草鱼(Ctenopharyngodon idellus)是一种常见的淡水养殖鱼类,具有生长速度快、适应范围广的特点,自1958年“四大家鱼”人工繁殖成功后开始广泛养殖。据《2022中国渔业统计年鉴》显示,2022年中国草鱼养殖产量高达590.48万t,已成为中国养殖产量最高的淡水鱼类。随着水产养殖集约化快速发展,草鱼的养殖产量逐年提升,但其肌肉品质却有所下降,加之饲料、人工等生产成本持续上涨,普通商品草鱼的市场价格长期在低价徘徊,草鱼养殖的效益优势不断下滑,因此,亟需高品质的产品,以改变草鱼养殖业同质化、低水平的现状。研究表明,鱼类在不同养殖模式下其肌肉营养成分会产生差异,传统池塘养殖的草鱼与池塘循环水养殖、种植青草养殖和网箱养殖的草鱼相比,肌肉营养品质存在显著性差异[1-3]。此外,风味作为评价水产品品质的重要指标之一,越来越受到消费者的广泛关注。因此,了解草鱼的营养成分和风味特征,探究其提质方法,对于提高鲜活草鱼的经济效益,推进淡水水产品的精深加工,以及开发新型、即食食品和保健食品具有重要意义。
池塘淡水养殖作为草鱼的主要养殖模式,其高密度养殖导致鱼肌肉口感较差,且易受水体环境因素影响,鱼类易带有土腥味,导致水产品加工与销售难度增加。盐度作为重要的水体环境因素之一,对水生生物的生长发育、繁殖、成活率、免疫水平、能量代谢和肌肉品质等均有一定影响[4]。康自强[5]研究水体盐度对星洲红鱼(Oreochromis mossambicus×O.niloticus)肌肉品质的影响时发现,随着盐度的升高星洲红鱼肌肉风味可显著提升,同时盐度对星洲红鱼的生长发育也有一定影响。Zhang等[6]对低盐度养殖30 d的草鱼肌肉品质分析发现,盐度3和6组的肌肉胶原蛋白和鲜味氨基酸含量高于盐度0组,同时肌肉质构特性方面也显著优于盐度0组。由此可见,盐度可以提升水产品的肌肉品质,但盐度对不同种类水产动物的影响也不尽相同。对低盐和海水池塘养殖140 d的黑鲷(Acanthopagrus schlegelii)肌肉营养品质分析发现,低盐养殖组黑鲷的必需氨基酸显著优于海水养殖组,具有较高的蛋白质营养,但风味品质略低于海水养殖组[4]。李小勤等[7]比较盐度对暂养30 d草鱼生长和肌肉品质的影响时发现,低盐度组(盐度为5.0和7.5)草鱼肌肉的增重率、水分、蛋白质和灰分与对照组(盐度为0)相比无显著性差异,但脂肪含量显著降低。本研究中,分析了低盐和淡水养殖模式下草鱼的质构特性、营养品质及风味特点,探究了低盐养殖条件对草鱼肌肉品质的影响,以期为优化不同地域草鱼养殖模式、提升草鱼食用品质提供参考。
淡水养殖用草鱼取自湖北省仙桃市杨林尾永发渔业专业合作社养殖基地,体质量为(1.83±0.13)kg。低盐养殖用草鱼取自江苏银宝集团农业发展有限公司养殖基地,体质量为(1.37±0.21)kg。
1.2.1 试验设计与养殖管理 试验用鱼为同一批苗种,分别在低盐和淡水两种专养草鱼模式下养殖,其中,低盐养殖模式水体盐度为3~5,淡水养殖模式水体盐度为0.1。养殖池塘面积为2 668 m2,水深均为2.5 m,投放密度为1 200 ind./667 m2,放苗规格为(78.0±8.1)g/ind.,每组设置3个池塘。两组均投喂草鱼专用膨化配合饲料(7:00和17:00各一次),饲料常规营养成分为粗蛋白质29.3%、粗脂肪6.8%、粗灰分9.5%和粗纤维6.5%。养殖期间,两种养殖模式的水体溶解氧浓度高于7.6 mg/L,氨氮浓度低于0.24 mg/L,养殖周期为2022年6—10月。
1.2.2 样品采集与处理 随机从每个池塘取10尾健壮、无病害的个体,将试验鱼洗净、去皮后,取两侧背部的肌肉,肌肉样品于-80 ℃超低温冰箱中保存备用。
1.2.3 常规营养成分的测定 采用直接干燥法,利用电热鼓风干燥箱(DHG-924385-Ⅲ,上海新苗公司)测定肌肉中的水分含量。采用凯氏定氮法,利用全自动凯氏定氮仪(K-360,瑞士Büchi公司)测定鱼体肌肉中的蛋白质含量。采用索氏抽提法,利用脂肪含量测定仪(SOX 414/EV16,德国Gerhardt公司)测定肌肉中的脂肪含量。采用灼烧称量法,利用箱式节能电阻炉(SX3-10-12A/KSY.D2-16,建力电炉制造有限公司)测定肌肉中的灰分含量。
1.2.4 氨基酸组成和含量的测定 参照王雪峰等[8]的方法,取一定量的鱼体肌肉,采用酸水解法进行前处理,利用氨基酸自动分析仪(L-8900,日本Hitachi公司)测定肌肉中氨基酸的组成和含量。
氨基酸评价:参考宋红梅等[9]的方法,计算氨基酸评分(amino acid score,AAS)、化学评分(chemical score,CS)和必需氨基酸指数(essential amino acid index,EAAI)。
样品蛋白质氨基酸含量=[肌肉氨基酸含量(g·100 g-1)/肌肉蛋白质含量(g·100 g-1)]×6.25×1 000,
(1)
AAS=样品蛋白质氨基酸含量/FAO/WHO评分标准模式中同种氨基酸含量,
(2)
CS=样品蛋白质氨基酸含量/全鸡蛋蛋白质中同种氨基酸含量,
(3)
EAAI=[(100A/AE)×(100B/BE)× …(100I/IE)]1/n。
(4)
式中:n为比较的必需氨基酸个数;A、B、…、I分别为样品中各必需氨基酸的含量(mg/g N);AE、BE、…、IE分别为全鸡蛋蛋白质相对应的必需氨基酸含量(mg/g N)。
1.2.5 脂肪酸组成和含量的测定 参照董立学等[10]的方法,以十一碳酸甘油三酯(C11∶0)作为内标,将从草鱼肌肉中得到的脂肪经皂化和甲酯化,利用气相色谱仪(7890A,美国Agilent公司)将分离得到的脂肪酸甲酯进行分析测定。
1.2.6 挥发性风味物质组成和含量的测定 参考杨姣等[11]的方法略作修改。取2.0 g肌肉于顶空瓶中,再加入8 mL 饱和氯化钠溶液混合,加入磁力搅拌转子后,顶空瓶封盖。将DVB/CAR/PDMS 50/30 μm萃取头插入顶空瓶中,于70 ℃水浴条件下顶空吸附30 min,取出萃取头,利用赛默飞TSQ 9000三重四级杆气相色谱质谱仪(TSQ 9000,Thermo公司)进行分析测定。
采用相对气味活度值法(relative odor activity value,ROAV)[12]进行关键风味化合物的确定。其中,定义对样品风味贡献最大组分的ROAVstan为100,其他挥发性组分的ROAV值计算公式为
AROVA=(CA/Cstan)×(Tstan/TA)×100。
(5)
式中:AROVA为挥发性组分的ROAV值;CA为挥发性风味物质的相对含量(%);TA为挥发性风味物质相对应的气味阈值(μg/kg);Cstan为对样品总体风味贡献最大的物质相对含量(%);Tstan为对样品总体风味贡献最大的物质气味阈值(μg/kg)。
1.2.7 肌肉质构特性测定 参考孙文波等[13]的方法,将草鱼肌肉样品切成0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm的小块,利用物性测定仪(TVT-300XP,瑞典泰沃公司)对样品质构特性进行TPA测试。测试条件:探头为P-cy5s圆柱型探头,测试前后速率均为5 mm/s,测试速率为1 mm/s,压缩比例为30%,触发力为10 g,两次压缩的时间间隔为5 s。
试验结果以平均值±标准差(mean±S.D.)表示,利用SPSS 26软件进行独立样本T检验,分析不同养殖模式下草鱼肌肉各品质指标的差异显著性,显著性水平设为0.05,极显著性水平设为0.01。
从表1可见:两种养殖模式下,草鱼肌肉中水分、脂肪和蛋白质含量均存在极显著性差异(P<0.01),其中,淡水养殖草鱼肌肉中水分含量显著高于低盐组(P<0.05),低盐养殖草鱼的蛋白质和脂肪含量极显著高于淡水组(P<0.01);两种养殖模式下,草鱼肌肉中灰分含量无显著性差异(P>0.05)。
表1 两种养殖模式下草鱼肌肉常规营养成分(湿质量)
Tab.1 Proximate nutrient composition in muscle of grass carp cultured in the two kinds of modes(wet weight) g/100 g muscle
注:*表示组间有显著性差异(P<0.05);**表示组间有极显著性差异(P<0.01),下同。
Note:*means significant difference in different groups (P<0.05);**means very significant difference in different groups(P<0.01),et sequentia.
组别group水分moisture蛋白质protein脂肪fat灰分ash淡水组 FS79.41±0.1216.67±0.291.11±0.051.19±0.02低盐组 LS76.65±0.15∗∗17.25±0.26∗∗3.21±0.04∗∗1.20±0.01
2.2.1 氨基酸组成 从表2可见:两种养殖模式下,草鱼肌肉中均检出17种氨基酸,含量最高的氨基酸均为谷氨酸,其次为亮氨酸和天门冬氨酸;除蛋氨酸、丝氨酸、甘氨酸、酪氨酸外,低盐组草鱼肌肉中氨基酸含量均显著高于淡水组(P<0.05)。
表2 两种养殖模式下草鱼肌肉氨基酸组成和含量(湿质量)
Tab.2 Amino acid composition and contents in muscle of grass carp cultured in the two kinds of modes(wet weight) g/100 g muscle
注:△代表人体必需氨基酸;▲代表鲜味氨基酸。
Note:△,essential amino acids for humans;▲,delicious amino acids.
氨基酸 amino acid淡水组FS低盐组LS天门冬氨酸 Asp▲1.34±0.011.45±0.06∗∗苏氨酸 Thr△0.70±0.010.76±0.02∗丝氨酸 Ser0.65±0.010.69±0.03谷氨酸 Glu▲1.94±0.022.18±0.20∗甘氨酸 Gly▲0.71±0.030.76±0.02丙氨酸 Ala▲1.18±0.021.30±0.04∗∗胱氨酸 Cys0.25±0.010.14±0.02∗∗缬氨酸 Val△0.74±0.010.87±0.04∗∗蛋氨酸 Met△0.30±0.030.27±0.07异亮氨酸 Ile△0.68±0.010.79±0.06∗∗亮氨酸 Leu△1.66±0.021.86±0.06∗∗酪氨酸 Tyr0.58±0.010.59±0.01苯丙氨酸 Phe△0.61±0.020.70±0.02∗赖氨酸 Lys△1.26±0.011.40±0.01∗∗组氨酸 His0.53±0.010.40±0.00∗∗精氨酸 Arg1.08±0.011.28±0.08∗∗脯氨酸 Pro0.43±0.030.52±0.06∗必需氨基酸总量 ∑EAA5.94±0.106.66±0.10∗∗鲜味氨基酸总量 ∑DAA5.17±0.065.69±0.26∗∗非必需氨基酸总量 ∑NEAA7.08±0.107.63±0.27∗∗氨基酸总量 TAA14.64±0.2415.96±0.12∗∗EAA/NEAA66.1070.64EAA/TAA40.5741.73
2.2.2 氨基酸评分 草鱼肌肉中AAS和CS评分结果显示:两种养殖模式下,草鱼肌肉中必需氨基酸总量、苏氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸的含量均高于FAO/WHO模式,而低于鸡蛋蛋白;草鱼肌肉中赖氨酸和亮氨酸的含量均超过了鸡蛋蛋白标准,其中,以低盐组草鱼肌肉中赖氨酸和亮氨酸含量最高,分别是鸡蛋蛋白模式的1.15倍和1.26倍(表3)。
表3 两种养殖模式下草鱼肌肉必需氨基酸含量(湿质量)
Tab.3 Essential amino acid content in muscle of grass carp cultured in two kinds of modes(wet weight) mg/g N
必需氨基酸EAA淡水组FS低盐组LSFAO/WHO鸡蛋蛋白egg protein苏氨酸 Thr262275250292缬氨酸 Val277315310411异亮氨酸 Ile255286250331亮氨酸 Leu622674440534赖氨酸 Lys472507340441蛋氨酸+胱氨酸 Met+Cys206149220386苯丙氨酸+酪氨酸 Phe+Try446467380565总量total2 5422 6742 1902 960
两种养殖模式下,草鱼肌肉的氨基酸评分结果显示:以AAS作为标准时,淡水组第一、第二限制氨基酸分别为缬氨酸、蛋氨酸+胱氨酸,以CS作为标准时,淡水组第一、第二限制氨基酸则分别为蛋氨酸+胱氨酸、缬氨酸;以AAS和CS分别作为标准时,低盐组第一、第二限制氨基酸均为蛋氨酸+胱氨酸、缬氨酸;利用必需氨基酸指数(EAAI)表征食物中必需氨基酸组成与标准蛋白质的相似程度,淡水组肌肉中EAAI为81.85%,而低盐组则高达83.75%(表4)。
表4 两种养殖模式下草鱼肌肉氨基酸评分
Tab.4 Amino acid scores in muscle of grass carp cultured in two kinds of modes
注:*为第一限制性氨基酸;**为第二限制性氨基酸。
Note:*,the first limiting amino acid;**,the second limiting amino acid.
必需氨基酸EAA淡水组FS低盐组LS氨基酸评分AAS化学评分CS氨基酸评分AAS化学评分CS苏氨酸Thr1.050.901.100.94缬氨酸Val0.89∗0.68∗∗1.02∗∗0.77∗∗异亮氨酸Ile1.020.771.140.86亮氨酸Leu1.411.171.531.26赖氨酸Lys1.391.071.491.15蛋氨酸+胱氨酸Met+Cys0.94∗∗0.53∗0.68∗0.38∗苯丙氨酸+酪氨酸Phe+Try1.170.791.230.83必需氨基酸指数EAAI81.85%83.75%
从表5可见:两种养殖模式下,淡水组肌肉中包含8种饱和脂肪酸(SFA)、5种单不饱和脂肪酸(MUFA)和10种多不饱和脂肪酸(PUFA),而低盐组肌肉中包含8种SFA、7种MUFA和9种PUFA;淡水组和低盐组含量最高的脂肪酸均为油酸(C18∶1n9c),分别为272.91、1 085.79 mg/100 g,其次为亚油酸(C18∶2n6c),分别为213.05、651.59 mg/100 g。除顺-15-二十四碳一烯酸(C24∶1n9)外,两组草鱼肌肉中共有脂肪酸含量之间均存在极显著性差异(P<0.01);低盐组草鱼肌肉SFA、MUFA、PUFA、n-3系列不饱和脂肪酸(n-3 PUFA)、n-6系列不饱和脂肪酸(n-6 PUFA)和二十碳五烯酸+二十二碳六烯酸(EPA+DHA)含量均极显著高于淡水组(P<0.01),低盐养殖草鱼肌肉中MUFA和PUFA总量高达2 236.65 mg/100 g,EPA+DHA含量达58.24 mg/100 g,表明其具有较高的脂肪酸营养价值。
表5 两种养殖模式下草鱼脂肪酸组成和含量(湿质量)
Tab.5 Fatty acids content and composition of grass carp cultured in two kinds of modes(wet weight) mg/100 g muscle
脂肪酸 fatty acid淡水组 FS低盐组 LSC12∶07.28±0.721.08±0.11∗∗C14∶012.13±1.2524.39±0.32∗∗C15∶02.01±0.035.10±0.07∗∗C16∶0160.87±7.37521.48±2.62∗∗C17∶02.57±0.154.04±0.32∗∗C18∶050.28±2.9398.09±1.76∗∗C20∶00.73±1.276.80±0.24∗∗C22∶01.57±0.1016.04±0.40∗∗饱和脂肪酸 SFA237.44±10.96677.02±1.14∗∗C14∶1n5—1.73±0.16C16∶1n720.56±1.24142.64±2.23∗∗C17∶1n7—4.77±0.27C18∶1n9t1.80±0.285.48±0.31∗∗C18∶1n9c272.91±21.401 085.79±11.64∗∗C20∶111.13±1.0327.00±0.54∗∗C22∶1n96.44±0.264.38±0.29∗∗单不饱和脂肪酸 MUFA312.85±23.341 271.78±14.32∗∗C18∶2n6c213.05±18.47651.59±6.83∗∗C18∶3n63.78±0.0412.83±0.62∗∗C18∶3n322.57±1.9252.31±1.50∗∗C20∶29.61±0.8923.58±0.88∗∗C20∶3n613.39±0.9643.73±1.34∗∗C20∶3n32.53±0.30—C20∶4n666.79±3.73119.39±4.48∗∗C20∶5n35.16±0.549.03±0.58∗∗C24∶1n93.82±0.422.89±0.55C22∶6n333.65±1.4549.21±2.04∗∗多不饱和脂肪酸 PUFA374.37±25.34964.87±1.42∗∗EPA+DHA38.81±1.7258.24±2.62∗∗n-3 PUFA63.91±2.94110.55±1.12∗∗n-6 PUFA297.02±21.73827.54±1.63∗∗脂肪酸总量TFA924.66±58.882 913.37±16.30∗∗
从表6可见:淡水养殖草鱼肌肉中共检出37种挥发性化合物,其中醇类12种,醛类17种,酮类2种,酯类2种,其他类4种;低盐养殖草鱼肌肉中共检出32种挥发性风味化合物,其中醇类8种,醛类19种,酮类3种,酯类2种;在两种不同养殖模式的草鱼肌肉中尽管检出24种相同的挥发性风味物质,但其他多种挥发性风味化合物组成也存在明显差异,如辛醇、1-壬烯-4-醇等仅在淡水养殖草鱼中检出,而4-乙基环己醇等仅在低盐养殖草鱼中检出。
表6 两种养殖模式下草鱼的挥发性风味成分分析
Tab.6 Analysis of volatile flavor components of grass carp cultured in two kinds of modes %
保留时间/minretention time化合物compound淡水组FS低盐组LS8.89正己醇 hexanol4.90±0.477.83±1.38∗∗12.93正庚醇 heptanol0.46±0.010.49±0.0313.36辛烯-3-醇 1-octen-3-ol49.98±2.8928.56±2.46∗14.033-辛醇 3-octanol0.23±0.03—14.084-乙基环己醇4-ethylcyclohexanol—0.83±0.1515.552,4-二甲基环己醇2,4-dimethylcyclohexanol0.68±0.153.47±0.64∗16.79(E)-2-辛烯-1-醇(E)-2-octenol3.69±0.984.07±0.3916.94辛醇 octanol2.41±0.09—17.801-壬烯-4-醇1-nonene-4-ol1.11±0.01—20.08(Z)-3-壬烯-1-醇(Z)-3-nonen-1-ol0.36±0.090.25±0.0020.15(E,Z)-3,6-亚壬基-1-醇(E,Z)-3,6-nonadien-1-ol0.06±0.02—20.75壬醇 nonanol0.66±0.03—27.75十一醇 undecanol7.06±3.450.19±0.04醇类总和 total alcohols71.60±1.9545.69±2.28∗∗10.17庚醛 heptaldehyde1.78±0.081.03±0.10∗12.32(E)-2-庚烯醛(E)-2-heptenal—0.74±0.0612.382-庚烯醛 2-heptenal0.12±0.01—12.5苯甲醛 benzaldehyde1.10±0.100.74±0.02∗14.28辛醛 octanal3.35±0.182.65±0.06∗14.52(E,E)-2,4-庚二烯醛(E,E)-2,4-heptadienal—0.48±0.0016.44(E)-2-辛烯醛(E)-2-octenal0.68±0.074.66±0.13∗∗18.28壬醛 1-nonaldehyde6.26±0.9316.86±0.85∗∗20.33(E)-2-壬醛(E)-2-nonenal0.15±0.051.22±0.02∗∗20.43,4-二甲基苯甲醛3,4-dimethylbenzaldehyde0.21±0.03—21.61(E)-4-癸醛(E)-4-decenal0.10±0.020.33±0.01∗∗保留时间/min retention time化合物compound淡水组FS低盐组LS22.05癸醛 decyl aldehyde0.51±0.110.44±0.0122.31(E,E)-2,4-壬二烯醛(E,E)-2,4-nonadienal—0.26±0.0023.99(E)-2-癸烯醛(E)-2-decenol0.08±0.000.84±0.00∗∗25.61十一醛 undecanal0.13±0.010.17±0.0125.95(E,E)-2,4-癸二烯醛(E,E)-2,4-decanedienal2.12±0.020.14±0.02∗∗27.452-十一烯醛 2-undecenal—0.44±0.0928.98十二醛 dodecanal0.08±0.000.17±0.01∗∗32.15十三醛 tridecanal0.08±0.000.03±0.00∗∗35.16十四醛 tetradecanal0.22±0.000.32±0.00∗∗38.01十五醛 pentadecanal0.15±0.003.20±0.01醛类总和 total aldehydes17.14±1.8534.93±0.66∗∗13.582,5-辛二酮2,5-octanedione9.14±0.2817.52±1.57∗24.474-乙基苯乙酮4-ethylacetophenone—0.12±0.0124.723-十一酮 3-undecanone0.10±0.010.46±0.02∗∗酮类总和 total ketones9.24±0.2918.10±1.58∗17.4己酸烯丙酯 allylhexanoate0.39±0.100.23±0.0319.36戊二酸二甲酯dimethyl glutarate—0.79±0.0129.42十一酸甲酯methylundecylate0.05±0.00—酯类总和 total esters0.44±0.091.02±0.04∗21.17萘 naphthalene1.24±0.25—24.84茴香脑 cis-anethol0.10±0.03—24.96吲哚 indole0.17±0.02—29.161,3-二甲基萘1,3-dimethyl-naphthalen0.02±0.00—其他类总和total other categories1.54±0.30—
从图1可见:两种养殖模式下,草鱼肌肉中醇类和醛类是主要的风味物质,淡水组的醇类物质含量高达71.6%,而低盐组醇类物质含量为45.69%,两组相对应的醛类物质含量分别为17.14%和34.93%。
图1 两种养殖模式下草鱼挥发性风味组成
Fig.1 Components of volatile flavor in the muscle of grass carp cultured in two kinds of modes
由于各挥发性组分含量与关键风味并无直接的对应关系,其对总体风味的贡献取决于挥发性组分在风味体系中的浓度与其感觉阈值比值的大小[8]。因此,为进一步确定两种养殖模式下草鱼的关键风味成分,根据测得的挥发性风味物质成分的相对含量和阈值,确定1-辛烯-3-醇在淡水养殖和低盐养殖草鱼肌肉中的含量均最高,分别为49.98%和28.56%,且其阈值仅为1 μg/kg,综合分析其对两种养殖模式下草鱼的总体风味贡献最大,所以定义1-辛烯-3-醇的相对气味活度值ROAVstan为100,而其他挥发性风味化合物的相对气味活度值可根据公式计算,并得到两种养殖模式下草鱼的关键风味化合物构成。
一般认为,ROAV≥1的化合物对样品整体气味有重要贡献,可作为样品气味的关键化合物;0.1≤ROVA<1的化合物为气味修饰性物质;ROVA<0.1的化合物对样品整体风味无贡献,是潜在性气味化合物[12]。两种养殖模式下,草鱼肌肉中ROAV≥1的挥发性风味物质作为其关键风味化合物构成,并对重要挥发性风味化合物(ROAV≥0.1)的气味特征进行描述,结果如表7所示,其中,淡水组草鱼的关键风味成分为1-辛烯-3-醇、庚醛、辛醛、壬醛、癸醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛等,而低盐组草鱼的关键风味成分为1-辛烯-3-醇、庚醛、辛醛、(E)-2-辛烯醛、壬醛、癸醛、(E)-2-癸烯醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛等。可见,两组草鱼肌肉中的关键风味成分主要由醛类和不饱和醇类构成,而饱和醇类、酮类和酯类对草鱼风味的贡献较小。
表7 两种养殖模式下草鱼肌肉中重要挥发性风味物质含量及相对气味活度值(ROAV)
Tab.7 Content and ROAV of important volatile compounds in muscle of grass carp in two kinds of modes
化合物compound气味描述odor description阈值/(μg·kg-1)thrshold value淡水组 FS低盐组 LS含量 content/%ROAV含量 content/%ROAV正己醇1-hexanol青草味2504.900.047.830.111-辛烯-3-醇1-octen-3-ol腥味、蘑菇味149.98100.0028.56100.00(E)-2-辛烯-1-醇(E)-2-octenol脂肪味403.690.184.070.36庚醛heptaldehyde青草味31.781.191.031.20(E)-2-庚烯醛(E)-2-heptenal油脂味13——0.740.20辛醛octanal青草味0.73.359.582.6513.26(E,E)-2,4-庚二烯醛(E,E)-2,4-heptadienal蘑菇味、青草味10——0.480.17(E)-2-辛烯醛(E)-2-octenal油脂味30.680.454.665.44壬醛1-nonaldehyde油脂味16.2612.5316.8659.03癸醛decyl aldehyde柑橘味0.10.5110.200.4415.41(E)-2-癸烯醛(E)-2-decenol脂香味0.30.080.530.849.80(E,E)-2,4-癸二烯醛(E,E)-2,4-decanedienal腥味、油脂味0.072.1260.590.144.00
从图2可见,两种养殖模式下的草鱼在肌肉质构特性上存在显著性差异,其中,低盐养殖组的肌肉硬度和咀嚼性显著高于淡水组(P<0.05),而回复性和弹性两组间则无显著性差异(P>0.05)。
图2 两种养殖模式下草鱼肌肉质构特性
Fig.2 Textural profiles parameters of grass carp cultured in two kinds of modes
鱼类常规营养成分是评价其肌肉品质的重要指标。研究表明,不同养殖模式下,鱼类肌肉常规营养含量存在一定的差异[13-14]。水分影响肌肉的嫩度、风味和贮藏时间,水分含量越低,其机械强度越高;蛋白质和脂肪决定了肌肉的营养价值。盐度作为影响鱼类生存和生长的重要环境因子,盐度的变化不仅影响鱼类的渗透压,同时鱼类体内的氨基酸、酶等会根据外界盐度的变化产生响应机制,最终对鱼类肌肉的品质和性状产生影响[14]。通常情况下,肌肉中的水分与脂肪含量呈负相关[15]。本研究中,低盐养殖下的草鱼与淡水养殖草鱼相比,肌肉水分降低,这有可能是在盐胁迫下,为调节渗透压的平衡,导致鱼体水分含量降低[16];在低盐养殖条件下,草鱼肌肉蛋白质和脂肪含量增加,类似的结果在日本花鲈(Lateolabrax japonicus)[17]和大口黑鲈(Micropterus salmoides)[18]的研究中均有发现。而大菱鲆(Scophthalmus maximus)[19]肌肉脂肪含量则随盐度增加而降低。由此可见,低盐养殖对鱼类肌肉营养成分的影响因种类、养殖环境及饲料配方的不同而存在差异。脂肪酸作为组成脂肪的重要单元,脂肪酸的组成,尤其是PUFA水平,会随着水体盐度的变化而变化,最终会影响水产动物体内的脂肪合成和代谢[20]。本研究中,低盐组草鱼肌肉中的脂肪含量显著高于淡水组,这可能是由于在低盐养殖条件下,促进了部分脂肪酸的内源性合成,最终导致了脂肪含量的升高。
氨基酸作为蛋白质的基本组成单位,在机体生长、免疫及新陈代谢过程中发挥重要作用,必需氨基酸与鲜味氨基酸的含量与组成对鱼肉营养品质的评价具有关键作用。研究发现,甘氨酸、精氨酸和丙氨酸等在鱼类机体的等渗调节中具有重要作用[21]。本研究中,通过比较两种养殖模式下草鱼肌肉中氨基酸的组成和含量发现,低盐养殖草鱼肌肉中精氨酸和丙氨酸的含量显著高于淡水养殖组。由此可见,低盐养殖模式下,丙氨酸和精氨酸可能影响草鱼肌肉渗透压的调节。
赖氨酸作为谷类食物的第一限制性氨基酸,具有提高中枢神经组织功能的作用,能促进机体发育、增强机体免疫功能。本研究中,两种养殖模式下草鱼肌肉中均含有丰富的赖氨酸,可以弥补谷物类食物提供赖氨酸不足的情况。多数氨基酸及其盐类具有甜味或苦味,少数几种具有鲜味或酸味,呈鲜味的氨基酸包括天冬氨酸、丙氨酸、甘氨酸和谷氨酸,其中谷氨酸作为鲜味最强的氨基酸,对鱼肉的风味起到重要的作用[10,22]。研究发现,低盐养殖模式下拟穴青蟹(Scylla paramamosain)肌肉具有较高的蛋白质含量和较为平衡的氨基酸组成[23]。本研究中,两种养殖模式下的草鱼均符合FAO/WHO模式建议的“EAA/TAA>40%以上,EAA/NEAA>60%以上”的要求,均属于优质蛋白源;低盐养殖草鱼肌肉中赖氨酸和谷氨酸含量丰富,必需氨基酸和鲜味氨基酸含量显著高于淡水养殖草鱼,这与对大口黑鲈[18]和星洲红鱼[5]的研究结果一致。由此可见,低盐养殖草鱼肌肉中富含必需氨基酸和鲜味氨基酸,较淡水养殖草鱼氨基酸含量丰富且风味更佳。
脂肪酸能够为机体储存和提供能量,具有多种重要的生理功能,有利于机体新陈代谢及促进脂溶性维生素吸收和利用。饱和脂肪酸,如软脂酸(C16∶0)和硬脂酸(C18∶0),被认为是机体首要的能量来源。不饱和脂肪酸,尤其是花生四烯酸(ARA)、EPA和DHA,具有促进生长发育、降低血压血脂、预防心血管疾病、抗炎及增强免疫等功能[24]。研究表明,盐度会影响鱼类脂肪酸的分布,尤其是PUFA,进而影响n-3和n-6系列PUFA的含量[20]。海水养殖的日本花鲈[17]肌肉n-3 PUFA、EPA和DHA含量较淡水养殖的日本花鲈显著提高,水体盐度增加也可以提升吉富罗非鱼(Oreochromis niloticus)[25]肌肉SFA、MUFA和PUFA含量。本研究中也得到了类似的结果,低盐养殖草鱼肌肉中ARA、EPA、DHA及总PUFA含量均显著高于淡水养殖草鱼,脂肪酸对细胞膜的渗透性和可塑性作用,可能是导致低盐养殖和淡水养殖草鱼脂肪酸含量差异的因素之一。由此可见,低盐养殖模式可以改善草鱼肌肉脂肪酸含量,提高其营养价值。
脂肪酸组成和含量作为评价鱼肉营养品质的重要指标,其会影响肌肉中脂肪的含量,从而影响鱼肉的紧致度和多汁性,脂肪含量越高,鱼肉多汁性越好,口感越佳。Johnston[26]研究发现,肌肉中脂质含量、水分含量和纤维特性被认为有助于肌肉的多汁性;Orban 等[27]研究发现,人工养殖的金头鲷(Sparus aurata)肌肉中脂肪多、纤维少,较野生组的肌肉更具有多汁性,富含脂肪的组织口感光滑多汁。Izquierdo[28]通过在金头鲷的日粮中添加一定量的大豆油,结果发现,肌肉中SFA含量降低,而总PUFA含量上升,其多汁性和黏附性更高。本研究中发现,低盐养殖草鱼肌肉中脂肪和总PUFA含量显著高于淡水养殖草鱼,从而导致肌肉的多汁性和黏附性高于淡水组,在口感上优于淡水养殖草鱼。
食品风味由滋味和气味两部分构成,滋味是由非挥发性的滋味活性物质构成,而气味由挥发性化合物构成。脂质、蛋白质和碳水化合物等风味前体物质通过酶解、自氧化和多种复杂的化学作用形成挥发性化合物,从而对鱼肉整体风味起着重要作用。现有研究表明,养殖方式对鱼类肌肉的风味具有较大的影响[29]。
醛类化合物是脂肪酸降解的主要产物,也是大多数鱼类肌肉中存在的种类最多、含量最为丰富的风味化合物。由于醛类的阈值普遍较低,对鱼肉的总体风味具有重要贡献。本研究中,两种养殖模式下草鱼肌肉中饱和直链醛,如庚醛、辛醛、壬醛和癸醛等占有较大比例,其中壬醛的含量均较高。壬醛是油酸的氧化产物,阈值较低,在水产品中呈现油脂的气味,对草鱼肌肉风味特征起着重要作用[30]。低盐养殖下草鱼肌肉中辛醛、壬醛、癸醛、(E)-2-辛烯醛、(E)-2-癸二烯醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛的ROVA>1,为其肌肉中的关键风味物质。同时,除(E,E)-2,4-癸二烯醛外,低盐养殖草鱼中的醛类物质的ROVA均高于淡水养殖草鱼,可见,两种养殖模式下,草鱼肌肉风味存在一定的差异。虽然低盐养殖草鱼肌肉中壬醛的含量高于淡水养殖,但其肌肉中异味物质1-辛烯-3-醇、辛醛和(E,E)-2,4-癸二烯醛的含量均低于淡水养殖,因此,其综合风味品质优于淡水养殖草鱼。
酮类化合物作为脂肪酸氧化的产物,甲基酮类化合物是脂肪酸特别是不饱和脂肪酸的自动氧化产物。酮类物质对产品风味具有重要修饰作用,如对乙基苯乙酮主要呈现桉叶味、脂肪味和焦燃味。随着酮类化合物碳链的增长会显示更强的花香特征,其阈值远远高于其同分异构体的醛,因此,对水产品气味的贡献相对较小[31]。本研究中发现,低盐养殖草鱼肌肉中2,5-辛二酮的含量(17.52%)显著高于淡水养殖草鱼(9.14%),虽然酮类物质的阈值高对水产品气味直接贡献不大,但2,5-辛二酮本身呈现黄油味,可能对其他物质的风味起到增强或改变的作用。
醇类化合物由脂肪酸的氧化分解或羰基化合物还原产生,在水产品中广泛存在。由于饱和醇具有较高的气味阈值,若非含量高,则对水产品风味贡献较小。而不饱和醇则是水产品中主要风味贡献物质。本研究中,醇类化合物主要有1-辛烯-3-醇、反式-2-辛烯-1-醇等不饱和醇,以及己醇、庚醇、辛醇、壬醇等饱和醇类。其中,1-辛烯-3-醇相对含量最高,由于其阈值较低(1 μg/kg),对肉类风味的形成有较大贡献,因此,将其ROAV定义为100。低盐养殖草鱼的1-辛烯-3-醇相对含量显著低于淡水养殖草鱼。1-辛烯-3-醇是亚油酸氧化分解的产物,挥发性强,表现为蘑菇味,普遍存在于淡水鱼及海水鱼的挥发性气味物质中,与草鱼鱼肉的关键气味密切相关[32]。
水产品的质构特性是代表其肌肉组织特性的一项重要指标,质构特性的优劣会直接影响到消费者的购买行为和体验。同时,水产品的质构特性也会影响其加工品质,质构特性优良的水产品更容易加工成高质量的产品,从而增加其产品的附加值。现有研究表明,肌肉中水分、胶原蛋白、脂肪的含量及鱼类的运动情况会影响其质构特性[10]。研究发现,通过改变水体盐度,可以改变吉富罗非鱼的咀嚼性和硬度,从而影响其口感,同时随着处理时间延长,硬度提升越发明显[25]。在盐度对斑节对虾(Penaeus monodon)肌肉品质影响的研究中也得到了类似的结果,且肌肉的硬度、咀嚼性随水环境中盐度上升呈升高的趋势[33]。本研究中发现,低盐养殖草鱼肌肉中的硬度和咀嚼性也显著高于淡水养殖草鱼,低盐养殖草鱼较淡水组草鱼具有更好的质地特性,因此,其具有更高的市场价值。
1)低盐养殖草鱼肌肉水分含量较低,脂肪和蛋白质含量较高,鲜味氨基酸和必需氨基酸含量显著高于淡水养殖草鱼,多不饱和脂肪总量丰富,说明低盐养殖的草鱼具有更高的营养价值。
2)低盐养殖草鱼中关键挥发性风味物质与淡水养殖草鱼存在一定差异,说明低盐养殖的草鱼综合风味品质优于淡水养殖草鱼。
3)低盐养殖条件下可以显著提升肌肉的硬度和咀嚼性,说明低盐养殖的草鱼具有更好的质地特性。
综上所述,低盐养殖可以改善草鱼的营养品质、风味物质和质构特性,使其肌肉营养价值更高,品质更佳,市场价值更高。
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