水體pH對尼羅羅非魚生長、營養(yǎng)組成和肉質(zhì)的影響

顧亭亭 呂宏波 王月 杜震宇 喬芳

(華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,水生動物營養(yǎng)與環(huán)境健康實驗室,上海 200241)

在水產(chǎn)養(yǎng)殖中,水體富營養(yǎng)化、氨氮排放及水中溶氧等因素均會引起水體pH的變化,而水體pH的變化可能會導(dǎo)致魚體酸堿平衡、離子調(diào)節(jié)和氨排泄的紊亂[1]。因此,水體pH是養(yǎng)殖水體重要的理化參數(shù)之一,對水生動物體內(nèi)穩(wěn)態(tài)的維持起著非常重要的作用。但是,不同魚類對水體pH變化的耐受力不同,研究認為4.5—9.0是大多數(shù)魚類可以生存的水體環(huán)境pH范圍[2],然而部分耐酸性魚類如斜齒鳊(Rutilus rutilus)、珠星三塊魚(Tribolodon hakonensis)和寶蓮燈魚(Cheirodon axelrodi)可以在pH小于4的水體環(huán)境中存活[3]。更有研究進一步指出,在pH為4—8的范圍內(nèi)大蓋巨脂鯉(Colossoma macropomum)的體重和生長率與pH的增加成反比,說明其在酸性水體中反而表現(xiàn)出更好的生長性能[4]。水體pH對魚類的生長和健康狀況有重要影響,研究表明偏離最適范圍的水體pH對一些魚類的生長和健康不利[5,6]。嗜酸性的大蓋巨脂鯉如果長時間暴露于堿性水體中,其血液生化指標會發(fā)生顯著變化,并且生長受到抑制[4]。而低pH水體環(huán)境則會導(dǎo)致溪紅點鮭(Salvelinus fontinalis)的孵化率顯著降低,并造成幼魚行動遲緩[7]。

養(yǎng)殖水體的參數(shù)如鹽度、水溫和pH等也會影響?zhàn)B殖魚類肌肉的營養(yǎng)組成及品質(zhì)[8]。研究發(fā)現(xiàn),隨著水體鹽度的提升,大菱鲆幼魚(Scophthal musmaximus)[9]、虹鱒(Salmo gairdnerii)[10]和櫻鱒(Oncoryhnchus masou)[11]肌肉中PUFA尤其是EPA和DHA的含量會出現(xiàn)顯著上升,魚肉的營養(yǎng)價值得到提升。也有研究表明,水體溫度的增高會導(dǎo)致鯽魚肌肉中脂肪含量顯著降低[12]。王雙耀等[5]還指出隨著水體pH的升高,大菱鲆的全魚脂肪含量整體呈現(xiàn)下降趨勢,而全魚蛋白含量呈先升后降的變化趨勢。但是,目前水體pH對于魚類肌肉營養(yǎng)成分的影響僅涉及少量的幾個指標,尚未有研究深入探討水體pH對魚類肌肉營養(yǎng)品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的影響。

尼羅羅非魚(Oreochromis niloticus)是最受歡迎的水產(chǎn)養(yǎng)殖魚類之一,因為它們對惡劣的環(huán)境條件具有較高的耐受性,而且生長速度快、肌肉質(zhì)地較好[13,14]。已有諸多文獻指出,水體pH會對尼羅羅非魚的生長和健康狀況有所影響,Moshood等[15]指出當水體pH＜6時,尼羅羅非魚的死亡率會隨著pH降低而增高,并在pH=3時達到100%。Nobre等[16]發(fā)現(xiàn)用Na2CO3+CaCl2配伍中和酸性養(yǎng)殖水體時,養(yǎng)殖尼羅羅非魚幼魚生長最好,并且在水體pH為5—6的偏酸性水域中也能很好地適應(yīng)。Rebou?as等[17]進一步指出尼羅羅非魚在偏酸性的水體環(huán)境中(pH為4、5、6)比在偏堿性的水體環(huán)境中(pH為8)表現(xiàn)出更好的生長性能。隨著人們生活水平的不斷提高,消費者對于水產(chǎn)品的營養(yǎng)價值及品質(zhì)的要求也越來越高。因此,水產(chǎn)從業(yè)者不僅要考慮養(yǎng)殖動物的生長性能,還要關(guān)注其肉質(zhì)及營養(yǎng)品質(zhì)。而水體環(huán)境尤其是pH,對于羅非魚肌肉營養(yǎng)成分及肌肉品質(zhì)的影響尚未見報道。

因此,本實驗設(shè)置低(pH=4)、中(pH=7.2)、高(pH=8.5)3個水體pH梯度,投喂初重為(1.9± 0.1) g的尼羅羅非魚10周,并測定其生長性能、血清生化指標、肌肉營養(yǎng)成分和肉質(zhì)相關(guān)指標,以期探討水體pH對尼羅羅非魚生長、肌肉的營養(yǎng)組成和肉質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗設(shè)計

實驗所用羅非魚購自廣東添發(fā)魚苗公司,魚苗運送至本實驗室后暫養(yǎng)2周直至穩(wěn)定。挑選狀態(tài)良好,并且體重在(1.9± 0.1) g的魚均勻分到9個容積為256 L的養(yǎng)殖缸中,每個養(yǎng)殖缸中30條魚。實驗期間使用配制純化飼料(蛋白含量35.79%,脂肪含量5.98%;表 1和表 2),如前所述[8]制作直徑為1 mm的顆粒飼料,自封袋包裝后放于-20℃ 冰箱中備用。設(shè)置低(pH=4)、中(pH=7.2)、高(pH=8.5)3個水體pH梯度(即3個處理組),每個處理組3個平行,每天投喂量為體質(zhì)量的4%,投喂后半小時收集殘餌,烘干后稱重以準確計算攝食率,每2周稱1次重量以調(diào)整投喂量。實驗用水分別由曝氣水和鹽酸或氫氧化鈉配置而成,具體配置方法參照El-Sherif等[6]的研究,每日換水1次,換水量為30%,水體pH通過1 mol/L的HCl和1 mol/L NaOH 溶液進行調(diào)節(jié),用pH計(LC-pHB-1A,上海力辰邦西儀器科技有限公司)對水體pH每天早晚各進行一次校正,pH日變化幅度不超過±0.2。養(yǎng)殖實驗在華東師范大學(xué)生物實驗站進行,保證水溫恒定在(28.5±0.8)℃,溶解氧含量(6.9±0.5) mg/L,共歷時10周。

表1 實驗飼料配方Tab.1 Formulation of the experimental diets

表2 實驗飼料脂肪酸組成Tab.2 Fatty acid composition of experimental feed

1.2 樣品采集和生長指標測定

在10周實驗結(jié)束后,從每個缸內(nèi)隨機取2條(即每組6條魚),用麻醉劑 MS-222麻醉后置于-20℃ 冰箱,以供全魚成分分析。另外,每個處理組內(nèi)隨機取8尾魚用于抽血及血清提取。將魚用麻醉劑 MS-222麻醉后,用無菌注射器抽取1 mL 血液至離心管中,4℃ 靜置12h,3000 r/min 離心10min,取100 μL上層血清置于 2.0 mL 離心管中,儲存于-80℃ 冰箱中待測。另外,再從每個處理組內(nèi)隨機取8尾魚,采用相同方式麻醉后稱重,測體長,取內(nèi)臟團、肝臟和腹腔脂肪稱重并保存至-80℃ 冰箱做進一步分析。去皮后切下背部白肌,其中一側(cè)背肌用作肉質(zhì)分析,另一側(cè)背肌保存于-80℃ 冰箱用于后續(xù)生化實驗。10周增重率、飼料系數(shù)、肝體比、脂體比和臟體比的計算如下:

增重率(WGR,%)=(Wt-W0)/W0×100

飼料系數(shù)(FCR)=Wf/(Wt-W0)

臟體比(VSI,%)=Wv/W×100

肥滿度(CF,g/cm3)=W/L3×100

肝體比(HSI,%)=Wh/W×100

脂體比(MFI,%)=Wm/W×100

式中,Wt為終末體質(zhì)量 (g),W0為初始體質(zhì)量 (g),Wf為攝入飼料量 (g),Wv為魚內(nèi)臟重 (g),W為魚體質(zhì)量 (g),L為魚體長 (cm),Wh為魚肝臟重 (g),Wm為魚腹腔脂肪重(g)。

肝臟和肌肉組織中的糖原、乳酸及甘油三酯等生化成分的含量均采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的相關(guān)試劑盒測定,稱取一定重量組織后加入9倍的生理鹽水,組織研磨儀(上海凈信,型號Tissuelyser-24)充分勻漿,其余操作均按試劑盒說明書進行;血清中的谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶的活性,及血糖、甘油三酯、乳酸和膽固醇的含量也用相應(yīng)試劑盒測試,每個指標均進行8個重復(fù)。

新生兒肺透明膜病伴羊水吸入性肺炎死亡法醫(yī)解剖附1例報告 …………陳嘉妮，陳繼樑，楊文仲，楊開明（82）

1.3 肌肉的理化特性及營養(yǎng)成分分析

常規(guī)生化指標的測定將存放于冰箱內(nèi)的全魚和肌肉組織取出后,解凍并進行常規(guī)營養(yǎng)成分分析。全魚及肌肉常規(guī)成分分析采用相同的實驗方法,以下指標均參照國際標準法 AOAC[18],水分采用 105℃ 烘干法,粗蛋白采用凱氏定氮法 (FOSS Kjeltec 8200,瑞典),灰分采用 550℃ 灼燒法至恒重。全魚及肌肉的粗脂肪提取采用氯仿-甲醇法,取0.4 g烘干的樣品粉末于試管中,加入6 mL的氯仿甲醇(氯仿∶甲醇=2∶1),振蕩后于4℃冰箱中靜置過夜,再加入1 mL 0.37 mol/mL的氯化鉀溶液振蕩離心,取下層油相后進行真空干燥,即得到粗脂肪。肌肉中提取出的脂肪保存于-20℃冰箱中用于后續(xù)的脂肪酸分析。全魚營養(yǎng)成分的測定為每組6個重復(fù),肌肉營養(yǎng)成分的測定為每組8個重復(fù)。

離心失水率與蒸煮損失測定本實驗中離心失水率和蒸煮損失率的測試均參考以往的實驗方法[8],每個處理設(shè)置8個重復(fù)。

肌肉脂肪酸成分分析脂肪酸采用氣相色譜法(GC)分析[19]。取保存于-20℃冰箱的肌肉脂肪,冷卻至室溫后進行脂肪酸檢測。將2 mg脂質(zhì)溶解在氯仿/甲醇(2∶1,v/v)中,向樣品中加入1 mL甲醇KOH(0.5 mol/L),并在65℃下保持30min。加入1 mL 14%BF3-CH3OH后,將混合液在75℃下加熱30min。然后在離心(2000 r/min,5min)之前加入1 mL己烷(色譜純,＞95%)和1 mL ddH2O。將上清液移至新的試管中,并用氮氣真空干燥,然后加入200 μL己烷(色譜純,＞95%)進行分析。該分析使用氣相色譜儀(Shimadzu 2010 Plus,日本)進行,高純氮氣(99.99%)用作載氣,流速為7.8 mL/min。柱溫以4℃/min的速度從120℃上升到240℃,并在240℃下保持30min。噴射器和探測器的溫度分別設(shè)置為280和300℃。脂肪酸種類的鑒定通過與標準混合物(Supelco37 Component FAME Mix in Dichloromethane,USA)的保留時間進行比較來確定,并通過峰面積的比值計算得到各種脂肪酸的相對含量。

1.4 肌肉質(zhì)構(gòu)特性測定

根據(jù)已有報道[20],肉類質(zhì)地通常用TPA (Texture Profile Analysis) 特性來表征。本研究中利用Brookfield CT3質(zhì)構(gòu)儀(Brookfield Engineering Laboratories,INC.Middleboro Massachusetts,USA)對羅非魚肌肉的質(zhì)構(gòu)指標進行測定,相關(guān)參數(shù)包括:硬度、彈性、黏聚性和咀嚼度。探頭類型為TA3/100,測試速度為0.5 mm/s,目標值為0.5 mm,循環(huán)次數(shù)為2。

1.5 數(shù)據(jù)分析及處理

使用SPSS 20.0(IBM,armonk,USA)進行單因素方差分析(ANOVA),結(jié)果用(mean±SE)表示。顯著性差異設(shè)為P＜0.05,極顯著性差異設(shè)為P＜0.01。所有表格均使用Excel制作。

2 結(jié)果

2.1 水體pH對尼羅羅非魚生長的影響

如表 3所示,相比于對照組,低pH和高pH的水體環(huán)境都顯著降低了尼羅羅非魚的增重率(P＜0.05),但是3組的肥滿度之間并未出現(xiàn)顯著差異;高pH組尼羅羅非魚的臟體比顯著低于低pH組和對照組(P＜0.05);然而脂體比和臟體比與其余兩組并無顯著差異;低pH組尼羅羅非魚的飼料系數(shù)和臟體比均顯著高于其余兩組(P＜0.05)。以上結(jié)果顯示,不論是低pH還是高pH處理對尼羅羅非魚的生長都會產(chǎn)生不利影響,并且低pH處理使尼羅羅非魚的飼料系數(shù)和臟體比顯著增高,高pH處理會使尼羅羅非魚的臟體比減小。

表3 水體pH對尼羅羅非魚生長性能的影響Tab.3 Effects of water pH on growth performance of Oreochromis niloticus

2.2 水體pH對尼羅羅非魚體成分和肝臟代謝的影響

如表 4所示,相比于對照組,低pH和高pH的水環(huán)境都顯著提高了尼羅羅非魚肝臟的糖原含量(P＜0.05);然而水體pH對于全魚的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、灰分、水分含量以及肝臟乳酸和甘油三酯的含量均無顯著影響(P＞0.05)。以上結(jié)果顯示,低pH和高pH的水體環(huán)境可能會對尼羅羅非魚的糖代謝產(chǎn)生影響,而對其體成分并無顯著影響。

表4 水體pH對尼羅羅非魚體成分和肝臟代謝的影響Tab.4 Effects of water pH on body composition and liver metabolismof Oreochromis niloticus

2.3 水體pH對尼羅羅非魚血清生化的影響

表5 水體pH對尼羅羅非魚血清生化的影響Tab.5 Effects of water pH on biochemical indexes of Oreochromis niloticus

2.4 水體pH對尼羅羅非魚肌肉營養(yǎng)品質(zhì)的影響

如表 6所示,相比于對照組,低pH和高pH組的尼羅羅非魚肌肉乳酸的含量均出現(xiàn)了上升,且高pH組表現(xiàn)出顯著性差異(P＜0.05);但是低或高pH水環(huán)境對于尼羅羅非魚的肌肉總蛋白、總脂肪,水分、糖原含量及甘油三酯的含量均沒有影響(P＜0.05)。以上結(jié)果表明,水體pH的變化會導(dǎo)致尼羅羅非魚肌肉乳酸的富集,但是對肌肉營養(yǎng)成分無影響。

表6 水體pH對尼羅羅非魚肌肉成分的影響Tab.6 Effects of water pH on muscle composition of Oreochromis niloticus

從表 7中可以看出,相對于對照組,高pH的水體環(huán)境顯著降低了尼羅羅非魚肌肉中的飽和脂肪酸(SFA)的相對含量,而提高了多不飽和脂肪酸(PUFA),特別是n-3PUFA的相對含量 (P＜0.05)。以上結(jié)果表明水體pH會影響尼羅羅非魚肌肉脂肪酸的組成,高pH的養(yǎng)殖水環(huán)境會提高肌肉中PUFA的相對含量,特別是n-3PUFA的含量,從而提高尼羅羅非魚肌肉脂肪酸營養(yǎng)價值。

表7 水體pH對尼羅羅非魚肌肉脂肪酸組成的影響Tab.7 Effects of water pH on fatty acid composition in the muscle of Oreochromis niloticus

2.5 水體pH對尼羅羅非魚肌肉物理特性的影響

從表 8可以看出,高pH組羅非魚肌肉的蒸煮損失率顯著高于對照組,而黏性顯著降低(P＜0.05)。低pH組羅非魚肌肉的彈性顯著低于其余兩組(P＜0.05)。高低pH水環(huán)境對于肌肉的離心失水率、硬度和咀嚼指數(shù)均沒有影響。以上結(jié)果表明,高pH水環(huán)境會降低羅非魚肌肉的保水能力和黏性,而低pH水環(huán)境會降低羅非魚肌肉的彈性。

表8 水體pH對尼羅羅非魚肌肉物理特性的影響Tab.8 Effects of water pH on physical properties of muscle of Oreochromis niloticus

3 討論

3.1 水體pH對尼羅羅非魚生長的影響

盡管淡水魚對于水體pH的變化具有一定的耐受力,但是不適宜的水體pH仍會對魚類產(chǎn)生代謝壓力進而影響生長[21]。有研究指出,過高pH的水體環(huán)境會造成鰓對Na+和Cl-的通透性降低,影響魚類的滲透調(diào)節(jié),而Na+和Cl-離子在滲透調(diào)節(jié)和細胞內(nèi)外pH控制中發(fā)揮著重要作用,因此魚類必須將部分用于機體發(fā)展的能量轉(zhuǎn)移到應(yīng)對滲透壓的變化中,最終影響魚類的生長和生存[22]。El-Sherif等[6]的研究表明尼羅羅非魚養(yǎng)殖的最佳水體pH在7—8,低于或者高于該范圍的水體pH都會對尼羅羅非魚的生長造成抑制。在本研究中,相比于對照組(pH 7.2),pH分別為4和8.5的水環(huán)境均造成尼羅羅非魚的增重率顯著下降,表明過高或者過低pH水體環(huán)境均抑制尼羅羅非魚的生長,該結(jié)果與El-Sherif等[6]的報道一致。研究顯示低pH水體環(huán)境會通過H+的滲透和吸收影響魚體血液的pH,從而破壞其輸氧功能,造成呼吸困難,對飼料的利用率降低[23]。Rebou?as等[17]指出pH為4的水體環(huán)境提高了尼羅羅非魚的飼料系數(shù),飼料效率降低,這與本實驗的結(jié)果是一致的。在本研究中,相比于對照組,低pH組尼羅羅非魚的飼料系數(shù)顯著提高,但是高pH組與對照組并無顯著差異,這表明在低pH的環(huán)境下,尼羅羅非魚需要攝入更多的食物以提供更多的能量來應(yīng)對惡劣環(huán)境以維持自身生長。另外,在本研究中,相較于對照組,低pH組尼羅羅非魚的臟體比顯著升高,而增重率顯著降低,間接說明在低pH水環(huán)境中尼羅羅非魚的內(nèi)臟占比上升,從而降低了可食用部分的比率。但本研究也發(fā)現(xiàn),高pH處理則導(dǎo)致臟體比下降,表明內(nèi)臟器官重量占比下降,提示可食用部分比率的上升。

3.2 水體pH對尼羅羅非魚體成分和代謝的影響

在面對脅迫時,魚類的代謝功能會發(fā)生變化,并利用自身貯存的脂肪、蛋白質(zhì)和糖類等來提供能量以應(yīng)對脅迫[24]。例如,王雙耀等[5]發(fā)現(xiàn)由于大菱鲆在堿性環(huán)境下代謝水平比酸性環(huán)境下高,魚體需要分解大量脂肪以維持正常代謝,因此隨著水體pH的升高,大菱鲆的全魚脂肪含量整體呈現(xiàn)下降趨勢。然而在本實驗中,3個處理組的尼羅羅非魚全魚水分、灰分、蛋白和脂肪含量均無差異,表明本實驗中設(shè)置的水體pH還并未對尼羅羅非魚整體營養(yǎng)成分造成顯著影響。

已有諸多研究表明,水體pH會對魚類血清的生化指標產(chǎn)生影響[25]。乳酸主要是肌肉在供氧不足的情況下通過糖酵解產(chǎn)生,一般認為糖酵解發(fā)生的主要目的在于迅速提供能量[26]。在低pH水體中時,為了減少內(nèi)源性氨的產(chǎn)生和積累,石斑魚會使用糖原作為能量來促進新陳代謝[27]。而且有研究[28]發(fā)現(xiàn),酸性或堿性的水體環(huán)境會通過厭氧途徑誘導(dǎo)銀鯰(Rhamdia quelen)使用乳酸作為糖異生的底物,造成肝臟和肌肉中乳酸顯著增加。在本實驗中,低pH和高pH組尼羅羅非魚肌肉和血清中的乳酸含量均出現(xiàn)了上升,并且高pH組呈顯著性上升,而各組的全魚蛋白和脂肪含量并無顯著差異。以上結(jié)果表明在高低pH脅迫下,尼羅羅非魚主要利用糖供能,卻很難動用脂肪和蛋白質(zhì),而且在高pH的脅迫下,尼羅羅非魚需要消耗更多的能量以維持生長而產(chǎn)生大量乳酸或者是通過乳酸累積維持酸堿平衡。Bolner等[28]指出高低pH條件都會導(dǎo)致銀鯰魚的代謝紊亂,導(dǎo)致其肝糖原很難被利用,而轉(zhuǎn)用肌糖原來迅速分解能量。在本實驗中,低pH和高pH組尼羅羅非魚血清和肌肉的糖原含量出現(xiàn)了下降,但是肝臟糖原出現(xiàn)了顯著上升,表明尼羅羅非魚在面對水體pH變化的脅迫時可能并非首先動用肝糖原作為供能物質(zhì),而是首先利用肌肉糖原供能,這與Bolner等[28]的研究結(jié)果較為一致。

谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶主要分布在肝細胞中,只有肝細胞受損時才會被釋放到血清中,研究表明兩種酶在血清中活性升高程度與肝細胞受損程度一致[29]。例如,當水體pH上升至9.0或下降至5.0時,會導(dǎo)致日本沼蝦(Macrobrachium nipponense)出現(xiàn)病變,其體內(nèi)谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性顯著增高,并通過阻礙蛋白質(zhì)代謝影響肝的正常功能[30]。在本研究中,相比于對照組,高低pH組尼羅羅非魚血清谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性均顯著升高,表明高低pH的水環(huán)境均會對尼羅羅非魚肝臟造成損傷。

3.3 水體pH對尼羅羅非魚肌肉品質(zhì)的影響

與陸生動物相比,魚肉因富含優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)和多不飽和脂肪酸而被認為對人體健康十分有益[31]。已有諸多研究表明,水體環(huán)境如鹽度、水溫和溶氧等對于魚類肌肉營養(yǎng)成分和脂肪酸成分具有重要影響[32]。例如,提高水體的鹽度會降低吉富羅非魚(GIFTOreochromis niloticus)肌肉的水分含量,并增加脂肪、蛋白質(zhì)及氨基酸的含量,在一定程度上提升羅非魚肌肉的營養(yǎng)價值[32]。隨著水體溫度越高,鯽的新陳代謝越強,而作為能源物質(zhì)的脂肪被消耗的越多,造成肌肉中脂肪含量降低[12]。而在本實驗中,高低pH的水體環(huán)境并未改變尼羅羅非魚肌肉的脂肪含量和蛋白含量。這說明,高低pH水體環(huán)境尚未對尼羅羅非魚肌肉的主要營養(yǎng)成分產(chǎn)生影響。

肌肉組織中脂肪酸組成決定了肌肉的氧化穩(wěn)定性,進而影響肌肉的風(fēng)味和色澤,尤其是n-3 PUFAs被認為與人的健康密切相關(guān)[33]。然而,環(huán)境因素如溫度和鹽度會影響脂肪酸在魚類體內(nèi)的合成[34]。Tidwell等[35]指出在32℃水溫下培養(yǎng)的鱸(Micropterus salmoides)肌肉中的飽和脂肪酸含量顯著高于20℃或26℃水溫下的鱸。除此之外,水體鹽度會顯著影響魚類細胞內(nèi)外的離子濃度,為了維持體內(nèi)正常的滲透壓,魚類可以通過調(diào)控脂肪酸去飽和酶及延長酶基因的表達來改變細胞膜中脂肪酸的種類及含量,以調(diào)整膜的通透性[36]。在本研究中,相較于對照組,高pH的水環(huán)境提高了羅非魚肌肉PUFA的相對含量,尤其是n-3 PUFAs,這表明高pH的水體環(huán)境可能干擾了魚體的正常代謝,但同時提高了羅非魚肌肉的脂肪酸營養(yǎng)價值。由于PUFA在魚體內(nèi)具有抗逆和抗應(yīng)激方面的作用[37],因此,推測羅非魚在面對高pH水體環(huán)境脅迫時體內(nèi)會合成大量的PUFA,或者大量消耗其他種類的脂肪酸而使得PUFA相對含量上升,以對抗高pH水體環(huán)境造成的應(yīng)激,這一觀點還有需要今后的研究以進一步證實。

系水力是衡量肉品質(zhì)的最重要指標,低系水力往往意味著肌肉色澤差以及可溶性蛋白質(zhì)和風(fēng)味物質(zhì)的流失,高系水力不僅能降低肌肉蛋白降解速度,而且能夠延長貯存期,實驗中通常通過離心損失和蒸煮損失等指標表示肌肉系水力的強弱[38]。水體環(huán)境的變化是影響魚類肌肉系水力的重要因素,呂宏波等[8]指出中脂飼料投喂下,尼羅羅非魚的離心失水率隨著水體的鹽度上升而降低,說明適宜的鹽度可以增加系水力。在本研究中,相比于對照組,高pH組尼羅羅非魚肌肉的蒸煮損失顯著上升,說明其肌肉的系水力下降。而肌肉的系水力與肌肉的內(nèi)在結(jié)構(gòu)及化學(xué)性質(zhì)緊密相關(guān),細胞膜中的磷脂是維持細胞穩(wěn)定的重要成分,然而磷脂中的PUFA易氧化分解,造成正常的細胞膜結(jié)構(gòu)被破壞,細胞內(nèi)容物滲出,導(dǎo)致系水力下降[39]。另外,肌肉系水力也與肌肉pH有關(guān),pH下降會導(dǎo)致肌肉蛋白電荷失衡,進而造成肌肉系水力的下降,而肌肉pH的下降主要由肌糖原無氧酵解產(chǎn)生乳酸引起[40]。在本實驗中,高pH組尼羅羅非魚肌肉中PUFA含量和乳酸含量均顯著上升,這表明在高pH的水體環(huán)境下,尼羅羅非魚很有可能由于肌肉PUFA以及乳酸含量的增加進而影響肌肉系水力,造成肌肉品質(zhì)下降。

水體環(huán)境也會對水生動物肌肉的質(zhì)構(gòu)特性造成影響,例如提升水體鹽度可以明顯提高吉富羅非魚肌肉的咀嚼度、彈性、硬度和黏聚性[32]。除此之外,魚類肌肉的質(zhì)構(gòu)特性還與其營養(yǎng)成分、肌纖維、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)等密切相關(guān)[41]。有研究[42]表明高脂肪含量會導(dǎo)致肌肉機械強度降低,造成肌肉硬度降低。而呂帆等[43]在對鯉、草魚等幾種魚類的研究中發(fā)現(xiàn)肌肉黏性等與粗脂肪含量成正相關(guān),與粗蛋白含量呈負相關(guān)。在本實驗中,低pH組的尼羅羅非魚肌肉的彈性相較于其余兩組顯著降低,而高pH組的尼羅羅非魚肌肉的黏性相較于其余兩組顯著降低,但是三組的水分、粗脂肪和粗蛋白含量都并無差異,這表明肌肉黏性和彈性可能受到除水分、脂肪和蛋白等營養(yǎng)成分外的其他多重因素影響。另外,還有研究指出肌肉黏性和彈性的變化可能受到滲透調(diào)節(jié)功能的影響[44],這有待進一步的研究。以上結(jié)果表明,高低水體pH對于尼羅羅非魚物理特性具有不同的影響,高pH會顯著提高肌肉的蒸煮損失、降低肌肉黏性,而低pH則會降低肌肉的彈性。

另外,由于本實驗采用靜水養(yǎng)殖,水體不可避免地較為渾濁,因此羅非魚生長較慢,造成10周末體重不足20 g。盡管在大多數(shù)情況下,市場上銷售的是體重大于200 g的羅非魚成魚。但是,目前在大量的學(xué)校食堂和快餐盒飯消費中,20—50 g左右的羅非魚按條出售和消費也日益增多。并且,在實際養(yǎng)殖環(huán)境中,魚類從幼魚階段就有可能受到水體pH的影響,本研究結(jié)果即證明了pH對于魚肉品質(zhì)的影響在幼魚階段就會出現(xiàn)。因此,從消費者和理論研究的角度來看,對于體重不足20 g羅非魚的肌肉品質(zhì)特征研究也具有一定的現(xiàn)實意義。

4 結(jié)論

本研究探討了水體pH對尼羅羅非魚生長、營養(yǎng)組成和肉質(zhì)的影響。結(jié)果表明,高pH和低pH水環(huán)境均會抑制尼羅羅非魚的生長,引發(fā)肝糖原累積,并造成肝臟損傷。另外,高pH水環(huán)境會顯著降低臟體比、肌肉系水力和肌肉黏性,并引發(fā)血清和肌肉中乳酸的累積,顯著提高肌肉中PUFA,特別是n-3 PUFA的相對含量,提升肌肉脂肪酸營養(yǎng)價值。而低pH水環(huán)境則會提高臟體比和飼料系數(shù),降低產(chǎn)肉率以及肌肉彈性。因此,盡管高pH水環(huán)境會使羅非魚肌肉中n-3 PUFA含量有所提高,但是整體來看,高或低pH水環(huán)境均不利于尼羅羅非魚的健康生長和代謝,并對肌肉的營養(yǎng)品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性造成影響。因此,養(yǎng)殖尼羅羅非魚仍應(yīng)盡量保持水體穩(wěn)定在適宜的pH范圍內(nèi)。