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      蠶豆對魚類脆化的影響研究進(jìn)展

      2016-04-03 14:59:22林婉玲李來好楊賢慶王錦旭郝淑賢吳燕燕
      食品工業(yè)科技 2016年14期
      關(guān)鍵詞:脆化蠶豆草魚

      馮 靜,林婉玲,李來好,*,楊賢慶,王錦旭,黃 卉,胡 曉,郝淑賢,吳燕燕

      (1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所,農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品加工重點實驗室,國家水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)中心,廣東廣州 510300;2.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院,上海 201306)

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      蠶豆對魚類脆化的影響研究進(jìn)展

      馮靜1,2,林婉玲1,李來好1,*,楊賢慶1,王錦旭1,黃卉1,胡曉1,郝淑賢1,吳燕燕1

      (1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所,農(nóng)業(yè)部水產(chǎn)品加工重點實驗室,國家水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)中心,廣東廣州 510300;2.上海海洋大學(xué)食品學(xué)院,上海 201306)

      隨著人們對魚肉口感的需求越來越高,改善水產(chǎn)品肉質(zhì)的問題日益受到關(guān)注。通過向魚類飼喂蠶豆,達(dá)到肉質(zhì)緊實爽脆、味道鮮美,使其具有更佳的口感。本文綜述了蠶豆對魚類脆化過程中生長特性、營養(yǎng)成分、肌肉品質(zhì)、生理生化指標(biāo)及消化酶等的影響,為探究魚肉脆性機(jī)理、改良魚肉品質(zhì)提供參考。

      蠶豆,魚類,生長特性,營養(yǎng)成分,肌肉品質(zhì)

      魚類含有蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì),在人們?nèi)粘2妥郎虾艹R?并且全球所擁有的經(jīng)濟(jì)魚資源十分豐富[1]。魚肉具有高蛋白、低脂肪、氨基酸種類齊全等優(yōu)點,而且很容易被人體吸收利用,因此深受人們的喜愛。但是隨著生活水平的改善,人們對魚肉的需求從量到質(zhì)發(fā)生改變,有必要加強(qiáng)對魚肉的口感及加工方式的研究,以滿足人們的需要[2-3]。肉質(zhì)是一個多方面的性狀,對于其的評價主要從感官、風(fēng)味、營養(yǎng)成分和加工食用等。對肉質(zhì)評價起作用的因素很多,就水產(chǎn)魚肉來說,主要是養(yǎng)殖環(huán)境、魚的健康與飼料、后期捕撈與加工等,這些方面與提高肉質(zhì)具有直接的關(guān)系[3-4]。喂食蠶豆是近年來改變魚類肉質(zhì)的方法之一。魚類通過進(jìn)食蠶豆后,肉質(zhì)緊實爽脆、味道鮮美,賦予了人們特殊的口感,同時提升了經(jīng)濟(jì)價值。文章論述了蠶豆對魚類脆化過程中生長特性、營養(yǎng)成分、肌肉品質(zhì)、生理生化指標(biāo)及消化酶等的影響,探究魚肉脆化的機(jī)理,旨在為改良魚肉品質(zhì)提供一定的理論參考。

      1 脆化對魚類生長特性的影響

      通過蠶豆飼喂后,增加了魚類的脆性,能使其生長性能發(fā)生改變,如體增重率、肝體比、內(nèi)臟比、肥滿度等。有研究結(jié)果表明,飼喂蠶豆后,草魚體增重率顯著小于對照組[5-10]。異育銀鯽和斑點叉尾鮰在飼喂蠶豆后,生長速度減慢[11-12]。脆化的草魚、羅非魚和斑點叉尾鮰,臟體指數(shù)和肝體指數(shù)(hepatosomatic index,HSI)均顯著降低[7-8,10,12-14],但是也有研究發(fā)現(xiàn)用不同的蠶豆提取物飼養(yǎng)的羅非魚沒有顯著差異[15]。此外,通過比較不同的脆化階段,飼喂蠶豆的草魚頭腎體指數(shù)(head kidney somatic index,HKBI)先升高后降低,脆化各階段,蠶豆組草魚HKBI和HSI均低于對照組[5]。

      上述結(jié)果主要與蠶豆所含的營養(yǎng)成分有關(guān)[10]。蠶豆含有的氨基酸量和比例不均衡,尤其是蛋氨酸的量低于普通飼料,成為重要的限制性因子。而且,由于蠶豆本身存在蛋白酶抑制劑,影響了腸道蛋白酶活性。此外,蠶豆外皮中的抗?fàn)I養(yǎng)因子(如縮合單寧0.3%~0.5%;植酸70 mg/100 g)[16]不能通過浸泡而完全消除,能夠結(jié)合魚體腸道消化酶,減少了活力;也會使胰蛋白酶、α-糖化酶等的作用下降,從而使草魚利用蠶豆的效率降低[7-9]。

      2 脆化對魚類肌肉營養(yǎng)成分的影響

      魚類的肌肉含有豐富的營養(yǎng)成分,能夠滿足人們?nèi)粘5男枨?。通過蠶豆飼喂脆化后,其所含有的水分、灰分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、總糖、氨基酸等都會發(fā)生改變。

      2.1脆化對魚類肌肉基本營養(yǎng)成分的影響

      脆化處理后,異育銀鯽、斑點叉尾鮰和羅非魚肌肉中粗蛋白含量減少,粗灰分無顯著變化[11-12,14,17],而粗脂肪和總糖含量極顯著降低,水分含量極顯著提高[11-12],但羅非魚的粗脂肪含量顯著增加,水分無顯著差異[14,17]。此外,用蠶豆投飼草魚的各個處理組粗脂肪含量均顯著降低,水分含量沒有顯著差異[9,18],而Lin[19]得出水分含量顯著降低。而朱志偉等[20]發(fā)現(xiàn)脆肉鯇的粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗灰分含量均高于普通草魚,而水分卻要低一些。通過比較脆化的不同時期,發(fā)現(xiàn)其基本營養(yǎng)成分變化不同,其中脆化草魚的水分和粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著低于普通草魚,而粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著脆化時間延長出現(xiàn)顯著增加[21];但對整個脆化過程而言,安玥琦[22]等得出其背肌肌肉的水分減少,粗蛋白顯著增大,其粗脂肪含量在脆化到40~60 d時最多。

      蠶豆脆化后,不同的魚類含有的基本營養(yǎng)成分含量變化不同,尤其表現(xiàn)在粗蛋白和粗脂肪,異育銀鯽、斑點叉尾鮰和羅非魚二者含量都減少,但也有研究發(fā)現(xiàn)羅非魚的粗脂肪增加;而草魚脆化后二者含量均高于普通草魚,這可能是蠶豆與普通飼料所含的成分差異有關(guān)。此外,魚的種類、養(yǎng)殖環(huán)境等變化也可能造成以上基本營養(yǎng)成分的改變[23]。

      2.2脆化對魚類肌肉蛋白質(zhì)的影響

      蛋白質(zhì)是魚肉中最重要的成分,骨骼肌是由蛋白質(zhì)與其他成分結(jié)合所形成的[19]。通過實驗發(fā)現(xiàn),脆化后的草魚肌原纖維蛋白[19-21,24]含量提高,肌漿蛋白和基質(zhì)蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加[19-22],堿溶性蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降[19-22]。此外,脆化使草魚與羅非魚膠原蛋白含量顯著上升[9-10,14-15,22-26],而倫峰發(fā)現(xiàn)其含量無顯著差異[17]。對于上述結(jié)果,其原因尚不明確,可能是蠶豆飼料營養(yǎng)的不均衡,造成蛋白質(zhì)的變化,從而影響魚肉的脆性[21]。

      2.3脆化對魚類肌肉氨基酸的影響

      蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值主要取決于其氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和組成[21]。用蠶豆飼喂斑點叉尾鮰后,總共檢測到了18種氨基酸,其中必需氨基酸和鮮味氨基酸種類齊全,但二者含量均低于配合飼料組,但是必需氨基酸指數(shù)(EAAI)高于配合飼料組[12]。研究發(fā)現(xiàn),草魚肌肉中總游離氨基酸和游離必需氨基酸含量增加[6,9,13,20,24,27-28],而游離呈味氨基酸在減少[9,27],別鵬[6]、毛盼[13]、朱志偉[20]、甘承露[24]、肖調(diào)義[28]得出其在增加,但是脆化過程中氨基酸總量、必需氨基酸總量和鮮味氨基酸總量都在增加[21],劉邦輝[25]等發(fā)現(xiàn)這三者都在減少。此外,有研究發(fā)現(xiàn),脆化后的草魚含硫氨基酸,疏水性氨基酸和羰基氨基酸在增加,親水性氨基酸在減少[19]。

      在配合飼料組和蠶豆組中,斑點叉尾鮰與草魚肌肉所含谷氨酸最高,色氨酸最低,但前者脆化后所有氨基酸含量都在減少,后者卻都增加[12,24]。除甘氨酸外,浸泡蠶豆組和發(fā)芽蠶豆組的草魚肌肉中氨基酸含量都在增加[6,9],陳清華[27]等發(fā)現(xiàn)甘氨酸和亮氨酸在減小,其余都在增加。除了精氨酸、絲氨酸以及酪氨酸外,脆肉鯇的其它氨基酸含量均高于普通草魚[20]。通過鮮樣和干樣的測定,發(fā)現(xiàn)脆肉鯇的谷氨酸在鮮樣中含量增加,在干樣中減少,除異亮氨酸和甘氨酸都減少外,其余氨基酸含量都增加[28]。也有發(fā)現(xiàn)除胱氨酸、組氨酸和脯氨酸外,其余氨基酸都在增加[13,25]。在研究草魚整個脆化過程中,其各氨基酸含量會有波動[21]。

      氨基酸組成的不同會影響魚肉的營養(yǎng)價值,大部分研究發(fā)現(xiàn)脆化后的魚肉氨基酸含量都增加,從而使其具有更佳的營養(yǎng)。

      2.4脆化對魚類肌肉礦物質(zhì)的影響

      脆化前后魚肉礦物質(zhì)含量發(fā)生著變化。研究發(fā)現(xiàn)脆肉鯇肌肉中鈣的含量提高[18,28],劉邦輝[25]、伍芳芳[26]發(fā)現(xiàn)其脆化后,鈣含量顯著增加,而關(guān)磊[23]發(fā)現(xiàn)其減少,卻無顯著差異。除鐵外[18],鉻、銅、鉀、鈉、鋅、錳等礦物質(zhì)元素含量無明顯變化[18,23],而伍芳芳[26]等發(fā)現(xiàn)隨脆化時間變化,其含量也隨之變化。綜上,飼喂蠶豆改變了魚肉的礦物質(zhì)含量,尤其是鈣,從而增加了魚肉的營養(yǎng)價值。

      2.5脆化對魚類肌肉脂肪酸的影響

      脂肪酸有必需脂肪酸和非必需脂肪酸,其中非必需脂肪酸是機(jī)體自身可以合成的,它包括飽和脂肪酸和一些單不飽和脂肪酸,而必需脂肪酸要依靠食物提供,它們都是不飽和脂肪酸。朱耀強(qiáng)[12]等比較了蠶豆組和配合飼料組斑點叉尾鮰的脂肪酸組成,發(fā)現(xiàn)都包含5種飽和脂肪酸(SFA)和9種不飽和脂肪酸(UFA),而蠶豆組的UFA少于配合飼料組,其中亞油酸(C18∶2)和亞麻酸(C18∶3)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于配合飼料組。劉邦輝[25]等用蠶豆飼喂草魚后,發(fā)現(xiàn)脆肉鯇肌肉中含有26種脂肪酸,其中單不飽和脂肪酸(MUFA)6種,高于配合飼料組,C18∶1含量最高;多不飽和脂肪酸(PUFA)12種,低于配合飼料組;高度不飽和脂肪酸(HUFA)也比配合飼料組少;此外,蠶豆組的SFA高于配合飼料組,UFA低于配合飼料組,而甘承露[24]發(fā)現(xiàn)脆化的草魚肌肉SFA減少,UFA增加。伍芳芳[21]等通過分析不同脆化周期的草魚肌肉,共檢出17種脂肪酸,就整個脆化周期來說,SFA和 MUFA有所增加,UFA和PUFA降低。

      由此看出,雖然蠶豆喂養(yǎng)能改善其營養(yǎng)成分,但是相對于普通飼料,蠶豆具有的抗?fàn)I養(yǎng)因子會降低魚類的消化吸收[10],從而減少了魚肉某些脂肪酸的形成。

      3 脆化對魚類肌肉品質(zhì)的影響

      魚肉中所含的營養(yǎng)成分與其肌肉品質(zhì)有一定的關(guān)系[29-30],尤其是膠原蛋白的含量對魚肉質(zhì)構(gòu)起到主導(dǎo)作用[31-32]。評價魚類肌肉品質(zhì)的指標(biāo)有感官、質(zhì)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)等。

      3.1感官

      對于肌肉品質(zhì)的好壞,感官評價能夠給予最直接的反饋。通過感官分析,脆化后草魚肌肉的硬度、彈性等都優(yōu)于普通草魚[33]。Yang[34]等發(fā)現(xiàn)通過感官專家依據(jù)9分制的硬度分析,得出伴隨著脆化周期的延長,其脆性也在增加。

      3.2質(zhì)構(gòu)

      感官和質(zhì)構(gòu)是反映肉質(zhì)好壞的兩種評價手段,通過質(zhì)構(gòu)的分析,能夠客觀的得到魚肉品質(zhì)的高低。朱耀強(qiáng)[12]等用蠶豆飼喂斑點叉尾鮰后,測定的肌肉硬度、彈性、咀嚼性和回復(fù)性都增加了,這與用蠶豆飼喂草魚的研究結(jié)果一致[9,19,23,33,35]。除了以上四個指標(biāo),黏聚性[8]、黏性[9]、黏連性[9,19,33]也都增加,而關(guān)磊[23]等得出其凝聚性在減小。在草魚整個脆化過程中,通過對喂養(yǎng)100 d的草魚進(jìn)行測定,安玥琦[22]等得出硬度、彈性、咀嚼性和回復(fù)性都增加了,而伍芳芳[26]、Yang[34]等在脆化養(yǎng)殖100 d之前也得到同樣的結(jié)果,而100 d之后都有所降低。此外,有研究發(fā)現(xiàn),脆化的魚肉加熱后以上指標(biāo)也在增加[12,22,36]。因此,飼喂蠶豆增加了魚肉的硬度、彈性、咀嚼性和回復(fù)性等,從而改善了魚肉的質(zhì)構(gòu)特性,增強(qiáng)了魚肉品質(zhì)。

      3.3物理性質(zhì)

      物理性質(zhì)在一定程度上也能夠反映魚肉的品質(zhì)。蠶豆飼喂羅非魚后,發(fā)現(xiàn)肌肉失水率在減少,肌原纖維耐折力在增加[14,17],這與陳度煌[15]用蠶豆提取物喂養(yǎng)得出的結(jié)果相同。李寶山[11]等在用蠶豆喂養(yǎng)異育銀鯽后發(fā)現(xiàn),失水率和肌原纖維耐折力都增加。此外,蠶豆喂養(yǎng)草魚后,肌原纖維耐折力增加[9-10,13],背肌失水率在減小[9-10,13];而腹部失水率在增加,這可能與魚肉不同部位的營養(yǎng)成分有關(guān),但是隨著測定失水懸掛時間的延長,脆化草魚的失水率會增加[8,23]。因此,飼喂蠶豆增加了魚肉的肌原纖維耐折力,使肌肉失水率發(fā)生變化,從而影響魚肉品質(zhì)。

      3.4微觀結(jié)構(gòu)

      魚肉的微觀結(jié)構(gòu)能夠直觀的反映其構(gòu)造,其肌纖維的直徑和密度與肌肉硬度相關(guān)。李寶山在用蠶豆喂養(yǎng)異育銀鯽后發(fā)現(xiàn),浸泡組和發(fā)芽組的肌纖維直徑極顯著提高,而發(fā)芽組顯著高于浸泡組[11],而他飼喂草魚后得出,肌纖維直徑發(fā)芽組顯著低于浸泡組[9],這可能與魚的品種有關(guān)。此外,其他研究發(fā)現(xiàn),脆化后的草魚肌纖維直徑減小[35,37],肌纖維密度在增加[23,35,37],而毛盼等[13]發(fā)現(xiàn)其肌纖維直徑在增加。在研究脆化的整個過程中,其肌纖維直徑減少,但是70 d時有所增加,肌纖維密度一直在減少[38-39]。而Lin[36]測定了加熱后脆肉鯇肌肉的微觀結(jié)構(gòu),其肌纖維直徑和密度也在減小。以此看出,微觀結(jié)構(gòu)與魚肉的脆性具有相關(guān)性。

      除此之外,研究了脆化后魚肉肌原纖維的形態(tài)學(xué)特性,發(fā)現(xiàn)能夠觀察到A帶、I帶和肌節(jié),肌纖維的間距增大[40],而Wu[38]等發(fā)現(xiàn)其間距在減小,同時肌節(jié)長度在增加。此外,李忠銘[8]通過電鏡發(fā)現(xiàn),脆肉鯇的肌纖維肌絲更為緊密整齊,A帶和I帶較明顯,而吳康[39]得出不同的結(jié)果。以此,筆者認(rèn)為蠶豆的某些活性成分發(fā)揮了作用,造成肌肉化學(xué)成分的變化,從而使其微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。

      4 脆化對魚類生理生化指標(biāo)的影響

      4.1脆化對魚類血常規(guī)的影響

      血液是動物機(jī)體供氧和運輸營養(yǎng)物質(zhì)的主要介質(zhì),研究發(fā)現(xiàn)脆化能夠使魚體血液中的紅細(xì)胞和白細(xì)胞數(shù)量較普通草魚顯著增加[13,39,41]。因此,脆化后的魚類血液具有更強(qiáng)的供養(yǎng)與免疫能力。

      4.2脆化對魚類血清酶活性的影響

      魚類血清酶活性能夠反應(yīng)魚體的一些機(jī)能,飼喂蠶豆提取物使羅非魚血清中堿性磷酸酶活力顯著提高,超氧化物歧化酶有增加趨勢[42],而張振男[5]、李忠銘[8]、毛盼[13]、吳康[43]得出其活性降低,羅非魚與草魚得出結(jié)果不同,可能是魚的品種差異導(dǎo)致的。此外,脆肉鯇血清溶菌酶活性與普通草魚無明顯差異[13],但是脆化后期卻差異顯著[5],天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶和丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶[8]、谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶[13]活性都在升高。

      4.3脆化對魚類血清生化指標(biāo)的影響

      與對照組相比,羅非魚血清中總膽固醇具有減少趨勢,總蛋白顯著降低[42]。李忠銘發(fā)現(xiàn)脆肉鯇血清尿素顯著提高,肌酐有所增加,但是其總膽固醇、甘油三酯和總蛋白都顯著減少[8]。此外,脆化后的草魚血清葡萄糖、總膽固醇和尿素氮含量均顯著提高,而血清甘油三酯無明顯差異[13]。

      綜上,飼喂蠶豆使魚類總膽固醇、甘油三酯和總蛋白等指標(biāo)發(fā)生變化,這可能和蠶豆作為單一飼料,所含營養(yǎng)成分不足,從而影響了魚類的血清指標(biāo)。

      5 脆化對魚類消化酶的影響

      腸道消化酶活力能夠反應(yīng)魚體對物質(zhì)的消化吸收,魚體飼料的差異也會造成其消化酶活性的不同。投喂蠶豆使異育銀鯽蛋白酶活力下降[11],這與脆肉鯇的結(jié)果相同[7-8]。同時,淀粉酶與脂肪酶活性也有所降低[8]。因此,飼喂蠶豆降低了魚類蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等消化酶的活性,從而對魚類的消化吸收會有所影響。

      6 展望

      向魚類飼喂蠶豆,使魚類的生長特性、營養(yǎng)成分、肌肉品質(zhì)、生理生化指標(biāo)及消化酶等發(fā)生改變,在此基礎(chǔ)上探討魚肉脆性的機(jī)理,為提高魚肉品質(zhì)提供理論上的幫助。但是近年來,有學(xué)者開始使用PCR-DGGE 技術(shù)分析比較了脆肉鯇與普通草魚的腸道菌群[5,44],希望從消化代謝方面來解釋其原因。此外,利用分子生物學(xué)等方法對脆肉鯇與普通草魚的基因表達(dá)譜進(jìn)行比較,探討可能使魚肉具有脆性的信號通路,發(fā)現(xiàn)了與魚肉脆性相關(guān)的基因[45],進(jìn)一步研究了調(diào)控I型膠原蛋白的COL1A1和COL1A2基因,得出它們表達(dá)量在脆肉鯇中增加[46]。因此,在前人研究的基礎(chǔ)上,繼續(xù)深入研究魚肉蛋白的特性及結(jié)構(gòu),找出蛋白微觀、二級及空間結(jié)構(gòu)與脆性的關(guān)系;此外,可以綜合運用各種分子生物技術(shù),盡可能多的找出與其脆性相關(guān)的基因,探究這些基因的變化,進(jìn)而可能找出這些基因所發(fā)揮的功能,以期為魚類肉質(zhì)改良提供科學(xué)參考。

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      Advances in effects of broad bean on crispness in fish

      FENG Jing1,2,LIN Wan-ling1,LI Lai-hao1,*,YANG Xian-qing1,WANG Jin-xu1,HUANG Hui1,HU Xiao1,HAO Shu-xian1,WU Yan-yan1

      (1.Key Laboratory of Aquatic Product Processing,Ministry of Agriculture,National R & D Center for Aquatic Product Processing,South China Sea Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,Guangzhou 510300,China;2.College of Food Science and Technology,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)

      As people have demands to the mouthfeel of fish increasingly,people’s attention is increasingly on the improvement of fish meat. Fish have been raised by broad bean,whose characteristics include tightened and crisped fresh quality,delicious taste. The paper summarized effects of broad bean on growth property,nutrient content,muscle quality,physiological and biochemical index and digestive enzyme during fish crisping process in order to supply some references of exploring the mechanism of fish brittleness and improving of fish quality.

      broad bean;fish;growth property;nutrient content;muscle quality

      2015-12-18

      馮靜(1990-),男,碩士研究生,研究方向:水產(chǎn)品加工,E-mail:shoufengjing@163.com。

      李來好(1963-),男,博士,研究員,研究方向:水產(chǎn)品加工與質(zhì)量安全,E-mail:laihaoli@163.com。

      國家自然科學(xué)基金(31401625);廣州市珠江科技新星專項(2014J2200019);廣東省省級科技計劃項目(2015A020209040)。

      TS254.1

      A

      1002-0306(2016)14-0395-05

      10.13386/j.issn1002-0306.2016.14.070

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