不同養(yǎng)殖模式對(duì)草魚的營養(yǎng)與食用品質(zhì)的影響

溫利，田明禮，安玥琦，，李溫蓉 ，李大鵬，劉茹 ，，熊善柏 ，

1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院/國家大宗淡水魚加工技術(shù)研發(fā)分中心（武漢），武漢 430070；2.湖南喜味佳生物科技有限公司，岳陽 414000；3.長江經(jīng)濟(jì)帶大宗水生生物產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展教育部工程研究中心，武漢 430070

草魚（Ctenopharyngodon idellus）是我國產(chǎn)量最大的淡水經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖魚類，其產(chǎn)量在2020年達(dá)到557.11 萬 t［1］。草魚肉質(zhì)肥嫩，口感鮮美，是制備魚糕、魚丸等魚糜制品的主要原料之一。因此，草魚肌肉的營養(yǎng)成分與風(fēng)味品質(zhì)對(duì)魚糜制品的品質(zhì)影響很大。

草魚養(yǎng)殖模式以池塘養(yǎng)殖為主，包括普通池塘養(yǎng)殖、循環(huán)水養(yǎng)殖和種青養(yǎng)殖等。種青養(yǎng)殖通常以黑麥草（Lolium perenneL.）、小米草（Euphrasia pectinata）和蘇丹草（Euphrasia pectinata）作為草魚餌料［2］，是一種生態(tài)健康的養(yǎng)殖模式。近年來，隨著人工飼料投喂模式逐漸擴(kuò)大，草魚的養(yǎng)殖產(chǎn)量雖大幅提升，但其肌肉品質(zhì)有所下降，因此，探究其提質(zhì)方法，對(duì)提高草魚的經(jīng)濟(jì)價(jià)值有重要意義。研究表明，不同魚種之間的肌肉營養(yǎng)成分以及風(fēng)味品質(zhì)均有差異，如草魚［3］、斑點(diǎn)叉尾鮰（Ictalurus punctatus）［4］、大黃魚（Pseudosciaena crocea）［5］等；即使是同一種魚，在不同養(yǎng)殖模式下其肌肉營養(yǎng)成分也存在差異，如循環(huán)水養(yǎng)殖和傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖下的草魚［6］、集裝箱式和池塘養(yǎng)殖［7］下的草魚的肌肉營養(yǎng)成分也存在顯著差異。但關(guān)于種植青草養(yǎng)殖和普通池塘養(yǎng)殖下草魚的營養(yǎng)品質(zhì)和食用品質(zhì)的差異方面的研究鮮見報(bào)道。因此，本研究以草魚為研究對(duì)象，分析普通池塘養(yǎng)殖和種植青草養(yǎng)殖模式下草魚的肌肉品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)及感官評(píng)價(jià)結(jié)果的差異，以期為優(yōu)化草魚養(yǎng)殖模式、提升草魚肉的食用品質(zhì)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗(yàn)草魚源于湖北省洪湖市的傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖（簡稱普通養(yǎng)殖）和種植青草養(yǎng)殖（簡稱種青養(yǎng)殖）的池塘。分別在傳統(tǒng)池塘和種青池塘中喂養(yǎng)同一批草魚魚苗（2021年3 月―2021年10 月），于2021年10 月28 日在2 個(gè)池塘各隨機(jī)采樣10 尾（每尾體質(zhì)量1 120～1 470 g）。

異硫氰酸苯酯、三乙胺、氯化鈉均為分析純，購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；甲醇、正己烷、乙醇、乙腈、環(huán)己酮均為色譜純，購于上海源葉生物科技有限公司；脂肪酸標(biāo)品和核苷酸及其降解產(chǎn)物標(biāo)品為色譜級(jí)，購于美國Sigma-Aldrich公司。

1.2 主要儀器

BS21OZ 型分析天平，德國賽多利斯公司；CR-400 型色度計(jì)，美國 TA 儀器公司；TA-XT2i 型質(zhì)構(gòu)儀，英國 Stable-Micro Systems 公司；1260 型高效液相色譜儀，7890A/5975C 型氣相色譜儀，美國Agilent公司；U3000型液相色譜儀，美國Thermo公司。

1.3 物理特性測定

按養(yǎng)殖方式分別隨機(jī)采集10 尾草魚，先稱取草魚體質(zhì)量，測量體長，解剖去除內(nèi)臟并稱其質(zhì)量，然后稱取空殼質(zhì)量。再去皮取魚體背部肌肉（不含紅色肉部分），迅速帶回實(shí)驗(yàn)室貯藏于-80 ℃冰箱中，用于其他實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的測定，試驗(yàn)前于4 ℃下解凍完全。

生長性能指標(biāo)測定。臟體指數(shù)=內(nèi)臟質(zhì)量/體質(zhì)量×100%?？諝ぢ?空殼質(zhì)量/體質(zhì)量×100%。肥滿度=體質(zhì)量/（體長）3×100。

肌肉顏色測定。將去皮后的魚體背部肌肉切成3 cm×3 cm×1 cm（長×寬×高）的長方體，采用色度計(jì)對(duì)草魚肌肉色澤進(jìn)行測定，包括L*、a*和b*值。白度（W）的計(jì)算公式如下：

蒸煮損失率測定。稱取20 g 魚體背部肌肉，于100 ℃水浴鍋中蒸煮10 min，取出后在室溫下冷卻5 min，吸干表層水分，稱取質(zhì)量。蒸煮損失率=（蒸前質(zhì)量－蒸后質(zhì)量）/蒸前質(zhì)量×100%。

肌肉質(zhì)構(gòu)測定：參考陳東清等［8］的方法。測試探頭為P/36R，其余參數(shù)不變。

1.4 營養(yǎng)成分測定

水分測定參考GB/T 5009.3—2016《食品中水分的測定》，在105 ℃烘箱烘至恒質(zhì)量，損失部分為水分質(zhì)量；粗蛋白測定采用凱氏定氮法（GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測定》）；粗灰分測定參考GB/T 5009.4—2010《食品中灰分的測定》，在550 ℃的馬弗爐中進(jìn)行高溫灼燒；粗脂肪測定采用索氏抽提法（GB/T 5009.6—2010《食品中脂肪的測定》）。

氨基酸組成及含量測定：將20 mL 鹽酸溶液（6 mol/L）加到0.50 g 草魚背部肌肉中，110 ℃水解22 h。取出冷卻后，定容至25 mL。衍生化反應(yīng)方法參考文獻(xiàn)［9］。呈味氨基酸含量計(jì)算參考文獻(xiàn)［8］。核苷酸及其降解產(chǎn)物含量參照文獻(xiàn)［10］的方法進(jìn)行測定。脂肪酸組成及含量測定參照GB 5009.168—2016《食品中脂肪酸的測定》。

1.5 感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參考蔡禮彬等［11］的方法。

1.6 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的測定

取2.0 g 斬碎的魚肉放入30 mL 頂空氣相瓶中，加入 1 μL 內(nèi)標(biāo)環(huán)己酮（1 000 μg/kg），再加入 8 mL飽和氯化鈉溶液混合后，準(zhǔn)備上機(jī)。

氣相色譜柱為DB-Wax 毛細(xì)管柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）。氣相色譜升溫程序：柱初溫40 ℃，保持 3 min；以 4 ℃/min 升溫至 140 ℃，保持 2 min；再以4 ℃/min 升至230 ℃，保持2 min。進(jìn)樣口溫度為230 ℃，熱解吸5 min；載氣為氦氣，流速1.5 mL/min，不分流。

質(zhì)譜條件：EI 離子源；電子能量70 eV；離子源溫度為 230 ℃；四級(jí)桿溫度150 ℃；檢測器溫度為250 ℃，氣質(zhì)接口溫度為280 ℃；檢測器電壓1.2 kV；質(zhì)量掃描范圍m/z：50～350。

1.7 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2019 和SPSS 21.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。試驗(yàn)結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”的形式呈現(xiàn)，對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)（α=0.05），并采用Origin 2021軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 養(yǎng)殖模式對(duì)草魚營養(yǎng)成分和形體指標(biāo)的影響

由表1 可知，與普通池塘養(yǎng)殖相比，種青養(yǎng)殖的草魚粗蛋白含量更高，粗脂肪含量更低。但2種養(yǎng)殖模式對(duì)草魚的臟體指數(shù)、肥滿度和空殼率均無顯著影響（P＞0.05）。

表1 不同養(yǎng)殖模式對(duì)草魚營養(yǎng)成分和形體指標(biāo)的影響Table 1 Effects of different aquaculture models on nutrient component and morphological parameters of grass carp

2.2 養(yǎng)殖模式對(duì)草魚肌肉顏色、質(zhì)構(gòu)特性和蒸煮損失的影響

如表2 所示，種青養(yǎng)殖草魚肌肉的L*值、W值和b*值均顯著高于普通養(yǎng)殖（P＜0.05），說明種青養(yǎng)殖可提高草魚肌肉的亮度和白度，且種青養(yǎng)殖草魚肌肉的a*值顯著低于普通養(yǎng)殖（P＜0.05），表明種青養(yǎng)殖可降低草魚肌肉紅度。

表2 不同養(yǎng)殖模式下草魚肌肉色澤、質(zhì)構(gòu)特性和蒸煮損失的差異Table 2 Differences of muscle color，texture characteristics and cooking loss of grass carp under different aquaculture modes

在不同養(yǎng)殖模式下，草魚的質(zhì)構(gòu)特性與持水性存在明顯差異。種青養(yǎng)殖草魚肌肉的硬度、咀嚼性和回復(fù)性均顯著高于普通養(yǎng)殖草魚（P＜0.05）。種青養(yǎng)殖草魚肌肉的蒸煮損失率顯著低于普通養(yǎng)殖（P＜0.05），表明種青養(yǎng)殖的草魚肌肉持水性更高，肉質(zhì)更彈嫩。

2.3 養(yǎng)殖模式對(duì)草魚氨基酸組成的影響

表3 顯示了不同養(yǎng)殖模式的草魚中總氨基酸及游離氨基酸的含量差異。由表3可知，種青組草魚總氨基酸含量顯著高于普通養(yǎng)殖（P＜0.05），其中NEAA、HEAA 和EAA 的含量均顯著高于普通養(yǎng)殖模式（P＜0.05）。在2 種養(yǎng)殖模式下EAA/TAA 均達(dá)到 0.39，EAA/NEAA 分別為 0.75 和 0.76。此外，2種養(yǎng)殖模式下，游離氨基酸總量具有顯著差異（P＜0.05）。與普通養(yǎng)殖草魚相比，種青養(yǎng)殖草魚中游離氨基酸總量顯著增加（P＜0.05）；其中呈鮮味的天冬氨酸和谷氨酸，甜味氨基酸中除了蘇氨酸，其他甜味氨基酸含量在種青養(yǎng)殖草魚中均顯著增加（P＜0.05），天冬氨酸和谷氨酸含量較普通養(yǎng)殖分別提高了 1 倍和 1.6 倍。

表3 不同養(yǎng)殖模式下草魚的總氨基酸、游離氨基酸的組成與含量Table 3 The composition and content of total amino acids and free amino acids of grass carp under different aquaculture modes

鮮味氨基酸與呈味氨基酸相互作用下的協(xié)同效應(yīng)可用味精當(dāng)量（equivalent umami concentration，EUC）表示。從表4 結(jié)果可知，和普通養(yǎng)殖草魚相比，種青養(yǎng)殖草魚中苦味氨基酸、鮮味氨基酸、甜味氨基酸和酸味氨基酸含量分別顯著提高了27.87%、149.57%、36.33%、19.89%（P＜0.05）。種青養(yǎng)殖草魚肌肉中EUC 達(dá)到2.02 g MSG/100 g，顯著高于普通養(yǎng)殖，表明種青養(yǎng)殖草魚肉具有強(qiáng)烈的鮮味。

表4 不同養(yǎng)殖模式下草魚肌肉中風(fēng)味氨基酸含量Table 4 Flavor amino acids in muscles of grass carp under different aquaculture modes

2.4 養(yǎng)殖模式對(duì)草魚脂肪酸組成的影響

表5 顯示了2 種養(yǎng)殖模式下草魚中的總脂肪酸和游離脂肪酸組成及含量。種青養(yǎng)殖草魚中總脂肪酸含量顯著高于普通養(yǎng)殖草魚（P＜0.05）。其中，種青養(yǎng)殖草魚中單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸含量均顯著高于普通養(yǎng)殖（P＜0.05）。且多不飽和脂肪酸C20：3n3和EPA 僅在種青養(yǎng)殖草魚中被檢出。尤其是種青養(yǎng)殖模式下，草魚中∑n-3 PUFA和∑n-6 PUFA 含量顯著高于普通養(yǎng)殖（P＜0.05），分別約是普通養(yǎng)殖的2.5 倍和1.4 倍。

表5 不同養(yǎng)殖模式下草魚的總脂肪酸及游離氨基酸組成與含量Table 5 Composition and content of total fatty acids and free fatty acids of grass carp under different aquaculture modes mg/100 g

種青養(yǎng)殖草魚的游離氨基酸總量顯著高于普通養(yǎng)殖（P＜0.05）。種青養(yǎng)殖組的總單不飽和脂肪酸和總多不飽和脂肪酸含量顯著高于普通養(yǎng)殖組（P＜0.05），分別提高了21.36%和36.46%。種青養(yǎng)殖草魚中的亞油酸和亞麻酸等多不飽和脂肪酸含量顯著高于普通養(yǎng)殖（P＜0.05）。

2.5 感官評(píng)價(jià)

由圖1可知，2種養(yǎng)殖模式下草魚的總體得分、氣味、滋味和質(zhì)地得分存在顯著差異（P＜0.05）；在色澤方面無顯著差異（P＞0.05），均色澤亮白，斷面有一定光澤。此外，種青養(yǎng)殖草魚食用起來無明顯魚腥味，且鮮味明顯，回味甘甜。而普通養(yǎng)殖草魚的魚腥味較重，無回甘味且質(zhì)地較軟，彈性較弱。

圖1 不同養(yǎng)殖模式下草魚的感官評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.1 Sensory evaluation results of grass carp under different aquaculture modes

2.6 養(yǎng)殖模式對(duì)草魚核苷酸的影響

由表6 可知，草魚中尿苷酸（UMP）含量最高，其次是次黃嘌呤核苷酸（IMP）。種青養(yǎng)殖草魚肉中具有鮮味的鳥嘌呤核苷酸（GMP）和IMP 以及腺嘌呤核苷酸（ATP）的含量均顯著高于普通養(yǎng)殖草魚（P＜0.05），尤其是IMP，較普通養(yǎng)殖提高了1.6倍。

表6 不同養(yǎng)殖模式下草魚的核苷酸組成與含量Table 6 Nucleotide composition and content of grass carp under different aquaculture modes μmol/100 g

2.7 養(yǎng)殖模式對(duì)草魚特征氣味物質(zhì)的影響

采用SPME-GC-MS分析方法，對(duì)不同養(yǎng)殖模式下草魚的特征揮發(fā)性氣味物質(zhì)種類和含量進(jìn)行測定，由表7 可知，在種青養(yǎng)殖草魚中除己醛和十二烷醛外，其余被檢測出的醛類和醇類含量均顯著低于普通養(yǎng)殖（P＜0.05），其中呈溶劑味的1-己醇、油脂味的壬醛、蘑菇味的1-辛烯-3-醇和柑橘味的辛醛等含量較普通養(yǎng)殖顯著下降（P＜0.05），從而減少了魚肉的土腥味與青草味，這與感官評(píng)價(jià)中的氣味評(píng)價(jià)結(jié)果相一致。

表7 不同養(yǎng)殖模式下草魚的特征揮發(fā)性風(fēng)味成分Table 7 Characteristic volatile flavor components of grass carp under different aquaculture modes μg/kg

3 討 論

目前，有學(xué)者對(duì)不同養(yǎng)殖模式下的草魚［2］、斑點(diǎn)叉尾鮰［4，12］、黃顙魚［12］等水產(chǎn)品進(jìn)行理化成分、質(zhì)構(gòu)特性及感官評(píng)價(jià)測定，研究結(jié)果表明，養(yǎng)殖模式會(huì)影響魚肉風(fēng)味特征以及肉質(zhì)。本研究進(jìn)一步確定，相較于普通養(yǎng)殖，種青養(yǎng)殖模式可以提高草魚肌肉的亮度和白度，降低其紅度，其原因可能是在種青養(yǎng)殖下草魚運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)，消耗更多的能量用以競爭和生存，從而使得草魚肉的肌纖維更致密，提升了種青養(yǎng)殖草魚的肉質(zhì)緊致度和咀嚼性，使草魚口感更好；且脂肪積累減少，魚肉中肌紅蛋白和血紅蛋白含量降低［12-13］。

草魚肉的營養(yǎng)價(jià)值對(duì)其食用品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益有重要影響。在本研究中種青養(yǎng)殖組草魚必需氨基酸的含量均顯著高于普通養(yǎng)殖模式，可能是在種青養(yǎng)殖下草魚的運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)，為適應(yīng)生存變化，一定程度上改變體內(nèi)物質(zhì)儲(chǔ)存狀況，從而影響了氨基酸的含量［14］。此外，相較普通養(yǎng)殖，種青養(yǎng)殖草魚中∑n-3 PUFA 和∑n-6 PUFA 含量大幅提升。但與之相反，在程輝輝等［2］的研究中，飼料組草魚所食用的飼料富含大量的n-3系列不飽和脂肪酸，而種青組草魚卻無法自身合成足夠多的n-3系列不飽和脂肪酸。

風(fēng)味可分為滋味和氣味，游離氨基酸和核苷酸都是水產(chǎn)品中重要的滋味物質(zhì)［15-16］。1-辛烯-3-醇、己醛和（E，E）-2，4-壬二烯醛等是魚肉土腥味和青草味等異味的主要來源［17］。較普通養(yǎng)殖模式而言，種青養(yǎng)殖組草魚肉中呈鮮味的天冬氨酸和谷氨酸以及鮮味核苷酸中GMP 和IMP 含量均顯著增加，可能是在種青養(yǎng)殖環(huán)境中具有更多樣化的浮游生物和昆蟲等天然餌料，增加了蛋白質(zhì)的合成，最終增強(qiáng)草魚的肌肉鮮味［12，18］。總體上，種青養(yǎng)殖可以降低草魚肌肉中大部分具有異味的醛類、醇類物質(zhì)的含量，從而使草魚的氣味和滋味更加宜人，提高其食用品質(zhì)。

綜上所述，相較普通養(yǎng)殖，種青養(yǎng)殖不僅可以改善草魚的肌肉品質(zhì)，還可以增加草魚中必需氨基酸和n-3、n-6 系列不飽和脂肪酸含量，提升草魚的營養(yǎng)品質(zhì)；其次，可降低草魚中異味物質(zhì)含量，提高呈味氨基酸和鮮味核苷酸的含量，改善草魚肉的風(fēng)味特征，提升其食用品質(zhì)。此外，相較普通養(yǎng)殖模式，種青養(yǎng)殖模式中青草還具有一定的凈化水體作用，對(duì)環(huán)境污染較小，更有利于草魚的綠色養(yǎng)殖發(fā)展。