工厂化循环水养殖的不同规格大西洋鲑脂类组成分析.pdf
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1、 第5 3卷 第1 1期 2 0 2 3年1 1月中 国 海 洋 大 学 学 报P E R I O D I C A L O F O C E A N U N I V E R S I T Y O F C H I N A5 3(1 1):0 3 3 0 4 6N o v.,2 0 2 3工厂化循环水养殖的不同规格大西洋鲑脂类组成分析杨小刚1,顾靖媛1,董 暄2,王 鹏2,黄 铭1,王 杰1,高勤峰1,3,董云伟1,3,周演根1 (1.海水养殖教育部重点实验室(中国海洋大学),山东 青岛 2 6 6 0 0 3;2.中国海洋大学食品科学与工程学院,山东 青岛 2 6 6 0 0 3;3.青岛海洋科学与
2、技术试点国家实验室 海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室,山东 青岛 2 6 6 2 3 7)摘 要:为探究工厂化循环水养殖条件下不同规格大西洋鲑(S a l m o s a l a r)各组织的脂类组成特点,本文选取4种不同规格大西洋鲑(体质量分别为0.8 9 k g(S 1)、1.9 6 k g(S 2)、4.4 1 k g(S 3)和5.7 5 k g(S 4),分别测定其肝脏、肾脏和肌肉(背肌、腹肌、尾肌)的总脂、胆固醇、甘油三酯和脂肪酸的含量,并结合主成分分析(P C A)和正交偏最小二乘判别分析(O P L S-D A)对大西洋鲑的不同组织和不同规格进行了区分。研究显示,大西洋鲑肌
3、肉总脂含量随规格增大而降低;肝脏、腹肌的胆固醇和甘油三酯含量均随规格增大而升高,这表明脂类组成含量随规格增大呈现不同趋势。4种规格大西洋鲑脂肪酸1 6:0、1 8:1 n-9、1 8:2 n-6的总和在肝脏、肾脏和肌肉中占比均超过5 0%,这表明大西洋鲑在生长过程中对上述脂肪酸的需求较高。通过结合脂类组成和P C A分析,可有效区分肝脏和肌肉,且不受规格影响;采用脂类组成和O P L S-D A模型相结合的方式,可有效区分大西洋鲑的不同规格。综上所述,脂类组成和多元统计相结合可有效区分工厂化循环水养殖的不同规格大西洋鲑。关键词:大西洋鲑;循环水养殖;规格;组织;脂类;多元统计中图法分类号:S
4、9 6 5.2 3 2 文献标志码:A 文章编号:1 6 7 2-5 1 7 4(2 0 2 3)1 1-0 3 3-1 4D O I:1 0.1 6 4 4 1/j.c n k i.h d x b.2 0 2 2 0 3 6 0引用格式:杨小刚,顾靖媛,董暄,等.工厂化循环水养殖的不同规格大西洋鲑脂类组成分析J.中国海洋大学学报(自然科学版),2 0 2 3,5 3(1 1):3 3-4 6.Y a n g X i a o g a n g,G u J i n g y u a n,D o n g X u a n,e t a l.A n a l y s i s o f t i s s u e l
5、 i p i d c o m p o s i t i o n o f A t l a n t i c s a l m o n i n d i f f e r e n t s i z e s c u l t u r e d i n r e c i r c u l a t i n g a q u a c u l t u r e s y s t e mJ.P e r i o d i c a l o f O c e a n U n i v e r s i t y o f C h i n a,2 0 2 3,5 3(1 1):3 3-4 6.基金项目:国家重点研究发展计划项目(2 0 1 9 Y F D
6、 0 9 0 1 0 0 0);国家自然科学基金项目(3 1 8 7 2 5 7 5);山东省重点研究发展项目(2 0 2 1 S F G C 0 7 0 1)资助S u p p o r t e d b y t h e N a t i o n a l K e y R e s e a r c h a n d D e v e l o p m e n t P r o g r a m o f C h i n a(2 0 1 9 Y F D 0 9 0 1 0 0 0);t h e N a t i o n a l N a t u r a l S c i e n c e F o u n-d a t i o
7、 n o f C h i n a(3 1 8 7 2 5 7 5);t h e K e y R e s e a r c h a n d D e v e l o p m e n t P r o g r a m P r o j e c t s o f S h a n d o n g P r o v i n c e(2 0 2 1 S F G C 0 7 0 1)收稿日期:2 0 2 2-0 8-0 2;修订日期:2 0 2 2-0 9-2 7作者简介:杨小刚(1 9 9 6),男,硕士生,研究方向为水产养殖生态学。E-m a i l:y a n g x i a o g a n g s t u.o
8、u c.e d u.c n 通信作者:E-m a i l:z h o u y g o u c.e d u.c n 大西洋鲑(S a l m o s a l a r)是一种优质的鲑科鱼类养殖品种,根据世界粮农组织(F A O)数据显示,其全球年产量已超过2 0 0万t1。大西洋鲑营养丰富、质优味美,具有丰富的长链多不饱和脂肪酸(L C-P U F A)2,其中n-3和n-6等L C-P U F A具有很高的营养价值和保健效应3。脂类是鱼体新陈代谢所必需的营养物质4,其组成不但会影响鱼类的口感和品质,且对人体健康至关重要5-6,如二十二碳六烯酸(D e c o s a h e x a e n o
9、i c a c i d,D HA)和二十碳五烯酸(E i c o s a p e n t a e n o i c a c i d,E P A)等优质脂类对人体极为有益。但是,其他脂类如胆固醇和甘油三酯等,摄入过多则会对机体产生不利影响。因此,了解养殖大西洋鲑脂类组成对鱼类营养和人体健康意义重大。不同规格鱼类的脂类组成和含量会有显著差异,如军曹鱼(R a c h y c e n t r o n c a n a d u m L.)7、鲈鱼(M o r-o n e c h r y s o p s M o r o n e s a x a t i l i s)8和 鲱 鱼(S p r a t t u s
10、 s p r a t t u s b a l t i c u s)9。此外,鱼类不同组织的脂类组成也会因其功能不同而有所差异。鱼类肝脏和肌肉是脂类代谢和储存的主要器官1 0。肾脏是鱼类重要的渗透调节器官,在海水环境中,肾脏主要以脂类物质作为能量来源1 1。因此,了解上述三种组织的脂类组成与鱼类规格的关系,可以更好地揭示不同生长阶段大西洋鲑对脂类的生理需求。脂类作为必需营养成分,在鱼类的整个生命周期发挥着重要作用1 2,但是,脂类种类较多,含量不一,易受到多种环境因素的综合影响1 3-1 6,导致其在不同环境中会有所差异。循环水养殖是一种高成本、高产出、节水和节地的养殖模式,其室内养殖环境稳定可
11、控,可有效避免食物来源多样、环境多变对鱼体脂类的影响1 7。本研究选取4个规格的循环水养殖大西洋鲑(0.8 9、1.9 6、4.4 1和5.7 5 k g)作为研究对象,以期了解中 国 海 洋 大 学 学 报2 0 2 3 年不同生长阶段大西洋鲑的肝脏、肾脏和肌肉(背肌、腹肌和尾肌)的脂类组成特征,为改进鲑科鱼类规模化养殖的生产技术和水产品消费提供理论参考。1 材料与方法1.1 实验设计及样品采集大西洋鲑取自山东烟台国信东方循环水养殖科技有限公司,孵化自挪威进口二倍体鱼卵。循环水养殖池为四方形,使用4个规格为6 m 6 m 3 m(有效水体9 0 m3)的循环水养殖池,分别饲养不同规格的鱼类,
12、养殖密度为2 5 k g/m3,系统水循环量为2 5次/d。生物滤池体积占总水体的1/3 1/2。循环水系统由固液分离装置、生物过滤装置、消毒增氧装置、有机物去除装置、控温装置和养殖池等组成。其工艺流程如下:养殖池排出水过滤机(去除粪便、残饵及其他固体杂质)蛋白分离器(去除胶状物、微小颗粒)级生物滤池级生物滤池级生物滤池紫外灯消毒装置氧水混合器(补充溶解氧)养殖池(最终回流)。养殖用水为天然地下井水,盐度常年稳定在2 83 0 g/L,经循环水系统处理,控制养殖期间水温范围为1 3.5 1 6.0,p H为7.27.5,溶氧1 2 m g/L,氨氮 0.2 m g/L,流速为0.1 3 0.1
13、 6 m/s。饲料在整个养殖期间保持不变,其基本营养成分为:蛋白质4 5.5%、总脂2 0.2%、粗灰分8.7%、水分8.5%。饲料脂肪酸组成如表1所示。每天用自动喂食器投喂4次,日投饵量约为鱼体质量的1.5%。表1 循环水养殖大西洋鲑的饲料脂肪酸组成含量T a b l e 1 F a t t y a c i d c o m p o s i t i o n a n d c o n t e n t o f f e e d f o r A t l a n t i c s a l m o n i n r e c i r c u l a t i n g a q u a c u l t u r e s
14、y s t e m脂肪酸F a t t y a c i d含量C o n t e n t/%脂肪酸F a t t y a c i d含量C o n t e n t/%脂肪酸F a t t y a c i d含量C o n t e n t/%1 4:00.1 12 2:1 n-90.5 62 0:5 n-33.1 31 6:01 1.3 22 4:1 n-90.2 12 2:6 n-33.9 21 8:02.6 7?MU F A3 0.5 8n-6 P U F A4 5.1 02 2:01.4 31 8:2 n-64 1.3 6n-3 P U F A7.4 52 4:01.3 42 0:3 n-
15、61.3 2?P U F A5 2.5 5?S F A1 6.8 72 0:4 n-62.4 2n-6/n-36.0 51 6:1 n-92.3 01 8:3 n-30.1 81 8:1 n-92 7.5 12 0:3 n-30.2 2注:数值以3个重复的平均值表示。S F A:饱和脂肪酸,MU F A:单不饱和脂肪酸,P U F A:多不饱和脂肪酸,n-3 P U F A:n-3多不饱和脂肪酸,n-6 P U F A:n-6多不饱和脂肪酸。n-6/n-3:n-6与n-3多不饱和脂肪酸的比率。?:某类脂肪酸的总和。T h e v a l u e i s e x p r e s s e d a
16、s t h e a v e r a g e o f t h r e e r e p e t i t i o n s.S F A:S a t u r a t e d f a t t y a c i d s,MU F A:M o n o u n s a t u r a t e d f a t t y a c i d s,P U F A:P o l y u n s a t u r a t e d f a t t y a c i d s,n-3 P U F A:Om e g a-3 s e r i e s p o l y u n s a t u r a t e d f a t-t y a c i d
17、s,n-6 P U F A:O m e g a-6 s e r i e s p o l y u n s a t u r a t e d f a t t y a c i d s.n-6/n-3:T h e O m e g a-6 t o Om e g a-3 s e r i e s p o l y u n s a t u r a t e d f a t t y a c i d s r a t i o.?:T h e s u m o f a c e r t a i n c l a s s o f f a t t y a c i d s.本研究选取4组不同规格的大西洋鲑,实验样品组编号分别为S 1、
18、S 2、S 3、S 4,取样时对应的平均质量分别为(0.8 9 0.0 7)、(1.9 60.1 8)、(4.4 10.4 0)和(5.7 5 0.2 4)k g,每种规格从相应养殖池随机选取1 0尾,置于2 0 0 m g/L的M S-2 2 2中进行快速麻醉,随后称量鱼体质量,取其肝脏、肌肉和肾脏置于液氮中速冻,并置于-8 0 冰箱保存,以待后续检测。1.2 总脂测定参照G B 5 0 0 9.62 0 1 6 食品中脂肪的测定,采用索氏-抽提法测定粗脂肪。总脂含量百分比计算参考王蒙等1 8的公式:P=n/m 1 0 0%,(1)式中:P代表总脂百分比;n代表粗脂肪总量;m代表样品干质量。
19、1.3 胆固醇和甘油三酯测定根据试剂盒(A 1 1 1-1-1,南京建成)使用说明分别提取肝脏、肌肉的胆固醇和甘油三酯,并测定组织样本匀浆蛋白浓度,计算组织中胆固醇和甘油三酯含量。计算公式如下:胆固醇含量(mm o l/g)=(A样本孔-A空白孔)/(A标准孔-A空白孔)C标准/Cp r。(2)式中:A为测试样本量;C标准为标准品浓度,值为5.1 7 mm o l/L;Cp r为待测组织样本匀浆蛋白浓度(g/L)。甘油三酯含量(mm o l/g)=(A样本孔-A空白孔)/(A标准孔-A空白孔)C标准/Cp r。(3)式中:A为测试样本量;C标准为标准品浓度,值为2.2 6 mm o l/L;C
20、p r为待测组织样本匀浆蛋白浓度(g/L)。431 1期杨小刚,等:工厂化循环水养殖的不同规格大西洋鲑脂类组成分析1.4 脂肪酸提取及含量测定分别选取4种规格大西洋鲑各组织样品0.1 g,用氯仿/甲醇(2 1,v/v)混合液低温(4)匀浆,将匀浆液过滤,加入0.4 m L 0.7 3%N a C l溶液,并进行离心处理(1 5 m i n,3 0 g)使溶液分层,抽走上层液体,下层液体用石油醚定容至1 0 m L用于提取样品中的脂质。将脂质与混合物用氮气吹干至恒质量,随即加入2 m L甲酯化试剂(H C l-甲醇溶液),充入氮气,封口膜密封,同时9 0 水浴2 h。水浴结束之后,将1 m L色
21、谱级正己烷加入其中,并混合均匀,静置分层并取上层溶液至色谱进样瓶中,氮气吹干,再次用色谱级正己烷复溶至5 0 L待测。使用气相色谱仪(日本岛津,G C-2 0 1 0 p l u s)进行脂肪酸甲酯的检测,单次进样1 L,检测器和气相色谱柱分别为火焰电离化检测器和R T X-WA X石英毛细管柱(柱长3 0 m,内径0.2 5 mm,膜厚0.2 5 m)。升温采用如下方法:先以6 0 维持1.0 m i n,随即以1 0/m i n升温速率升至1 9 0,最后以2.0/m i n的升温速率至2 6 0,并持续0.6 m i n。通过脂肪酸标品出峰时间来确定本研究中脂肪酸的类型。使用面积归一法对
22、本实验脂肪酸进行定量分析,每种脂肪酸的含量表示为相对浓度(%),即试样中某个脂肪酸峰面积占所有脂肪酸成分峰面积总和的百分比。脂肪酸的命名方法采用X:Y n-z形式,其中X表示链长,Y代表双键的数量,n-z表示第一个双键的位置(从脂肪链甲基端开始计算)。1.5 数据处理与分析在数据分析之前,首先剔除低含量(低于0.1%)的脂肪酸,并从不同样品中选择一致的脂肪酸来统一脂肪酸种类。具体选择方法如下:根据气相色谱仪的检测范围,并参考D a l s g a a r d等1 9描述的方法来界定脂肪酸类别。在分析前,剩余脂肪酸亚群被标准化为1。具体数据分析如下:(1)采用S A S 9.4(C a r y,
23、N o r t h C a r o l i n a,U S A)对数据进行统计分析。通过K o l m o g o r o v-S m i r n o v t e s t对数据进行正态性检验,如果数据不符合正态分布,则使用非参数检验。对符合正态分布的数据采用A N O-V A单因素方差分析。如果差异显著,采用T u k e y(方差齐)或T a m h a n es T 2(方差不齐)进行组间两两比较,以P 0.0 5作为差异显著性水平。(2)采用O r i g i n进行主成分分析,首先标准化原始脂类含量,并进一步提取所需的主成分,用于评估大西洋鲑不同规格和不同组织脂类之间的潜在差异。(3)
24、使用距离系数D比较不同规格间3种组织脂类的差异,该参数描述了规格之间脂类的紧密程度,该参数计算如下:Dj h=?ni=1(Pi j-Pi h)?1/2。(4)式中:Dj h代表两个规格之间的脂类差异程度;Pi j代表j规格的i脂类的含量;Pi h代表h规格的i脂类的含量。(4)通 过 在 线 软 件(h t t p s:/w w w.o m i c s h a r e.c o m/t o o l s/H o m e/S o f t/g e t s o f t)进行正交偏最小二乘判别分析。(5)采用独立样本t检验分析组织n-3 P U F A和饲料n-3 P U F A的差异,以P0.0 5作为
25、差异显著性水平。2 结果2.1 总脂、胆固醇和甘油三酯组成循环水养殖不同规格大西洋鲑的肝脏、肾脏和肌肉(包含背肌、腹肌和尾肌)的总脂组成含量如表2所示。S 1组背肌、腹肌和尾肌总脂含量显著高于其他规格,不同部位肌肉总脂含量随规格增大而降低。S 1和S 3组肝脏总脂含量显著高于S 2和S 4组(P0.0 5)。肾脏总脂含量随规格增大而升高,且S 4组含量显著高于其他规格(P 0.0 5)。表2 循环水养殖不同规格大西洋鲑不同组织的总脂含量T a b l e 2 T o t a l l i p i d c o n t e n t o f d i f f e r e n t t i s s u e
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