2. 大连海洋大学, 大连 116023
, ZHANG Kai1, OU Hongxia1, XIE Jun1
, WU Yin2, HUANG Zhanghan1, WANG Guangjun1, YU Deguang1, YU Ermeng1, LI Zhifei1, GONG Wangbao1, TIAN Jingjing1
2. Dalian Ocean University, Dalian 116023, China
草鱼(Ctenopharyngodon idellus)隶属于硬骨鱼纲，鲤形总目，鲤科，草鱼属，为典型的草食性鱼类，俗称鲩、鲩鱼、草鲩等。草鱼是我国重要的养殖经济鱼类，2015年全国产量为567.62万t[1]，是目前全世界最大的淡水养殖品种。但是，随着草鱼养殖产量的不断提高，草鱼肌肉品质逐渐下降[2]。有报道指出，当长期利用配合饲料饲养草鱼时，会造成腹腔脂肪沉积、体形异常及肉味变差，最终导致鱼肉品质降低[3]。为此，有学者在草鱼饲养过程中通过投喂杂交狼尾草(Pennisetum americanum×P. purpure)[4]、美国矮象草(Pennisetum purpereum)[5]、苏丹草(Sorghum sudanense)[6]、黑麦草(Lolium perenne)[7]等对草鱼的肌肉品质进行改良，取得了较好的效果。目前，用草粉作为草食性或杂食性鱼类的饲料原料，亦是研究的方向之一。张春梅等[8]在鲤鱼饲料中添加部分紫花苜蓿草粉，结果发现有助于提高鱼肉品质。
皇竹草(Pennisetum sinese Roxb.)属禾本科多年生草本植物。研究表明，皇竹草粗蛋白质、矿物质及维生素等营养物质含量丰富，具有较高的利用价值[9-10]。李小艳[11]利用皇竹草鲜草和配合饲料搭配饲养草鱼，对草鱼肌肉品质能起到较好的改善效果。但目前有关饲料中添加皇竹草粉对草鱼肌肉品质改良的研究尚未见报道。
因此，本试验以草鱼(300 g左右)为研究对象，在2个月内分别投喂皇竹草粉饲料与商品配合饲料，比较分析2组草鱼在肌肉营养成分及品质特性方面的异同，为草鱼的肌肉品质改良提供基础资料及理论依据。
1 材料与方法 1.1 试验饲料试验用皇竹草粉饲料由广东省江门鹤山市广佛饲料厂加工，除皇竹草粉由珠江水产研究所精准养殖基地提供外，其他各种饲料原料和商品配合饲料均由该厂提供。黄忠志等[12]研究表明，当草鱼饲料中粗纤维含量为12.0%时，草鱼成鱼生长最快。因此，本试验中皇竹草粉的添加量为25%，替代商品配合饲料中米糠和部分豆粕等饲料原料，最终制得粗纤维含量为12.1%的皇竹草粉饲料。2种饲料及皇竹草粉的常规营养成分及总能见表 1。
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表 1 2种饲料及皇竹草粉的常规营养成分及总能 Table 1 Common nutritional components and gross energy of two kinds of feeds and Pennisetum sinese Roxb. meal |
试验在佛山市顺德区龙江镇左滩兴莹水产专业合作社进行。试验分设2组，以皇竹草粉饲料为试验组，以商品配合饲料为对照组，每组3口池塘，共使用6口池塘，每口池塘0.5 hm2。每口池塘均放养来源一致、规格整齐、体质健康、均重(300.00±10.00) g的草鱼10 000尾左右。试验于2017年7月1日开始，共持续2个月。每天09:30和17:30各投喂1次，日投喂量为草鱼体重的3%~5%。试验期间，池塘水温(WT)28.0~33.0 ℃，溶氧(DO)浓度5.6~6.4 mg/L，pH 6.8~7.1。
1.3 样品采集养殖结束后，从每个池塘随机选取健康草鱼6尾，共计36尾(对照组18尾，试验组18尾)，采样时间为2017年9月1日。将试验鱼饥饿24 h后麻醉，从2组试验鱼中随机各选取9尾，先测定体重和体长，其中体长为草鱼吻端至尾鳍基部的垂直距离；然后将鱼体解剖，称量内脏、肝胰脏及腹腔脂肪重；最后取鱼体背部侧线上方肌肉，将肌肉置于-20 ℃冰箱保存备用，以待测定肌肉中常规营养成分、矿物元素含量和氨基酸组成。另将每组剩下9尾草鱼解剖，取鱼体背部侧线上方肌肉，立即进行肌肉pH、系水力和质构特性等指标的测定。
1.4 指标测定与方法 1.4.1 形体指标计算脏体指数(%)=(W1/W)×100；
肝体指数(%)=(W2/W)×100；
空壳率(%)=(W3/W)×100；
腹脂指数(%)=(W4/W)×100；
肥满度(CF，%)=(W/L3)×100。
式中：W1为内脏重；W2为肝脏重；W3为躯壳重；W4为腹腔脂肪重；W为终末体重；L为体长。
1.4.2 肌肉pH及系水力测定pH测定：在侧线上方、背部肌肉的侧面切口，将肌肉pH直测仪(德国麦特斯pH-Star)的玻璃探头完全插入肌肉中，测定pH。
系水力测定：参考程辉辉等[7]的方法测定肌肉系水力，测定指标包括滴水损失、冷冻渗出率、失水率。
1.4.3 肌肉质构特性测定参考夏耘等[13]的方法，采集鱼体背部侧线上方肌肉，切成2.0 cm×2.0 cm×1.0 cm的块状。利用TA.XT2i型物性测试仪(英国Stable Micro Systems公司)，使用平底柱形探头P/35R，对肌肉样品进行2次压缩即全质构分析(TPA)测试。测试条件：测试前速率1.0 mm/s，测试速率1.0 mm/s，测试后速率1.0 mm/s，压缩程度30%，探头2次间隔时间为5.0 s。数据采集速率：400.0 pps；触发类型：自动。TPA测试样品在室温条件下进行。
1.4.4 肌肉中常规营养成分含量测定肌肉中粗灰分、水分、粗蛋白质及粗脂肪含量分别参照GB 5009.4—2010(马弗炉550 ℃灼烧法)、GB 5009.3—2010(105 ℃干燥法)、GB 5009.5—2010(凯氏定氮法)及GB/T 5009.6—2003(索氏提取法)进行测定。
1.4.5 肌肉中矿物元素含量测定肌肉中镁(Mg)、磷(P)、铁(Fe)、锌(Zn)及硒(Se)含量测定前分别参照GB/T 5009.90—2003、GB/T 5009.87—2003中第1种方法、GB/T 5009.90—2003、GB/T 5009.14—2003中第1种方法及GB 5009.93—2010中第1种方法对肌肉样品进行处理，使用300型原子吸收分光光度计测定Mg、Fe及Zn的含量，使用原子荧光光度计测定Se的含量，使用721型分光光度计测定磷P的含量。
1.4.6 肌肉中氨基酸组成参照GB/T 5009.124—2003，使用高效液相色谱仪测定肌肉中氨基酸组成及其含量。
1.4.7 氨基酸营养价值评价按照联合国粮农组织/世界卫生组织(FAO/WHO)氨基酸评分标准模式[14]和全鸡蛋蛋白质模式[15]，计算草鱼肌肉中氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)、必需氨基酸指数(EAAI)和F值[16]，评价其营养价值。各项指标计算公式如下：
AAS=待测蛋白质中某种氨基酸含量(mg/g prot)/FAO/WHO评分标准模式中同种氨基酸含量(mg/g prot)；
CS=待测蛋白质中某种氨基酸含量(mg/g prot)/全鸡蛋蛋白质中同种氨基酸含量(mg/g prot)；
EAAI=[(100×A1/AE1)×(100×A2/AE2)…× (100×An/AEn)]1/n；
F值=(缬氨酸+亮氨酸+异亮氨酸)/(苯丙氨酸+酪氨酸)。
式中：n为比较的必需氨基酸个数；A1，A2，…，An分别为草鱼肌肉蛋白质中必需氨基酸含量(mg/g prot)；AE1，AE2，…，AEn为全鸡蛋蛋白质中必需氨基酸含量(mg/g prot)；F值为支链氨基酸与芳香族氨基酸的比值，其中支链氨基酸=缬氨酸(Val)+亮氨酸(Leu)+异亮氨酸(Ile)，芳香族氨基酸=苯丙氨酸(Phe)+酪氨酸(Tyr)。
1.5 数据处理与分析数据采用Excel 2016软件进行整理，SPSS 21.0软件进行独立样本t检验，结果用平均值±标准差表示，以P < 0.05为差异显著，P < 0.01为差异极显著。
2 结果 2.1 生长性能和形体指标2种饲料对草鱼生长性能和形体指标的影响见表 2。在生长性能方面，试验组与对照组草鱼的终末体重、终末体长均无显著差异(P>0.05)；在形体指标方面，试验组内脏重、肝脏重、腹腔脂肪重、肝体指数、脏体指数及腹脂指数均极显著低于对照组(P < 0.01)，肥满度显著低于对照组(P < 0.05)，而空壳率则极显著高于对照组(P < 0.01)。
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表 2 2种饲料对草鱼生长性能和形体指标的影响 Table 2 Effects of two kinds of feeds on growth performance and physical indicators of grass carp (n=9) |
在质构特性(表 3)方面，2组草鱼肌肉的恢复性无显著差异(P>0.05)，但试验组草鱼肌肉的黏聚性显著高于对照组(P < 0.05)，且弹性、咀嚼性、胶着性和硬度均极显著高于对照组(P < 0.01)。在物理特征(表 4)方面，试验组草鱼肌肉pH极显著高于对照组(P < 0.01)，而滴水损失、失水率和冷冻渗出率均极显著低于对照组(P < 0.01)。
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表 3 2种饲料对草鱼肌肉质构特性的影响 Table 3 Effects of two kinds of feeds on texture properties of muscle of grass carp (n=9) |
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表 4 2种饲料对草鱼肌肉pH和系水力的影响 Table 4 Effects of two kinds of feeds on pH and water holding capacity of muscle of grass carp (n=9) |
在肌肉常规营养成分含量(表 5)方面，试验组草鱼肌肉中粗脂肪含量显著低于对照组(P < 0.05)，粗灰分、粗蛋白质及水分含量则与对照组无显著差异(P>0.05)。在矿物元素含量(表 6)方面，2组草鱼肌肉中Mg、P、Zn和Se含量均无显著差异(P>0.05)，试验组草鱼肌肉中Fe含量则极显著高于对照组(P < 0.01)。
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表 5 2种饲料对草鱼肌肉中常规营养成分含量的影响 Table 5 Effects of two kinds of feeds on common nutritional component contents in muscle of grass carp (n=9) |
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表 6 2种饲料对草鱼肌肉中矿物元素含量的影响 Table 6 Effects of two kinds of feeds on mineral element contents in muscle of grass carp (n=9) |
由表 7可知，试验组与对照组草鱼肌肉中氨基酸组成基本一致，均含有16种氨基酸，且各种氨基酸含量均无显著差异(P>0.05)，其氨基酸总量(TAA)分别为17.43%和17.23%。在16种氨基酸中，有7种必需氨基酸(EAA)、2种半必需氨基酸(SEAA)和7种非必需氨基酸(NEAA)。试验组和对照组草鱼肌肉中鲜味氨基酸总量(TDAA)分别为6.88%和6.78%，而TDAA占必需氨基酸总量(TEAA)的百分比分别能达到39.45%和39.35%。试验组和对照组草鱼肌肉中均以谷氨酸含量最高，分别高达3.02%和2.96%，而组氨酸含量均最少，分别为0.39%和0.41%；试验组和对照组草鱼肌肉中赖氨酸含量分别为1.80%和1.76%。试验组草鱼肌肉中半必需氨基酸总量(TSEAA)占TAA的百分比显著低于对照组(P < 0.05)，肌肉中TAA、TDAA、TEAA、TSEAA、非必需氨基酸总量(TNEAA)、TEAA占TAA的百分比、TEAA占TNEAA的百分比、TNEAA占TAA的百分比及TDAA占TAA的百分比与对照组均无显著差异(P>0.05)。
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表 7 2种饲料对草鱼肌肉中氨基酸组成的影响(湿重基础) Table 7 Effects of two kinds of feeds on amino acid composition in muscle of grass crap (wet weight basis, n=9) |
通过对2组草鱼的AAS和CS进行比较，发现2组草鱼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缬氨酸。EAAI和F值是营养价值评价指标之一，本试验中试验组和对照组草鱼的EAAI分别为84.66和84.94，F值分别为2.33和2.32(表 8)。
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表 8 2组草鱼肌肉中必需氨基酸含量(mg/g prot)、AAS、CS、EAAI及F值 Table 8 Essential amino acid contents (mg/g prot), AAS, CS, EAAI and F in muscle of grass crap |
本研究结果显示，投喂皇竹草粉饲料和商品配合饲料对草鱼终末体长和终末体重均无显著影响。黄志忠等[12]研究表明，草鱼饲料中粗纤维含量为12.0%时不影响草鱼的生长，本研究中皇竹草粉饲料中粗纤维含量为12.1%。Torrissen等[17]研究表明，鱼类饲料中纤维物质的营养作用表现为刺激肠胃蠕动和刺激消化酶的分泌，从而促进营养物质的消化和吸收。因此，在饲料中添加合适的皇竹草粉并不影响草鱼的生长。
鱼的体形是评价商品鱼品质的重要指标之一，较好体形的鱼越来越受到消费者的青睐。本研究中，试验组草鱼的内脏重、肝脏重、腹腔脂肪重均极显著低于对照组，肥满度显著低于对照组，与黄世蕉等[3]利用旱草青料饲喂草鱼的试验结果相似。肝体指数、脏体指数和腹脂指数是对长期和短期营养方式改变较敏感的指标[18-20]。本研究中试验组草鱼的肝体指数、脏体指数和腹脂指数均极显著低于对照组，表明投喂皇竹草粉饲料能有效解决鱼体脂肪过度蓄积造成的体形异常问题。亦有研究表明，鱼体脂肪过度蓄积会增加脂肪酸在体内的氧化和过氧化反应，危害鱼体的健康，进而影响鱼肉品质[21-22]。本研究中，试验组草鱼腹腔脂肪蓄积少，具有较好的体形，符合商品鱼市场要求。
3.2 肌肉质构特性及物理特征分析近年来，鱼肉的质构评价是消费者关注的焦点，因此，对草鱼的肌肉质构特性进行分析十分必要。目前主要采用TPA法检测肌肉的质构特性，该方法不仅可对各指标进行量化，而且操作简单，人为误差小，可以客观地评价肌肉品质[23]。
影响肌肉质构特性的因素较多，如饲料成分、生长环境及养殖模式等，其中饲料成分对鱼肉质构特性的影响较大[24-25]。有研究表明，在饲料中添加蚕豆、植物蛋白知及谷氨酸等均能显著提高草鱼肌肉的硬度、弹性、咀嚼性和胶着性等，有利于改善鱼肉质构特性。本研究中，试验组草鱼肌肉咀嚼性和硬度均极显著高于对照组。Johnston等[26]研究表明，鱼肉的咀嚼性和硬度越高，其肉质口感越好。因此，试验组草鱼肉质口感优于对照组。
肌肉pH的变化影响肉品质，可作为评价肉品质的指标之一。有研究指出，pH较低会造成蛋白质变性；而pH越高，肌肉嫩度越好[27]。本研究中，试验组草鱼肌肉pH极显著高于对照组，说明投喂皇竹草粉饲料可极显著提高草鱼肌肉的嫩度。系水力是指肌肉组织在物理形态和化学组成发生变化时，对其所含水分的束缚能力。有研究表明系水力与肉质多汁性有关，肌肉系水力越高，肉品质越好[28-29]。本研究中，试验组草鱼肌肉系水力指标滴水损失、失水率和冷冻渗出率均极显著低于对照组，说明试验组草鱼肌肉系水力强于对照组。由此可见，投喂皇竹草粉饲料可以较好地改善草鱼的肌肉品质。
3.3 肌肉中常规营养成分和微量元素含量分析鱼体的肌肉是主要食用部分，其主要营养成分有粗灰分、粗脂肪质、粗蛋白质、水分等，是评价鱼品质的重要指标。本研究中，试验组草鱼肌肉中粗脂肪含量显著低于对照组，张春梅等[8]在鲤鱼饲料中添加苜蓿草粉的试验亦得到类似结果。Grigorakis等[30]研究表明，斜带石斑鱼肌肉中粗脂肪含量降低时促使肌束间的摩擦力增大，从而使肌肉的咀嚼性增强，肉质口感得到提升[25]。上述结果说明，与投喂商品配合饲料相比，投喂皇竹草粉饲料可降低草鱼肌肉中粗脂肪含量，有助于增强草鱼肌肉的咀嚼性，提升草鱼肌肉品质。
鱼肉中富含人体所需的矿物元素，其中微量元素尤为重要，它们是身体发育与生长所必需的营养物质，如Fe、Zn及Se等。因此，矿物元素组成及含量是评价鱼肉营养价值的指标。Mg、P不仅能促进人体生长，而且有降低中老年人骨折的风险；Zn有助于提高儿童免疫力和智力发育；Se在预防心血管疾病、抗氧化、抗衰老、抗癌等方面都有着重要作用[31]；Fe不仅是肌红蛋白的重要组成元素，而且能防止鱼体脂肪氧化、保持鱼肉风味，从而改善肌肉品质[32]。本研究中，试验组草鱼肌肉中Fe含量极显著高于对照组，是对照组的2倍之多，进一步表明试验组草鱼肌肉中营养成分更丰富，食用价值更高。
3.4 肌肉中氨基酸组成分析及营养价值评价氨基酸的种类、数量和组成是评价鱼肉品质的重要指标[33-34]。本研究中，试验组与对照组草鱼肌肉中各种氨基酸含量均无显著差异，仅THEAA占TAA的百分比存在显著差异。鲜味氨基酸(DAA)的组成与含量决定了鱼肉的鲜美程度鲜味，本研究中，2组草鱼肌肉中TDAA差异不显著，表明2组草鱼肌肉风味相似。鱼肉中氨基酸的均衡对人体健康尤为重要。根据FAO/WHO的最佳模式，当食物中TEAA占TAA的百分比在40%左右，TEAA占TNEAA的百分比在60%以上时，表明其含有优质蛋白质[35]。本研究中，试验组和对照组草鱼肌肉中TEAA占TAA的百分比均高于40%，TEAA占TNEAA的百分比均远高于60%，其中试验组草鱼肌肉中TEAA占TNEAA的百分比高达87.18%，均符合FAO/WHO优质蛋白质的要求；氨基酸评价结果表明，试验组草鱼肌肉的EAAI为84.66，对照组为84.94，其组成符合FAO/WHO的模式，故2组草鱼肌肉氨基酸平衡性均较好，均可满足人体对氨基酸的摄入需求。
4 结论与摄食商品配合饲料的草鱼相比，摄食皇竹草粉饲料的草鱼肌肉具有较高的黏聚性、硬度、弹性、咀嚼性和胶着性，较高pH和系水力以及较高的Fe含量，说明投喂皇竹草粉饲料可改善草鱼的肌肉品质。
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