香魚脂肪酸組成分析及其抗氧化研究

任霞霞 劉零怡 樓喬明 苗 亮 張 浩翁佩芳 呂亞寧 胡本峰 劉連亮

(寧波大學(xué)海洋學(xué)院，浙江省動(dòng)物蛋白食品精深加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室1，寧波 315211) (武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院2，武漢 430023) (山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)研究院3，濟(jì)南 250100)

香魚(Plecoglossusaltivelis)特產(chǎn)于東亞地區(qū)，隸屬胡瓜魚目(Osmeriformes)香魚科(Plecoglossidae)，是一種小型名貴經(jīng)濟(jì)魚類，具有清香無形、肉質(zhì)細(xì)嫩的優(yōu)點(diǎn)[1]。香魚體內(nèi)的香脂腺能使其散發(fā)清香，使其自古以來一直受到人們的喜愛，在中國曾被用作貢品，在日本和韓國也正是由于其清新的香味而成為人們最喜愛的海鮮之一[2]。香魚具有生長快、商品周期短、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高等特點(diǎn)，在日本香魚每年市場需求量大約為3～5萬t，國內(nèi)消費(fèi)市場也逐步形成。在中國香魚分布較廣泛，北起遼寧省鴨綠江、南至廣西北侖河及臺(tái)灣沿海山溪，均有分布。自80年代末、90年代初，香魚養(yǎng)殖業(yè)獲得了很大發(fā)展[3]。目前針對香魚資源分布、人工繁殖、遺傳與免疫等方面已有較為詳細(xì)的研究，但對香魚脂肪酸組成及其氧化穩(wěn)定性的研究相對較少[4-8]。

魚油含有豐富的多不飽和脂肪酸(PUFAs)，其制品也越來越多地應(yīng)用到保健品和藥品中，在治療疾病和保健上表現(xiàn)出的價(jià)值日益突出[9-11]。然而魚油富含不飽和脂肪酸，穩(wěn)定性比較差，容易氧化酸敗[12-13]?，F(xiàn)有研究主要是對不同地理分布的香魚以及對不同飼料喂養(yǎng)的香魚的脂肪酸進(jìn)行分析[4-5]，而對香魚不同部位脂肪酸的組成卻鮮有報(bào)道，分析香魚不同部位的脂肪酸組成有助于改進(jìn)香魚的加工工藝和加工方式。本研究提取香魚魚頭、背部肌肉、香脂腺、精巢和卵巢五個(gè)部位的脂肪，對不同部位的脂肪含量和組成進(jìn)行分析，并采用烘箱法和Rancimat法和添加不同抗氧化劑對其氧化穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

香魚采自浙江寧海鳧溪香魚養(yǎng)殖場，全長(17.23±0.72) cm，體重(39.31±5.21) g。

燕麥酚酸(OP) 為70%乙醇溶液提取物(得率(4.20±0.20)%，酚酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)(34.75±2.40)mg/g，以沒食子酸計(jì))[14]。特丁基對苯二酚(TBHQ)、抗壞血酸棕櫚酸酯(AP)，三氯乙酸、甲醇、石油醚等試劑均為分析純：國藥集團(tuán)。

1.1.2 主要儀器與設(shè)備

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠；822型Rancimat油脂氧化穩(wěn)定性測定儀：瑞士萬通中國有限公司；7890GC氣相色譜儀：美國Agilent公司；冷凍干燥機(jī)：寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 香魚不同部位總脂肪的提取

每條香魚分成魚頭、魚身、香脂腺、精巢和卵巢五部分，各部分稱取10 g左右，分割成塊狀，用濾紙包好(n=10)。將其分別放入150 mL氯仿-甲醇混合液(2∶1，V/V)中，在60 ℃條件下加熱4 h，上清液旋蒸后干燥，得到香魚魚油樣品。

1.2.2 中、極性脂肪組成的測定

干燥后的總脂肪采用液-液分離法，以石油醚及95%甲醇水溶液萃取分離中性脂肪和極性脂肪[15-16]，真空干燥至恒重，計(jì)算中性脂肪和極性脂肪的百分比含量。

1.2.3 脂肪酸分析

脂肪酸甲酯化：參照GB/T 17376—2008三氟化硼法，將單個(gè)組分用含1%的濃鹽酸回流1.5 h后轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，采用硅膠柱層析用二氯甲烷/正己烷洗脫純化甲基酯(2/1，V/V)，用氣相色譜儀進(jìn)行脂肪酸分析[17]。

氣相色譜條件：采用DB-WAX 聚乙二醇毛細(xì)管色譜柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)進(jìn)行分析，載氣氦氣，流速1 mL/min，分流比50∶1；起始柱溫180 ℃，保留15 min后，以4 ℃/min升至210 ℃后，保留30 min，再以3.0 ℃/min升至230 ℃，保留15 min。

1.2.4 魚油氧化穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

魚油品質(zhì)檢測：不同部位香魚魚油的過氧化值參照GB 5009.227—2016測定[18]，碘值測定參照GB/T 5532—2008[19]；酸價(jià)參照GB 5009.229—2016進(jìn)行[20]。

魚油氧化穩(wěn)定性測定：取(3.00±0.01)g待測魚油樣品放入Rancimat測定管，測量池中加入50 mL去離子水，于90 ℃通入空氣，流速20 L/h，按照GB/T 21121—2007進(jìn)行實(shí)驗(yàn)[21]，通過誘導(dǎo)時(shí)間(IP)比較各試樣的氧化穩(wěn)定性。

不同抗氧化劑對香脂腺油脂的品質(zhì)影響：取一定量香脂腺油脂分別加入TBHQ、AP、OP以及AP+OP混合物，設(shè)置空白對照為CK組，添加量均為0.02%。將各處理樣品放入60 ℃的烘箱[22]中鼓風(fēng)處理，加速油脂的氧化，測定魚油在不同時(shí)間的過氧化值(POV)和硫代巴比妥酸值(TBA)。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用Excel軟件對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并制圖，用SPSS 17.0進(jìn)行單因子方差分析(One-Way ANOVA)，多重比較采用Duncan檢驗(yàn)，P<0.05視為差異顯著，P<0.01視為差異極顯著。

2 結(jié)果與討論

2.1 香魚不同部位的脂肪分布及性質(zhì)

香魚不同部位的總脂肪含量以及脂肪酸組成存在顯著差異 (P<0.05)，香脂腺脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于其他四個(gè)部位，為(50.20±2.23)%，是香魚脂肪的主要來源；魚頭的總脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，為(4.92±0.21)%(表1)。動(dòng)物脂肪可分為結(jié)構(gòu)脂質(zhì)和儲(chǔ)能脂質(zhì)，其中極性脂肪主要為結(jié)構(gòu)脂質(zhì)，而中性脂肪主要為儲(chǔ)能脂質(zhì)。近年來，極性脂肪中的磷脂因其具有特殊的生理活性而備受關(guān)注[23]。精巢的極性脂肪組成最高，為(72.8±3.72)%，其次為魚頭(66.30±3.07)%；背肌的極性脂肪含量最低，中性脂肪含量最高，這與其能量儲(chǔ)存功能具有密切關(guān)系。香魚中性脂肪和極性脂肪中的具體組成，還有待今后進(jìn)一步深入研究。

從理化指標(biāo)的檢測結(jié)果可以看出(表1)，本實(shí)驗(yàn)制備的香魚魚油均達(dá)到了精制魚油的標(biāo)準(zhǔn)。對比SC/T 3502-2016 魚油可知，5組魚油樣品的過氧化值均達(dá)到了一級(jí)精制魚油的要求，僅香脂腺和精巢魚油的酸價(jià)能夠達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其他3個(gè)部位魚油的酸價(jià)僅能達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，而五組魚油樣品的碘值達(dá)到粗魚油的標(biāo)準(zhǔn)。盡管如此，數(shù)據(jù)也表明從香魚各部位提取的油脂的基本指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到商業(yè)魚油的標(biāo)準(zhǔn)，具有應(yīng)用前景。

表1 香魚不同部位的脂肪含量、組成和品質(zhì)檢測

2.2 香魚不同部位的脂肪酸組成和含量

面積歸一法求得的香魚不同部位的脂肪酸組成及含量如表2所示。香魚脂肪酸主要包含棕櫚酸、亞油酸、十六烯酸、硬脂酸、十四烷酸、亞油酸、亞麻酸等，但是不同部位的脂肪酸組成及含量存在一定差異。在魚頭、卵巢、香脂腺、背肌四個(gè)部位中，棕櫚酸(C16∶0)和亞油酸(C18∶2)是含量最高的2種脂肪酸。在人工飼養(yǎng)過程中，香魚飼料中往往含有高含量的C18∶2脂肪酸，這是導(dǎo)致香魚各部位具有高含量C18∶2的主要原因[2]。在本實(shí)驗(yàn)中，所選取的5個(gè)部位的飽和脂肪酸(SFAs)均超過50%。脂肪酸組成尤以魚頭和香脂腺最為豐富，均檢測出16種脂肪酸，其次是背肌，共檢測出15種脂肪酸。香脂腺脂肪含量顯著高于香魚其他部位，也是其清香氣味主要來源。魚頭、卵巢、香脂腺和背肌中的PUFAs總量分別為(34.33±0.04)%、(29.75±0.19)%、(31.18±0.05)%和(30.50±0.10)%。亞油酸和亞麻酸是人體必需脂肪酸，具有降低血清脂質(zhì)、防治動(dòng)脈粥樣硬化等功能[23]。表2結(jié)果也表明，盡管香魚油脂中并不含二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)，但是香魚魚頭、卵巢和背肌均可以作為良好的食物來源。

精巢脂肪酸種類明顯少于其他部分，只檢測出7種脂肪酸，并且PUFAs也顯著低于其他4個(gè)部位(P<0.01)，但是其含有的SFAs以及十七碳烯酸(C17∶1)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，分別為(67.43±0.08)%和(10.09±0.09)%。精巢中的C17∶1含量是其他部位的10倍之多，可能與其在精巢中的功能有關(guān)，尚待進(jìn)一步研究。

C24∶1俗稱神經(jīng)酸，是大腦神經(jīng)細(xì)胞和組織的核心天然成分，具有修復(fù)神經(jīng)細(xì)胞和防止腦神經(jīng)衰老的生理功能[24]。在大多數(shù)淡水魚中神經(jīng)酸未被檢出，目前只在鳡魚肌肉脂肪酸中發(fā)現(xiàn)少量[25]。在本實(shí)驗(yàn)中，香魚卵巢和精巢未檢測出神經(jīng)酸，香魚魚頭、香脂腺和背肌中分別含有(0.42±0.03)%、(0.35±0.03)%、(0.40±0.03)%的神經(jīng)酸，表明香魚脂肪酸具有特殊的營養(yǎng)價(jià)值。

2.3 魚油氧化穩(wěn)定性

2.3.1 Rancimat 油脂氧化穩(wěn)定性

Rancimat油脂氧化穩(wěn)定性測定是在高溫下通入空氣，通過測定誘導(dǎo)時(shí)間來表征油脂氧化穩(wěn)定性的強(qiáng)弱，油脂的氧化穩(wěn)定性隨著誘導(dǎo)時(shí)間的增長而增大[26]。不同部位魚油在90 ℃下的氧化穩(wěn)定性結(jié)果如圖1所示。和其他4個(gè)部位相比，精巢油脂表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性，這與其含有相對較低的PUFAs有關(guān)。油脂不飽和程度越高，氧化作用越明顯，穩(wěn)定性就越低，然而與其他油脂的Rancimat結(jié)果相比，香魚油脂的氧化穩(wěn)定性仍然較弱[27-30]。因此添加抗氧化劑對于增強(qiáng)其氧化穩(wěn)定性、延長其儲(chǔ)藏貨架期顯得尤為必要。

2.3.2 不同抗氧化劑對香魚香脂腺的氧化穩(wěn)定性

本實(shí)驗(yàn)利用烘箱法通過加速氧化來研究油脂的氧化穩(wěn)定性。POV和TBA都是判斷油樣酸敗、氧化與否或氧化程度的重要指標(biāo)。氫過氧化物是油脂氧化的初級(jí)產(chǎn)物，通常用POV來反映初級(jí)氧化程度。丙二醛是油脂氧化產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物之一，TBA表示最終脂質(zhì)氧化產(chǎn)物的濃度，反映氧化程度[31-32]。香脂腺是香魚的重要器官，也是香魚魚油主要來源，在60 ℃條件下TBHQ、AP、OP和AP+OP對香脂腺魚油POV和TBA的影響分別如圖2、圖3所示。

表2 香魚不同部位的脂肪酸組成

圖1 香魚不同部位油脂在90 ℃下的氧化穩(wěn)定性

圖2 60 ℃時(shí)不同抗氧化劑對魚油過氧化值的影響

由圖2可以看出，空白魚油樣品的POV隨時(shí)間的延長而迅速的增長，添加抗氧化劑后，魚油的氧化穩(wěn)定性有了顯著提高。在相同時(shí)間下，添加AP+OP混合物的魚油的POV小于添加TBHQ、AP和OP樣品的POV值，表明OP+AP混合使用的效果最好。添加劑單一使用時(shí)，TBHQ的使用效果最為顯著，在第14天時(shí)，AP的抗氧化性優(yōu)于OP，但在第4天之后，OP的抗氧化性優(yōu)于AP?？傮w來說，抗氧化劑對魚油氧化穩(wěn)定性的影響程度為：AP+OP>TBHQ>OP>AP。燕麥多酚具有良好抗氧化活性，本實(shí)驗(yàn)所用燕麥多酚為乙醇提取物(游離酚酸)，其主要抗氧化成分為醇溶性成分，包括酚酸類、黃酮類等酚類化合物，具有優(yōu)良的抗脂質(zhì)氧化功能[33-34]。

本實(shí)驗(yàn)中添加TBHQ的魚油的誘導(dǎo)期從1 d延長到5 d，延長了近5倍，在漢麻籽油的抗氧化研究中，0.02%的TBHQ在100 ℃時(shí)的誘導(dǎo)期從4.1 h提高到15.9 h，延長了3倍左右[35]。由此可見TBHQ無論在動(dòng)物油脂還是植物油脂的抗氧化方面，其單獨(dú)使用效果都是最好的。在抗氧化劑復(fù)配使用方面，天然來源的AP+OP復(fù)配可以協(xié)同增效，較單一抗氧化劑使用效果更好，也證實(shí)了目前研究多種氧化劑混合使用較單一使用效果好的結(jié)論[36-37]。此外也有研究表明，抗氧化劑會(huì)改變油脂的揮發(fā)性成分和含量[38]。

圖3 60 ℃時(shí)不同抗氧化劑對魚油硫代巴比妥酸值的影響

圖3表明，丙二醛在第1～2 d緩慢產(chǎn)生，從第5天開始迅速增加，其中1～5 d處于誘變期，之后處于突變期。圖3顯示的結(jié)果與測定的POV的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似。即添加抗氧化劑后，魚油的抗氧化能力均有很大提升，同樣OP+AP混合使用效果最好，預(yù)測魚油的貨架期可延長51 d[39]。

3 結(jié)論

香脂腺是香魚脂肪的主要來源，為(50.20±2.23)%；魚頭的總脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，為(4.92±0.21)%。精巢的極性脂肪組成最高，為(72.80±3.72)%，其次為魚頭(66.30±3.07)%；肌肉中的極性脂肪含量最低，中性脂肪含量最高。香魚不同部位油脂的性質(zhì)和數(shù)量不同，實(shí)驗(yàn)測得有16種類型的脂肪酸，主要包含棕櫚酸、亞油酸、亞麻酸、二十碳烯酸、二十碳二烯酸、二十二碳烯酸等，其中SFAs質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)27%～34%，MUFAs質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.00%～9.00%，PUFAs為18.56%～34.33%。雖然精巢MUFAs含量最低，但是C17∶1為其他部位的10倍以上。

Rancimat (90 ℃)測定結(jié)果表明，精巢提取油脂的氧化穩(wěn)定性最高，烘箱法結(jié)果表明抗氧化劑能顯著延長油脂穩(wěn)定性。其中加入OP+AP的混合物協(xié)同增效，對魚油的氧化穩(wěn)定影響最大，最大地延長了魚油的貨架期，對香魚的開發(fā)利用以及香魚加工和儲(chǔ)藏貨架期的延長有一定的指導(dǎo)意義。