大西洋鮭和虹鱒不同部位中蝦青素和脂肪酸的比較分析

高巖，邢麗紅，孫偉紅*，吳旭干，祖露,，寧勁松，翟毓秀，譚志軍

1(上海海洋大學 食品學院，上海，201306)2(中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所 農(nóng)業(yè)部極地漁業(yè)開發(fā)重點實驗室，山東 青島，266071)3(上海海洋大學 農(nóng)業(yè)部淡水種質(zhì)資源重點實驗室，上海，201306)

大西洋鮭(Salmosalar)隸屬于鮭科(Salmonoidea)，鮭屬(Salmon)，為冷水性溯河產(chǎn)卵洄游魚類，是世界著名經(jīng)濟魚種之一[1]。主要原產(chǎn)地為挪威，作為世界名貴魚類之一，其在加拿大、智利、澳大利亞、日本、美國等國家均有養(yǎng)殖[2]，我國自2010年起開始工業(yè)化養(yǎng)殖，受養(yǎng)殖區(qū)域和技術(shù)的限制，在我國的養(yǎng)殖產(chǎn)量很少。生食大西洋鮭肉質(zhì)細嫩、口感爽滑、顏色鮮艷，廣受消費者喜愛。其產(chǎn)品類型以煙熏、冰凍、冰鮮形式為主，其中煙熏產(chǎn)品在我國消費相對較少。

虹鱒(Oncorhynchusmykiss)隸屬于鮭科(Salmonoidea)，大馬哈魚屬(Oncorhychus)，其魚身有小黑斑分布，有一紅色帶位于體側(cè)，如同彩虹，因此得名“虹鱒”，是全球性高經(jīng)濟價值的冷水性優(yōu)良養(yǎng)殖品種之一[3]。虹鱒最早在美國開始淡水養(yǎng)殖，我國從1959年開始養(yǎng)殖，目前在20多個省市區(qū)都有養(yǎng)殖，是國內(nèi)養(yǎng)殖范圍較廣的冷水魚類[4]。2017年我國虹鱒產(chǎn)量為41 460 t，比2016年產(chǎn)量增加17.79%[5]，已成為我國重要的養(yǎng)殖魚類之一。尤其三倍體虹鱒的養(yǎng)殖周期短、個體大、肉質(zhì)細膩，深受廣大消費者的喜愛。

大西洋鮭和虹鱒個體均較大，隨著魚類加工處理機械的進步，切片、分割處理更有利于加工和流通。因此，了解二者不同可食部位間營養(yǎng)成分差異是有必要的。目前，對于大西洋鮭和和虹鱒的研究主要集中于二者鑒別方法的開發(fā)[6]、基本營養(yǎng)成分分析[7]及養(yǎng)殖和野生大西洋鮭和虹鱒中脂肪酸組成的對比分析[8]，而關(guān)于這2種魚中蝦青素和脂肪酸的比較研究較少。大西洋鮭和虹鱒肌肉的營養(yǎng)價值高，富含蝦青素和n-3不飽和脂肪酸等活性物質(zhì)，有研究表明，低濃度的蝦青素與二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid，EPA)或二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid，DHA)組合可協(xié)同作為抗氧化劑，預(yù)防癌癥和其他炎癥性疾病[9]，且蝦青素和魚油(主要成分為EPA和DHA)組合作為補充劑，不但能降血脂[10]還可以通過控制氧化應(yīng)激改變牙髓組織的酶促抗氧化系統(tǒng)[11]。近年來，消費者對蝦青素和多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid，PUFA)對人體的健康益處越來越感興趣，因此充分了解這2種魚中的蝦青素和脂肪酸組成是有必要的。另外，肌肉的紅色程度是鮭鱒魚類質(zhì)量評估中最重要的標準之一，肌肉顏色與肌肉中類胡蘿卜素(主要為蝦青素)的含量有關(guān)。因此測定大西洋鮭和虹鱒中的蝦青素含量可作為評價其肌肉品質(zhì)的重要指標。脂肪酸的種類及含量與食品的風味、質(zhì)地等也存在較大關(guān)聯(lián)性，對2種魚中蝦青素含量和脂肪酸組成進行不同部位間綜合比較有助于人們進一步了解二者不同部位間營養(yǎng)價值和品質(zhì)差異，且為其分部位加工和深加工提供基礎(chǔ)資料和理論支持。

蝦青素具有強的抗氧化功效、抵御紫外線、抗炎、抗糖尿病、抗腫瘤、預(yù)防心腦血管疾病、代VA活性、增強人體免疫功能、改善視力等生物功效[12-13]，由于鮭鱒魚類無法自身合成蝦青素，都需要攝食含有類胡蘿卜素(主要為蝦青素)的餌料而使魚肉呈現(xiàn)鮮紅色或橘紅色[14]，飼料加工中用于添加的蝦青素來源有多種，包括天然蝦青素和化學合成蝦青素，有研究證明，魚肉中蝦青素的立體異構(gòu)體組成與飼料中添加的蝦青素來源相關(guān)[15]，但是當前市場上關(guān)于鮭鱒魚類中蝦青素的來源還不清楚。因此，本研究通過測定魚肉中蝦青素的立體異構(gòu)體組成來判斷飼料中添加的蝦青素來源。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

8組虹鱒魚樣品由國內(nèi)不同養(yǎng)殖公司提供，每組樣品取3尾，體重為(5 694.00±188.44) g；8組大西洋鮭從青島市場環(huán)節(jié)采集，每組樣品取3尾，體重為(6 446.17±205.61) g。養(yǎng)殖公司提供樣品至運抵實驗室時都處于冰鮮狀態(tài)，立即分部位勻漿，并將其保存在-80 ℃超低溫冰柜中備用。市場采購樣品為冰鮮狀態(tài)，采集后加冰袋，1 h內(nèi)運至實驗室，進行樣品處理后保存于-80 ℃超低溫冰柜中備用。

丙酮、甲醇、乙腈、二氯甲烷和叔丁基甲基醚均為色譜純,美國Merk公司；蝦青素標準品(純度>95%)，德國Dr.Ehrenstorfer公司；N-丙基乙二胺(primary secondary amine，PSA)填料(40～60 μm)，艾杰爾公司；磷酸、無水MgSO4、無水NaSO4，國藥集團。

1100高效液相色譜儀(配紫外檢測器)，美國Agilent公司；KQ-300E超聲波清洗機，昆山市超聲儀器有限公司；CR22G 高速冷凍離心機，日本HITACHI公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品前處理

將虹鱒和大西洋鮭放在冰盤上解剖，用解剖刀將魚皮與肌肉分離，按肌肉紋理分別取同一側(cè)的背部、腹部和尾部肌肉，其中背肌取側(cè)線上方0.5 cm處的肌肉，腹肌取側(cè)線下方的肌肉，尾肌取尾柄部的肌肉。將按不同部位(背肌、腹肌、尾肌)分割切塊后的肌肉，用組織勻漿機攪勻，備用。魚皮用剪刀剪成小塊，備用。

1.2.2 蝦青素含量的測定

參考SC/T 3053—2019[16]。

1.2.3 蝦青素立體異構(gòu)體的測定

參考叢心緣等[17]方法將預(yù)先處理好的樣品、無水硫酸鎂和丙酮以1∶2∶5(g∶g∶mL)的比例混合，在40 kHz超聲中提取15 min，提取液在高速冷凍離心機中8 000 r/min離心5 min。重復(fù)上述提取步驟，合并2次分離的上清液。為保證蝦青素不被破壞，所有提取過程溫度控制在4 ℃左右。將上清液混合均勻后放在棕色玻璃瓶中密封保存。將南極磷蝦蝦青素提取物和丙酮按1∶10的體積比稀釋，過0.22 μm濾膜后進行分析。

參照楊澍等[18]液相色譜條件稍作改進。色譜柱：ChiralPak IC 柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)；流動相：甲基叔丁基醚-乙腈(體積比為50∶50)；采用等度洗脫，洗脫流速為1 mL/min；柱溫：25 ℃；進樣量：20 μL。

1.2.4 脂肪酸含量的測定

稱取適量樣品經(jīng)真空冷凍干燥機凍干，計算水分含量，并研磨成粉末狀。參照國標GB 5009.168—2016[19]。

氣相色譜條件：色譜柱：J&W CD-2560氣相毛細管色譜柱(100 m×250 μm，0.2 μm)；進樣器溫度250 ℃；檢測器溫度260 ℃；升溫程序：初始溫度130 ℃，以4 ℃/min升溫至130～180 ℃，保持10 min，再以1 ℃/min 升溫至180～240 ℃；載氣流速1 mL/min，進樣量1.0 μL；分流比為20∶1。

1.2.5 脂肪酸營養(yǎng)價值評價

參考相關(guān)文獻[20]進行脂肪酸評價，通常采用多烯指數(shù)(polyene index，PI)、動脈粥樣硬化指數(shù)(index of atherogenicity，IA)和血栓形成指數(shù)(index of thrombogenicity，IT)，見公式(1)～公式(3)：

(1)

式中：C20∶5表示二十碳五烯酸含量，g/100g；C22∶6表示二十二碳六烯酸含量，g/100g；C16∶0表示棕櫚酸含量，g/100g。

(2)

式中：C12∶0表示月桂酸含量，g/100g；C14∶0表示肉豆蔻酸含量，g/100g；C16∶0表示棕櫚酸含量，g/100g；∑MUFA表示總單不飽和脂肪酸(monounsaturated fatty acid，MUFA)含量，g/100g；∑PUFA表示總多不飽和脂肪酸含量，g/100g。

(3)

式中：C14∶0表示肉豆蔻酸含量，g/100g；C16∶0表示棕櫚酸含量，g/100g；C18∶0表示硬脂酸含量，g/100g；∑MUFA表示總單不飽和脂肪酸含量，g/100g；∑n-6 PUFA表示總n-6型多不飽和脂肪酸含量，g/100g；∑ n-3 PUFA表示總n-3型多不飽和脂肪酸含量，g/100g。

1.2.6 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 大西洋鮭和虹鱒中蝦青素含量的測定

2.1.1 方法的準確度與精密度考察

以大西洋鮭和虹鱒可食部位為測試基質(zhì)，分別添加1、5和20 mg/kg濃度的反式蝦青素標準溶液，按SC/T 3053—2019[16]進行測定，每個濃度做6個平行樣品。同時做基質(zhì)空白實驗，均扣除本底值后計算加標回收率和相對標準偏差，結(jié)果見表1。

表1 大西洋鮭和虹鱒中蝦青素的加標回收率及精密度測定Table 1 Recoveries and relative standard deviations of astaxanthin in Salmo salars and Oncorhynchus mykiss

蝦青素在大西洋鮭中的加標回收率在96.2%～99.0%, 相對標準偏差為2.36%～5.95%，蝦青素在虹鱒中的加標回收率在96.5%～101%, 相對標準偏差為2.13%～4.54%。該方法的準確度和精密度適用于大西洋鮭和虹鱒中蝦青素含量的測定。

2.1.2 大西洋鮭和虹鱒中的蝦青素含量

大西洋鮭和虹鱒不同部位蝦青素含量如表2所示。虹鱒肌肉中的蝦青素含量高于大西洋鮭但差異不顯著(P>0.05)，而魚皮中的蝦青素含量顯著高于大西洋鮭(P<0.05)。蝦青素定評價其品質(zhì)的重要指標，由于蝦青素的積累，虹鱒和大西洋鮭肌肉呈現(xiàn)紅色。蝦青素在魚體內(nèi)不能合成，需要在飼料中添加，占到飼料成本的10%～20%[21]。蝦青素的沉積，使得肌肉中的蝦青素含量不斷增加[22]。MARCH等[23]的研究證明，與虹鱒相比，大西洋鮭對飼料中蝦青素的著色反應(yīng)慢、蝦青素沉積率要低。而且BJERKENG[24]指出，除蝦青素來源外，飼料中蝦青素的添加量、飼喂時間和飼料組成也會對大西洋鮭和虹鱒中蝦青素的著色有顯著影響，從而影響魚體內(nèi)的蝦青素含量。

表2 大西洋鮭和虹鱒不同部位蝦青素含量 單位：mg/kg

大西洋鮭肌肉中的蝦青素含量顯著高于魚皮(P<0.05)，各肌肉部位間無顯著差異(P>0.05)；虹鱒尾肌的蝦青素含量顯著高于背肌、腹肌和魚皮(P<0.05)，背肌與腹肌中的差異不顯著(P>0.05)，魚皮中蝦青素含量最低。2種魚不同部位間蝦青素含量表現(xiàn)出顯著差異，推測原因可能是因為魚體的生理、生化指標以及不同環(huán)境的適應(yīng)能力導(dǎo)致蝦青素在魚體內(nèi)選擇性分布[25]。

2.2 大西洋鮭和虹鱒中蝦青素的結(jié)構(gòu)分析

可分別從圖1-B～圖1-D和圖1-b～圖1-d中看出虹鱒肌肉和大西洋鮭中的蝦青素均以游離態(tài)全反式結(jié)構(gòu)存在，不存在13-順式蝦青素和9-順式蝦青素。而魚皮(圖1-a和圖1-A)中包含游離態(tài)蝦青素和酯化態(tài)蝦青素。

虹鱒(圖2-A～圖2-D)和大西洋鮭(圖2-E～圖2-H)魚皮、尾肌、背肌和腹肌中的蝦青素立體異構(gòu)體組成如圖2所示。

對于大西洋鮭，只有1個標稱產(chǎn)地為加拿大的樣品(樣品編號為8)可食部位中的蝦青素立體異構(gòu)體3S，3′S占比為55%～69%，其余樣品肌肉中蝦青素的異構(gòu)體組成3S，3′S∶3R，3′S∶3R，3′R約為1∶2∶1，各肌肉部位類似，但少數(shù)大西洋鮭魚皮中的蝦青素的異構(gòu)體組成與其肌肉不同，存在個體差異；對于虹鱒，所有樣品可食部位中蝦青素異構(gòu)體組成均為1∶2∶1(3S，3′S∶3R，3′S∶3R，3′R)。

蝦青素的來源不同，其立體異構(gòu)體組成存在差異，其中化學合成蝦青素、法夫紅酵母和雨生紅球藻在水產(chǎn)飼料中應(yīng)用廣泛，合成蝦青素的立體構(gòu)型的典型比例為n(3S，3′S)∶n(3R，3′S)∶n(3R，3′R)≈1∶2∶1[26]，法夫紅酵母中蝦青素的立體構(gòu)型以3R，3′R結(jié)構(gòu)為主[27]，雨生紅球藻主要以3S，3′S結(jié)構(gòu)為主[28-29]。OSTERLIE等[30]用立體異構(gòu)體3S，3′S∶3R，3′S∶3R，3′R接近1∶2∶1的膳食喂養(yǎng)虹鱒魚69 d后，發(fā)現(xiàn)在虹鱒魚糞便、血液、肝臟和魚片中的蝦青素結(jié)構(gòu)與飼料中的異構(gòu)體比例相似，證明養(yǎng)殖虹鱒魚中蝦青素的異構(gòu)體組成與飼料中添加的蝦青素來源相關(guān)。

本研究中大多數(shù)大西洋鮭和虹鱒樣品中蝦青素立體異構(gòu)體組成相似，3S，3′S∶3R，3′S∶3R，3′R約為1∶2∶1，與化學合成蝦青素一致，僅有1個大西洋鮭樣品中蝦青素以3S，3′S為主，這與雨生紅球藻來源的蝦青素立體異構(gòu)體組成接近?？赏茢嗪琪V和大西洋鮭的養(yǎng)殖飼料中，主要添加化學合成來源的蝦青素，可以通過這種方式來推測飼料中蝦青素的來源。

2.3 大西洋鮭和虹鱒中的脂肪酸組成和營養(yǎng)價值評價

2.3.1 脂肪酸組成和含量

大西洋鮭和虹鱒脂肪酸組成和含量見表3。2種魚均屬于典型的冷水性魚類，富含PUFA，其能調(diào)節(jié)人體的脂質(zhì)代謝，治療和預(yù)防心腦血管疾病，促進生長發(fā)育，并在抗癌、免疫調(diào)節(jié)、延緩衰老、減肥、美容等方面均具有重要的生理作用[31]，其中EPA和DHA對于大腦發(fā)育和增強記憶力具有更為明顯的作用[32]。從虹鱒背肌、腹肌和尾肌中鑒定出18種脂肪酸，魚皮中14種；大西洋鮭腹肌中也含有18種脂肪酸，高于背肌(16)、尾肌(15)和魚皮(14)，2種魚魚皮和大西洋鮭背肌、尾肌中有脂肪酸種類未檢出，這可能與不同部位間脂肪酸組成分布不一致、魚類養(yǎng)殖環(huán)境、實驗儀器方法誤差有關(guān)。此外，它們的脂肪酸含量差異較大，虹鱒中總飽和脂肪酸含量(ΣSFA)、總單不飽和脂肪酸含量(ΣMUFA)和總多不飽和脂肪酸(ΣPUFA)含量較高于大西洋鮭，且僅在背肌和腹肌中表現(xiàn)出顯著差異(P<0.05)。魚體脂肪酸含量及組成受飼料脂肪水平、類型和脂肪酸比例[33-34]、及特有養(yǎng)殖模式下的水生態(tài)環(huán)境[35]等多種因素的影響。2種魚的SFA中C16∶0和C18∶0的含量較高，MUFA中C18∶1n-9含量遠高于其他種類，主要PUFA含量由高到低依次為C18∶2n-6(LA)>C22∶6n-3(DHA)>C18∶3n-3(ALA)>C20∶5n-3(EPA)。本研究中的養(yǎng)殖虹鱒和大西洋鮭均含有較高含量的LA和C18∶1n-9，這與飼料中植物油的脂肪酸組成有關(guān)[36]。而LA是最具有代表性的n-6多不飽和脂肪酸[37]，且必須從食物中獲得，因此，多食用虹鱒和大西洋鮭對人體健康有益。

表3 虹鱒和大西洋鮭不同部位肌肉的脂肪酸組成和含量(濕重) 單位：g/100g

大西洋鮭和虹鱒不同部位間脂肪酸含量為虹鱒魚皮和尾肌中ΣSFA、ΣMUFA和ΣPUFA含量顯著低于腹肌、背肌(P<0.05)，背肌和腹肌差異不顯著(P>0.05)；大西洋鮭ΣSFA、ΣMUFA和ΣPUFA含量在不同部位間分布無顯著差異(P>0.05)。這可能與不同部位魚肉組織組成有關(guān)，NANTON等[38]從組織學角度分析不同部位間脂肪酸含量差異，發(fā)現(xiàn)富含脂肪細胞的脂質(zhì)存儲組織含有更高比例的MUFA和n-3PUFA。此外，n-3PUFA在虹鱒和大西洋鮭中含量豐富，虹鱒背肌和腹肌中ALA[(0.49±0.13)～(0.67±0.19) g/100g]和DHA[(0.94±0.19)～(1.12±0.24)g/100g]顯著高于大西洋鮭[ALA(0.43±0.04)～(0.45±0.18) g/100g，DHA(0.77±0.29)～(0.79±0.26) g/100g]。且2種魚中的n-3ΣPUFA在背肌與腹肌間無顯著差異(P>0.05)，均顯著高于尾肌和魚皮(P<0.05)。本研究中養(yǎng)殖虹鱒和大西洋鮭中含有較高比例的n-3 PUFA，且以ALA和DHA為主，除了跟飼料組成密切相關(guān)，還有研究表明，鮭科魚類可以將植物油中的ALA轉(zhuǎn)化為EPA和DHA[39]。鮭魚中的EPA和DHA含量比帶魚、小黃魚和鲅魚等海水魚要高很多[40]，由于中國的膳食結(jié)構(gòu)和補充來源限制，目前中國人均DHA和EPA攝入量與國際推薦值差距較大，因此應(yīng)增加每日膳食中DHA和EPA的攝入量，大西洋鮭和虹鱒可作為理想來源。

2.3.2 脂肪酸營養(yǎng)價值評價

由于脂肪酸對血清膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇濃度有一定的影響，其能夠促進或抑制動脈粥樣硬化和冠狀動脈血栓的形成[41]。因此，本研究計算了PI、IA和IT指數(shù)，PI指數(shù)表示多烯不飽和脂肪酸的氧化程度；IA是衡量動脈粥樣硬化程度的重要指標；IT指數(shù)能夠反映某物質(zhì)致血栓風險的程度。由表4可以看出大西洋鮭和虹鱒的PI、IA和IT值無顯著差異(P>0.05)，且2種魚不同部位間也無顯著差異(P>0.05)。虹鱒[IA(0.15±0.04)～(0.19±0.03), IT(0.15±0.05)～(0.19±0.03)]和大西洋鮭[IA(0.23±0.01)～(0.27±0.08)，IT(0.16±0.03)～(0.18±0.03)]小于其他肉類及水產(chǎn)品，如養(yǎng)殖大黃魚[IA(0.60±0.09)，IT(0.54±0.04)][20]、乳羊(IA 1.3～1.7、IT 1.7～2.0)[41]和禽蛋(IA 0.27～0.41、IT 0.83～1.08)[42]，說明食用大西洋鮭和虹鱒致動脈粥硬化和致血栓風險程度較小，為健康飲食推薦來源之一。

表4 大西洋鮭和虹鱒脂肪酸組成評價Table 4 Evaluation of fatty acid composition of Oncorhynchus mykiss and Salmo salar

3 結(jié)論

綜上所述，虹鱒和大西洋鮭肌肉中的蝦青素以游離態(tài)全反式結(jié)構(gòu)存在，魚皮存在游離態(tài)和酯態(tài)蝦青素。大多數(shù)大西洋鮭和虹鱒肌肉中的蝦青素立體異構(gòu)體組成與化學合成來源的蝦青素一致，由此可推斷養(yǎng)殖飼料中主要以添加化學合成來源的蝦青素為主。經(jīng)驗證，SC/T 3053—2019適用于大西洋鮭和虹鱒中蝦青素含量的測定，蝦青素在尾肌中含量最高，背肌和腹肌次之，魚皮中含量最低。與大西洋鮭相比，虹鱒肌肉中的蝦青素含量相對較高。

虹鱒腹肌和背肌中ΣSFA、ΣMUFA和ΣPUFA含量均顯著高于大西洋鮭。大西洋鮭不同部位間ΣSFA、ΣMUFA和ΣPUFA無顯著差異，而虹鱒背肌和腹肌顯著高于尾肌和魚皮。它們均富含n-3PUFA，包括ALA、EPA和DHA，且均為背肌和腹肌顯著高于尾肌和魚皮。2種魚PI、IA和IT值無顯著差異，且不同部位間也無顯著差異。

蝦青素和n-3PUFA組合作為補充劑，對人體健康非常有益。且蝦青素、脂肪酸組成和含量可作為評價鮭鱒魚品質(zhì)的關(guān)鍵指標。本研究結(jié)果既有助于消費者充分了解大西洋鮭和虹鱒不同部位間營養(yǎng)品質(zhì)的差異，又為它們分部位加工和副產(chǎn)品開發(fā)提供了基礎(chǔ)資料和數(shù)據(jù)支撐。