紅尾副鰍肌肉營養(yǎng)成分分析和安全性評價(jià)

周先坤，朱重洋，何海波，王雪力，徐華明，武佳韻，溫安祥

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，四川雅安 625014)

紅尾副鰍(Paracobitisvariegatus) 隸屬鯉形目，鰍科、副鰍屬，主要分布于長江上游，是中國特有小型經(jīng)濟(jì)食用魚類[1-3]。紅尾副鰍肉質(zhì)鮮美，體色艷麗，可兼作食用和觀賞魚類。因生存環(huán)境破壞與過度捕撈等因素的影響，紅尾副鰍資源急劇減少[4]。因此，積極開展紅尾副鰍人工養(yǎng)殖，對保護(hù)和持續(xù)利用該物種資源具有重要意義。對紅尾副鰍的生物學(xué)特性及人工馴養(yǎng)進(jìn)行了初步探討[5-9]，但有關(guān)其營養(yǎng)價(jià)值的研究尚未見報(bào)道。本試驗(yàn)檢測野生紅尾副鰍肌肉的一般營養(yǎng)成分、氨基酸組成和部分礦物元素含量，評價(jià)紅尾副鰍肌肉的營養(yǎng)價(jià)值，為開發(fā)利用紅尾副鰍資源提供依據(jù)，同時(shí)為科學(xué)配制紅尾副鰍人工飼料提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)一野生紅尾副鰍采自四川省雅安市石棉縣。選取體長、體重相近的紅尾副鰍165尾，放入質(zhì)量濃度為180 mg/L MS-222麻醉溶液中，待魚體麻醉后，取背部和腹部肌肉樣品170.04 g，搗碎、混勻(表1)。稱取135 g樣品，平均分成3份，用于測定一般營養(yǎng)成分；稱取9 g樣品，平均分成3份，用于測定礦物元素含量。野生泥鰍(Misgurnusanguillicaudatus) 采自四川省雅安市農(nóng)貿(mào)市場。選取體長、體重相近的泥鰍147尾，按照前述紅尾副鰍的方法進(jìn)行取樣和測試。

表1 試驗(yàn)魚取樣數(shù)據(jù)Tab.1 Basic data of the sampling fish

試驗(yàn)二野生紅尾副鰍分別采自四川省雅安市雨城區(qū)和天全縣(石棉縣、雨城區(qū)、天全縣紅尾副鰍的采集地分屬不同水系)。參考文獻(xiàn)[10，11]對泥鰍的毒性效應(yīng)試驗(yàn)設(shè)置Cr和Cu濃度。選取體表無傷、體質(zhì)健壯的雨城區(qū)紅尾副鰍120尾(4.21±0.85)g，隨機(jī)分成8組，每組15尾，分別置于盛有不同濃度Cr6+(0、200、400、600 mg/L)和Cu2+(0、0.3、0.6、0.9 mg/L)處理液的玻璃缸中。Cr6+浸泡組處理10 h，Cu2+浸泡組處理24 h。取肌肉和肝胰臟，搗碎、混勻，平均分成3份，用于檢測Cu和Cr含量。選取天全縣紅尾副鰍120尾(3.22±0.73)g，按照雨城區(qū)紅尾副鰍的處理方法進(jìn)行。

1.2 測定方法

肌肉樣品中水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分的含量分別采用常壓干燥法、凱氏定氮法、索氏提取法，按照GB 5009.3-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》、GB 5009.5-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》、GB 5009.6-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》和GB 5009.4-2016 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測定》進(jìn)行檢測；肌肉樣品中礦物元素含量采用PerkinElmer NexION 350 Series ICP-MS電感耦合等離子體質(zhì)譜儀進(jìn)行測定[12]。

氨基酸測定方法：肌肉樣品中氨基酸組成采用日立L-900全自動氨基酸分析儀進(jìn)行檢測。準(zhǔn)確稱取0.1 g(精確到0.0001 g)樣品于水解管內(nèi)，加入6 mol/L HCl 10 mL，再加入新蒸餾的苯酚3 ～ 4滴，漩渦振蕩3 min后冷凍5 min，抽真空后充入高純氮?dú)猓诔涞獱顟B(tài)下擰緊耐壓螺蓋。將水解管置于110 ℃ 干燥箱內(nèi)水解22 h后取出。冷卻后小心打開水解管，將水解液全部轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用去離子水定容，過濾。取1 mL濾液于5 mL容量瓶中，真空干燥，反復(fù)2次，最后蒸干，然后加入0.02 mol/L檸檬酸鈉緩沖液1 mL，高速離心后經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后上機(jī)。

1.3 肌肉營養(yǎng)成分評價(jià)方法

參考蛋白質(zhì)采用人體必需氨基酸評分標(biāo)準(zhǔn)模式(WHO/FAO)，氨基酸評分(AAS)可反映各種必需氨基酸與人體需求的接近程度，必需氨基酸指數(shù)(EAAI)能表明必需氨基酸總量與標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)相比接近的程度。采用以下公式計(jì)算AAS和EAAI[13-14]。

n為比較的氨基酸個(gè)數(shù)；b1，b2……bn為紅尾副鰍某種必需氨基酸含量；a1，a2……an為標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)(鮮雞蛋)中人必需氨基酸含量。

1.4 健康風(fēng)險(xiǎn)評估

采用目標(biāo)危險(xiǎn)系數(shù)(THQ)評價(jià)消費(fèi)者食用紅尾副鰍肌肉攝取重金屬的風(fēng)險(xiǎn)[15]。公式如下：

其中，C為魚肉中重金屬的含量(mg/kg)，F(xiàn)IR為魚的消費(fèi)量[71 g/(d.人)]，EDtot為暴露時(shí)間(70年)，EFr為暴露頻率(365 d/年)，RfD為口服參考劑量[Cd:1×10-3mg/(kg·d)，Cu:0.04 mg/(kg·d)，Zn:0.3 mg/(kg·d)，Pb:4×10-3mg/(kg·d)，Cr:3×10-3mg/(kg·d)，As:3×10-4mg/(kg·d)]，BWa為人體平均體重(58.1 kg)，Atn為非致癌性暴露平均時(shí)間(365 d/年×暴露年限，約為70年)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2010和SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅尾副鰍肌肉的一般營養(yǎng)成分

紅尾副鰍肌肉含水率低于野生泥鰍；粗蛋白質(zhì)和粗脂肪含量均高于野生和養(yǎng)殖泥鰍；灰分含量高于野生泥鰍(表2)。

表2 紅尾副鰍和泥鰍肌肉一般營養(yǎng)成分及含量的比較(鮮重)Tab.2 Comparison of general nutrient components and contents in muscles between P.variegatus and M.anguillicaudatus(fresh) %

注：*野生泥鰍的各項(xiàng)指標(biāo)是依照紅尾副鰍的取樣和測定方法實(shí)測所得，下同。

2.2 紅尾副鰍肌肉氨基酸組成及營養(yǎng)評價(jià)

本試驗(yàn)測得紅尾副鰍肌肉酸水解氨基酸17 種(未檢測色氨酸)，人體所需8種必需氨基酸中檢出7 種，非必需氨基酸8種，氨基酸總量占干物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為87.50%。紅尾副鰍肌肉中苯丙氨酸含量極顯著高于野生泥鰍(P<0.01)，而脯氨酸含量顯著低于野生泥鰍(P<0.01)，其他各種氨基酸的含量、氨基酸的總量(ΣAA)、必需氨基酸總量(ΣEAA)和鮮味氨基酸總量(ΣDAA)與野生泥鰍之間的差異均不明顯(P>0.05)。與人工養(yǎng)殖泥鰍相比，紅尾副鰍肌肉的苯丙氨酸、賴氨酸、酪氨酸、丙氨酸、精氨酸和絲氨酸含量較高，而谷氨酸、纈氨酸、異亮氨酸和亮氨酸含量較低，但二者間氨基酸總量、必需氨基酸總量和鮮味氨基酸總量沒有明顯差異(表3)。

紅尾副鰍必需氨基酸總量占氨基酸總量(ΣEAA/ΣAA)的40.62%，鮮味氨基酸總量占氨基酸總量(ΣDAA/ΣAA)的38.26%，必需氨基酸與非必需氨基酸的比值(ΣEAA/ΣNEAA)為0.800 8。紅尾副鰍與野生泥鰍、養(yǎng)殖泥鰍之間ΣEAA/ΣAA、ΣDAA/ΣAA和ΣEAA/ΣNEAA的差異均不顯著(表3)。

表3 紅尾副鰍肌肉氨基酸組成與泥鰍的比較(干重)Tab.3 Comparison of muscle amino acid composition between P.variegatus and M.anguillicaudatus(dry) %

續(xù)表3

注1：①色氨酸因酸水解破壞，未檢出；②ΣEAA:必需氨基酸總量(色氨酸未檢測)；③ΣSEAA :半必需氨基酸(semi-essential amino acid)總量；④ΣDAA：鮮味氨基酸總量(Asp、Glu 、Gly與Ala之和)；⑤ΣAA：氨基酸總量。
注2：因無養(yǎng)殖泥鰍原始數(shù)據(jù)，僅對紅尾副鰍與野生泥鰍之間的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行了顯著性檢驗(yàn)(下同)。
注3：同行肩注不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。

按照FAO/WHO 建議的氨基酸評分模式，計(jì)算出紅尾副鰍肌肉中必需氨基酸的AAS和EAAI 值，并與野生和養(yǎng)殖泥鰍相比較(表4)。參照AAS 標(biāo)準(zhǔn)，苯丙氨酸是紅尾副鰍和泥鰍肌肉的第一限制性氨基酸，但紅尾副鰍苯丙氨酸的AAS分值高于野生和養(yǎng)殖泥鰍。紅尾副鰍的EAAI也略高于野生和養(yǎng)殖泥鰍。

2.3 紅尾副鰍肌肉的礦物元素分析

本試驗(yàn)測定了采自石棉縣的紅尾副鰍肌肉中的部分礦物元素(表5)。紅尾副鰍肌肉中Cu、Fe含量明顯高于野生泥鰍；Mg含量也顯著高于野生泥鰍；Ca、Zn、Mn含量與野生泥鰍差異不顯著。與養(yǎng)殖泥鰍相比，紅尾副鰍肌肉中Cu、Fe、Mg含量較高，而Ca、Zn、Mn含量明顯較低。紅尾副鰍肌肉中As、Pb、Cr和Cd含量均極顯著高于野生泥鰍。

2.4 紅尾副鰍(石棉縣)肌肉的安全性評價(jià)

目標(biāo)危險(xiǎn)系數(shù)(THQ)可以評價(jià)單一重金屬的健康風(fēng)險(xiǎn)，也可評價(jià)多種重金屬復(fù)合暴露的健康風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)THQ<1時(shí)對暴露人群沒有風(fēng)險(xiǎn)，THQ的數(shù)值越小，表示健康風(fēng)險(xiǎn)越低[15]。依據(jù)表5中野生紅尾副鰍和野生泥鰍部分重金屬的含量進(jìn)行THQ分析(表6)。由表6可知，采自石棉縣的野生紅尾副鰍Cu、As、Pb、Cr和Cd的THQ值明顯高于野生泥鰍，且THQCu、THQCr分別為0.965 8和1.044 4，處于健康風(fēng)險(xiǎn)的臨界值，幾種重金屬THQ總值為2.266 9，表明長期食用野生紅尾副鰍存在健康風(fēng)險(xiǎn)。

表4 紅尾副鰍肌肉中必需氨基酸組成與評價(jià)(干重)Tab.4 Composition and evaluation of essential amino acids in the muscles of P.variegatus(dry)

表5 紅尾副鰍與泥鰍的部分礦物元素含量(鮮重，mg/kg)Tab.5 Comparison for the content of mineral element between P.variegatus and M.anguillicaudatus(fresh) mg/kg

注：同行肩注不同小寫字母表示差異顯著(P <0.05)，不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。

表6 紅尾副鰍與泥鰍肌肉部分重金屬的THQ值分析Tab.6 THQ analysis of heavy metals in muscles of P.variegatus and M.anguillicaudatus

2.5 紅尾副鰍(雨城區(qū)、天全縣)肌肉和肝胰臟Cr、Cu含量

在高濃度Cr6+浸泡下，紅尾副鰍劇烈游動，4 h時(shí)后開始出現(xiàn)身體失衡現(xiàn)象，10 h后大量死亡。不同濃度Cu2+浸泡處理下，紅尾副鰍較為平靜，24 h后大量死亡。取樣測定肝胰臟和肌肉Cr、Cu的含量。結(jié)果表明，不同濃度Cr6+、Cu2+分別處理10 h、24 h后，紅尾副鰍(雨城區(qū)、天全縣)肝胰臟和肌肉Cr、Cu含量均明顯升高(表7)，并且肝胰臟的富集量高于肌肉，說明紅尾副鰍對Cr、Cu的富集能力較強(qiáng)。

表7 雨城區(qū)和天全縣紅尾副鰍肌肉Cr、Cu含量(鮮重)Tab.7 Cr and Cu contents in muscles of P.variegatus(fresh) mg/Kg

3 討論

根據(jù)FAO/WHO理想蛋白模式，質(zhì)量較好的蛋白質(zhì)ΣEAA/ΣAA為0.4左右，ΣEAA/ΣNEAA在0.6以上[13]，紅尾副鰍肌肉ΣEAA/ΣAA為0.406 2，ΣEAA/ΣNEAA為0.800 8，顯示紅尾副鰍肌肉蛋白質(zhì)的質(zhì)量較好；紅尾副鰍肌肉的粗蛋白含量、氨基酸總量、必需氨基酸總量、必需氨基酸AAS和EAAI均高于野生泥鰍和養(yǎng)殖泥鰍(表2，表3，表4)，表明紅尾副鰍肌肉蛋白質(zhì)質(zhì)量優(yōu)于野生泥鰍和養(yǎng)殖泥鰍。

曹良惠[17]檢測了水產(chǎn)動物Ca、Mg、Fe、Zn的含量(Ca：149.28～1 979.81 mg/kg；Mg： 127.99～2 488.22 mg/kg；Fe：20～190 mg/kg；Zn：10 mg/kg左右)。本次測得紅尾副鰍肌肉中Ca、Mg、Fe、Zn的含量分別為91.64 mg/kg、411.37 mg/kg、155.57 mg/kg、20.77 mg/kg。紅尾副鰍肌肉中Zn含量是普通水產(chǎn)品的2倍，Mg和Fe含量在普通水產(chǎn)品含量范圍內(nèi)，僅Ca含量明顯偏低(表5)。

Mn、As、Pb和Cd含量均明顯低于GB2762-2017國家限量標(biāo)準(zhǔn)(Mn≤2 mg/kg；As≤0.1 mg/kg；Pb≤0.5 mg/kg；Cd≤0.1 mg/kg)；Cu含量為31.61 mg/kg，極顯著高于野生泥鰍和養(yǎng)殖泥鰍，但低于國家標(biāo)準(zhǔn)限量(Cu≤50 mg/kg)；Cr含量高于國家限量標(biāo)準(zhǔn)(Cr≤2.0 mg/kg)。本試驗(yàn)所檢測的紅尾副鰍肌肉中10種礦物元素的含量均高于野生泥鰍(表5)，推測與紅尾副鰍樣品產(chǎn)地(中國四川省石棉縣)礦產(chǎn)資源豐富，水體中礦物元素含量較高，魚體對這些礦物元素的富集能力較強(qiáng)有關(guān)。

采自石棉縣紅尾副鰍的THQCu、THQCr分別為0.965 8和1.044 4，處于健康風(fēng)險(xiǎn)的臨界值，Cu、As、Pb、Cr和Cd的總值(TTHQ)達(dá)2.266 9(表6)，表明長期食用紅尾副鰍(石棉縣)存在健康風(fēng)險(xiǎn)。為探究紅尾副鰍(石棉縣)肌肉中Cu、Cr含量高的原因，進(jìn)一步開展了紅尾副鰍對Cu、Cr富集效應(yīng)的研究。發(fā)現(xiàn)采自雨城區(qū)和天全縣紅尾副鰍肌肉Cu、Cr的含量遠(yuǎn)低于采自石棉縣的紅尾副鰍(表5、表7)，均符合國家限量標(biāo)準(zhǔn)；證實(shí)紅尾副鰍(石棉縣)肌肉中Cu、Cr含量高應(yīng)是生活水環(huán)境中Cu、Cr含量高和其對Cu、Cr富集能力強(qiáng)所致。因此，進(jìn)行紅尾副鰍人工養(yǎng)殖時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格檢測飼料和水體中重金屬(Cu、Cr)的含量，并盡可能縮短養(yǎng)殖周期，以降低紅尾副鰍對重金屬(Cu、Cr)的富集。

4 結(jié)論

紅尾副鰍是一種營養(yǎng)價(jià)值較高的淡水魚類，具有良好的開發(fā)利用前景，但因紅尾副鰍對重金屬(Cr、Cu)的富集能力較強(qiáng)，進(jìn)行人工養(yǎng)殖時(shí)須嚴(yán)格檢測飼料和水體中重金屬(Cr、Cu)的含量，并盡可能地縮短養(yǎng)殖周期。

[1]丁瑞華.成都：四川魚類志[M].四川科學(xué)技術(shù)出版社，1994：51-53.

[2]于曉東，羅天宏，周紅章.長江流域魚類物種多樣性大尺度格局研究[J].生物多樣性，2005，13(6)：473-495.

[3]Yang J，Kottelat M，Chen Y.Subspecific differentiation ofParacobitisvariegatuswith comments on its zoogeography[J].Zool Res，1994，15(Supplement)：58-67.

[4]杜宗君，鄒建平，李正杰，等.紅尾副鰍耗氧率和窒息點(diǎn)的初步研究[J].四川動物，2013，32(5)：695-700.

[5]周中艷，嚴(yán)太明，馬恒東.紅尾副鰍生物學(xué)初步研究[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，25(3)：352-356.

[6]郭志強(qiáng)，劉紹平，段辛斌，等.大寧河紅尾副鰍年齡與生長的研究[J].淡水漁業(yè)，2008，38(6)：14-18.

[7]唐 勇，張 紅，楊 兵，等.紅尾副鰍的生物學(xué)性狀及人工馴養(yǎng)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40(22)：11296-11298.

[8]Min R，Chen X Y，Yang J X.Paracobitisnanpanjiangensis，a new loach(Balitoridae：Nemacheilinae) from Yunnan，China.[J].Environ Biol Fish，2010，87(3)：199-204.

[9]Tang Q，Xiong B，Yang X，et al.Phylogeny of the East Asian botiine loaches(Cypriniformes，Botiidae) inferred from mitochondrial cytochrome b，gene sequences[J].Hydrobiologia，2005，544(1)：249-258.

[10]行文珍，雷 忻，田鵬飛，等.重金屬鉛、鉻對泥鰍的急性毒性損傷[J].延安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)， 2016，35(4)：100-103.

[11]朱 旭，陳 雷，陳玉明，等.Cu2+，Al3+和Zn2+對泥鰍的急性毒性和聯(lián)合毒性研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2014，37(10)：26-30.

[12]張 強(qiáng).重金屬在魚、蔬菜體內(nèi)的分布及其存在形態(tài)的研究[D].福建廈門：集美大學(xué)，2007：12-14.

[13]Pellett P L，Young V R.Nutritional evaluation of protein foods[M].Tokyo：The United National University Publishing Company，1980：26-29.

[14]王亞光，沈治平，范文洵，等.中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院.食物成分表(全國代表值)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，1991：38-40，78-80.

[15]涂宗財(cái)，龐娟娟，鄭婷婷，等.吳城鄱陽湖自然保護(hù)區(qū)魚體重金屬的富集及安全性評價(jià)[J].水生生物學(xué)報(bào)，2017，41(4)：878-883.

[16]黃 鈞，楊 淞，覃志彪，等.云斑鮰、泥鰍和瓦氏黃顙魚的含肉率及營養(yǎng)價(jià)值比較研究[J].水生生物學(xué)報(bào)，2010，34(5)：990-997.

[17]曹良惠.水產(chǎn)品中無機(jī)元素的測定及研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2012：43-45.