膳食抗氧化剂、养殖系统及捕捞后处理条件对黄鲈(*Perca flavescens*)鱼片异味挥发物形成、脂质含量、脂肪酸谱与抗氧化活性的影响

《Foods》:Effect of Antioxidant-Rich Diets, Rearing, Harvesting, and Processing Conditions on Off-Odor Volatile Formation, Lipid Content, Fatty Acid Profile, and Antioxidant Activity in Yellow Perch (Perca flavescens)

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月16日 来源:Foods 6.0

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   黄鲈(*Perca flavescens*)是一种高价值水产养殖物种,但鱼片营养组成的变化和异味形成可能限制产品质量。本研究评估了含植物源抗氧化剂的膳食、养殖环境、热休克处理、捕捞后加工及鱼体重量对黄鲈鱼片中异味挥发物形成、脂质含量、脂肪酸谱、抗氧化活性

  

黄鲈(*Perca flavescens*)是一种高价值水产养殖物种,但鱼片营养组成的变化和异味形成可能限制产品质量。本研究评估了含植物源抗氧化剂的膳食、养殖环境、热休克处理、捕捞后加工及鱼体重量对黄鲈鱼片中异味挥发物形成、脂质含量、脂肪酸谱、抗氧化活性及维生素E含量的影响。研究人员分别投喂卡姆果、小麦粉、混合淀粉或商业饲料9周,采用或不采用热休克方式捕捞,并在冷冻、冷藏储存或烘烤后进行分析。采用选择离子流动管质谱(selected-ion flow-tube mass spectrometry, SIFT-MS)测定挥发物,同时评估脂质含量、抗氧化活性、维生素E及脂肪酸谱,以表征鱼片组成和氧化稳定性。在标准捕捞条件下,与投喂混合淀粉和商业饲料的鱼相比,投喂卡姆果和小麦的鱼通常表现出较低浓度的脂质氧化和蛋白质降解来源挥发物,尤其在冷藏储存或烘烤后。这些挥发物差异与鱼片组成及抗氧化状态的差异一致,其中卡姆果组鱼片脂质含量最高,而卡姆果和小麦组鱼片的抗氧化活性高于混合淀粉组。脂肪酸谱进一步提供了脂质组成及其与脂质氧化衍生异味形成潜在关联的信息。热休克处理增加了挥发物形成,并削弱了膳食对挥发物谱的差异化影响。热休克还提高了各组膳食的抗氧化活性,消除了膳食间抗氧化活性的差异。养殖水系统和鱼体重量对挥发物谱的影响有限。这些发现表明,植物源抗氧化膳食可同时影响黄鲈的营养品质和异味稳定性,尤其是在配合低应激捕捞和适当的捕捞后处理条件下。
**论文解读文章**:

黄鲈(*Perca flavescens*)是一种重要的淡水养殖物种,以温和风味和紧实肉质著称,但异味形成会降低鱼片品质和消费者接受度。鱼类异味挥发物来源复杂,主要涉及脂质氧化、蛋白质降解、微生物活动、环境暴露以及烹饪过程中的热反应。鱼脂富含不饱和脂肪酸,尤其易在储存和加热中氧化,生成醛、醇、酮等与腥臭、油脂味相关的化合物;蛋白质降解则产生含硫化合物和胺类。此外,淡水养殖中常见的土臭素(geosmin)和2-甲基异莰醇(2-methylisoborneol)等环境异味化合物也会蓄积于组织。膳食配方是控制异味的潜在策略,植物源抗氧化剂可通过清除自由基、螯合促氧化金属或中断脂质自由基链式反应来抑制氧化,但不同来源的抗氧化剂在实际保护效果上存在差异。热休克、养殖水系统、鱼体大小以及收获后储存和烹饪等因素也可能影响异味形成,但其相对重要性尚不明确。为此,研究人员设计了系统的饲养和采后处理试验,旨在评估植物源抗氧化膳食、热休克、养殖系统和鱼重对黄鲈鱼片异味挥发物形成的影响,并从抗氧化活性、脂质含量、脂肪酸组成和维生素E含量等方面解释潜在机制。

研究人员采用为期9周的饲养试验,以初始均重5.0 g的幼鱼为对象,随机分配至12个120 L水箱(每箱20尾),采用流水养殖系统(流速3 L min?1)。四种膳食包括含15%小麦粉的对照饲料、以等量卡姆果(*Myrciaria dubia*)替代小麦粉的实验饲料、由等比例小麦、玉米和木薯淀粉组成的混合淀粉饲料,以及一种商品参考饲料。收获分无热休克和热休克两种方式,后者将水温从21.6 °C升至30.6 °C(每20分钟升温1 °C)并保持18 h。收获后鱼片经冻结(?80 °C储存2个月)、冷藏(4 °C储存3天)或烘烤(冷藏3天后于200 °C烘烤15 min)处理。此外,研究人员比较了来自两种循环水养殖系统(RAS 1、RAS 2)、流水养殖系统、池塘养殖及野生捕捞(伊利湖)的黄鲈,并在同一养殖系统内比较了40 g、100 g和300 g三个体重组的鱼片。主要分析手段包括:用选择离子流动管质谱(SIFT-MS)测定顶空挥发物;用气相色谱-火焰离子化检测(GC-FID)测定脂质含量和脂肪酸组成;用ABTS自由基清除活性(RSA)测定抗氧化活性;用高效液相色谱(HPLC)测定维生素E含量。

在无热休克的标准捕捞条件下,膳食对脂质氧化类挥发物(p = 0.0007)和蛋白质降解类挥发物(p < 0.0001)有显著影响,但对环境类异味挥发物无显著影响。热休克显著影响所有三类挥发物(p < 0.0001),且与膳食存在交互作用。具体结果如下。

膳食和采后处理对黄鲈鱼片品质的影响方面,冻结鱼片的总挥发物含量最低,膳食差异很小;冷藏储存使挥发物总量明显增加,并扩大了膳食间差异;烘烤产生最高的挥发物含量。整体而言,在无热休克时,卡姆果和小麦组鱼片的挥发物含量较低,混合淀粉和商品饲料组较高。不进行热休克时,膳食显著影响鱼片ABTS活性(F (3, 8) = 6.49, p = 0.0155),卡姆果(36.9%)和小麦(36.4%)组最高,混合淀粉组最低(26.5%)。维生素E含量在各膳食间无显著差异。脂质含量方面,卡姆果组显著最高(3.42%),混合淀粉组最低(2.19%)(F (3, 8) = 4.54, p = 0.0372)。脂肪酸谱中,混合淀粉组的α-亚麻酸(C18:3n-3)、二十碳五烯酸(EPA, C20:5n3)和二十二碳六烯酸(DHA, C22:6n3)相对较高,但总多不饱和脂肪酸(PUFA)在卡姆果和小麦组更高。

冻结鱼片的膳食效应方面,在?80 °C储存条件下,脂质氧化和蛋白质降解来源的挥发物均无明显膳食间差异,这与微生物和酶促反应被抑制、氧化反应大幅减缓一致。因此,冻结样品被用作评估后续冷藏和烘烤影响的基线。

冷藏鱼片的膳食效应方面,冷藏3天后,共22种脂质氧化挥发物和9种蛋白质降解挥发物出现显著膳食差异。卡姆果组通常最低,小麦组次之,混合淀粉和商品饲料组最高。冷藏条件下氧化、酶促和微生物反应仍持续进行,组织抗氧化活性和前体物可利用性的差异因此得以体现。卡姆果中的维生素C和酚类化合物可在水相清除自由基,小麦中的阿魏酸和生育酚则直接在脂质相中中断氧化链式反应,从而降低储存期间的异味挥发物生成。

烘烤鱼片的膳食效应方面,烘烤产生最高的挥发物浓度,其中16种脂质氧化挥发物和8种蛋白质降解挥发物受膳食显著影响。其模式与冷藏一致,即卡姆果和小麦组最低,商品饲料组最高。烘烤过程将冷藏期间积累的脂质氢过氧化物和游离氨基酸等前体快速转化为挥发物。卡姆果的保护作用因维生素C的热敏感性而有所减弱,但整体膳食模式仍然保持。

热休克和膳食对脂质和蛋白质来源异味挥发物的影响方面,热休克显著增加了总挥发物浓度,并消除了各膳食间的差异。热休克后各膳食组鱼片的ABTS活性均升高至44.3%–52.1%,不再存在显著差异,表明急性热应激诱导了内源抗氧化防御系统上调,从而掩盖了膳食来源的抗氧化差异。此时挥发物形成主要由应激后组织状态和储存/加工条件驱动。

热休克和膳食对环境来源异味挥发物的影响方面,环境异味化合物(土臭素、2-甲基异莰醇等)不受膳食影响。18 h、30.6 °C的热休克处理并未降低其含量,反而在冷藏和烘烤后有轻微升高。由于这些化合物强亲脂性且消除速率缓慢,短期热暴露不足以实现有效净化(depuration),其去除仍依赖于充分的净水时间和水质管理。

膳食对白肌、肝脏和内脏脂肪挥发物含量和抗氧化活性的影响方面,膳食对白肌和内脏脂肪的总挥发物含量无显著影响。抗氧化活性在肝脏中最高,白肌居中,内脏脂肪最低。白肌和肝脏中,卡姆果和小麦组抗氧化活性最高,混合淀粉组最低;内脏脂肪中则以商品饲料组最高。总体而言,卡姆果和小麦在三种组织中均表现出较高的抗氧化状态,混合淀粉组则持续偏低。

养殖水系统对挥发物谱、抗氧化活性、脂质含量和脂肪酸谱的影响方面,不同养殖系统来源的黄鲈在三类挥发物总量上无显著差异(脂质氧化p = 0.1015,蛋白质降解p = 0.0532,环境污染物p = 0.3841)。野生鱼的ABTS活性最高,与两个RAS系统相当;池塘和流水系统鱼活性较低,后者可能与其幼鱼年龄有关。脂质含量以野生鱼和流水系统鱼最高,RAS 2最低。脂肪酸谱方面,RAS 1鱼的DHA含量超过野生鱼的两倍,使其总n-3 PUFA和总PUFA含量最高;野生鱼则富含单不饱和脂肪酸(MUFA)。总体表明,管理良好的养殖系统可产生与野生鱼相似的挥发物谱和优于或持平于野生鱼的脂肪酸营养品质。

鱼重对挥发物形成的影响方面,在相同饲养和管理条件下,40 g、100 g和300 g三个体重组的鱼片挥发物谱无显著差异(p > 0.05),表明总体挥发物特征可能主要由生长阶段决定,而受体重影响有限。受样本量限制,该结果应视为初步结论。

综合讨论和结论,本研究表明,黄鲈鱼片的异味挥发物形成受膳食、热休克和储存/烹饪方式共同影响。在不施加应激的条件下,富含植物源抗氧化剂的膳食(卡姆果和小麦)通过提高组织抗氧化活性,显著抑制冷藏和烘烤过程中脂质氧化和蛋白质降解来源的挥发物生成,从而有助于保持风味品质。热休克处理虽然上调了整体抗氧化水平,但显著增加了总挥发物含量并掩盖了膳食的有利作用,不适合作为改善风味的策略。环境异味化合物的控制应依靠水质管理和充分的净化时间,而非短期热应激。养殖水系统和鱼体重量对挥发物谱的影响有限,管理良好的养殖系统能够产出与野生鱼相当或更优的营养和风味品质。综合来看,改善黄鲈风味品质需要从抗氧化膳食配方、低应激捕捞、水质管理以及控制冷藏和热加工导致的异味生成等多方面入手。
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