兩種養(yǎng)殖模式下全州禾花鯉4種風(fēng)味物質(zhì)的差異性分析

黃 姻，文露婷，杜雪松，田澤宇，李 哲，黃 博，武 霞，李 青 ，覃俊奇，陳 忠*

(1. 廣西壯族自治區(qū)水產(chǎn)科學(xué)研究院，廣西 南寧 530021；2. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖南 長沙 410128；3. 廣西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣西 桂林 541006)

全州禾花鯉(Cyprinuscarpiovar. Quanzhounensis )俗名禾花魚，原產(chǎn)于廣西壯族自治區(qū)桂林市全州縣，魚種經(jīng)過長期的稻田放養(yǎng)及馴化，因喜食水稻掉落的稻花而得名[1]。禾花鯉在分類學(xué)上隸屬于鯉形目(Cypriniformes)、鯉科(Cyprinidae)、鯉屬(Cyprinus)，是歷史悠久的稻田生態(tài)養(yǎng)殖品種之一[2]。與其他養(yǎng)殖鯉品種相比，全州禾花鯉體型更為粗短，全身深紫色呈半透明狀，形成了有別于其他養(yǎng)殖鯉群體的獨(dú)特表型[3]，具有鱗細(xì)皮薄無細(xì)刺、肉嫩清香等特點(diǎn)，集美食與觀賞性于一體[4]。禾花鯉是由中國稻魚共生系統(tǒng)農(nóng)作模式保存和維系而來的寶貴種質(zhì)資源，因穩(wěn)糧、增收、提質(zhì)、促漁和可持續(xù)等優(yōu)點(diǎn)而成為水產(chǎn)養(yǎng)殖的研究熱點(diǎn)[5]，是廣西桂西北地區(qū)農(nóng)民脫貧攻堅(jiān)的主導(dǎo)養(yǎng)殖魚類，也是廣東粵北地區(qū)稻漁綜合種養(yǎng)的主推種類之一[6]。

中國的“稻-魚共生”養(yǎng)殖模式歷史悠久[7]，稻田的淺水環(huán)境可為魚類提供優(yōu)良的棲息環(huán)境和營養(yǎng)豐富的天然餌料，禾花鯉的天然餌料主要包括稻花、部分浮游植物、浮游動物以及底棲動物等[8]；田中稻魚可為稻田松土、除草除蟲，其排泄物還可以提高土壤的肥力[9]。稻田養(yǎng)殖是中國大力支持發(fā)展和推廣的一種水產(chǎn)養(yǎng)殖模式[10]。但隨著人口的增加和居民經(jīng)濟(jì)水平的提高，稻田養(yǎng)魚的產(chǎn)量已經(jīng)滿足不了人們對稻魚等水產(chǎn)品的日常需求。同時在環(huán)境保護(hù)的高壓下，“三網(wǎng)拆除”、大水面限養(yǎng)和池塘養(yǎng)殖等成為了水產(chǎn)品養(yǎng)殖的主體[11]，其中池塘養(yǎng)殖是中國常見的最重要的一種人工養(yǎng)殖模式。養(yǎng)殖階段是水產(chǎn)品土腥味形成的重要時期。一種水產(chǎn)品的土腥味會影響加工和銷售等多個環(huán)節(jié)，土腥味太濃，將會提高后續(xù)食品加工和銷售的難度，需要增加成本去除腥味。隨著消費(fèi)者對產(chǎn)品要求的提高，土腥味會降低產(chǎn)品的盈利能力，嚴(yán)重影響消費(fèi)者對一種水產(chǎn)品的購買率和回購率[12]。

關(guān)于全州禾花鯉風(fēng)味物質(zhì)的研究，國內(nèi)外較少見，僅有孫文波等[13]對稻田和池塘養(yǎng)殖兩種模式下禾花鯉體內(nèi)的氨基酸組成進(jìn)行了分析。全州禾花鯉作為廣西喜愛的稻田鯉魚，其最流行的吃法是去膽后整體油炸或煎燜。因此，肌肉和肝胰腺中的腥味物質(zhì)對全州禾花鯉食用價值有重大影響。本研究采用池塘和稻田兩種養(yǎng)殖模式，對全州禾花鯉肌肉和肝胰腺中的腥味和鮮味物質(zhì)進(jìn)行比較分析，通過比較兩種養(yǎng)殖模式下禾花鯉的腥味和鮮味物質(zhì)的差異顯著性，來判斷兩種養(yǎng)殖模式的優(yōu)缺點(diǎn)，為推廣禾花鯉的不同養(yǎng)殖模式提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)動物：(2.51±0.98)g全州禾花鯉苗，共900尾，采自海南省樂東縣九所鎮(zhèn)廣西農(nóng)業(yè)良種南繁基地。

儀器：TGL-16 高速冷凍離心機(jī)(湖南湘儀)、渦旋振蕩儀(湖南湘儀)、移液槍(力辰科技)、液相色譜Waters Acquity UPLC、質(zhì)譜AB SCIEX 5500 QQQ -MS 3.2。

標(biāo)準(zhǔn)試劑：甲醇、乙腈均購自美國Sigma公司，色譜級；甲酸銨、氨水購自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；土臭素(GSM)、2-甲基異茨醇(2-MIB)、E-2-壬烯醛和次黃嘌呤核苷酸(IMP)標(biāo)準(zhǔn)品購自上海源葉生物科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

將900尾全州禾花鯉苗隨機(jī)分為池塘和稻田2個試驗(yàn)組，每組設(shè)3個重復(fù)，投放密度為2 250尾/hm2。池塘組投喂配合飼料，每日早晚各投喂一次，總投喂量不超過全州禾花鯉體質(zhì)量的3%；稻田組任其自然生長，不投喂任何人工飼料，養(yǎng)殖時長均為3個月。養(yǎng)殖結(jié)束后，從池塘組和稻田組中各隨機(jī)撈出18尾全州禾花鯉，分別置于曝氣自來水中暫養(yǎng)，禁食24 h。經(jīng)間氨基苯甲酸乙酯甲磺酸鹽(MS 222)麻醉處理后，用鑷子去除背部魚鱗和魚皮以暴露肌肉組織，用剪刀剪取其背部兩側(cè)肌肉并剖取相應(yīng)的肝胰腺，分別凍存于-80 ℃冰箱內(nèi)待測。

采用頂空固相微萃取法對GSM、2-MIB、E-2-壬烯醛進(jìn)行檢測并定量。利用Thermo Trace 1300氣相色譜-ISQ7000質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)、色譜柱DB-5ms(60 m×0.25 mm×0.25 μm)測定樣品中的GSM、2-MIB、E-2-壬烯醛的含量。分別精密稱取GSM、2-MIB和E-2-壬烯醛標(biāo)準(zhǔn)品適量，加入甲醇配制成含標(biāo)準(zhǔn)品最終濃度為5 000、2 000、1 000、500、200、100、50、20 ng/mL的系列溶液，移取100 μL系列溶液于20 mL頂空瓶中進(jìn)樣分析。根據(jù)不同濃度及相應(yīng)濃度下標(biāo)準(zhǔn)品的峰面積繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線，用于樣本中GSM、2-MIB、E-2-壬烯醛濃度的計(jì)算。

利用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀測定IMP含量。使用液相色譜Waters Acquity UPLC、質(zhì)譜AB SCIEX 5500 QQQ-MS、色譜柱Acquity UPLC BEH Amide(1.7 μm×2.1 mm×100 mm)測定IMP含量。將精密標(biāo)準(zhǔn)品加入50%甲醇分別配制成不同濃度的系列溶液，根據(jù)不同濃度及相應(yīng)濃度下標(biāo)準(zhǔn)品的峰面積繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線，用于樣本中IMP濃度的計(jì)算。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有的測定數(shù)據(jù)均采用Excel 2019進(jìn)行整理，采用SPSS 26.0進(jìn)行單因素方差分析及檢驗(yàn)方差齊性，根據(jù)方差齊性結(jié)果進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，結(jié)果用均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Means±SD)進(jìn)行表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 三種土腥味物質(zhì)含量的比較分析

取樣過程中，通過肉眼觀察到暫養(yǎng)中的稻田組全州禾花鯉外觀顏色更為艷麗，尾巴臀鰭邊緣呈現(xiàn)亮橘色。去除鱗片和皮膚，暴露肌肉后，可觀察到稻田組全州禾花鯉的肌肉亮度比池塘組的更亮，肌纖維面積大、密度低，而池塘組的肌纖維面積小、密度高。

兩種養(yǎng)殖模式下禾花鯉肌肉中的三種土腥味物質(zhì)含量結(jié)果如表1所示，池塘養(yǎng)殖和稻田養(yǎng)殖禾花鯉肌肉中的E-2-壬烯醛含量不存在顯著差異(P>0.05)；2-MIB和GSM含量存在極顯著差異(P<0.01)，稻田養(yǎng)殖模式全州禾花鯉肌肉中的2-MIB和GSM含量極顯著高于池塘養(yǎng)殖模式(P<0.01)。

兩種養(yǎng)殖模式下禾花鯉肝胰腺中的E-2-壬烯醛和GSM含量存在極顯著差異(P<0.01)，稻田養(yǎng)殖模式禾花鯉肝胰腺的E-2-壬烯醛和GSM含量極顯著高于池塘養(yǎng)殖模式(P<0.01)，2-MIB含量差異不顯著(P>0.05)(表2)。

表1 兩種養(yǎng)殖模式下全州禾花鯉肌肉中的三種土腥味物質(zhì)含量Tab.1 The contents of three kinds of earthy smell substances in the muscle of C.carpio var.Quanzhounensis under two kinds of aquaculture mode

表2 兩種養(yǎng)殖模式下全州禾花鯉肝胰腺中的三種土腥味物質(zhì)含量Tab.2 The contents of three kinds of earthy smell substances in the hepatopancreas of C.carpio var.Quanzhounensis under two kinds of aquaculture mode

2.2 禾花鯉肌肉和肝胰腺中的IMP含量的比較分析

兩種養(yǎng)殖模式下禾花鯉肌肉和肝胰腺中IMP的含量結(jié)果如圖1所示，通過觀察柱狀圖可以得出兩種養(yǎng)殖模式的禾花鯉肌肉中IMP含量存在極顯著差異(P<0.01)，稻田養(yǎng)殖模式下禾花鯉肌肉的IMP含量[(2.30±0.39)ng·mg-1]極顯著高于池塘養(yǎng)殖模式[(1.08±0.40)ng·mg-1]。兩組禾花鯉肝胰腺的IMP含量差異不顯著(P>0.05)。

3 討論

3.1 禾花鯉體內(nèi)的腥味物質(zhì)分析

土腥味物質(zhì)由多種不同的化學(xué)物質(zhì)組成，種類繁多。淡水養(yǎng)殖魚類的土腥味物質(zhì)主要包括2-MIB、GSM、E-2-壬烯醛、3-庚酮和8-正十七烯等[14-15]。Howgate P等[16]和Khiari D等[17]等均證實(shí)造成淡水魚類土腥味最關(guān)鍵的物質(zhì)是GSM和2-MIB。王國超等[18]對羅非魚的研究結(jié)果也證明，造成羅非魚土腥味的主要因素是GSM和2-MIB。GSM和2-MIB是養(yǎng)殖水體中的常見物質(zhì)且難以被排除，產(chǎn)自于水體中的放線菌和浮游藻類等，在養(yǎng)殖過程中通常被養(yǎng)殖魚類吸收和富集，從而加重魚體的土腥味[19]。程亞美等[20]對尼羅羅非魚的研究結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)，與淡水養(yǎng)殖的羅非魚相比，鹽堿水體因能夠抑制水體中浮游藻類的繁殖，從而顯著減少羅非魚的土腥味。

本研究結(jié)果中，稻田養(yǎng)殖模式下禾花鯉肌肉中的2-MIB和GSM含量極顯著高于池塘養(yǎng)殖模式，肝胰腺中的E-2-壬烯醛和GSM含量極顯著高于池塘養(yǎng)殖模式，表明稻田養(yǎng)殖模式下的禾花鯉肌肉的土腥味極顯著濃于池塘養(yǎng)殖模式。E-2-壬烯醛是一種具有草腥味的腥味物質(zhì)[21]，因此稻田養(yǎng)殖禾花鯉肝胰腺中草腥味極顯著濃于池塘養(yǎng)殖。推測是農(nóng)作物施肥等原因，導(dǎo)致稻田養(yǎng)殖模式的水體中含有較高含量的營養(yǎng)物質(zhì)和氮磷元素，更適宜各種浮游藻類大量繁殖，因此稻田養(yǎng)殖的水環(huán)境中土腥味物質(zhì)含量高，再加之稻田中的禾花鯉會進(jìn)食浮游藻類等，這為其肌肉和肝胰腺中土腥味物質(zhì)的更多積累提供了方便。而池塘養(yǎng)殖模式的尾水處理系統(tǒng)可以及時排出因殘餌糞便等而富營養(yǎng)化的水體，同時池塘中的水生植物可以很好地吸收氮磷，抑制藍(lán)綠藻等藻類的生長繁殖，因此其水體中的腥味物質(zhì)含量低于稻田養(yǎng)殖模式。

注：柱子上，*表示兩種養(yǎng)殖模式下肌肉之間或肝胰腺之間差異顯著(P<0.05)，**表示差異極顯著(P<0.01)。

3.2 禾花鯉體內(nèi)的鮮味物質(zhì)分析

鮮味影響肉及其制品的品質(zhì)與銷量，而在與鮮味有關(guān)的化合物中，起關(guān)鍵作用的有氨基酸和核苷酸兩類物質(zhì)。氨基酸中，谷氨酸、天冬氨酸的鮮味最明顯，是呈鮮味的特征氨基酸[22]。核苷酸有多種異構(gòu)體，只有在5’碳原子上連接到糖和羧酸的才具有鮮味[23]，如5’-肌苷酸、5’-鳥苷酸、5’-腺苷酸、5’-胞苷酸和5’-尿苷酸，其中鮮味最強(qiáng)的是5’-肌苷酸，即IMP[24]。IMP在動物活體內(nèi)主要是通過從頭合成途徑和重新利用途徑合成的，從頭合成途徑主要在胞液中進(jìn)行，首先合成IMP，然后通過不同途徑分別生成腺嘌呤核苷酸(AMP)和鳥嘌呤核苷酸(GMP)，AMP再經(jīng)腺苷酸脫氨酶脫氨生成IMP[25]。魚肉的鮮味與IMP的含量息息相關(guān)，肌肉中較高的IMP含量可以使魚肉鮮香可口，進(jìn)而提高其經(jīng)濟(jì)價值[26]。在最具風(fēng)味的野生鯉和淡水魚的風(fēng)味組成中，IMP含量占總核苷酸的60%，而三磷酸腺苷(ATP)、二磷酸腺苷(ADP)、肌苷、次黃嘌呤的含量很低，因此IMP被認(rèn)為是相當(dāng)重要的風(fēng)味指標(biāo)[25]。研究證實(shí)測定IMP的積累量還可以衡量海鮮的新鮮程度[27]，這是因?yàn)镮MP是動物死后在酶的作用下ATP的最終降解產(chǎn)物，而IMP的降解產(chǎn)物肌苷會產(chǎn)生苦味，影響肉的風(fēng)味[28]。IMP更是一種強(qiáng)力助鮮劑，通過去除鮮味感覺部位的金屬離子，使谷氨酸鈉有效地作用于味覺神經(jīng)上，從而增強(qiáng)鮮味。國內(nèi)已有多位學(xué)者對魚類肌肉的IMP含量開展研究，如葉春艷等[29]利用紙層析法研究了松花江鯉魚肌肉IMP含量與魚肉保鮮時間的關(guān)系；劉旭等[30]首次在國內(nèi)測定比較了6種魚類肌肉的IMP含量；李清等[31]測定分析并比較了3種不同水源池塘中鯉魚、鰱魚和草魚3種魚肉IMP的含量；楊娟寧等[32]測定比較了黃河鯉(Cyprinuscarpio)、蘭州鲇(Siluruslanzhouensis)和鲇(Silurusasotus)的肌肉IMP含量；趙葉等[33]研究表明飼料中添加谷氨酸可顯著提高草魚肌肉中IMP含量；Li K等[34]研究發(fā)現(xiàn)死亡后的鯽(Carassiusauratus)在冰上貯存4 h后，其IMP含量達(dá)到最高值。

本研究結(jié)果顯示，稻田養(yǎng)殖禾花鯉肌肉中的IMP含量極顯著高于池塘養(yǎng)殖，表明稻田養(yǎng)殖模式下禾花鯉肌肉的鮮味程度更高，極顯著高于池塘養(yǎng)殖模式。推測其原因是池塘養(yǎng)殖模式下禾花鯉的養(yǎng)殖密度高，水體中的溶解氧濃度下降，厭氧菌滋生，容易產(chǎn)生異味，導(dǎo)致禾花鯉肌肉的肌苷酸低，鮮味弱[31]。IMP的含量還與飼料組分有關(guān)，本試驗(yàn)中池塘養(yǎng)殖的禾花鯉進(jìn)食人工飼料，而稻田養(yǎng)殖的禾花鯉以稻田中的天然餌料為食，這也是造成其肌肉IMP含量極顯著性高于池塘養(yǎng)殖模式的原因。

4 結(jié)論

稻田養(yǎng)殖模式下禾花鯉肌肉中的2-MIB和GSM含量極顯著高于池塘養(yǎng)殖模式，肝胰腺中的E-2-壬烯醛和GSM含量極顯著高于池塘養(yǎng)殖模式；稻田養(yǎng)殖模式下禾花鯉肌肉中的IMP含量極顯著高于池塘養(yǎng)殖模式。結(jié)果表明，相比于傳統(tǒng)的稻田養(yǎng)殖，池塘養(yǎng)殖禾花鯉肌肉和肝胰腺中的土腥味沒有增加，但鮮味減少。在池塘養(yǎng)殖中降低土腥味的同時保留鮮味是今后研究的方向。