不同營養(yǎng)型水庫對鳙形態(tài)性狀和風味物質(zhì)的影響

袁巖聰，何 航，劉 瑛，田慶兵，羅 輝，章 杰

(1.西南大學動物科學技術學院，重慶 402460；2.重慶三峽職業(yè)學院動物科技學院，重慶 404155；3.重慶市第十八中學，重慶 400023；4.重慶兩江生態(tài)漁業(yè)發(fā)展有限公司，重慶 401120)

不同飼養(yǎng)環(huán)境可影響水產(chǎn)動物的生長發(fā)育、肌肉品質(zhì)、風味形成、免疫性能等。水庫已成為內(nèi)陸水體重要的組成部分，截至2020年初，我國共興建9.81萬余座水庫，其中4 722座大中型水庫，按習近平總書記“十六字”治水思路和治水工作的要求，要充分地利用水庫資源來發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖。研究表明，水庫養(yǎng)殖產(chǎn)品與傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖相比具有一定的優(yōu)勢。劉巖奇等研究指出，人工池塘魚肉粗灰分含量顯著高于水庫養(yǎng)殖魚，而粗脂肪含量顯著降低。馬玲巧研究表明，水庫網(wǎng)箱養(yǎng)殖的斑點叉尾鮰與池塘養(yǎng)殖相比，前者肌肉具有高蛋白、低脂肪，富含風味氨基酸、礦物元素、EPA和DHA的特點。宋詠研究指出，庫區(qū)放養(yǎng)的鰱()和鳙()肌肉品質(zhì)優(yōu)于池塘養(yǎng)殖。胡蓓娟研究顯示，水庫較池塘養(yǎng)殖鳙肉質(zhì)更細，具有更好的持水力；而池塘養(yǎng)殖鳙腥味物質(zhì)含量較高，口感腥味更重。PARMA等研究表明類似于水庫養(yǎng)殖的野生比目魚較集約化池塘養(yǎng)殖的飽和脂肪酸含量顯著提高，且更“鮮味多汁”。然而，不同水庫營養(yǎng)類型呈現(xiàn)不同的狀態(tài)，對養(yǎng)殖產(chǎn)品的影響也不一致。比如，劉俊利報道了富營養(yǎng)型水庫鳙的漸進體長和體重均高于中營養(yǎng)型水庫。本課題組前期研究也指出，富、中營養(yǎng)型水庫鳙粗脂肪含量顯著高于貧營養(yǎng)型水庫鳙；富營養(yǎng)型水庫鳙粗蛋白顯著高于中、貧營養(yǎng)型水庫鳙。GHOZLAN等研究表明與富營養(yǎng)型農(nóng)業(yè)排水養(yǎng)殖的尼羅羅非魚()相比，貧營養(yǎng)型井水養(yǎng)殖的尼羅羅非魚的體質(zhì)量、特定生長率增加。魚的形態(tài)性狀作為與生長密切相關的重要經(jīng)濟性狀，決定了生產(chǎn)者的經(jīng)濟效益，而消費者關注更多的則是魚的營養(yǎng)價值和風味，這直接影響其購買欲望。

鳙作為我國特有的淡水經(jīng)濟養(yǎng)殖魚類，具有生長速度快、抗病力強、肉質(zhì)優(yōu)良等特點，深受消費者青睞，且其飼養(yǎng)量在我國占主導地位。本研究以鳙為研究對象，分析比較不同營養(yǎng)型水庫之間鳙體質(zhì)量、形態(tài)性狀和風味成分差異，并建立了不同營養(yǎng)型水庫鳙的形態(tài)性狀對體質(zhì)量的多元回歸方程，以期對鳙的水庫生態(tài)養(yǎng)殖提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗與試劑材料

根據(jù)SL 218-98《水庫漁業(yè)營養(yǎng)類型劃分標準》，選擇重慶市內(nèi)三座不同營養(yǎng)類型的天然水庫：富營養(yǎng)型、中營養(yǎng)型和貧營養(yǎng)型水庫。將規(guī)格約為(50.28±4.36)g的鳙放養(yǎng)于水庫中，以天然餌料為食，不進行任何人工喂養(yǎng)，放養(yǎng)3年。不同營養(yǎng)型水庫分別設置三個采樣點，對其水質(zhì)和浮游動植物情況進行檢測，結果見表1。每個水庫人工隨機在采樣點打撈50尾鳙同時使用丁香酚(成都市科龍化工試劑廠)對其進行短暫麻醉，立即測定其體質(zhì)量和形態(tài)性狀，然后不同營養(yǎng)型水庫的鳙隨機各取12尾置于冰上剖出內(nèi)臟，用濾紙吸干體表血液和水分，去除魚鱗和魚皮，取脊椎兩側肌肉進行風味成分測定。

表1 不同營養(yǎng)型水庫水體基本情況

實驗試劑：正構烷烴標樣購自成都市科龍化工試劑廠；GC-MS聯(lián)用儀，美國Agilent公司；SPME萃取頭(50/30 μm DVB/CAR/PDMS)美國Supelco公司。

1.2 體質(zhì)量和形態(tài)性狀的測定

使用電子天平稱量體質(zhì)量()，精確到0.01 g；使用直尺測量全長()和體長()，精確到0.01 cm；使用游標卡尺測量頭長()、吻長()、背吻距()、尾柄長()、尾鰭長()、眼徑()、尾柄高()、體高()和體寬()，精確到0.01 cm。

1.3 揮發(fā)性風味成分的測定

1.3.1 固相微萃取

準確稱取6.0 g魚肉絞碎后的樣品，放入30 mL頂空瓶中，用聚四氟乙烯瓶蓋密封，平衡10 min后將萃取頭插入頂空瓶中，60 ℃恒溫平衡15 min后吸附50 min，然后縮回萃取纖維頭，從頂空瓶中拔出萃取頭，將萃取頭插入GC-MS進樣口，在250 ℃下解析5 min，同時啟動儀器采集數(shù)據(jù)。

1.3.2 GC-MS 檢測條件

色譜條件：DB-5MS石英毛細色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm)，不分流模式進樣；流量控制方式：線速度；柱流量 1.0 mL/min。初始溫度40 ℃保持2 min，以4 ℃/min升溫至174 ℃保持3 min，以2 ℃/min升溫至178 ℃保持4 min，以4 ℃/min升溫至220 ℃保持5 min。

質(zhì)譜條件：電子轟擊(EI)離子源；檢測器電離能：830 eV；離子源溫度：230 ℃；接口溫度：230 ℃；ACQ方式：Scan；掃描速度：769 u/s；質(zhì)量掃描范圍：40～400。

1.3.3 定性定量方法

數(shù)據(jù)在NIST 08.LIB和NIST08s.LIB譜庫進行檢索，同時通過正構烷烴標樣計算出各色譜峰的保留指數(shù)RI，并將RI與文獻中的保留指數(shù)RIL比對進行確認，同時對總離子流量(TIC)色譜用峰面積歸一化定量，得出各組分的相對百分含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用IBM SPSS Statistics 22.0軟件進行單因素方差分析，如存在顯著差異，用Duncan氏多重比較檢驗，<0.05表示差異顯著，結果以“平均值±標準差”表示。將不同營養(yǎng)型水庫鳙體質(zhì)量設置為因變量，分別為、和，通過多元回歸分析，剔除偏回歸系數(shù)不顯著的形態(tài)性狀，構建不同營養(yǎng)型水庫鳙體質(zhì)量和形態(tài)性狀的多元回歸方程。計算公式為：

=+++…+

式中，為體質(zhì)量；，…為形態(tài)形狀指標；為常數(shù)項，，…為偏回歸系數(shù)。

2 結果與分析

2.1 不同營養(yǎng)型水庫鳙體質(zhì)量和形態(tài)性狀

由表2可知，富營養(yǎng)型水庫鳙體質(zhì)量、全長、頭長、吻長、背吻距、尾鰭長、尾柄高、體高、體寬顯著低于中、貧營養(yǎng)型水庫鳙；中營養(yǎng)型水庫鳙全長、背吻距顯著高于貧營養(yǎng)型水庫鳙；中營養(yǎng)型水庫鳙體長顯著高于富、貧營養(yǎng)型水庫鳙；富、中營養(yǎng)型水庫鳙尾柄長顯著高于貧營養(yǎng)型水庫鳙；貧營養(yǎng)型水庫鳙眼徑顯著高于富營養(yǎng)型水庫鳙，而富營養(yǎng)型水庫鳙眼徑顯著高于中營養(yǎng)型水庫鳙。

表2 不同營養(yǎng)型水庫鳙體質(zhì)量和形態(tài)性狀

2.2 不同營養(yǎng)型水庫鳙體質(zhì)量與形態(tài)性狀的相關性

如表3所示，構建的不同營養(yǎng)型水庫鳙體質(zhì)量和形態(tài)性狀的回歸方程相關系數(shù)達到0.9以上，且全長和體高是影響體質(zhì)量的主要因素。

表3 不同營養(yǎng)型水庫鳙體質(zhì)量與形態(tài)性狀回歸分析

2.3 不同營養(yǎng)型水庫鳙揮發(fā)性風味物質(zhì)

如表4所示，不同營養(yǎng)型水庫鳙肌肉中共鑒定出33種揮發(fā)性風味物質(zhì)(富：15；中：21；貧：25)，其中醛類2種，酮類1種，醇類4種，酯類6種，烴類18種(烷烴10種，烯烴8種)，酚類1種。從種類來看，貧營養(yǎng)型水庫鳙所含揮發(fā)性風味物質(zhì)種類最多；從數(shù)量上來看，烴類是鳙肌肉中揮發(fā)性風味物質(zhì)最多的組分(富：73.33%；中：52.38%；貧：64%)。8種揮發(fā)性風味物質(zhì)在三種營養(yǎng)型水庫中被檢出，其中基本以貧營養(yǎng)型含量最高；12種揮發(fā)性風味物質(zhì)在兩種營養(yǎng)型水庫中被檢出；13種揮發(fā)性風味物質(zhì)僅在一種營養(yǎng)型水庫中被檢出(圖1)。此外，聚類分析顯示富、中營養(yǎng)型水庫揮發(fā)性風味物質(zhì)較為相似。

表4 不同營養(yǎng)型水庫鳙揮發(fā)性風味組分歸類

圖1 不同營養(yǎng)型水庫鳙揮發(fā)性風味物質(zhì)

3 討論

3.1 不同營養(yǎng)型水庫鳙體質(zhì)量和形態(tài)性狀

本研究結果顯示鳙在水庫中自然放養(yǎng)后體質(zhì)量增長較低(600～750 g/年)，主要的原因可能有三點：一是魚苗放養(yǎng)之前為人工飼養(yǎng)，放養(yǎng)入水庫后有適應過程，如主動捕食；二是水庫的營養(yǎng)物質(zhì)并不能長時間持續(xù)地滿足鳙的生長；三是水庫面積寬廣、環(huán)境復雜，鳙捕食、逃避危險等行為的運動消耗較大。于洪賢等研究指出水庫鳙的體重生長曲線呈“S”形，早期生長速度快，個體達到一定大小后生長速度開始減慢，并逐漸向極限大小靠近，但具體的原因還有待進一步考證。此外，研究結果還顯示不同營養(yǎng)型水庫對鳙體質(zhì)量及其形態(tài)性狀有一定的影響，整體來看，中營養(yǎng)型水庫有利于鳙的生長。不同營養(yǎng)型水庫的氮、磷含量差異會導致浮游生物群落結構和底棲動物種類和數(shù)量的差異，造成魚類食物組成的不同。鄭陶生等研究指出鰱魚肌肉粗蛋白和粗脂肪含量隨著水體中氮、磷含量的增減而增減。王宇庭等研究指出，鰱、鳙對浮游生物壓制的同時，也會受到浮游生物對其生長的影響。本研究的富、中、貧營養(yǎng)型水庫所含浮游生物量分別為13.82、6.30和3.80 mg/L，表明富營養(yǎng)型水體中浮游生物種類和數(shù)量巨大，造成水體溶解氧含量波動較大，而貧營養(yǎng)型水體中浮游生物的種類和數(shù)量相對較少，無法滿足鳙生長發(fā)育的營養(yǎng)需要。研究證實，營養(yǎng)、溫度等環(huán)境因子的過量或不足均會對魚類的生長發(fā)育造成負面影響。賈艷菊等研究也指出高營養(yǎng)狀態(tài)對白鰷生長性能具有較大的負面影響。

3.2 不同營養(yǎng)型水庫鳙體質(zhì)量與形態(tài)性狀的相關性

生長性狀作為魚類遺傳育種的重要性狀，其體質(zhì)量和形態(tài)性狀存在較高的相關性。目前，對不同生長階段、地理位置、養(yǎng)殖環(huán)境對魚類表型性狀之間的相關性分析已有廣泛研究。本研究結果顯示全長和體高在不同營養(yǎng)型水庫條件下均與鳙體質(zhì)量有顯著相關性。這與蘇玉紅等對青魚()，袁美云等對施氏鱘()，程大川等對鯧鲹()的研究結果類似，體長和體高與體質(zhì)量均呈現(xiàn)顯著的正相關關系，并且對齊口裂腹魚的研究也證實體長和體高對體質(zhì)量具有顯著的直接作用。一般來講，全長和體高優(yōu)異的個體具有更大的幾何空間來儲存脂肪、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，進而促進體質(zhì)量。形態(tài)性狀作為生物體在長期進化過程中由基因決定而形成特有屬性，其基因表達水平會隨著環(huán)境的變化而改變，因此，本研究中鳙為適應不同營養(yǎng)型水庫引起全長和體高發(fā)育的差異，進而影響體質(zhì)量。然而，不同營養(yǎng)型水庫鳙體質(zhì)量除了均受到全長和體高的影響外，還受到其他形態(tài)性狀的影響，但不同營養(yǎng)型水庫之間有所不同(富：頭長、尾鰭長；中：尾柄長、尾鰭長；貧：尾柄高、體寬)，說明不同營養(yǎng)型水庫鳙的形態(tài)性狀對體質(zhì)量的影響是不同的，這可為后續(xù)的選育指明主要的參考性狀。

3.3 不同營養(yǎng)型水庫鳙揮發(fā)性風味物質(zhì)

本研究在不同營養(yǎng)型水庫鳙中均檢測到壬醛和1-辛烯-3醇，且中營養(yǎng)型水庫含量最高。壬醛是油酸氧化的產(chǎn)物，具有油脂香味和魚腥味。1-辛烯-3醇是由亞油酸的氫過氧化物降解產(chǎn)生，具有蘑菇香氣和泥土的氣味，也與鮮魚的腥味有關。中營養(yǎng)型水庫具有恰當?shù)牡妆?，浮游生物種類和數(shù)量豐富且適當，鳙能攝取均衡的食物，提高對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，進而導致肌肉中壬醛和1-辛烯-3醇的沉積。烴類化合物是由脂肪酸烷氧自由基均裂產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)。酯類化合物作為常見的果香味揮發(fā)性風味物質(zhì)，其氣味閾值較低。本研究結果顯示烴類和酯類在貧營養(yǎng)型水庫的含量最高。鳙是濾食性魚類，依靠鰓耙過濾水體中的浮游生物、有機碎屑、細菌凝聚體等“大顆?！蔽镔|(zhì)。隨著富、中、貧營養(yǎng)型水庫浮游動物量的依次減少，鳙轉向攝取浮游植物，導致鳙進食和飽食程度的差異，代謝發(fā)生適應性變化，改變體內(nèi)物質(zhì)儲存的狀況，進而影響鳙風味物質(zhì)的沉積。劉俊利指出，水庫營養(yǎng)物質(zhì)增加引起浮游動、植物種類和數(shù)量的增加，水體理化性質(zhì)的改變，最終導致鰱魚氨基酸總量和鮮味氨基酸的降低。此外，鳙也可通過滲透壓由皮膚、鰓、鰭來吸收水體中的揮發(fā)性物質(zhì)，進而直接影響鳙肉的味道。