网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

《食品科学》:浙江海洋大学袁鹏翔博士等:利用生物阻抗无损测定养殖活大黄鱼组分

0
分享至

大黄鱼(

Pseudosciaena crocea
)为石首鱼科黄鱼属,有“国鱼”之称,是东海名贵经济鱼类,被列为中国传统四大海产之一。其肉质鲜嫩,富含蛋白质、不饱和脂肪酸、维生素和微量元素等易被人体吸收的营养元素,广受消费者喜爱。 鱼体脂肪、蛋白质、水分等成分含量的高低影响着其经济价值和食用价值,不同成分含量的鱼可生产为不同的产品或面向不同的客户群体。 然而,活鱼鱼体的脂肪、蛋白质、水分等组分极难测定,传统的测定方法必须从鱼体中取样,且耗时、耗力、耗材,难以及时评估活鱼的组分含量。 因此,急需开发一种无损、高效评估活鱼组分的方法。

浙江海洋大学食品与药学学院的李增蔚、陆晶红、袁鹏翔*等研究以养殖活大黄鱼背、腹部肌肉为研究对象,探究活鱼阻抗与蛋白质、脂肪、水分等关键组分的关系,并建立、验证鱼体阻抗无损评估活鱼组分的预测模型。此外,通过鱼体肌肉组织微观结构观察与分析,明确阻抗与活鱼组分之间的内在联系。该研究可为活鱼组分的无损、快速检测提供新思路和新方向。

1 养殖活大黄鱼阻抗与形态参数的关系

尾长和体质量均为鱼类的主要形态特征参数,也是其发育生长的重要标志。 由图1可知,养殖活大黄鱼的尾长与体质量呈极显著正相关关系(r=0.960,P<0.001)。而大黄鱼背、腹部肌肉2、5、20、50、100 kHz的生物阻抗值(Z)与形态参数(尾长(SL)、体质量(W))之间均无显著性线性关系(P>0.05)(图2)。

2 养殖活大黄鱼阻抗与组分的关系

分别拟合养殖活大黄鱼背、腹部肌肉的2、5、20、50、100 kHz阻抗值与相应部位蛋白质、脂肪、水分含量,发现背、腹部2 kHz低频阻抗均与蛋白质、水分含量存在线性关系(P<0.001,r为0.830~0.922),而背、腹部100 kHz高频阻抗均与脂肪含量存在最强的极显著线性关系(P<0.001,r分别为0.873和0.845)(图3)。

3 阻抗模型测定养殖活大黄鱼组分准确性的验证

根据图3中大黄鱼活背、腹部成分(蛋白质、脂肪、水分)的函数方程模型,对另外一部分养殖活大黄鱼的肌肉组分进行预测,并用Y=X方程评估模型预测值与化学法实测值之间的吻合度。由图4可知,大黄鱼背、腹部肌肉蛋白质、脂肪、水分的预测值与实测值之间均存在极显著相关性(r为0.948~0.982)。由此可见,基于生物阻抗的预测模型可用于精准评估养殖活大黄鱼的组分。

4 阻抗与活鱼组分之间的内在联系

利用石蜡切片HE染色结合成像显微镜方法观察和分析养殖大黄鱼肌原纤维、脂肪细胞、细胞外间隙等组织微观结构与组分、阻抗的变化关系,探究养殖活鱼组分-组织变化-阻抗的内在联系。

4.1 低频阻抗与蛋白质、水分的内在联系

活大黄鱼背、腹部蛋白质含量越高,其水分含量越低(表1),Rebolé等也表明鱼体肌肉的水分含量与蛋白质含量存在反比关系。由图5、6可知,养殖期间活大黄鱼背、腹部肌肉蛋白质含量随肌纤维平均面积的增加而增加,随细胞外间隙面积、肌纤维密度的增加而降低;而水分含量随肌纤维平均面积的增加而降低,随细胞外间隙面积、肌纤维密度的增加而增加。这表明大黄鱼背、腹部蛋白质的沉积及水分占比的减少促进了肌纤维横截面积的增大,同时也导致胞外间隙面积、单位面积内肌纤维密度的下降。因此,鱼体蛋白质含量、水分含量的变化可通过肌纤维结构的变化体现出来。此外,通过拟合发现,大黄鱼背、腹部肌纤维胞外间隙面积与2 kHz低频阻抗(Z 2 kHz )均存在极显著的负线性关系,大黄鱼背、腹部肌纤维平均面积、肌纤维密度与Z2 kHz之间均存在极显著的正线性关系(表2)。由此可见,细胞外间隙面积、肌纤维面积、肌纤维密度与电流尤其低频电流通过的难易程度密切相关。

部分研究均发现蛋白质的沉积及水分的减少将直接导致肌纤维密度和胞外间隙面积的减少及肌纤维平均面积的增加,肌纤维密度和细胞外间隙面积的减少将导致低频电流更难通过胞外空间,进而引起电阻(R)的升高;肌纤维平均面积的增加意味着肌膜面积的增加,这将导致更多的低频电流更难通过具有电容特性的细胞膜,进而引起容抗(X)的升高,电阻和电容的升高共同导致低频阻抗升高( Z =R+j X )。 同时,鱼体水分、蛋白质的变化与组织中电解质流动性密切相关,水分含量的降低及蛋白质含量的升高将减弱电解质(如H + 、Na + 、K + 等离子)的流动性,进而导致阻抗尤其低频阻抗的升高。因此,2 kHz低频阻抗值可灵敏检测出活鱼背、腹部蛋白质、水分含量的变化。

4.2 高频阻抗与脂肪含量的内在联系

在石蜡切片-HE染色过程中,脂肪细胞的脂滴易被有机溶液(二甲苯、乙醇)溶解而呈现空泡状。由图7可知,养殖活大黄鱼的背、腹部肌肉中脂肪细胞主要沉积在肌纤维之间,其结构致密,呈椭圆形、圆形等形状,且腹部脂肪细胞数量明显多于背部。分析发现活大黄鱼背部、腹部脂肪细胞直径、体积均随脂肪含量的增加而显著增长(表1、图8),陈妍等研究表明肌肉中脂肪含量的增加主要归咎于脂肪细胞肥大。通过回归分析发现,活大黄鱼背部、腹部肌肉100 kHz高频阻抗(Z100 kHz)与脂肪细胞直径、体积均存在较强的函数关系(r为0.810~0.973,P<0.05)(表3)。本研究结果表明,当鱼体脂肪含量升高时,其脂肪细胞直径、体积随之变大,对高频电流的阻碍作用随之升高。因此,相比低频阻抗,高频阻抗可排除细胞膜和离子浓度等变化的干扰,从而更加灵敏地反映脂肪含量的变化。由此可见,100 kHz高频阻抗为养殖活鱼脂肪含量的快速、无损检测提供了新方法。

结论

本实验研究了养殖期间的活大黄鱼背、腹部肌肉在不同电流频率下(2、5、20、50、100 kHz)的阻抗值与形状参数、关键组分之间的关系,并通过组织微观结构的观察与分析了阻抗与活鱼组分之间的内在联系。实验结果表明,活大黄鱼背、腹部肌肉各频率阻抗与尾长、体质量之间无显著线性关系(P>0.05),但活鱼背、腹部肌肉的2 kHz阻抗与其蛋白质和水分含量之间、100 kHz阻抗与脂肪含量之间均存在极显著线性关系(r为0.830~0.922,P<0.001),基于此,建立了利用阻抗快速、无损评估活鱼蛋白质、水分、脂肪的预测模型,并通过模型预测值与化学法实测值之间的吻合度(r≥0.900)验证了预测模型的准确性。活大黄鱼肌肉组织的微观结构分析表明,2 kHz低频阻抗与肌纤维的平均面积、肌纤维密度呈正相关,与细胞外间隙面积呈负相关,同时肌纤维的平均面积随蛋白质含量增多及水分含量减少而增加,肌纤维密度和细胞外间隙面积随蛋白质含量增多及水分含量减少而减少;100 kHz阻抗与脂肪细胞直径、体积有显著回归关系,同时脂肪细胞直径、体积随脂肪含量的增加而增加。由此可见,活大黄鱼肌肉阻抗、组分、微观结构三者之间存在密切的联系,生物阻抗可作为一种无损的方法快速评估养殖过程中鱼体的组分。

作者简介

通信作者:

袁鹏翔,日本长崎大学博士,浙江大学与兴业集团联合培养博后,浙江省“高校领军青年优秀人才”,浙江舟山群岛新区“5313”科技创新领军人才,兼任日本长崎大学特别研究员,任国家水产品加工技术研发分中心秘书,国家级、省级科技创新赛优秀指导老师。一直从事“水产品保鲜保活及智能技术检测研究”。近年来,先后主持或参与海洋科研课题8 项,其中主持国家自然科学基金1 项、浙江省自然科学基金1项、舟山市科技项目1 项、横向项目(20万)1 项,以骨干成员参加“蓝色粮仓”国家重点研究项目1 项、国家级自然科学基金项目2 项。一作或通讯作者发表论文14篇,其中SCI 8 篇、中文卓越期刊1篇、EI 1 篇、日文核心1 篇;主编《仪器分析》书籍1 部、编著《食品分析实验指导》书籍1 部;在中国、美国、日本、韩国国际会议上作报告6 次;授权国家专利10余项。此外,以骨干成员成功申报国家一流专业1 项、浙江省级一流课程虚拟仿真项目2 项。

本文《利用生物阻抗无损测定养殖活大黄鱼组分》来源于《食品科学》2024年45卷第10期281-289页,作者:李增蔚,陆晶红,余梦海,吴 杰,杨 敏,梁 艳,邓尚贵,袁鹏翔*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20231027-222。点击下方 阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑:刘芯 ;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

为深入探讨未来食品在大食物观框架下的创新发展机遇与挑战,促进产学研用各界的交流合作,由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办,西华大学食品与生物工程学院、四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院、西南民族大学药学与食品学院、四川轻化工大学生物工程学院、成都大学食品与生物工程学院、成都医学院检验医学院、四川省农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院都市农业研究所、四川大学农产品加工研究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食品工程学院、大连民族大学生命科学学院、北京联合大学保健食品功能检测中心共同主办的“第二届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日在中国 四川 成都召开。

长按或微信扫码进行注册

会议招商招展

联系人:杨红;电话:010-83152138;手机:13522179918(微信同号)

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
欧洲迎今夏第三波热浪:多国多地破40℃,法德电价将大涨

欧洲迎今夏第三波热浪:多国多地破40℃,法德电价将大涨

澎湃新闻
2026-07-07 11:40:26
龙卷风夜袭湖北黄冈,体育场顶棚被掀翻,玻璃炸裂学生躲桌下避险,现场商户称“风眼”附近受损严重

龙卷风夜袭湖北黄冈,体育场顶棚被掀翻,玻璃炸裂学生躲桌下避险,现场商户称“风眼”附近受损严重

大风新闻
2026-07-07 11:05:11
“骗”了我们30年!韩红父亲居然是家喻户晓的他,难怪都不敢得罪她

“骗”了我们30年!韩红父亲居然是家喻户晓的他,难怪都不敢得罪她

LULU生活家
2026-06-14 08:38:31
中国男篮晋级后换人在即 赵睿和斗牛犬双双回归?

中国男篮晋级后换人在即 赵睿和斗牛犬双双回归?

林子说事
2026-07-07 00:31:34
NBA全明星马布里钱挣够家却散,甘当湖北女婿住岳父母家

NBA全明星马布里钱挣够家却散,甘当湖北女婿住岳父母家

手工制作阿歼
2026-06-28 01:51:27
“疯子”何云昌:取下肋骨做项链送给爱人,把自己浇筑在水泥里面

“疯子”何云昌:取下肋骨做项链送给爱人,把自己浇筑在水泥里面

徐云流浪中国
2026-07-07 00:28:44
北京昌平一个有趣的地名——奤夿,大部分人不认识

北京昌平一个有趣的地名——奤夿,大部分人不认识

一口娱乐
2026-07-07 10:01:42
68岁马秋华:丈夫金铁霖走后4年,儿子33岁未婚成她最大心病

68岁马秋华:丈夫金铁霖走后4年,儿子33岁未婚成她最大心病

飘飘然的娱乐汇
2026-07-01 09:55:09
日经225指数向下跌破69000点

日经225指数向下跌破69000点

每日经济新闻
2026-07-07 09:44:11
巴西美女告诉我:南美GDP加起来和日本差不多,但他们看不起东亚

巴西美女告诉我:南美GDP加起来和日本差不多,但他们看不起东亚

步论天下事
2026-06-27 08:55:55
多国政府对中国开展的导弹试验发射提出批评,包括所罗门群岛等,中方:事先已向南太平洋地区及有关国家作了通报,符合国际法和国际惯例

多国政府对中国开展的导弹试验发射提出批评,包括所罗门群岛等,中方:事先已向南太平洋地区及有关国家作了通报,符合国际法和国际惯例

政知新媒体
2026-07-07 15:49:35
医生发现:能跑能跳的老人,基本在70岁,就已经不做这6件事了

医生发现:能跑能跳的老人,基本在70岁,就已经不做这6件事了

芹姐说生活
2026-06-30 19:12:40
为什么李自成找崇祯花了3天?煤山又不大

为什么李自成找崇祯花了3天?煤山又不大

汉周读书
2026-07-06 09:21:59
零的突破!国产首台PLP 2000光刻机拿下先进封装大单

零的突破!国产首台PLP 2000光刻机拿下先进封装大单

快科技
2026-07-06 18:53:21
为什么宇宙中只有地球有土?土到底是什么东西

为什么宇宙中只有地球有土?土到底是什么东西

心中的麦田
2026-07-05 21:13:15
对46名高校博士生的研究发现:博士师门组织的基本特征是帮派化

对46名高校博士生的研究发现:博士师门组织的基本特征是帮派化

必记本
2026-06-29 14:55:53
巨浪导弹飞掠日本上空,日方提前90分钟收到通知,反应出乎意料!

巨浪导弹飞掠日本上空,日方提前90分钟收到通知,反应出乎意料!

史料布籍
2026-07-06 20:54:46
北京一位空姐嫁给了打工仔,婚后一年,她才得知丈夫真实身份

北京一位空姐嫁给了打工仔,婚后一年,她才得知丈夫真实身份

千秋文化
2026-06-21 19:49:55
埃及能赢阿根廷吗?“萨拉赫很伟大,但梅西身处另一个星系”

埃及能赢阿根廷吗?“萨拉赫很伟大,但梅西身处另一个星系”

南方都市报
2026-07-07 14:30:08
1986年陈永贵病逝,追悼会规格成难题,邓小平只说了一句话,全场安静

1986年陈永贵病逝,追悼会规格成难题,邓小平只说了一句话,全场安静

寄史言志
2026-01-04 16:34:31
2026-07-07 16:08:49
食品科学杂志 incentive-icons
食品科学杂志
食品类科技学术期刊
14554文章数 10000关注度
往期回顾 全部

科技要闻

Claude说话前 脑子里可能先亮起了这些概念

头条要闻

内马尔因世界杯出局损失上亿美元 "六冠"纪录片也泡汤

头条要闻

内马尔因世界杯出局损失上亿美元 "六冠"纪录片也泡汤

体育要闻

比利时干掉美国:正义必胜大喜剧!

娱乐要闻

私密照流出!曝关晓彤曾两次原谅鹿晗

财经要闻

百万粉丝主播的减肥“生意”

汽车要闻

试驾全新坦克300 Hi4-Z/激光雷达/全场景NOA

态度原创

房产
健康
旅游
教育
军事航空

房产要闻

洋浦,大量卖地!

突发中风 脑梗和脑出血怎么判断?

旅游要闻

流量变留量 过客变常客丨深中通道通车两周年

教育要闻

【1+3青探校|走进北师大实验中学顺义学校,顺义教育新名片来了!】1+3项目贯通培养,不用中考直通优...

军事要闻

伊朗外长:若威胁继续 不会启动最终谈判

无障碍浏览 进入关怀版