李思曼 丰东升 汤云瑜 史永富 张维谊 韩奕奕 孔 聪田良良 方长玲 黄冬梅
(1.中国水产科学研究院东海水产研究所,农业农村部水产品质量安全控制重点实验室(上海),农业农村部水产品质量安全风险评估实验室(上海),上海 200090;
2.上海市农产品质量安全中心,上海 201708)
河豚是一种典型的海洋温水鱼,广泛分布于世界各地。世界范围内有超过200个河豚品种,其中在我国就有40余种[1]。在河豚的产量和市场销量上,我国都位居前列。我国河豚的年捕捞量超过10万t,占世界捕捞量的70%左右。其中,70%~80%的河豚出口日本与韩国[2]。
提到河豚,不可避免地会想到河豚体内所含有的剧毒物质——河豚毒素。河豚毒素是自然界中所发现的毒性较大的神经毒素之一,其对肠道有局部刺激作用,吸收后迅速作用于神经末梢和中枢,阻碍神经传导,导致神经麻痹进而死亡[3]。目前,学术界尚未对河豚毒素的产生机理形成统一的观点,大多数专家认为河豚毒素的产生不是由单一因素导致,而是共生细菌与外源环境等的多重作用[4~6]。在野生河豚中,其肝脏和性腺往往含有较高浓度的河豚毒素,但在其肌肉、鱼皮中通常不含有河豚毒素,可安全食用[7]。同时,随着对河豚毒素研究的不断深入,其相关研究成果也被应用于在养殖过程中控制河豚毒素产生。随着河豚养殖技术的不断进步与日趋成熟,经几代人工繁育养殖的河豚各组织均可达到低毒甚至无毒,可以满足消费者安全食用河豚的需求[8]。不仅如此,因为养殖培育技术的成功,不同品种的养殖河豚产量也得到了快速增长。2016年,《关于有条件放开养殖红鳍东方鲀和养殖暗纹东方鲀加工经营的通知》发布,这标志着养殖河豚在我国的合法化加工经营迈出了重要的第一步。在国内,养殖河豚的产业主要分布在沿海省份,其养殖模式按照水质种类可分为海水、淡水和淡海水结合养殖[9]。
目前,大多数研究关注于如何检测河豚毒素以保证安全食用河豚,而对河豚本身的营养品质的研究还较少。本文的研究目标主要集中在河豚中重要的品种——暗纹东方鲀。目前,我国养殖暗纹东方鲀产量在1万t左右[10],养殖基地集中在江苏、上海以及广东等地区。我国暗纹东方鲀养殖产业已全面实现标准化生产,先后建立了种质筛选、苗种繁育以及商品鱼养殖的标准体系,是我国鱼类养殖中标准化程度较高的品种之一。本文将概述暗纹东方鲀的营养品质相关研究进展,结合相关研究成果,展望暗纹东方鲀的未来研究方向,以期为暗纹东方鲀的养殖及加工产业发展提供依据和参考。
(一)基本营养成分
1.蛋白质、脂肪。根据卢敏德等[11]对不同种类东方鲀的营养成分研究结果显示,同样肌肉质量下野生暗纹东方鲀与其他水产品相比,其蛋白质含量较高,约为18.7%,超过常见的鱼类,与对虾相当;
野生暗纹东方鲀肌肉脂肪含量约为0.56%,而养殖暗纹东方鲀的肌肉脂肪含量约为0.32%,较野生暗纹东方鲀有所下降,但并无明显差异。根据王丽雅[12]对养殖暗纹东方鲀的基本营养成分分析,其肌肉蛋白质含量与前人研究数据接近,约为18.4%;
其肌肉脂肪含量约为1.31%,有较大提升。龚玺[13]测得暗纹东方鲀肌肉中蛋白质含量约为18.38%,脂肪含量约为0.83%。杨兴丽等[14]测得暗纹东方鲀肌肉中蛋白质含量约为21.06%,脂肪含量约为1.01%。顾曙余和赵赿[15]同样对野生和养殖暗纹东方鲀肌肉中的基本营养成分进行了测定,其中野生和养殖暗纹东方鲀肌肉中蛋白质含量分别约为20.22%和18.71%,脂肪含量分别约为2.38%和1.79%。与肌肉中脂肪含量低不同的是,暗纹东方鲀肝脏中脂肪含量较高。王丽雅[12]测得养殖暗纹东方鲀肝脏中脂肪含量约为63.86%,与卢敏德等[11]测得的48%有较大差异。说明不同研究中野生和养殖暗纹东方鲀的基本营养成分存在一定的差异,这可能与鱼体的生长环境、饲料成分、前处理及检测方法等多种因素相关。
总体来说,暗纹东方鲀肌肉具有低脂肪、高蛋白的特征。陈晓婷等[16]分别对暗纹东方鲀、菊黄东方鲀和红鳍东方鲀鱼肉中的基本营养成分进行了检测,其粗蛋白和粗脂肪含量的测定结果见表1。从表1可以看出,3种河豚鱼肉均符合高蛋白、低脂肪的特性,但也存在一定的差异,其中粗蛋白和粗脂肪含量按从高到低排序均为暗纹东方鲀>菊黄东方鲀>红鳍东方鲀。在3种河豚中暗纹东方鲀鱼肉的粗蛋白含量最高,也显著高于我国常见的淡水鱼类,如草鱼(16.60%)和鳜鱼(17.56%)。
表1 3种河豚鱼肉中粗蛋白和粗脂肪含量对比 (%)
2.矿物质。对于矿物质常量元素磷(P)、钾(K)、钙 (Ca)、镁 (Mg),卢敏德等[11]的研究显示,养殖暗纹东方鲀P和K的含量显著高于野生暗纹东方鲀,相反Ca和Mg的含量显著低于野生暗纹东方鲀。王丽雅[12]和龚玺[13]测得的养殖暗纹东方鲀体内矿物质含量结果均表明,鱼体里含量最高的常量元素是K,接下来是P、Ca、Mg。同时,微量元素如铁(Fe)、锌(Zn)、铜(Cu)、锰(Mn)等在暗纹东方鲀体内均被检测到。卢敏德等[11]的研究显示,野生暗纹东方鲀肌肉中含量最高的微量元素为Zn(约为3.26 mg/kg),人工养殖暗纹东方鲀中Zn含量有所降低,约为1.51 mg/kg。Zn也是人体必需的微量元素,有维持食欲及增强免疫力的作用,特别适合儿童及孕妇摄入。暗纹东方鲀也含有较高的Fe,龚玺[13]在养殖暗纹东方鲀鱼肉中检测到的Fe含量为2.04 mg/100g。王丽雅[12]在暗纹东方鲀肝脏中检测到更高的Fe含量,约为4.94 mg/100g,接近鸡蛋蛋黄中Fe含量(5.13 mg/100g)[17]。Fe元素的缺乏会带来贫血、智力发育受损、免疫力低下等后果,河豚含Fe较丰富。王丽雅[12]的研究同时表明,同一元素在暗纹东方鲀体内的分布也存在较为显著的差异,提出这可能与暗纹东方鲀不同部位对矿物质的需求不同,也可能与河豚的解毒机制有关。
韩悦等[18]比较了不同种类的河豚以及3种常见淡水鱼之间矿物质微量元素含量的差异,结果见表2。从表2可以看出,暗纹东方鲀的Fe含量最高,且显著高于淡水鱼类,Zn含量也高于其他品种的河豚,营养品质较为优质。
表2 不同种类河豚及淡水鱼鱼肉中矿物质微量元素含量比较 (mg/100g)
(二)氨基酸卢敏德等[11]对暗纹东方鲀、弓斑东方鲀、黄鳍东方鲀体内氨基酸含量进行测量及比较,结果表明,3种东方鲀的肌肉和肝脏中均含有18种氨基酸(包括8种必需氨基酸),其中暗纹东方鲀的必需氨基酸和鲜味氨基酸含量均是3种东方鲀中最高的。王丽雅[12]通过氨基酸评分模式对养殖暗纹东方鲀进行了更深入的营养评价,得出其肌肉、精巢和肝脏中必需氨基酸含量占氨基酸总量的比值分别为40.60%、39.33%和39.05%,证实了暗纹东方鲀不同组织中氨基酸的含量和组成存在着显著差异。根据顾曙余和赵赿[15]对暗纹东方鲀肌肉营养成分的研究,野生和养殖河豚肌肉中4种必需氨基酸含量占氨基酸总量的比值分别为40.70%和39.74%(干重百分比)。卢敏德等[11]的研究也表明,在氨基酸组成方面,养殖暗纹东方鲀同样含有18种氨基酸,其必需氨基酸及鲜味氨基酸含量对比野生暗纹东方鲀稍有降低,但无显著差异,可以认为养殖品种较好地保留了野生亲本的营养品质。他们还对比了暗纹东方鲀和其他水产品肌肉中的氨基酸含量,得出暗纹东方鲀中氨基酸总量最高,且必需氨基酸含量占总量的百分比也较高(见表3),说明暗纹东方鲀鱼肉属于比较优质的蛋白来源。
表3 不同水产品肌肉中氨基酸成分比较
(三)脂肪酸韩悦等[18]对养殖河豚肌肉中的脂肪酸成分进行了分析,其中在暗纹东方鲀鱼肉中检测出21种脂肪酸(包括10种饱和脂肪酸、5种单不饱和脂肪酸和6种多不饱和脂肪酸),且与其他品种河豚相比,暗纹东方鲀鱼肉中含有较高的花生四烯酸。王丽雅[12]对养殖暗纹东方鲀不同组织中的脂肪酸含量进行了测定,结果表明,暗纹东方鲀肝脏中含有的脂肪酸最多,含量高达64.07%,且以单不饱和脂肪酸为主,肌肉中的脂肪酸则主要为多不饱和脂肪酸。脂肪酸中的二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)不仅可以起到降低胆固醇和血脂的作用,也被认为是可以有效预防心血管疾病和阿尔茨海默病的成分[19]。在暗纹东方鲀的组织中均有检测出DHA和EPA,其中肝脏中的DHA、EPA含量最高,分别为1 960、680 mg/100 g,其可成为提取天然鱼油的优质原料[12,18]。
河豚以其鲜美独特的风味广受消费者喜爱,而风味也是消费者选择食品的重要衡量因素。食品风味主要是由味觉和嗅觉对神经中枢产生刺激而形成一种复合感觉[20]。影响水产品感官评价的风味物质有很多,主要可根据物质的挥发性分为可挥发性物质和非挥发性物质[21~22]。对于非挥发性的滋味活性物质,涉及水产品的研究主要关注游离氨基酸和呈味核苷酸[21]。对于可挥发性的风味化合物,主要是醛类、酮类、醇类、含硫化合物等[22]。要特别注意的是,水产品往往带有腥味,这种腥味物质也是影响水产品风味的重要因素之一[23]。这些多样复杂的化合物之间的共同作用,产生的累加融合和相互影响,也是形成水产品独特风味的原因。
(一)游离氨基酸、呈味核苷酸和呈味肽秦晓[24]用氨基酸自动分析仪对熟制暗纹东方鲀体内的游离氨基酸进行了测定,结果表明,不同烹饪方式对游离氨基酸的影响较大;
不同组织中氨基酸的种类和含量也不尽相同,其中对比代表鲜味的谷氨酸,可知鱼肝较鱼肉有更高的鲜味氨基酸含量;
暗纹东方鲀生鱼肉中赖氨酸含量较高,生鱼肝中丙氨酸含量最高。同时,秦晓[24]也计算了暗纹东方鲀不同核苷酸的滋味活度值(TAV),据此认为鱼肉中的肌苷酸对暗纹东方鲀整体滋味有重要的贡献。秦晓[24]还通过比较鱼肝和鱼肉中的核苷酸含量发现,暗纹东方鲀肝脏内的核苷酸类物质含量较少,据此推断对风味贡献相关的核苷酸的主要来源为鱼肉。ZHANG等[25~26]的研究阐述了暗纹东方鲀滋味的复合性,研究结果显示,谷氨酸、丝氨酸、脯氨酸、精氨酸、赖氨酸、肌苷酸、琥珀酸、钠、钾、磷酸盐等是影响暗纹东方鲀风味的核心物质。同时,研究还发现了两条对暗纹东方鲀的滋味呈现有重要影响的呈味肽,分别是Pro-Val-Ala-Arg-Met-Cys-Arg和Tyr-Gly-Gly-Thr-Pro-Pro-Phe-Val。
(二)挥发性物质吴容[27]对暗纹东方鲀熟鱼肉中的挥发性物质进行了分离分析,在不同前处理方法下共检测出101种化合物,包含醛类、醇类、酮类、含氮含硫及杂环类、烷烃类、酯类和酸类化合物等。秦晓[24]从暗纹东方鲀熟鱼肝中鉴定出88种挥发性气味物质,并通过比较不同烹饪方式下的挥发性物质,得出对暗纹东方鲀整体气味有重要影响的物质为2-甲基萘、三甲胺、2-乙基呋喃、二甲基三硫化物、癸醛和壬醛。
针对暗纹东方鲀挥发性物质的研究目前主要集中于熟制肉上,少见对新鲜鱼肉风味的研究,且少见有对不同来源以及不同养殖模式下暗纹东方鲀风味差异的研究。此外,目前对暗纹东方鲀的风味研究都以化学分析为主,未见相关的感官评价研究。
暗纹东方鲀的养殖方式目前主要有池塘养殖、网箱养殖、工厂化养殖3种[28],而养殖按照阶段可分为鱼种培育和成鱼养殖。鱼体养殖的不同阶段对水温的要求有些许差异,鱼苗适合16~18℃,成鱼需稳定在15℃左右[28]。冬季时,池塘和网箱养殖方式需将鱼种引入室内越冬,待第2年水温回升后,再移出室外培育。工厂化养殖一般配有加温设备,可将水温固定控制在合适温度,故在冬季不需要对鱼种进行转移。养殖地区与模式的不同,也会造成鱼体营养品质的差异。根据高露姣等[29]对不同养殖模式下红鳍东方鲀品质的比较,发现养殖模式和环境条件对河豚的品质和其营养元素构成具有决定性的作用,选取相对小的养殖密度及投放充足的饵料,有利于河豚快速生长,并提高其质量和体长。池塘养殖有水肥、营养物质丰富的特点,海上网箱养殖有水深、水体条件好的特点,两者结合是河豚养殖的较好模式。杨明等[30]研究分析了暗纹东方鲀单养(单养组)和暗纹东方鲀-凡纳滨对虾-空心菜生态立体种养(种养组)两种模式下暗纹东方鲀肌肉的营养成分和品质差异,结果显示,两种养殖模式下暗纹东方鲀肌肉中常规营养成分、氨基酸组成和含量及脂肪酸的组成差异不显著,但部分脂肪酸含量存在显著差异(见表4)。
表4 不同养殖模式下暗纹东方鲀的脂肪酸含量比较 (%)
目前,河豚的饲料种类主要有3类,分别为杂鱼虾、软颗粒饲料和人工配合饲料[31],饲料的配比与投放会显著影响河豚的营养品质。王丽雅[12]的研究表明,两地暗纹东方鲀鱼体中蛋白质、脂肪含量的差异与饲料的营养物质含量差异情况基本一致,体现在饲料中的蛋白质含量较高时,鱼体中粗蛋白含量也就较高;
饲料中的脂肪含量较低时,鱼体中的粗脂肪含量也就较低。另有学者研究中提到了饲料的营养组成对鱼体氨基酸和脂肪酸含量有影响[32]。上述研究成果为通过调整饲料配比来调控河豚的营养品质提供了思路。
随着对暗纹东方鲀的基础性研究不断完善,各种相关的探索性研究也逐渐展开,如探索养殖环境对品质的影响及调控作用。边平江等[33]的试验表明,高盐度对暗纹东方鲀的生长有抑制作用,主要体现在对溶菌酶和碱性磷酸酶活力的影响上。邱楚雯等[34]对两种不同养殖模式 (传统养殖和立体种养)下暗纹东方鲀肠道细菌的2个高变区进行了测序分析,结果证明,暗纹东方鲀肠道内的细菌群落多样性在立体种养模式下大于传统模式。不仅是种养模式的探索,袁新程等[35]研究了光合细菌与水生植物联合作用对暗纹东方鲀养殖尾水的净化效果,结果表明,光合细菌+水生植物可有效地净化暗纹东方鲀养殖过程中产生的养殖尾水。徐嘉波等[36]的研究从暗纹东方鲀养殖效益角度进行探索,结果显示,单养模式叠加尾水处理的养殖模式能有效地解决养殖过程中带来的排放污染问题,从而影响养殖效益及生态效益。
在暗纹东方鲀的选育方面,2018年江苏中洋集团培育出暗纹东方鲀新品种,命名为“中洋1号”,该品种具有更强的耐低温能力[37],迈出了暗纹东方鲀新品种研发的第一步。在副产物研究方面,近年国际上对有关鱼类副产物价值进一步开发利用的研究越来越关注,随着暗纹东方鲀消费市场的逐渐扩大,其产生的副产物也进一步增多。数据表明,暗纹东方鲀的副产物(主要为鱼头与鱼骨)占鱼体质量的35%[38],并且富含蛋白质等营养物质[39]。ZHANG等[40]提出将暗纹东方鲀的副产物进行水解后开发成风味调料的技术方法,可对其副产物进行回收再利用。
目前,针对暗纹东方鲀营养品质的研究还较少,特别是针对野生和养殖暗纹东方鲀的品质差异研究和不同养殖模式下暗纹东方鲀的品质差异研究都可成为未来的关注方向。养殖的水体环境和饲料组成,是造成野生和养殖暗纹东方鲀营养品质和风味不同的主要原因之一。通过比较野生与养殖暗纹东方鲀以及不同养殖模式下暗纹东方鲀的品质差异,有助于发现更适宜暗纹东方鲀的养殖环境及饲料配比。随着养殖暗纹东方鲀产业的进一步发展,探寻更适宜的饲料和养殖模式来获得更好的经济效益也是未来的研究重点。未来通过对暗纹东方鲀营养和感官品质等的进一步研究,也将对暗纹东方鲀的品质分级提供理论基础。如何对暗纹东方鲀进行深加工利用,及对其副产物的进一步开发也有着较强的研究价值和意义。
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