濟(jì)寧太白湖濕地系統(tǒng)4種淡水魚類營養(yǎng)成分分析及安全評價(jià)

孟麗華，史艷偉，劉方，時(shí)彥民，宋晶，簡康

(1. 濟(jì)寧市漁業(yè)監(jiān)測站; 2. 濟(jì)寧市任城區(qū)水產(chǎn)局：山東 濟(jì)寧 272000)

濟(jì)寧市太白湖濕地系統(tǒng)的功能主要是對太白湖區(qū)污水處理排放站處理的中水進(jìn)行凈化處理。由于中水含有較高的總氮、總磷，造成濕地生態(tài)功能超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，水體富營養(yǎng)化，2017年春季水綿大面積發(fā)生，嚴(yán)重地影響了濕地景觀效果。此事受到高度重視，漁業(yè)、環(huán)保和濕地等相關(guān)政府部門積極開展調(diào)研和治理，并立項(xiàng)在濕地開展“測水配方”的綜合治理試驗(yàn)研究。項(xiàng)目組在太白湖濕地選取了3個(gè)面積為2 000 m2相對封閉的區(qū)域進(jìn)行“測水配方”試驗(yàn)，經(jīng)過一年多的測試與研究，成功地改善了試驗(yàn)區(qū)的水質(zhì)，促進(jìn)了漁獲物的生長，取得了良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

“測水配方”主要是指根據(jù)水域營養(yǎng)狀況、餌料生物現(xiàn)存量、增殖容量和功能定位，有針對性地確定水生動植物資源養(yǎng)護(hù)的品種、規(guī)格、數(shù)量和比例，并通過漁獲物和水生植物消耗，利用一定量的氮和磷，實(shí)現(xiàn)水體的凈化和修復(fù)。目前，國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于“測水配方”的研究主要集中在鰱、鳙等對水體的凈化和修復(fù)作用[1-2]，還未見到對于“測水配方”模式下魚的肌肉營養(yǎng)成分分析和安全評價(jià)的相關(guān)報(bào)道。因此，本研究對“測水配方”試驗(yàn)的漁獲物進(jìn)行了營養(yǎng)成分和重金屬含量分析，以期為市民消費(fèi)提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

草魚(Ctenopharyngodonidellus)、鰱(Hypophthalmichthysmolitrix)、鳙(Aristichthysnobilis)、鯉(Cyprinuscarpio)，于2017年11月17日從太白湖濕地捕撈。取用體質(zhì)健壯、鮮活、無傷病的魚樣，每個(gè)品種取6條，測量其體長(mm)、體質(zhì)量(kg)和含肉率(%)。每個(gè)品種取6條，取其背部肌肉，分別混勻攪碎分3份放在密封袋中，置儲于-20 ℃冰箱保存?zhèn)溆茫阂环萦糜诔Ｒ?guī)營養(yǎng)成分測定，一份用于氨基酸含量測定，一份用于重金屬含量測定。

1.2 儀器與設(shè)備

主要包括：凱氏定氮儀(Kjeltec 8200，丹麥福斯公司)；分析天平(BSA124S，德國賽得利斯)；脂肪測定儀(SZF-06A，上海嘉定糧油儀器有限公司)；電熱干燥箱(P20815113，上海申光儀器儀表有限公司)；馬弗爐(SX-4-10，天津市泰斯特儀器有限公司)；氨基酸分析儀(L-8900，日本日立公司)；原子吸收分光光度計(jì)(GF-990，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)和原子熒光分光光度計(jì)(PF7，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)。

1.3 測定方法

參考朱冰等[3]的方法，利用差量法計(jì)算含肉率(%)。依據(jù)GB 5009.5—2016凱氏定氮法測定魚樣中蛋白質(zhì)的含量(%)[4]。依據(jù)GB 5009.6—2016索氏抽提法測定魚樣中脂肪的含量(%)[5]。依據(jù)GB 5009.3—2016采用105 ℃直接干燥法測定魚樣中水分含量(%)[6]。依據(jù)GB 5009.4—2016采用550 ℃灼燒重量法測定灰分(%)[7]。參照GB 5009.124—2016，經(jīng)鹽酸水解，通過可見分光光度法測定樣品中氨基酸含量(g/100 g)[8]。依據(jù)GB 5009.12—2017原子吸收光譜法測定樣品中鉛含量(μg/kg)；依據(jù)GB 5009.15—2014原子吸收光譜法測定樣品中鎘的含量(μg/kg)[9-10]；依據(jù)GB 5009.17—2014原子熒光光譜法測定樣品中汞含量(μg/kg)；依據(jù)GB 5009.11-2014原子熒光光譜法測定樣品中砷含量(μg/kg)[11-12]。

1.4 營養(yǎng)價(jià)值評價(jià)和安全評價(jià)方法

1.4.1 營養(yǎng)價(jià)值評價(jià)方法

主要評價(jià)指標(biāo)為氨基酸評分(AAS)、化學(xué)評分(CS)和必需氨基酸指數(shù)(EAAI)，其中AAS以聯(lián)合國糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織建議的每克氮氨基酸為評分標(biāo)準(zhǔn)，CS以全雞蛋蛋白質(zhì)的氨基酸模式為評分標(biāo)準(zhǔn)[13]，各指標(biāo)的計(jì)算公式見式(1)～(3)。

式(1)

式(2)

式(3)

式(3)中n為必需氨基酸的數(shù)量，L為測定魚肌肉中蛋白質(zhì)中必需氨基酸的含量(mg/gN)，S為全雞蛋蛋白質(zhì)中同種氨基酸含量(mg/gN)。

1.4.2 重金屬評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法

本研究中以無公害食品 水產(chǎn)品有毒有害物質(zhì)限量標(biāo)準(zhǔn)為參照，利用單因子比較法計(jì)算出各種重金屬的污染因子，通過公式計(jì)算出Nemero指數(shù)(是兼顧極值或稱突出最大值的計(jì)權(quán)型多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù))，綜合評價(jià)魚肉污染程度[14]，計(jì)算公式見式(4)～式(5)。

式(4)

式(5)

式中，Ci為魚肉中測定的某種重金屬值，Si為《無公害食品水產(chǎn)品有毒有害物質(zhì)限量》[15]標(biāo)準(zhǔn)中某種重金屬值，(Ci/Si)max為重金屬污染指數(shù)最高值，(Ci/Si)ave為幾種重金屬污染指數(shù)平均值，Pi代表單因子評價(jià)指數(shù)，Psum代表綜合評價(jià)指數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)用SPSS 19.3(IBM, 美國)軟件整理后，以(平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差)來表示結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 4種魚的含肉率

如表1所示，4種魚的體長范圍為38.2～43.6 cm，體重范圍為1.81～2.29 kg，含肉率最高的是草魚為64.39%，最低的是鯉為55.02%。此外，魚類的含肉率除了與可量性狀之間有一定的相關(guān)性[16-17]，還受餌料和生長環(huán)境[18-19]等因素的影響。

表1 4種魚的可量性狀Tab.1 Body measurements of four fish species

2.2 4種魚的常規(guī)營養(yǎng)成分分析

4種魚的腹背肌肉常規(guī)營養(yǎng)成分見表2，由表2可以看出，水分含量順序?yàn)椋忽柀儾蒴~>鳙>鯉，含量范圍為75.41%～78.66%；灰分含量最高的是草魚(1.42%)，最低的是鯉(1.23%)；脂肪含量最高的是鯉，為2.43%；蛋白質(zhì)含量最高的是草魚為19.13%。研究結(jié)果表明，該地4種魚肌肉中水分含量與脂肪含量成負(fù)相關(guān)，水分含量較高的魚類，其脂肪含量相對較低，兩者總量約占肌肉成分的80%，這一結(jié)論與Petiago等[20]和Testia等[21]的研究結(jié)論相符合。蛋白質(zhì)含量與擬赤梢魚(Pseudaspiusleptocephalus)(19.05%)[22]和臺灣泥鰍(Paramisgurnusdabryanus)(18.46%)[23]等名優(yōu)魚類相接近，營養(yǎng)價(jià)值較高。

表2 4種魚肌肉常規(guī)營養(yǎng)成分組成Tab.2 Basic nutritional components in musclesof four fish species %

2.3 4種魚氨基酸成分分析及營養(yǎng)評價(jià)

2.3.1 4種魚的氨基酸成分分析

蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、含量和相互間的比值對蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值和人體的代謝生長有著極大的影響[24]。本研究按照GB 5009.124—2016，經(jīng)鹽酸水解，通過可見分光光度法測定樣品中氨基酸含量，確定了4種魚中17種氨基酸的含量(不包含色氨酸)，氨基酸組成結(jié)果見表3。

表3 4種魚肌肉中氨基酸組成分析Tab.3 Amino acids composition in muscles of four fish species

注：氨基酸含量數(shù)值以鮮重[g·(100 g)-1]計(jì)，“*”示必需氨基酸；“**”示為鮮味氨基酸。

4種魚中均檢出17種氨基酸存在，17種氨基酸包括：8種必需氨基酸中的7種(除色氨酸)、2種半必需氨基酸(His、Arg)和8種非必需氨基酸(Ser、Glu、Gly、Ala、Cys、Asp、Tyr、Pro)。草魚、鰱、鳙、鯉中氨基酸總量分別為16.42%、14.36%、14.23%、15.46%(鮮重)，其中必需氨基酸占總氨基酸的比例(WEAA/WTAA)分別為42.45%、41.09%、40.69%和43.40%，必需氨基酸與非必需氨基酸的比例(WEAA/WNEAA)分別為91.11%、81.38%、80.75%和96.69%。根據(jù)FAO/WHO的理想模式，WEAA/WTAA在40%左右，WEAA/WNEAA在60%以上屬于質(zhì)量較好的蛋白質(zhì)氨基酸組成[25],由表3可以看出本研究中的4種魚中的蛋白質(zhì)氨基酸組成均能較好地符合上述指標(biāo)要求，可作為人們所需優(yōu)質(zhì)蛋白的補(bǔ)充源。

4種魚中均含有4種鮮味氨基酸(Glu、Asp、Gly、Ala)，且草魚、鰱、鳙、鯉中鮮味氨基酸占總氨基酸的比例(WDAA/WTAA)分別為34.96%、39.35%、38.79%和34.54%。

2.3.2 4種魚的營養(yǎng)品質(zhì)評價(jià)

根據(jù)營養(yǎng)學(xué)理論，將表3中的數(shù)據(jù)換算成每克氮中含氨基酸毫克數(shù)后，依據(jù)公式(1)～(3)計(jì)算出4種魚的AAS、CS、EAAI，結(jié)果見表4。

表4 4種魚肌肉中必需氨基酸組成評價(jià)Tab. 4 Evaluation on essential amino acids composition in muscles of four fish species

根據(jù)AAS可知，草魚的第一限制氨基酸是Val，鰱的第一限制氨基酸是Met+Cys，鳙的第一限制氨基酸是Val，鯉的第一限制氨基酸是Met+Cys。根據(jù)CS可知，濟(jì)寧太白湖濕地草魚、鰱、鳙、鯉的第一限制氨基酸均是Met+Cys。4種魚的必需氨基酸指數(shù)(EAAL)分別為79.32、75.06、72.28和81.66，說明這4種魚肌肉的蛋白營養(yǎng)價(jià)值均較高。

2.4 4種魚中重金屬含量檢測結(jié)果

作為水生生態(tài)系統(tǒng)食物鏈頂端的物種，通常容易從污染水體中富集一定濃度的重金屬，而間接對人體造成傷害[26]。本研究檢測了4種魚體內(nèi)的重金屬含量，結(jié)果見表5。

采用單因子指數(shù)和Nemero指數(shù)法評價(jià)4種魚的總體安全程度，計(jì)算結(jié)果見表6。

由表5和表6可得出結(jié)論：“測水配方”試驗(yàn)中所用到的4種魚體內(nèi)的重金屬鉛、鎘、汞和砷含量均低于無公害食品中的限量標(biāo)準(zhǔn)，且綜合污染指數(shù)因子Psum較低，這表明鉛、鎘、汞和砷在這4種魚中生物富集作用不明顯，不會對人體造成傷害，4種魚均處于安全水平，可以放心食用。

表5 4種魚中重金屬含量檢測結(jié)果及限量標(biāo)準(zhǔn)Tab.5 Heavy metals contents in four fish species and its limitations of national standards μg·kg-1

表6 4種魚中重金屬污染單項(xiàng)指數(shù)和綜合指數(shù)Tab.6 Single indexes and comprehensive indexes of heavy metals contamination in four fish species

3 結(jié)論

本研究通過對濟(jì)寧太白湖濕地系統(tǒng)4種淡水魚類(草魚、鰱、鳙和鯉)營養(yǎng)成分及安全評價(jià)分析發(fā)現(xiàn)，4種魚中草魚含肉率最高，17種氨基酸總量范圍為14.23%～16.42%(鮮重)，必需氨基酸與總氨基酸的比值(WEAA/WTAA/%)均在40%左右，必需氨基酸與非必需氨基酸的比值(WEAA/WNEAA/%)均在60%以上，均是理想的補(bǔ)充氨基酸的營養(yǎng)食品。4種魚肌肉中的鉛、鎘、汞和砷含量遠(yuǎn)低于無公害水產(chǎn)品安全要求中的標(biāo)準(zhǔn)，Nemero指數(shù)綜合評價(jià)表明4種魚均處于食品安全等級。研究結(jié)果表明，山東省濟(jì)寧市的太白湖濕地“測水配方”項(xiàng)目中收獲的草魚、鰱、鳙和鯉的蛋白質(zhì)價(jià)值較高，重金屬含量低，可正常食用。