人工养殖鲟鱼鱼头酶解蛋白粉的营养评价

段 涛 田素娟 程 波 户业丽 张玉容 蓝泽桥

在水产养殖中蛋白饲料是对水产动物生长和养殖效益影响较大的关键因素[1]。目前市场上使用的水产蛋白饲料主要是鱼粉，虽然鱼粉特别是优质鱼粉提供了必需氨基酸、微量元素、钙、磷等营养因子,有利于鱼类生长,但是其富含的氮、磷成分以及鱼粉中所含的蛋白质不能被鱼类迅速消化吸收而排入水体,造成养殖水体的富营养化[2]。因此，针对蛋白饲料的需求和来源现状，开发蛋白质利用率高、未消化的残渣少，减少水体污染的新的蛋白资源成为饲料研究人员的研发热点。

由鱼类来源的蛋白与鱼体本身营养成分接近，有利于鱼类的消化吸收。采用酶法或微生物法对蛋白进行水解后制成蛋白粉，蛋白降解后的寡肽，吸收效果好，能够减轻鱼类的消化负担，也减少了未消化排泄物对养殖水体的污染。目前，利用鱼头生产蛋白饲料的研究已有报道，如鳗鱼头、军曹鱼头的酶解[3]。鲟鱼作为营养价值高的高品质鱼种已被广泛接受。通过对鲟鱼各部位营养成分的研究发现，鲟鱼具有高蛋白、低脂、无糖的特点，富含微量元素和易为动物吸收的氨基酸比例，适宜加工成优质蛋白粉[4]。由于鲟鱼人工繁殖技术的突破和工厂化养殖的发展，近年来鲟鱼产业已形成规模，但对鲟鱼鱼头的利用还属空白。基于此,本文选取最佳工艺条件,利用酶法水解鲟鱼头得到鲟鱼鱼头蛋白粉,并对鲟鱼鱼头蛋白粉进行了营养分析和评价，旨在为新的蛋白饲料开发和应用提供研究基础。

1 材料与方法

1.1 材料

由天峡鲟业有限公司提供，体长1.1～1.5 m、体重45～55 kg的成体施氏鲟鱼，共取5尾，取下鲟鱼头洗净烘干粉碎备用。

1.2 实验方法

人工养殖鲟鱼鱼头酶解蛋白粉的工艺流程

经过预处理后制备的鲟鱼鱼头干粉，过筛后超声脱脂，加入胃蛋白酶加木瓜蛋白酶复合酶分别在胃蛋白酶的最适温度37℃和最适pH值2.5,木瓜蛋白酶的最适温度和最适pH值6.5的反应条件下共水解5 h,得到酶解液。酶解液灭酶后经减压抽滤，最后采用冷冻干燥制得白色或淡黄色鲟鱼鱼头酶解蛋白粉。

1.3 检测方法

1.3.1 一般营养检测

水分参照GB5009.3—2010[5]，105℃直接干燥法测定；灰分参照GB5009.4—2010[6]，550℃高温灼烧法测定；粗脂肪参照GB5009.6—2003[7]，索氏抽提法测定；总糖参照GB5009.7—85[8]，高锰酸钾滴定法测定；粗蛋白和纯蛋白(采用三氯醋酸抽提法,去除非蛋白氮),依据GB/T5009.5—2010[9]，采用凯氏定氮法测定。

1.3.2 蛋白质的氨基酸组成分析

参照 GB/T5009.124—2003[10]，样品经 6 mol/l HCl水解后，采用日立L-8800氨基酸自动分析仪测定蛋白质中17种氨基酸成分及含量；经5 mol/l NaOH水解后，测定蛋白质中色氨酸的含量。

1.3.3 无机离子检测

依据ICP[11]法，样品经灰化后定容，用IRIS Advantage ICP测定无机矿物质。

1.3.4 蛋白质营养价的化学评价

根据1985年FAO/WHO推荐的蛋白质模式为标准，施氏鲟鱼头酶解蛋白粉的氨基酸评分运用下式计算[12]。

1.3.5 重金属元素的检测

参照GB/T 5009.12—2010[13]，铅含量应用原子吸收光谱法测定；参照GB/T 5009.11—2003[14]，砷含量应用银盐法测定；参照GB/T 5009.17—2003[15]，汞含量应用二硫腙比色法测定。

2 结果（见表 1～7）

表1 鲟鱼头酶解蛋白粉的主要营养成分（%）

表2 鲟鱼头酶解蛋白粉的氨基酸组成（%）

表3 鲟鱼头酶解蛋白粉中各种氨基酸的氨基酸评分

表4 鲟鱼头酶解蛋白粉中必需氨基酸的含量与国家标准饲料中氨基酸含量的比较

表5 鲟鱼头酶解蛋白粉与鱼粉中氨基酸含量的比较(%)

表6 鲟鱼头酶解蛋白粉的无机质含量（mg/kg）

表7 鲟鱼头酶解蛋白粉中重金属元素的含量（mg/kg）

3 讨论

3.1 人工养殖鲟鱼鱼头酶解蛋白粉主要营养成分的分析

由表1可知，人工养殖鲟鱼鱼头酶解蛋白粉的粗脂肪的平均含量为1.50%；总糖含量为0.30%；灰分含量20.83%；粗蛋白含量为78.12%,纯蛋白含量为48.77%。说明由鲟鱼鱼头酶解制得的蛋白粉可作为高蛋白、低脂、低糖，并含有较丰富矿物质的饲料或添加剂,可开发为优良饲料或蛋白质营养品。鲟鱼头含有较多脂肪[16]，由于脂肪易氧化且产生异味，为了获得容易保存且无异味的蛋白粉，通过脱脂的预处理工艺，能够去除大部分脂肪，但是脂肪对保持口感和增加营养上也有一定作用。如需制备全脂鱼头酶解蛋白粉，也可采取其他的前处理工艺，如吸附去除异味，添加抗氧化剂以保证蛋白粉的新鲜度。

3.2 人工养殖鲟鱼鱼头酶解蛋白粉的氨基酸组成分析

通过分析表2数据分析可以看出，鲟鱼鱼头酶解蛋白粉具有以下特色：①含有丰富的氨基酸，18种氨基酸总量达87.17%，其中必需氨基酸含量占18.63%。②鱼头中软骨的胶原蛋白成分由大量甘氨酸，脯氨酸组成，因此这两种氨基酸含量较高，分别达19.48%，10.55%。呈味氨基酸含量大，谷氨酸，丙氨酸，甘氨酸等呈味氨基酸总量为38.14%。因此鲟鱼鱼头酶解蛋白粉具有独特的风味。③鲟鱼头酶解蛋白粉中氨基酸模式与1985年FAO/WHO推荐的蛋白质模式比较（见图1），基本接近。鲟鱼头酶解蛋白粉的氨基酸评分见表3。色氨酸为第一限制性氨基酸，含量3.40 mg/g,氨基酸评分为34。必需氨基酸中赖氨酸不仅含量丰富，达55.40 mg/g，而且在必需氨基酸中所占比例恰当，氨基酸评分为100，利于吸收；且苯丙氨酸和酪氨酸含量达64.90 mg/g。赖氨酸含量高可补充植物来源蛋白粉赖氨酸的不足，提高蛋白粉在营养学上的均衡。另外，欧盟规定肉骨粉（MBM）必须在3个大气压、133℃下加工20 min，以灭活部分朊粒蛋白，这种加工会对赖氨酸和苏氨酸等的消化率造成相当程度的损坏[17]，造成肉骨类饲料的缺陷，如果用鲟鱼头酶解蛋白粉和肉骨类饲料复配，高含量的赖氨酸和苏氨酸可在一定程度上减少这种损坏，提高饲料的质量。综上所述，鲟鱼鱼头酶解蛋白粉作为饲料添加剂或调味品，不仅营养丰富均衡，易于吸收，而且风味较好。

图1 鲟鱼头酶解蛋白粉纯蛋白中氨基酸含量与FAO模式的比较

将必需氨基酸在鲟鱼头酶解蛋白粉中的含量与饲料的国家标准的相比较，其含量是维持和生长饲料的国家标准值的2～5倍，结果如表4所示。鲟鱼头酶解蛋白粉适于用作高质量的饲料添加剂或食品中优质的蛋白质源。

在表5中,对比了鲟鱼头酶解蛋白粉与国内外优质鱼粉中主要氨基酸组成和总氨基酸总量。主要必需氨基酸含量除亮氨酸外，与优质鱼粉不相上下，但亮氨酸和异亮氨酸含量比基本符合动物体代谢过程中要求的匹配性,比例在1.8左右。鲟鱼头酶解蛋白粉经过脱脂前处理及干燥浓缩，氨基酸总量相对较高。由此可见，鲟鱼头酶解蛋白粉从营养上可替代鱼粉，并且由于经过酶解后，蛋白质已分解成小肽，更易消化，相当于在喂养鱼类之前经过预消化，有利于鱼类的消化吸收，从而有助于减轻未消化排泄物对水体的污染。

3.3 人工养殖鲟鱼鱼头酶解蛋白粉无机矿物质的分析

由表6可知，鱼头酶解蛋白粉矿物质元素含量丰富，K、Ca含量较高，特别是Ca元素含量达3.9×105mg/kg，同时蛋白粉中含有一定微量元素，如锌、锰、硒等，特别是Se含量为0.48 mg/kg，Zn含量为54 mg/kg。

3.4 人工养殖鲟鱼鱼头酶解蛋白粉重金属元素的分析

由表7可知，酶解蛋白粉中铅、砷、汞的含量均远远低于国家标准，可见鱼头酶解蛋白粉作为饲料或营养品的原料是安全可靠的。

4 结论

脱脂与处理后采用胃蛋白酶加木瓜蛋白酶复合酶水解经冷冻干燥制得鲟鱼鱼头酶解蛋白粉，其平均总脂肪的含量为1.50%，总糖含量为0.30%，粗蛋白含量为78.12%；蛋白粉中蛋白质模式与FAO标准较接近，其中第一限制性氨基酸为色氨酸，含量为3.40 mg/g,氨基酸评分为34，但赖氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸含量高达55.40 mg/g和64.90 mg/g；鱼头酶解蛋白粉含有丰富的矿物质除常量元素外还包括微量元素锌、锰、硒等。Ca含量达 3.9×105mg/kg，Se含量达 0.48 mg/kg；而重金属元素的含量远远低于同类国标。因此，鲟鱼鱼头酶解蛋白粉具有蛋白质丰富、均衡，低脂、低糖的特色，可作为优质的饲料添加剂或富硒的蛋白营养品的新来源。

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