2. 水产高效健康生产湖南省协同创新中心, 常德 415000;
3. 华中农业大学, 武汉 430070
2. Collaborative Innovation Center for Efficient and Health Production of Fisheries in Hunan Province, Changde 415000, China;
3. Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China
刺鲃(Spinibarbus caldwelli)，又名黑脊倒刺鲃[1-2]，俗称青鳟、鲣钟、青娟、坑坚、黄坚、光眼鱼等，属鲤科鲃亚科倒刺鲃属，为杂食性鱼类，常以小鱼、小虾、水生昆虫、蓝绿藻、有机碎屑等为食[3]，分布于长江、钱塘江、闽江、九龙江、珠江、沅江、台湾岛及海南岛等各水系[4]。刺鲃是湖南省“湘、资、沅、澧”四水上流的主要经济鱼类，在20世纪80年代，每年捕捞产量有数千吨之多，由于水利工程建设、环境恶化等因素，其产卵和摄食场所遭到破坏，资源量严重衰竭，并已于2013年被世界自然保护联盟列入濒危物种红皮书，因此加强对刺鲃资源保护和人工繁殖方面的研究已经迫在眉睫。
目前有关刺鲃的研究主要集中在生物学特性[4-6]、人工繁殖[7-8]、生殖细胞的基因克隆与表达[9-10]、苗种培育[11-12]、养殖[13-16]、品种鉴定[3, 17]、营养需要[18]等方面，在营养成分分析方面[19-23]虽然也已开展了一些研究工作，但仅局限于刺鲃的肌肉，而刺鲃鱼卵的营养成分及营养价值分析至今未见报道。鱼卵的营养成分除了可以作为评价鱼子酱品质的重要指标外，还可以作为确定仔稚鱼营养需求的参考依据[24]，因此研究刺鲃鱼卵的营养成分对其人工繁殖有重要意义。刺鲃雌鱼性成熟年龄在3+龄左右，其绝对怀卵量为1.43万~3.10万粒，相对怀卵量为19.32~21粒/g，卵径0.8~2.1 mm[4]。刺鲃鱼卵的卵径小于绒杜父鱼卵(4 mm)、中华鲟鱼卵(5~6 mm)和达氏蝗卵(2.5~3.5 mm)[25]，相对通常用来加工鱼子酱的鲟鱼卵和鲑鳟类鱼卵，刺鲃的怀卵量和卵径都较小，并且由于目前其资源量严重衰竭，因此不建议用于制作鱼子酱。目前，国内外一些学者通过研究养殖鱼类鱼卵的营养成分来确定其仔稚鱼人工配合饲料中营养素含量及比例。例如：杨晶晶等[24]通过对绒杜父鱼卵营养成分分析，提出了其仔稚鱼部分营养素的理论需求量。Pousão-Ferreira等[26]通过研究金头鲷(Sparus aurata L.)鱼卵中蛋白质含量确定了其仔稚鱼养殖时对蛋白质的需求量。Sargent等[27]认为，海水鱼卵中脂类的含量和组成相当于仔稚鱼的脂类需求量。Mourente等[28]测定分析了塞内加尔鳎(Solea senegalensis Kaup)鱼卵中脂类及脂肪酸含量，并以此确定了投喂塞内加尔鳎的人工配合饲料中各脂肪酸的比例。本研究拟对刺鲃鱼卵的一般营养成分含量、氨基酸组成、脂肪酸组成、微量元素含量进行测定及分析，以期了解刺鲃鱼卵的营养价值，更好地为其综合开发利用及其仔稚鱼开口饵料的研发提供基础资料。
1 材料与方法 1.1 试验材料2014年10月从湖南省怀化市芷江某水库网箱养殖基地获取性成熟雌性刺鲃5尾，体重(1 319.4±67.2) g，体长(47.5±2.5) cm。
1.2 试验方法 1.2.1 样品制备通过解剖，取出5尾性成熟雌性刺鲃的鱼卵，捣碎、混合均匀。样品于-80 ℃冷冻保存，用于一般营养成分含量、氨基酸组成、脂肪酸组成、矿物元素含量的测定。
1.2.2 一般营养成分含量测定水分含量采用(105±2) ℃常压烘干法(GB/T 5009.3—2010)测定；粗蛋白质含量采用凯氏定氮法(GB/T 5009.5—2010)测定，测定仪器为丹麦FOSS Kjeltec 8400全自动凯氏定氮仪；粗脂肪含量采用索氏抽提法(GB/T 5009.6—2003)测定，测定仪器为丹麦FOSS索氏抽提器；粗灰分含量采用550 ℃马福炉灼烧法(GB/T 5009.4—2010)测定。
1.2.3 氨基酸组成测定氨基酸组成测定依据程小飞等[29]的方法，具体操作：取新鲜样品0.5 g，用6 mol/L的盐酸于110 ℃下水解22 h，过滤定容至50 mL，取0.5 mL真空干燥制作成样品，使用氨基酸自动分析仪(Beckman®，121 MB，美国)测定样品氨基酸组成及含量。
1.2.4 脂肪酸组成测定脂肪酸测定依据Tian等[30]的方法，具体操作：将样品放入组织捣碎机中搅碎后，称取0.3~0.5 g于10 mL离心管中，加入甲醇：氯仿(1：2)5 mL，摇床内摇动1 h，定量滤纸过滤，加4 mL蒸馏水，3 000 r/min离心5 min，去上清，下层用水浴锅负压抽干(40 ℃)。随后加入1 mL色谱纯正己烷将油脂溶解，加1 mL 0.4 mol/L 氢氧化钾-甲醇溶液静置30 min进行甲酯化，之后加2 mL去离子水，待分层后提取上层溶液在气相色谱仪(安捷伦7820a,安捷伦科技,美国)上进行测定。气相色谱条件：30 m×0.320 mm×0.25 μm Agilent 19091J-413 GC Columns，柱箱温度210 ℃，火焰离子检测器(FID)温度300 ℃，进样器温度250 ℃，载气为高纯氮气，尾吹30 mL/min，氢气40 mL/min，空气450 mL/min。
按面积归一化法计算不同脂肪酸组分的含量，以占脂肪酸总量的百分比的形式呈现。
1.2.5 微量元素含量测定送样至农业部渔业质量监督检验测试中心(长沙)，将样品进行干法消化，利用原子吸收分光光度计测定微量元素含量。
1.3 仔稚鱼对饲料中营养素理论需求量的计算方法刺鲃仔稚鱼饲料中营养素的理论需要量计算方法参照杨晶晶等[24]，即：将刺鲃鱼卵中粗蛋白质和粗脂肪含量换算为干物质基础后即得出刺鲃仔稚鱼对饲料中蛋白质和脂肪的理论需求量；根据鱼卵干物质中粗蛋白质含量将各氨基酸含量换算成以干物质基础百分比表示；根据鱼卵干物质中粗脂肪含量将各脂肪酸含量换算成以干物质基础百分比表示；根据鱼卵干物质中粗灰分含量将各微量元素含量换算成以干物质基础百分比表示。
1.4 营养品质的评价方法根据联合国粮农组织/世界卫生组织(FAO/WHO)1973年建议的氨基酸评分标准模式[31]和全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式[32]，按参考文献[33]中的公式分别计算氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)和必需氨基酸指数(EAAI)：
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式中：aa为试验样品氨基酸含量(%)；AA(FAO/WHO)为FAO/WHO评分标准模式中同种氨基酸含量(%)；AA(Egg)为全鸡蛋蛋白质中同种氨基酸含量(%)；n为比较的必需氨基酸数；A，B，C，……，H为样品蛋白质中比较的必需氨基酸含量(%，干物质基础)；AE，BE，CE，…… ，HE为全鸡蛋蛋白质中对应的必需氨基酸含量(%，干物质基础)。
1.5 数据统计试验中各组数据均用平均值±标准差(mean±SD)表示，采用Excel 2003和SPSS 18.0统计软件进行数据分析。
2 结果与分析 2.1 刺鲃鱼卵的一般营养成分含量由表 1可知，刺鲃鱼卵(鲜样)中水分含量为64.26%，粗蛋白质含量为27.66%，粗脂肪含量为3.18%，粗灰分含量为3.09%。
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表 1 刺鲃鱼卵的一般营养成分含量(鲜重基础) Table 1 Common nutritional component contents of eggs of Spinibarbus caldwelli (n=5, fresh weight basis) |
由表 2可知，在鱼卵中共检测出17种氨基酸(色氨酸因酸水解未检出)，包括7种必需氨基酸(essential amino acids，EAA)和10种非必需氨基酸(nonessential amino acids，NEAA)，总氨基酸(total amino acids，TAA)含量高达23.21%。17种 氨基酸中含量最高的为谷氨酸(3.50%)，其次为 脯氨酸(2.46%)、亮氨酸(2.19%)、赖氨酸(1.73%)，半胱氨酸含量(0.28%)最低；EAA含量为9.28%，NEAA含量为13.93%，鲜味氨基酸(delicious amino acids，DAA)含量为7.47%，EAA与TAA的比率(EAA/TAA)为39.98%，EAA与NEAA的比率(EAA/NEAA)为66.62%，DAA与TAA的比率(DAA/TAA)为32.18%。
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表 2 刺鲃鱼卵的氨基酸组成(鲜重基础) Table 2 Amino acid composition of eggs of Spinibarbus caldwelli (fresh weight basis) |
根据FAO/WHO建议的氨基酸评分标准模式和全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式，计算出刺鲃的AAS、CS和EAAI，如表 3所示。依据AAS，分数最低的是蛋氨酸+半胱氨酸，为0.54，其次是苯丙氨酸+酪氨酸，为0.76，分数最高的是异亮氨酸，为0.93；依据CS，分数最低的是蛋氨酸+半胱氨酸，为0.31，其次是苯丙氨酸+酪氨酸，为0.51，分数最高的是亮氨酸，为0.72。可见，依据AAS和CS，刺鲃鱼卵的第一限制性氨基酸均为蛋氨酸+半胱氨酸，第二限制性氨基酸均为苯丙氨酸+酪氨酸。刺鲃鱼卵的EAAI为59.26%。
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表 3 刺鲃鱼卵的氨基酸评分、化学评分及必需氨基酸指数 Table 3 AAS, CS and EAAI of eggs of Spinibarbus caldwelli |
由表 4可知，刺鲃鱼卵中含有11种脂肪酸：3种饱和脂肪酸(SFA)，占脂肪酸总量的22.68%；3种单不饱和脂肪酸(MUFA)，占脂肪酸总量的48.40%；5种多不饱和脂肪酸(PUFA)，占脂肪酸总量的28.93%。脂肪酸组分中以C16：0、C18：1n-9、C18：2n-6、C20：4n-6、C22：6n-3(DHA)为主，共占脂肪酸总量的90.11%。鱼卵中C20：5n-3(EPA)和DHA含量也相对较高，其中EPA占脂肪酸总量的1.80%，DHA占脂肪酸总量的6.73%，EPA+DHA占脂肪酸总量的8.53%。n-3 PUFA占脂肪酸总量的8.96%，n-6 PUFA占脂肪酸总量的19.97%，n-3/n-6为0.45。
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表 4 刺鲃鱼卵的脂肪酸组成(鲜重基础，占脂肪酸总量的百分比) Table 4 Fatty acid composition of eggs of Spinibarbus caldwelli (n=3, fresh weight basis, percentage in total fatty acids) |
由表 5可知，鱼卵中检测出铜、锌、铁、锰、硒5种微量元素，其中锌含量最高，为90.986 5 mg/kg，其次是铁，含量为31.386 3 mg/kg，铜和锰含量较少，分别为1.422 0、0.455 9 mg/kg，硒含量最少，为0.111 5 mg/kg。
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表 5 刺鲃鱼卵微量元素的含量(鲜重基础) Table 5 Trace element contents of eggs of Spinibarbus caldwelli (fresh weight basis) |
由表 6可知，刺鲃仔稚鱼对饲料中蛋白质和脂肪的理论需求量分别为77.39%和8.90%。由于刺鲃鱼卵中C16：0和C18：1n-9含量较高，建议仔稚鱼饲料中的棕榈酸和油酸含量与鱼卵接近，即分别为1.89%和3.75%，而鱼卵中EPA和DHA含量相对较低，建议仔稚鱼饲料中EPA和DHA含量分别为0.16%和0.60%。刺鲃仔稚鱼饲料中氨基酸的理论需要量的见表 7，其中蛋氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸为鱼卵中的主要限制性氨基酸，建议仔稚鱼饲料中蛋氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸含量不小于鱼卵中相应的含量，即分别不小于1.12%、0.78%、2.49%、2.15%。刺鲃仔稚鱼饲料中微量元素的理论需要量见表 8，建议刺鲃仔稚鱼饲料中铜、锌、铁、锰、硒的含量分别为6.240 2、399.280 6、137.734 1、2.000 6、0.489 3 mg/kg。
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表 6 刺鲃仔稚鱼对饲料中部分营养素的理论需求量(干物质基础) Table 6 Theoretical requirements of part nutrients in diets of Spinibarbus caldwelli larvae (DM basis) |
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表 7 刺鲃仔稚鱼对饲料中氨基酸的理论需求量(干物质基础) Table 7 Theoretical requirements of amino acids in diets of Spinibarbus caldwelli larvae (DM basis) |
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表 8 刺鲃仔稚鱼对饲料中微量元素的理论需求量(干物质基础) Table 8 Theoretical requirements of trace elements in diets of Spinibarbus caldwelli larvae (DM basis) |
人体所需六大营养素中价格成本最高的是蛋白质，其次是脂肪，同时这2种营养素的含量也是评价动物产品营养价值高低的主要因素之一[34-35]。蛋白质具有促进人体生长发育、修补受损细胞、提供能量的作用，是动物生长和维持生命的必需营养素。刺鲃鱼卵中粗蛋白质含量高达27.66%，虽然低于太门哲罗鲑(Hucho taimen)(33.45%)[36]、黑龙江茴鱼(Thymallus arcticus grubei)(31.57%)[37]、虹鳟(Oncorhynchus mykiss Walbaum)(32.02%)[38]等的鱼卵，但却明显高于绒杜父鱼(Hemitripterus villosus)(17.26%)[24]、施氏鲟(Acipenser schrenckii)(20.70%)[39]、西伯利亚鲟(Acipenser baerii)(22.60%[39]或20.38%[40])、小体鲟Acipenser ruthenus)(18.40%)[39]、俄罗斯鲟(Acipenser gueldenstaedti)(20.77%)[40]、金鳟(Oncorhynchus mykiss)(25.94%)[41]、高白鲑(Coregonus peled)(24.16%)[42]、凹目白鲑(Coregonus autumnalis)(24.48%)[42]等的鱼卵。脂肪是动物贮存热量、构成组织细胞所必需的重要基本营养物质，刺鲃鱼卵中粗脂肪含量为3.18%，明显低于施氏鲟(16.40%)[39]、西伯利亚鲟(17.90%[39]或13.58%[40])、小体鲟(12.40%)[39]、俄罗斯鲟(10.41%)[40]、金鳟(7.37%)[41]、高白鲑(10.90%)[42]、凹目白鲑(9.20%)[42]、虹鳟 (5.19%)[38]、太门哲罗鲑(6.43%)[36]等的鱼卵，而其与绒杜父鱼(2.83%)[24]、黑龙江茴(4.93%)[37]等的鱼卵比较接近。以上对比分析充分说明刺鲃鱼卵是典型的高蛋白质、低脂肪的天然食品原材料。
谷氨酸不仅是最主要的鲜味氨基酸之一，而且还是脑组织生化代谢中的重要氨基酸，参与多种生理活性物质的合成[43]。刺鲃鱼卵所含的17种氨基酸中，谷氨酸含量最高(3.50%)，这与鲟鱼[39-40, 44]、太门哲罗鲑[36]、金鳟[41]、绒杜父鱼[24]、黑龙江茴鱼[37]、鲈鱼[45]、鳜鱼[45]、鲫鱼[45]等鱼卵的研究结果一致，而姜作发等[38]检测出虹鳟鱼卵所含的18种氨基酸中天冬氨酸含量最高。一般认为必需氨基酸的种类、数量及组成比例是决定蛋白质营养价值的高低主要因素[46]。刺鲃鱼卵的EAAI为59.26%，高于俄罗斯鲟(50.66%)[39]、西伯利亚鲟(44.43%)[40]、金鳟(58.83%)的鱼卵[41]。刺鲃鱼卵的EAA/TAA为39.98%，EAA/NEAA为66.62%，根据FAO/WHO的理想模式，质量较好的蛋白质其组成氨基酸的EAA/TAA为40%左右，EAA/NEAA在60%以上[31]，可见，刺鲃鱼卵的氨基酸组成是符合上述指标要求的，即氨基酸平衡效果好，属于优质蛋白质。
脂肪酸是机体主要能量来源之一，根据碳氢链饱和与不饱和的不同可分为3类，即：SFA、MUFA、PUFA。刺鲃鱼卵的SFA占脂肪酸总量的22.68%，与西伯利亚鲟(25.81%)[40]、俄罗斯鲟(26.39%)[40]、金鳟(16.89%)[41]、绒杜父鱼(24.73%)[24]、太门哲罗鲑(22.50%)[36]等的鱼卵接近。PUFA主要来源于深海鱼类，近年来的研究发现PUFA具有特殊的生物活性，能有效降低心血管疾病的发病率，并对生长发育有促进作用[43, 47]。刺鲃鱼卵中PUFA占脂肪酸总量的28.93%，低于西伯利亚鲟(39.30%)[40]、俄罗斯鲟(37.82%)[40]、绒杜父鱼(50.29%)[24]、金鳟(58.51%)[41]、太门哲罗鲑(36.28%)[36]、鲈鱼(36.68%)[45]、鳜鱼(45.82%)[45]等的鱼卵，但却高于鲫鱼鱼卵(22.90%)[45]。从以上的对比分析可以看出，刺鲃鱼卵中PUFA含量低于大多数鲟鱼卵和鲑鳟类鱼卵。吉红等[48]综合讨论了高不饱和脂肪酸(HUFA)在淡水鱼类中的营养作用，该研究认为淡水鱼类需要摄入一定水平的外源HUFA以维持生长、机体健康以及繁殖性能。EPA和DHA是HUFA的核心组分，张强等[49]研究认为DHA和EPA具有促进脑部细胞发育、增强记忆力等功效，是人和动物生长发育的所必需的营养物质。刺鲃鱼卵中EPA+DHA占脂肪酸总量的8.53%，虽然低于西伯利亚鲟(16.83%)[40]、俄罗斯鲟(19.47%)[40]、绒杜父鱼(40.59%)[24]、金鳟(16.53%)[41]、太门哲罗鲑(16.62%)[36]、鲈鱼(16.08%)[45]、鳜鱼(33.84%)[45]等的鱼卵，但却高于鲫鱼卵(8.45%)[45]，这种不同品种间脂肪酸含量的差异可能与其进化分类、养殖环境、食性、饵料种类等密切相关。此外，本试验刺鲃鱼卵中EPA+DHA总量远高于邴旭文等[20]所报道的光倒刺鲃肌肉(3.72%)中EPA+DHA总量，这与高露姣等[40]对鲟鱼卵的研究结果一致，即鱼卵中的EPA和DHA的含量要高于其肌肉中的含量，分析原因这可能与有些鱼类，如金枪鱼[50]等，在产卵期将特殊脂肪酸优先存储在卵巢中，以便发挥其特殊生理功能有关[51]。近年研究表明，MUFA同样具有调节血脂代谢、保护血管内皮和降低血液高凝状态的作用[52]，刺鲃鱼卵中MUFA占脂肪酸总量的48.40%，高于西伯利亚鲟(34.89%)[40]、俄罗斯鲟(35.82%)[40]、金鳟(24.60%)[41]、绒杜父鱼(23.86%)[24]、太门哲罗鲑(41.226%)[36]等的鱼卵。n-3/n-6是一个重要的营养价值评价指标，该值越高则说明该食品越有利于健康，刺鲃鱼卵n-3/n-6为0.45，高于FAO/WHO推荐的比值(0.1~0.2)[31]。通过上述分析可知，刺鲃鱼卵含有丰富的脂肪酸，对人体具有重要的营养和保健功能。
刺鲃鱼卵中含有丰富的微量元素，尤其是锌、铁，含量分别高达90.986 5、31.386 3 mg/kg，是刺鲃肌肉中锌含量的19.2倍、铁含量的5.3倍[20]，是史氏鲟鱼卵中锌含量的5倍、铁含量的1.4倍[44]。微量元素对维持人体正常生理机能与物质代谢起着重要作用，其中锌、铜能够诱导合成更多金属硫蛋白与进入机体的铅、镉、汞等有毒的重金属结合而失去毒性；锌、硒有抗衰老作用[53]；锌在临床上还可以治疗组织创伤和促进溃疡愈合[54]；铁在人体中具有造血功能，参与血红蛋白、细胞色素及各种酶的合成以及促进人体生长。由上述可见，刺鲃鱼卵可以为特殊人群提供丰富的微量元素，尤其是锌、铁。
在仔稚鱼营养需求一无所知的情况下，鱼卵中营养素的含量可以作为仔稚鱼营养需求的理论参考值。本试验预测刺鲃仔稚鱼对饲料中蛋白质和脂肪的需求量分别为77.39%和8.90%，与杨晶晶等[24]根据绒杜父鱼卵营养成分计算出的其仔稚鱼对饲料中蛋白质和脂肪的需求量分别为75.33%和12.42%接近。本试验根据刺鲃鱼卵中各营养素含量计算所得的刺鲃仔稚鱼相关营养素的理论需求量，只能作为配制仔稚鱼饲料的参考，而各营养素的实际需要量还需要根据养殖试验来确定。
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