《Foods》:Evaluating the Sensory Profile and Quality Traits of Sparus aurata Fed Sustainable Diets
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可持续地中海养殖需要在不妨碍产品质量的前提下减少鱼粉(FM)和鱼油(FO)的使用。本研究评估了三种等能等氮饲料——对照鱼粉饲料(FM)、加工动物蛋白饲料(PAP)及含昆虫粉和微生物生物质的替代饲料(ALT)——对两种商品规格(300 g和800 g)金头鲷(S
可持续地中海养殖需要在不妨碍产品质量的前提下减少鱼粉(FM)和鱼油(FO)的使用。本研究评估了三种等能等氮饲料——对照鱼粉饲料(FM)、加工动物蛋白饲料(PAP)及含昆虫粉和微生物生物质的替代饲料(ALT)——对两种商品规格(300 g和800 g)金头鲷(Sparus aurata)理化及感官特性的影响。质地和烹饪重量损失基本不受饲料影响,而PAP和ALT提高了烹饪后的黄色度(b*)和色度(C*)。PAP的甜味和总游离氨基酸(FAAs)含量最高,而鲜味FAAs保持不变。气相色谱鉴定出55种挥发性有机化合物(VOCs),以萜烯类为主(占49–54%,在PAP和ALT中显著更高),但脂质氧化标志物相似。感官分析显示ALT烹饪后咀嚼性和硬度更高,且两种替代饲料均增强了鲜味。消费者测试(n = 81)得出所有处理组的接受度评分均较高(>5/11点标度),其中PAP在油腻风味、质地油感和余味方面得分更高——该效应可能与脂肪酸组成而非总脂肪含量相关。总体而言,以PAP或ALT替代FM是一种可持续的饲料策略,可在保持鱼片品质和消费者吸引力的同时减少对海洋原料的依赖。
**研究背景与意义**
受人口增长和膳食模式变化驱动,全球水产品需求预计到2050年将增长74%。野生捕捞渔业受生态系统生产力限制,水产养殖已成为保障全球粮食安全的关键产业,2022年产量创纪录地达到1.309亿吨。在此背景下,联合国可持续发展目标(SDGs)与FAO"蓝色转型"议程要求水产养殖优先实现资源效率、生态韧性和高食品质量标准。地中海水产养殖中,金头鲷(Sparus aurata)是最重要的经济物种之一,2023年全球产量达31.16万吨,较上年增长2.9%。意大利和西班牙是主要消费市场,市场需求涵盖不同规格:300 g小鱼面向家庭餐饮,800 g大鱼供应HORECA渠道。
传统水产饲料高度依赖鱼粉(FM)和鱼油(FO),但海洋资源有限性迫使行业持续降低其使用比例。既往研究已证实,金头鲷饲料中FM和FO可被植物原料大幅替代,且不影响生长性能和营养利用率。近年来的研究进一步转向循环经济理念下的新型配方,将加工动物蛋白(PAP)、昆虫粉、微生物生物质、微藻源产品及水产养殖副产品相结合。研究人员前期工作已证实,包含FM对照、PAP饲料和ALT饲料(昆虫粉+微生物生物质+微藻源脂质)的三种配方能够维持金头鲷生长性能、保护肝脏和肠道完整性,并在异常高温环境下保持生理稳健性;同时可保持鱼片中EPA+DHA水平、有益人类健康的脂质指标以及食品安全标准。然而,这些脂质保持型饲料能否同时维持消费者期望的理化与感官特征,仍缺乏系统评估。消费者接受度高度依赖感官感知,替代饲料可能改变风味、质地、香气和外观等感官属性,从而影响市场接受度。因此,本研究旨在通过整合仪器测量、风味相关化学特征、描述性感官分析和消费者感知,系统确定可持续饲喂策略对金头鲷理化及感官品质的影响。
**研究方法概述**
研究在西班牙IATS设施开展,幼鱼(初始体重15 g)自2022年5月至2023年9月饲养于3000 L连续流水水箱中(每饲料组2个重复水箱),采用自然温度和光周期条件,配制三种等能等氮饲料:FM对照(鱼粉基)、PAP(含禽肉粉的加工动物蛋白)和ALT(含昆虫粉与微生物生物质)。于鱼体重达300 g(2022年11月)和约800 g(2023年9月)时随机采样,每处理组20尾。研究人员采用质构仪进行质地剖面分析(TPA),使用分光色度计测定CIEL*a*b*色度坐标及烹饪重量损失;采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)测定游离氨基酸(FAAs);采用固相微萃取-气相色谱-质谱联用(SPME-GC-MS)分析挥发性有机化合物(VOCs);由10名训练有素的小组成员进行描述性感官分析;81名每周至少消费一次鱼类的普通消费者参与情感性测试。
**研究结果**
**3.1 物理品质参数:质地、颜色和烹饪重量损失**
在两种规格(300 g和800 g)金头鲷中,PAP和ALT饲料均未损害生鲜或熟制鱼片的主要机械特性。300 g鱼的各项质地参数无显著饲料差异;800 g生鱼片中,除PAP和ALT的烹饪后弹性较FM略有降低外,整体质地基本不受饲料影响。色彩测定显示,生鲜800 g鱼中FM的黄度(b*)和色度(C*)显著高于替代饲料组,但烹饪后PAP和ALT的b*和C*显著高于FM。这种热诱导的颜色偏移可能源于肌肉蛋白变性、美拉德反应及脂质互作。烹饪重量损失在各处理组间无显著差异,表明替代饲料保持了持水能力和烹饪产量。
**3.2 游离氨基酸组成与滋味活性特征**
FAAs按甜味、鲜味和苦味分类评估。鲜味FAAs在两种规格各处理组间均无显著差异。300 g鱼中,PAP组的甜味FAAs(24.38 mg 100 g
-1)和总游离氨基酸(TFAA,31.88 mg 100 g
-1)含量最高,ALT组显著低于PAP组。800 g鱼中,PAP组的甜味FAAs(19.59 mg 100 g
-1)和TFAA(28.22 mg 100 g
-1)显著高于FM和ALT,TFAA含量较FM高约66%。此外,800 g鱼中PAP和ALT的苦味FAAs也显著高于FM。随着鱼体生长至800 g,TFAA总体水平下降,提示较大体型促进更高效的蛋白质利用。
**3.3 挥发性有机化合物特征**
气相色谱分析在800 g金头鲷中鉴定出55种VOCs,归属9个化学家族。萜烯类是各处理组的主导挥发性成分,占总挥发性化合物的49–54%,PAP和ALT组的总萜烯含量显著高于FM组。D-柠檬烯在ALT鱼中显著高于FM鱼,β-蒎烯则相反。醛类和酮类作为脂质氧化标志物在各处理组间无显著差异,表明替代饲料未增加鱼片氧化稳定性风险。醇类化合物在PAP和ALT中总体较高,但部分脂肪酸氧化相关醇类(如1-己醇)反而降低,提示醇类变化主要源于原料代谢差异而非氧化过程。
**3.4 训练小组描述性感官分析**
300 g鱼中,PAP的脂肪滴外观评分显著低于FM和ALT。鲜味是唯一受显著影响的风味属性,PAP和ALT评分均高于FM。这一感官增强虽与化学鲜味FAAs数据不完全一致,但可能源于热加工中美拉德反应产生的鲜味肽与5‘-核苷酸的协同增效作用。质地方面,ALT的咀嚼性和余味评分显著高于FM。800 g鱼中,PAP的色泽评分显著高于FM和ALT,与烹饪后仪器颜色结果一致;风味属性无显著差异;质地中硬度存在显著差异,ALT显著高于FM,与烹饪后TPA趋势吻合。
**3.5 消费者接受度与享乐性评价**
81名消费者的评价显示,所有处理组的所有属性均超过5分(11点标度中点),表明消费者接受度整体较高。外观和气味属性在各处理组间无显著差异。风味类别中,油腻风味存在显著差异,PAP得分最高且显著高于FM;质地方面,油感和余味存在显著差异,PAP的油感显著高于FM和ALT。研究人员指出,这种油腻感知并非由总粗脂肪含量驱动(各处理组粗脂肪无显著差异),而与PAP鱼片中饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸(PUFAs)和omega-3脂肪酸比例的显著升高有关。该脂肪酸组成改变脂质在口腔温度下的融化动力学,经由唾液蛋白介导的原位乳化作用延长脂质在口腔黏膜的滞留,从而增强油腻味觉、质地油感和余味感知。
**讨论与结论**
研究人员总结认为,FM和FO可成功地被PAP或ALT(昆虫粉+微生物生物质组合)替代,而不损害金头鲷肌肉物理完整性或消费者最终接受度。两种替代配方均保持了关键物理品质属性,包括机械质地特征和持水能力,同时通过稳定的挥发性醛谱证实了相当的氧化稳定性。烹饪虽使PAP和ALT鱼片的黄度和色度略有升高,但未对感官知觉产生不利影响。生化层面,PAP饲料增强了肌肉游离氨基酸库尤其是甜味FAAs,两种替代饲料均改变了挥发性萜烯谱,反映了非海洋原料在肌肉中的直接代谢整合。描述性感官分析和消费者测试共同证实PAP和ALT可维持高质量产品,其中PAP在油腻风味和口感方面得分最高,该效应归因于脂肪酸组成重塑而非总脂质沉积增加。因此,PAP和ALT是可行且可扩展的饲料选择,支持FAO"蓝色转型"议程——在保障养殖金头鲷风味、外观和市场价值的同时减少海洋资源依赖。PAP饲料受益于禽源原料的稳定供应,含昆虫粉和微生物生物质的配方则拓宽了可持续饲料原料范围。二者能否广泛推广将取决于市场条件和原料可得性,但维持产品质量和消费者接受度的能力为其商业化应用提供了有力支撑。