是否符合人们的膳食需求。FAO/WHO提出必需氨基酸含量应占氨基酸总含量的40%左右，必需氨基酸与非必需氨基酸的比值应在0.6以上[11]。本研究中3种养殖模式下北极红点鲑肌肉必需氨基酸与氨基酸总含量的比值为41.53%～42.40%，符合FAO/WHO的要求，高于大西洋鲑(41.52%)[12]、梭鱼(40.18%)[13]和刺参(35.56%)[14]等，必需氨基酸与非必需氨基酸比值为0.71～0.74，高于野生大黄鱼(0.40)、加州鲈(0.62)[12]等。评价鱼类蛋白质营养价值常用必需氨基酸指数作为评价标准，本研究中3种养殖模式的必需氨基酸指数(EAAI)为80.42～81.20，远高于金鳟(69.03)和花羔红点鲑(63.41)[12]。

脂肪酸含量是评价水产品营养价值的重要指标之一，不饱和脂肪酸有调节血脂、清理血栓等作用。北极红点鲑肌肉脂肪酸种类较多，不饱和脂肪酸含量较高(70.17%～82.42%)，高于山女鳟(57.37%～63.45%)[15]、史氏鲟(52.01%)、中华鲟(50.72%)[16]、吉富罗非鱼(59.93%)[17]等常见经济鱼类。 EPA和DHA作为高不饱和脂肪酸不仅能够提供能量还可以促进生长，提高机体免疫力，降低脂质蓄积[18]。北极红点鲑肌肉中EPA+DHA含量为7.40%～15.11%，高于梭鱼(4.32%)、鳙(0.072%)、鲤(0.29%)、美洲鲥(0.69%)[13]等常见海淡水鱼。由此可见，北极红点鲑是一种营养价值较高的品种。

3.2 不同养殖模式对北极红点鲑肌肉营养成分的影响

王峰等[19]研究表明，不同养殖模式对鱼类肌肉营养成分有显著影响，开放流水养殖的半滑舌鳎氨基酸总量和必需氨基酸含量高于循环水养殖，这与本研究结果一致。本研究中3种养殖模式在投喂相同饲料的情况下对比，北极红点鲑肌肉常规营养组成和氨基酸总量均有显著性差异，即全流水模式>半流水模式>循环水模式，氨基酸种类、组成及限制氨基酸种类均相同，虽然循环水养殖模式的北极红点鲑氨基酸总量和必需氨基酸含量较低，但通过必需氨基酸评分及必需氨基酸指数比较差异并不显著，说明在循环水养殖模式下，北极红点鲑的营养价值并未改变。在今后循环水养殖过程中可以在饲料配方中增加氨基酸成分。

王贵滨等[14]研究了3种养殖模式下刺参的营养成分，结果显示，圈养刺参脂肪含量较高；陈炜等[20]研究也显示，筏养岩扇贝脂肪含量高于野生岩扇贝，这说明养殖空间对水产动物影响较大，圈养、筏养、循环水养殖模等人工养殖模式下，养殖密度较高、空间小，活动受限，有利于脂肪的积累，利于鱼类育肥。本研究结果也类似，北极红点鲑的粗脂肪含量为循环水>半流水>全流水模式，同时循环水养殖模式下，脂肪酸的种类及含量远高于其他两种养殖模式，尤其是EPA+DHA含量远高于其他两种模式，这说明北极红点鲑在循环水养殖模式下不仅生长育肥较快，同时仍具有极高的营养价值。

3.3 循环水养殖北极红点鲑的优势

中国水产养殖历史悠久，是世界上水产养殖产量最大的国家，目前仍以较快的速度在发展，但是近年来由于环境污染不断严重，环保要求日渐严格，传统的开放式养殖由于其高排放、高污染的养殖模式必将逐步被清洁高产的循环水养殖模式取代，但目前循环水模式主要用于鲽鲆类养殖上[21]。

表4 3种养殖模式下北极红点鲑肌肉脂肪酸组成及含量比较(湿质量)

Tab.4 Composition and content of fatty acids in the muscles of Arctic charSalvelinus alpinesin 3 cultural modes (wet weight)

北极红点鲑作为冷水性鱼类，对水质要求较高、受季节影响较大，所以在冷水资源较少的地区不能进行大规模养殖。而工厂化循环水养殖具有不受季节影响、养殖条件可控等优点，能克服养殖条件的局限性，为北极红点鲑的大规模养殖提供了新的思路。作者在实际养殖过程中发现，工厂化循环水养殖的北极红点鲑生长速度比半流水和流水养殖高10%左右，但消费者常常认为生长速度过快的鱼类营养价值会降低。本研究中通过对3种模式养殖的北极红点鲑肌肉营养成分分析，发现循环水养殖模式下并不会降低北极红点鲑肌肉营养价值，同时可以养殖出EPA、DHA含量更丰富的北极红点鲑。柳阳等[22]对循环水养殖大西洋鲑的研究表明，工厂化循环水养殖的大西洋鲑对脂肪营养需求降低，对蛋白质的需求较高，这与本研究结果一致。本研究中，在投喂同等饲料的情况下，3种模式下养殖的北极红点鲑肌肉营养成分组成差异显著，说明不同养殖模式下北极红点鲑营养需求不同，所以在今后循环水养殖北极红点鲑饲料开发上应做相应调整。

表5 3种养殖模式下北极红点鲑肌肉中矿物元素和微量元素含量(湿质量)

Tab.5 Contents of mineral macroelement and microelement in the muscles of Arctic charSalvelinus alpinesin 3 cultural modes (wet weight)

4 结论

北极红点鲑在不同养殖模式下均具有较高的营养价值，3种养殖模式下肌肉营养成分组成差异显著，其中，全流水养殖的北极红点鲑蛋白质和氨基酸含量最高，循环水养殖的北极红点鲑脂肪酸总量尤其是EPA+DHA含量最高。循环水养殖模式具有清洁可控、生长速度快、可高养殖密度等优点，而且养殖过程中也不会降低北极红点鲑的营养价值。同时本研究中还发现，不同养殖模式下即便投喂同种饲料，试验鱼的营养需求也存在差异，该研究成果可为今后循环水养殖模式的饲料开发提供参考数据。

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