幾種魚類膠原蛋白營養(yǎng)生理的初探

王正陽 張銘梟 王蕭 郝亭亭 嚴(yán)暉 史慶超 榮華 孔令富

摘要 [目的]對云南昆明本地飼養(yǎng)的9種魚類膠原蛋白營養(yǎng)生理進行分析和評估。[方法]選取9種魚類，對其進行粗蛋白和膠原蛋白含量測定，并挑選4種食性不同的魚類進行col1a1基因表達水平測定。[結(jié)果]9種魚類粗蛋白含量以加州鱸最高（占全魚總重的20.84%），鱖魚次之（占比為20.10%）;魚類膠原蛋白含量最高的為裂腹魚（7.65 μg/g），鳙魚次之（6.58 μg/g）。4種魚類中，col1a1基因表達水平最高的為裂腹魚，且與其他3種魚類的表達水平間差異顯著（P<0.05）。[結(jié)論]該研究可為實際生產(chǎn)過程中膠原蛋白原材料的選取提供理論參考。

關(guān)鍵詞 魚類;膠原蛋白;差異表達基因

中圖分類號 TS 254.9文獻標(biāo)識碼 A文章編號 0517-6611（2022）02-0180-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.02.049

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Preliminary Study on Nutritive Physiology of Several Fish Collagen Proteins

WANG Zheng-yang1，ZHANG Ming-xiao1，WANG Xiao2 et al

（1.Plateau Aquacultural College， Yunnan Agricultural University， KunMing， Yunnan 650201;2.Key Laboratory of Plateau Fishery Resources Conservation and Sustainable Utilization in Universities of Yunnan Province， Kunming， Yunnan 650201）

Abstract [Objective] To analyze and evaluate the nutritional physiology of collagen in 9 species of fish raised locally in Kunming， Yunnan Province.[Method] The content of crude protein and collagen in 9 species of fish were determined， and the expression level of col1a1 gene in 4 species of fish with different diets was determined.[Result] The crude protein content of california perch was the highest （20.84% of total body weight）， followed by mandarin fish （20.10%）.The highest collagen content was found in schizobelly fish （7.65 μg/g）， followed by bighead fish （6.58 μg/g）.The highest expression level of col1a1 gene was found in schizobelly fish， and there was significant difference between the expression level of col1a1 gene and the other three species （P<0.05）.[Conclusion] This study can provide a theoretical reference for the selection of collagen raw materials in the actual production process.

Key words Fish;Collagen;Differentially expressed genes

基金項目 云南省農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)研究聯(lián)合專項（2018FG001-044）;內(nèi)江師范學(xué)院四川省重點實驗室開放基金項目（NJTCCJSYSYS12）。

作者簡介 王正陽（1993—），男，河南周口人，碩士研究生，研究方向：生態(tài)漁業(yè)資源和水產(chǎn)動物養(yǎng)殖。

*共同通信作者：榮華，實驗師，博士，從事水產(chǎn)動物營養(yǎng)學(xué)研究;孔令富，副教授，碩士，從事水產(chǎn)種質(zhì)資源保護與利用研究。

收稿日期 2021-04-13;修回日期 2021-05-21

我國是淡水魚養(yǎng)殖第一大國[1]，淡水魚養(yǎng)殖技術(shù)日益成熟，而且不再局限于大宗淡水魚的養(yǎng)殖，越來越多的魚類品種被不斷開發(fā)利用，而對不同魚類的粗蛋白、粗脂肪、水分、灰分和膠原蛋白等的測定并對比分析，對魚類的品種開發(fā)及利用具有重要意義[2]。如今膠原蛋白的結(jié)構(gòu)和功能被廣泛研究，這主要由于膠原蛋白的功能與其三重螺旋結(jié)構(gòu)，這種三重螺旋結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，而且還有低免疫原性和良好的生物相容性等優(yōu)良的性質(zhì)，是膠原蛋白被多個行業(yè)所應(yīng)用的重要原因[3-5]。水產(chǎn)類動物的膠原蛋白也越來越多的被利用，如在保健品行業(yè)中，根據(jù)陳靜等[6]的研究，一種米魚鰾可制作成保健酒。而遲長鳳等[7]則研究發(fā)現(xiàn)，可從大黃魚的魚鰾中提取降血壓的肽。特別是最近幾年，隨著生活水平的提高，魚膠原蛋白作為一種美顏養(yǎng)生的滋補品，逐漸為人們所推崇，已有不少魚膠原蛋白產(chǎn)品被生產(chǎn)[8-10]。隨著人們對優(yōu)質(zhì)膠原蛋白的追求，對魚膠原蛋白類產(chǎn)品的開發(fā)利用有較好的前景。目前膠原蛋白的生產(chǎn)來源主要依賴于陸地生物（主要為豬和牛），價格偏高，相對比而言，水產(chǎn)動物是膠原蛋白較為經(jīng)濟、實用和安全的來源，但因水產(chǎn)動物的膠原蛋白加工復(fù)雜等原因未能打開市場，這是膠原蛋白加工業(yè)面臨的主要困境。為此，筆者對幾種魚類的膠原蛋白含量進行測定分析，以期為膠原蛋白的原材料選取提供參考[11-13]。

1 材料與方法

1.1 材料

在昆明市農(nóng)貿(mào)市場，購買青魚、高背鯽、加州鱸、草魚、鳙魚、鰱魚、鱖魚、虹鱒和裂腹魚各數(shù)只，每種選取10尾，進行屠宰后粉碎干燥，備用。

1.2 測定指標(biāo)

蛋白質(zhì)含量采用凱氏定氮法測定;膠原蛋白含量的測定參照羥脯氨酸（Hyp）測定試劑盒（堿水解法）說明書的方法進行。總RNA的提取參照TIANGEN DP419試劑盒說明書的方法進行，差異基因的熒光定量驗證參照TSK302S試劑盒說明書的方法進行。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

使用Excel表格整理這幾種魚類的原始數(shù)據(jù)，所有試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0軟件進行單因素方差分析，差異顯著時進行LSD多重比較，試驗數(shù)據(jù)以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示[14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 粗蛋白的測定與分析

由表1可知，9種魚類粗蛋白含量最高是加州鱸，為20.84%;鱖魚次之，粗蛋白占比為20.10%;鰱魚粗蛋白含量最低，粗蛋白占比為18.31%。其中，加州鱸粗蛋白的含量顯著高于青魚、鰱魚、草魚、裂腹魚、鳙魚、鱖魚、虹鱒和滇池高背鯽（P<0.05）;鰱魚粗蛋白的含量顯著低于加州鱸、裂腹魚、鳙魚和鱖魚（P<0.05）。草魚的粗蛋白含量為19.18%，與青魚、鰱魚、鳙魚、虹鱒和滇池高背鯽的粗蛋白含量差異均不顯著（P>0.05），是與其他魚類相比差異性不顯著種類最多（5種）的魚類。

2.2 膠原蛋的測定與分析

由表1可知，9種魚類膠原蛋白含量最高的為裂腹魚，其膠原蛋白含量為7.65 μg/g;鳙魚次之，其膠原蛋白含量為6.58 μg/g，滇池高背鯽膠原蛋白含量最低，為3.15 μg/g。其中，裂腹魚膠原蛋白含量顯著高于鱖魚、滇池高背鯽、青魚、鰱魚、虹鱒、草魚和加州鱸（P<0.05）。滇池高背鯽膠原蛋白含量顯著低于鱖魚、青魚、裂腹魚、虹鱒、加州鱸和鳙魚（P<0.05）。此外，虹鱒膠原蛋白含量為4.56 μg/g，與鱖魚、青魚、鰱魚、草魚膠原蛋白含量差異性均不顯著（P>0.05），是與其他魚類相比差異性不顯著種類最多（4種）的魚類。

2.3 col1a1基因表達水平比較分析

從9種魚中挑選4種有代表性的魚類進行基因的熒光定量驗證，結(jié)果表明：4種魚類，裂腹魚的col1a1基因表達水平均高于草魚、鱖魚和滇池高背鯽，且與草魚、鱖魚和滇池高背鯽間的差異性顯著（P<0.05）;鱖魚的col1a1基因表達水平僅次于裂腹魚，高于草魚和滇池高背鯽;滇池高背鯽的col1a1基因表達水平最低，但與草魚間的差異性不顯著（P>0.05）（圖1）。

3 討論與結(jié)論

從食性上分析，加州鱸和鱖魚是典型的動物性食性魚類，而裂腹魚屬于偏雜食性魚類，可見粗蛋白含量是動物性食性魚類偏高，偏動物性雜食性魚類含量居中，偏植物性雜食性魚類含量偏低[15]。而膠原蛋白作為蛋白質(zhì)的一種，并不是粗蛋白含量越高膠原蛋白含量就越高，魚類體內(nèi)的膠原蛋白含量除了品種外，還與環(huán)境因素有關(guān)。9種魚類的膠原蛋白含量大小分別為：裂腹魚>鳙魚>加州鱸>鱖魚>虹鱒>青魚>草魚>鰱魚>滇池高背鯽。該試驗研究中并沒有直接數(shù)據(jù)可證明膠原蛋白的含量與該動物的食性有直接關(guān)系。不同食性的魚類可能會引起膠原蛋白含量的差異，但食性對膠原蛋白含量的影響還需進一步的研究。該研究認(rèn)為，在相同的生長氣候環(huán)境下，物種之間的膠原蛋白含量存在較大的差異。

Ⅰ 型膠原蛋白占骨骼有機質(zhì)成分的90%以上[16]，對于生物力學(xué)性能至關(guān)重要，也是保證膠原蛋白數(shù)量、質(zhì)量和膠原三螺旋結(jié)構(gòu)的重要蛋白。研究顯示，col1a1基因缺陷的動物表現(xiàn)為膠原蛋白數(shù)量減少或質(zhì)量異常和膠原三螺旋結(jié)構(gòu)紊亂，以及成骨不全[17-18]。col1a1基因表達量較低或是發(fā)生突變，均將改變魚類的生長發(fā)育。該試驗結(jié)果顯示，col1a1基因表達量與魚體內(nèi)的膠原蛋白呈正相關(guān)，與上述研究結(jié)果一致。該試驗中，在4種魚類中，膠原蛋白含量均為裂腹魚最高，且其col1a1基因表達量高于草魚、鱖魚和滇池高背鯽，魚類col1a1基因的表達量與魚體內(nèi)的膠原蛋白含量大小一致。表明膠原蛋白的合成與col1a1基因表達量有密切的關(guān)聯(lián)。

該研究綜合得出，9種魚類中，裂腹魚粗蛋白含量偏高，膠原蛋白含量最高，比其他幾種魚類更適合作為膠原蛋白的原材料。

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