鳙鱼、金枪鱼和三文鱼鱼头的营养分析与品质评价

苏 红,李雨欣,钱雪丽,樊馨怡,张 静,陶宁萍,2,*

(1.上海海洋大学食品学院,上海 201306; 2.上海水产品加工及贮藏工程技术研究中心,上海 201306)

鳙鱼(Aristichthysnobilis)又名胖头鱼、花鲢、黑鲢,属硬骨鱼纲、鲤形目、鳙属,与鲢鱼、草鱼、青鱼并称我国四大家鱼[1]。鳙鱼外形似鲢,鱼体侧扁,头部大而宽,头长约为体长的1/3,鱼头部分可食用比例达67.3%,不饱和脂肪酸EPA、DHA及必需氨基酸含量高,能满足消费者的营养及保健需求[2]。明代李时珍在《本草纲目》中说:“鳙之美在头”。鳙鱼头具有较高的烹饪价值,是许多中国传统菜肴的原料,如剁椒鱼头、砂锅鱼头、鱼头豆腐汤等,广受消费者喜爱[3]。金枪鱼(Thunnus)又名鲔鱼、吞拿鱼,属硬骨鱼纲、鲈形目、金枪鱼属,主要生活在海洋中上层,广泛分布在太平洋、大西洋和印度洋等热带、亚热带以及温带的广阔海域,属大洋暖水性徊游鱼类[4]。三文鱼(Salmonsalar),又名大马哈鱼、鲑鱼、撒蒙鱼,属硬骨鱼纲、鲑形目、鲑属,主要分布在大西洋与太平洋、北冰洋交界的水域,属于冷水性的高度洄游鱼类,被国际美食界誉为“冰海之皇”[5]。研究表明,金枪鱼和三文鱼均肉质鲜美,营养丰富,并且富含EPA和DHA等生物活性物质,但其加工生产过程中会产生大量的下脚料,包括鱼头、内脏、鱼骨、鱼尾、鱼皮等,鱼头是下脚料的重要组成部分,而鱼头中鱼骨比例大,造成其加工利用困难[6-8]。目前国内外关于金枪鱼头和三文鱼头的研究甚少,本文将金枪鱼头和三文鱼头与中国传统食用的鱼头—鳙鱼头作对比,对它们的一般营养成分、脂肪酸、氨基酸和矿物质组成进行营养分析和品质评价;对于鱼头是否富集重金属问题也越来越受到消费者的关注,因此对三种鱼头中的重金属残留进行分析,旨在为鱼头的综合利用提供基础数据和理论支持,具有重要的参考价值。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

原料鳙鱼头于2017年12月份购自千岛湖;大目金枪鱼头(Thunnusobesus)(半只装)及三文鱼头于2017年10月购自大连翔祥食品有限公司,其中金枪鱼捕捞于太平洋印度洋,三文鱼头捕捞于丹麦法罗群岛;三氯甲烷、甲醇、氢氧化钾、浓硫酸、浓盐酸、甲基红、溴甲酚绿、硼酸、氢氧化钠、石油醚、重蒸苯酚、可溶性淀粉等(为分析纯)、浓硝酸(优级纯)、正己烷、三氯甲烷(色谱级) 国药集团化学试剂有限公司;14%的BF3-CH3OH溶液、37种脂肪酸甲酯混合标准品 上海安谱科学仪器有限公司。

DHG-9035A型电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司;Kjeltec8400型全自动凯氏定氮仪 丹麦FOSS公司;Soxtec2050型自动索氏抽提系统 丹麦FOSS公司;HP10型电热板 德国艾卡公司;FineBox-6100型马弗炉 浙江泛泰仪器有限公司;HWS-24型电热恒温水浴锅 上海一恒科学仪器有限公司;TRACEGCULTRA气相色谱仪 美国Thermo Fisher公司;L-8800型氨基酸自动分析仪 日本日立公司;RF-6000型荧光分光光度计 日本岛津公司;IKA® RV 10型旋转蒸发仪 德国IKA集团/艾卡(广州)仪器设备有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理方法 抽取相近规格大小每种鱼头25只,平均头长、头宽、头重见表1。每种鱼头用手术刀将骨肉分离,鱼头肉切碎混匀并分装于自封袋,置于-80 ℃冰箱中贮藏待用。

1.2.2 水分含量测定方法 参照GB 5009.3-2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》[9],采用直接干燥法进行测定。

1.2.3 蛋白质含量测定方法 参照GB 5009.5-2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》[10],采用凯氏定氮法进行测定。

1.2.4 脂肪测定方法 参照GB 5009.6-2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》[11],采用索氏抽提法进行测定。

1.2.5 灰分测定方法 参照GB 5009.4-2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》[12],采用高温灼烧法进行测定。

1.2.6 脂肪酸测定方法 总脂的提取:称取每种鱼头肉10 g左右,按照Folch等[13]提取方法用氯仿/甲醇(2∶1,V/V)提取后,用旋转蒸发有机溶剂得到鱼头中的总脂。脂肪酸组成分析:取0.1 g上述脂肪于100 mL圆底烧瓶中,按照Zhang等[14]的方法用三氟化硼-甲醇法对脂肪酸进行甲酯化,甲酯化后用气相色谱进行分析。根据37种脂肪酸甲酯混合标准品与样品对比保留时间进行定性分析,内标法定量分析。

1.2.7 氨基酸测定方法 除色氨酸以外的氨基酸的测定参照GB 5009.124-2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》[15],用酸水解、氨基酸自动分析仪进行检测;色氨酸的测定用碱水解、荧光分光光度法测定[16]。

1.2.8 矿物质及重金属含量测定方法 除无机砷外的矿物质及重金属含量的测定参照GB 5009.268-2016《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》[17]中的电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)进行测定;无机砷含量的测定参照GB 5009.11-2014《食品安全国家标准 食品中总砷及无机砷的测定》[18]中的液相色谱原子荧光光谱法测定。

1.2.9 营养评价方法 2007年联合国粮农组织/世界卫生组织(FAO/WHO)推荐了氨基酸评分模式和鸡蛋的蛋白质氨基酸评分模式[19],

按照此模式进行比较,氨基酸评分(AAS)和必需氨基酸指数(EAAI)计算公式如下:

式中:n为比较的必需氨基酸个数;a,b,c,…,h为实验蛋白质的必需氨基酸含量,g/100 g Protein;ae,be,…,he为鸡蛋蛋白质的必需氨基酸含量,g/100 g Protein。

1.3 数据处理

结果以平均值±标准偏差(Mean±SD)的形式表示。采用SPSS 16.0软件,根据单因素方差(One-Way ANOVA)方法对数据进行差异显著性比较分析,P<0.05为数据之间存在显著性差异。

2 结果与讨论

2.1 鳙鱼头、金枪鱼头和三文鱼头肉的一般营养成分分析

如表2所示,为鳙鱼头、金枪鱼头和三文鱼头肉的一般营养成分组成。鱼肉的营养价值主要取决于其蛋白质和脂肪含量,三种鱼头的蛋白质含量为12.01%～16.00%,特别是金枪鱼头肉中的粗蛋白含量显著性高于鳙鱼头和三文鱼头(P<0.05),但三种鱼头的蛋白质含量均低于鱼肌肉(鳙鱼19.80%,大目金枪鱼20.67%，挪威三文鱼21.66%)[16-18]。三种鱼头粗脂肪含量存在显著性差异(P<0.05),三文鱼头(14.37%)>金枪鱼头(10.70%)>鳙鱼头(3.82%)均高于同种类肌肉的粗脂肪含量(鳙鱼0.48%，大目金枪鱼4.80%，挪威三文鱼7.37%)[16-18]。金枪鱼头和三文鱼头的灰分含量显著高于鳙鱼头的灰分含量(P<0.05)。

表2 鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头的一般营养成分(%,湿重)Table 2 Proximate composition in A. nobilis,T.obesus and Salmon salar head(%,wet)

2.2 鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头肉的脂肪酸组成分析

鳙鱼、金枪鱼和三文鱼的脂肪酸组成和含量如表3所示,三种鱼头检测出26种脂肪酸,包括9种饱和脂肪酸(SFA),7种单不饱和脂肪酸(MUFA)和10种多不饱和脂肪酸(PUFA)。图1为三种鱼头的脂肪酸组成情况,由图可知,三种鱼头不饱和脂肪酸含量很高,占总脂肪酸含量的61.30%～82.40%。通常情况下,不饱和脂肪酸含量越高的油脂,必需脂肪酸的含量也越高,其营养价值也相对越高,因此三种鱼头营养价值都比较高。三种鱼头脂肪酸组成的差别主要在单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA),鳙鱼头和金枪鱼头以PUFA为主,分别占总脂肪酸含量的44.80%和44.84%,三文鱼头以MUFA为主,占总脂肪酸含量的43.03%。

表3 鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头肉中 脂肪酸组成(g/100 g脂肪)Table 3 Fatty acids composition in A.nobilis, T.obesus and Salmon salar head meat(g/100 g fat)

图1 鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头的不同脂肪酸组成Fig.1 The distribution of different fatty acids in A.nobilis,T.obesus and Salmon salar head

比较鳙鱼、金枪鱼、三文鱼头中的SFA组成发现,三种鱼头的主要SFA组成是棕榈酸(C16∶0)、肉豆蔻酸(C14∶0)和C18∶0(硬脂酸),其总量分别占三种鱼头SFA含量的79.84%、84.63%和94.74%,这与鳙鱼肌肉、大目金枪鱼赤身,中腹和大腹、以及养殖三文鱼肌肉的饱和脂肪酸组成基本一致[20-22]。Woodside等[23]认为饱和脂肪酸的摄入量与心血管疾病的发生有关,过多的摄入饱和脂肪酸会增加心血管疾病的风险。鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头的饱和脂肪酸占脂肪酸总量的比例分别为38.70%、31.31%和17.60%,并且PUFA/SFA值为1.16～2.24,说明三种鱼头脂肪酸组成相对合理,且不饱和程度高,为优质的脂肪酸来源。

鳙鱼、金枪鱼、三文鱼头MUFA总量存在显著性差异(P<0.05),且三文鱼>金枪鱼>鳙鱼。三种鱼头的主要MUFA组成是棕榈一烯酸(C16∶1)和油酸(C18∶1),二者总量分别占三种鱼头MUFA含量的84.07%、90.63%和85.04%。特别是三文鱼头油酸含量很高,占总脂肪酸含量的34.72%,与人工养殖三文鱼肌肉的油酸含量(31.63%)相近[24]。

图2为三种鱼头中的PUFA组成情况,可以看出,三种鱼头都含有较高的EPA和DHA,特别是金枪鱼头,EPA+DHA含量占金枪鱼TFA的37.79%,占金枪鱼PUFA含量的84.29%。EPA和DHA作为人体内非常重要的必需脂肪酸,在预防心脑血管疾病、抗炎抗癌、促进儿童脑部发育、预防老年痴呆,以及人体基因表达和细胞功能等方面有都有明显功效[25],鳙鱼头EPA和DHA含量(14.20%)和三文鱼头(12.31%)虽然比金枪鱼头(37.79%)少的多,但是比一般经济鱼类的腹部肌肉的EPA和DHA含量(鳙鱼2.04%，生态草鱼8.95%，饲料草鱼10.70%)都高[26-27],并且三文鱼头和金枪鱼头EPA和DHA含量均比其鱼肌肉(大目金枪鱼中腹24.62%,人工养殖三文鱼肌肉5.35%)的含量高[21,24],因此对鱼头的有效利用具有重要意义。

图2 鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头的PUFA组成Fig.2 The distribution of PUFA in A.nobilis, T.obesus and Salmon salar head

2.3 鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头肉的氨基酸组成

鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头的氨基酸组成及含量见表4。三种鱼头均可检测出18种氨基酸,包括8种必需氨基酸(TEAA)和10种非必需氨基酸(TNEAA)。金枪鱼的总氨基酸含量显著高于鳙鱼和三文鱼(P<0.05),这与粗蛋白的结果一致。鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头中必需氨基酸含量占总氨基酸含量的比值(TEAA/TAA)分别为40.16%、39.73%和39.97%,基本符合FAO/WHO的理想模式(40%),它们的必需氨基酸总量与非必需氨基酸总量的比值(TEAA/TNEAA)分别为67.48%、66.06%和67.21%,均高于FAO/WHO提出的60%的理想模式,说明三种鱼头都是良好的动物蛋白的来源。

鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头中含量最高的氨基酸都是谷氨酸(Glu),Glu是重要的鲜味氨基酸,并且Glu因其在氨基转移反应中的作用而在氨基酸的代谢中起重要作用[28]。三种鱼头氨基酸含量其次是天冬氨酸(Asp),Asp也是鲜味氨基酸,并且在保护心脏、降低血压方面有很好的功效。鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头中鲜味氨基酸含量占总氨基酸含量的比值(TUAA/TAA)分别为39.30%、39.57%和37.53%,其中的鳙鱼头和金枪鱼头TUAA/TAA值均高于以鲜味闻名的鱼类(长江刀鲚36.59%;黄河刀鲚35.65%;野生黄鳍东方鲀37.97%;养殖黄鳍东方鲀38.37%)[29-30],这可能是鱼头味道鲜美的原因之一。另外,三种鱼头含量较高的氨基酸有赖氨酸(Lys)、亮氨酸(Leu)、精氨酸(Arg)和甘氨酸(Gly),其中Lys和Leu是重要的必需氨基酸。Lys缺乏会导致免疫缺陷,可用于预防和治疗唇疱疹,Lys又是粮谷类食品蛋白质的第一限制氨基酸,与粮谷类食品配合食用,可以提高主食蛋白质的营养价值。Leu是唯一能够刺激肌肉蛋白质合成的氨基酸,在烧伤、创伤和败血症等应激条件下具有重要的治疗作用[28]。三种鱼头中含量较低的氨基酸是半胱氨酸(Cys)和色氨酸(Trp)。

根据2007年FAO/WHO建议的成人必需氨基酸的需求模式对鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头的必需氨基酸进行评分,结果如图3所示。由图3可知,三种鱼头的AAS评分最高的均为赖氨酸(Lys)和苯丙氨酸+酪氨酸(Phe+Tyr)。鳙鱼头评分较低的是色氨酸(Trp)、亮氨酸(Leu)和缬氨酸(Val),金枪鱼和三文鱼头评分较低的是亮氨酸(Leu)、缬氨酸(Val)和甲硫氨酸+半胱氨酸(Met+Cys)。但均满足AAS>100,说明鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头中都不存在限制性氨基酸。另外,必需氨基酸指数(EAAI)能够反映样品蛋白的必需氨基酸组成与鸡蛋蛋白必需氨基酸组成的接近程度,由表4可知,鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头的EAAI值分别为82.49、81.94、84.89,高于很多经济鱼类肌肉的EAAI值(鳙鱼80.13,生态草鱼76.07，饲料草鱼77.29，云纹石斑鱼75.19，鞍带石斑鱼74.93，杂交“龙纹斑”77.96)[20,27,31],具有较高的营养价值。

表4 鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头肉中氨基酸组成(mg/g,湿重)Table 4 Amino acids composition in A.nobilis,T.obesus and Salmon salar head meat(mg/g,wet weight)

图3 鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头的氨基酸评分Fig.3 Amino acid scores of A.nobilis, T.obesus and Salmon salar head

2.4 鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头的矿物质组成及重金属含量残留

表5为鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头的矿物质组成及重金属含量残留。由表5可知,鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头中均含有比较丰富的常量和微量矿物质元素。三种鱼头的矿物质组成基本一致,

表5 鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头肉中矿物质组成 及重金属残留(mg/100 g,湿重)Table 5 Minerals composition and heavy metal residue in A.nobilis,T.obesus and Salmon salar head meat(mg/100 g,wet weight)

含量最高的两种常量元素都是钾和钠,钾和钠可调节细胞内的渗透压和体液的酸碱平衡[21]。虽然三种鱼头中钾和钠的含量都很高,但是钾/钠的值均大于1,属于高钾低钠的食物,钾能够促进机体中钠的排除,并且能够通过扩张血管,降低血管的阻力来起到降低血压的作用,因此三种鱼头都适合高血压患者食用。三种鱼头含量最高的两种微量元素都是锌和铁,锌在维持机体正常的免疫、生殖和调控自由基的水平等方面都有重要的作用,而铁作为血红蛋白的重要成分之一,在生物氧化和呼吸过程中有很重要的作用,缺乏时会引起缺铁性贫血[32]。三种鱼头相比较,鳙鱼头钙和锌含量显著高于金枪鱼和三文鱼头(P<0.05),金枪鱼头钾、钠和镁含量显著高于鳙鱼和三文鱼头(P<0.05),三文鱼头铁含量显著高于鳙鱼和金枪鱼头(P<0.05),这种显著性差别可能与它们的生活水域的盐度、温度和水化学以及它们的食物组成有关。

鱼头中可能由于易富集重金属而影响它的食用价值。三种鱼头中铅、汞、铬和镉的含量均低于国家限量(铅:5 mg/100 g;甲基汞:10 mg/100 g;铬:20 mg/100 g;镉:1 mg/100 g),但是金枪鱼头中的总砷含量高于国家对无机砷的限量(1 mg/100 g),对于制定无机砷限量的食品可先测定其总砷,当总砷水平不超过无机砷限量值时,不必测定无机砷;否则,需再测定无机砷)[33]。水产品中无机砷占总砷的质量分数为0.4%～5.3%[17]。砷在自然界中普遍存在,常以As2O5、As2S3、As2S5、砷酸盐和亚砷酸盐的等无机物的形式存在,在水产品中常以砷甜菜碱和砷胆碱等有机物存在,砷化合物基本上都有一定的毒性,其中的无机砷毒性很大,1980年国际癌症研究机构确认无机砷为一类致癌物,甲基化的有机砷毒性很小,砷糖、砷甜菜碱和砷胆碱常被认为是无毒的,所以测定金枪鱼头中无机砷的含量非常有必要[34]。遂对金枪鱼头中的无机砷含量进行测定,检测结果为未检出(含量<0.2 mg/100 g)。所以三种鱼头都符合国标卫生要求,可以安全食用。

3 结论

通过对鳙鱼、金枪鱼和三文鱼头的一般营养成分含量以及脂肪酸、氨基酸和矿物质组成以及重金属残留的检测,对三种鱼头的营养成分及食用安全进行了较为详细的分析与评价。三种鱼头营养成分差别最大的是粗脂肪含量及脂肪酸的组成,三种鱼头粗脂肪含量均有显著差异(P<0.05),为三文鱼(14.37%±2.63%)>金枪鱼(10.70%±0.97%)>鳙鱼(3.82%±0.04%)。三种鱼头肉均含有丰富的不饱和脂肪酸,占总脂肪酸含量的61.30%～82.40%,所以三种鱼头肉都是补充脂肪酸的良好来源,特别是金枪鱼头,含有丰富的EPA和DHA,起到辅助预防降血脂、防止动脉硬化等心血管疾病的作用,并且能够平衡膳食中n-3多不饱和脂肪酸的缺乏。三种鱼头氨基酸组成都基本符合FAO/WHO的理想模式,氨基酸评分都大于100,EAAI值也都在80以上,表明这三种鱼头可以作为优质的氨基酸来源。三种鱼头富含矿物质,其中常数元素都是K和Na含量较高,而微量元素都是Fe和Zn含量较高。三种鱼头的重金属含量(铅、砷、汞、镉、铬)均不超过国家限量,表明鱼头来源是安全健康的。所以三种鱼头的食用价值都比较高,能为人体提供良好的营养。