鲢鱼脑的营养评价及生理活性研究

【摘要】我国是淡水鱼生产及加工大国，淡水鱼加工产生大量下脚料，若不进行有效处理，不仅造成资源浪费，而且污染环境。在中国的传统饮食文化中，吃脑可以补脑，鱼脑更被视为幼儿及青少年补脑佳品。药食同源的理念贯穿于中国的饮食文化中，除作为食材，中国民间常以鱼脑入药，医治头部病症。鱼脑营养丰富，富含多不饱和脂肪酸(PUFA)、磷脂、蛋白等物质，其中被称为“脑黄金”的二十碳五烯酸(EPA，C20:5n3)和二十二碳六烯酸(DHA，C22:6n3)含量较高。目前对鱼下脚料的利用中，鱼脑未经分离直接和鱼头被作为饲料处理或简单加工为低值产品，对其中有价值的功能性成分尚未提取和利用。本文对鲢鱼脑的营养价值进行了全面分析，并与鳙鱼，草鱼和青鱼脑比较；对鲢鱼脑脂肪的理化特性、挥发性物质及脂类组成进行了分析；对鲢鱼脑不同脂类组分在抗菌、抗血小板活化、抗氧化及抗肿瘤等方面的生理功效进行了进一步研究，探讨了鱼脑益智及保健的机理。本研究对于对阐明鱼脑的营养价值、揭示鱼脑的生理功能具有学术意义，对相关产业开发具有实用价值。首先对鲢鱼脑进行营养评价，并与鳙鱼、草鱼、青鱼对比，通过基本营养成分测定、氨基酸组成分析、氨基酸营养评价、矿物元素分析及脂肪酸组成分析等对鱼脑的营养价值进行了研究。结果表明：鱼脑脂肪含量高，鲢鱼、鳙鱼、草鱼、青鱼脑的脂肪含量分别为20.53g/100g、13.72g/100g、53.75g/100g、73.81g/100g；四种鱼脑蛋白质必需氨基酸组成合理，无限制性氨基酸；Na、Ca和P是四种鱼脑中含量最高的三种矿物质元素；脂肪酸分析表明四种淡水鱼脑PUFA含量丰富，二十碳四烯酸(ARA，C20:4n6)、EPA和DHA含量较高；四种淡水鱼脑中鲢鱼脑蛋白质(1.92g/100g)、必需氨基酸(7.96mg/g)及总氨基酸(16.64mg/g)含量最高，鲢鱼脑ARA(2.54%)、EPA(5.42%)、DHA(7.28%)、ω-3PUFA总量(20.56%)及ω-3/ω-6(2.77)远高于其余三种淡水鱼脑，草鱼脑的ω-6/ω-3为7.62，高于安全推荐限量4.0。鱼脑的营养价值主要来源于鱼脑中高含量及高质量的PUFA。在营养评价的基础上对鲢鱼脑脂肪的理化指标，挥发性物质，脂类组成及含量，尤其是磷脂的组成、含量及脂肪酸进行了分析。鲢鱼脑总脂肪(TL)具有较好的理化性质，其中碘价为124.26g/100g、过氧化值为2.42meq/kg、酸价为0.58mg/g，达到精制鱼油一级标准；鲢鱼脑TL共检出40种挥发性物质，烃类含量最高；极性脂肪(PL)和磷脂分别占鲢鱼脑TL的的22.73%和10.95%，磷脂中的磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)和磷酯酰丝氨酸(PS)之和占磷脂总量的83.9%；脂肪酸分析表明PL中PUFA含量为35.17%，高于中性脂肪(NL)，PL中DHA含量是NL的6.3倍；鲢鱼脑PC、PE和PS的PUFA含量分别为33.19%、39.34%、36.27%，PC、PE和PS中EPA及DHA的含量均较高。丰富的磷脂含量及磷脂中结合的大量PUFA对于增强记忆，防治心血管疾病及癌症的预防和治疗具有积极意义。研究了鲢鱼脑TL、NL、PL抑菌，抗血小板活化因子(PAF)及抗氧化活性。结果表明：鲢鱼脑TL、NL及PL具有一定的抑菌能力，PL由于PUFA含量高，抑菌活性大于NL；鲢鱼脑TL、NL及PL对PAF诱导的血小板聚集表现出抑制作用，IC50分别为104.13μg、2.35μg、87.47μg，因此NL抗PAF活性的效价最高，这可能是因为NL中PAF拮抗剂的含量更高；氧化损伤是心脑血管疾病及癌症的重要诱因之一，在癌症的发生和发展中起重要作用。体外抗氧化研究发现鲢鱼脑脂肪可有效清除DPPH自由基，细胞抗氧化表明鲢鱼脑脂肪对H2O2氧化损伤的HEK-293细胞具有一定的保护作用，可提高H2O2氧化损伤HEK-293细胞的存活率，改善受损细胞的形态，提高抗氧化关键酶超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶的活性，PL富含磷脂，PUFA含量高，因此抗氧化活性高于NL。细菌除引起食品的腐败外，许多细菌活动也会产生PAF，而心脑血管疾病的发生与血小板的活化密切相关，此外，氧化损伤也是心脑血管疾病的重要诱因。鲢鱼脑脂肪抗菌、抗PAF及抗氧化的研究和发现对于揭示鱼脑的保健机理具有重要意义，表明鲢鱼脑脂肪具有预防或作为辅助因子用于治疗心脑血管疾病的潜能。研究了鲢鱼脑TL、NL及PL的体外抗肿瘤活性。结果表明：鲢鱼脑TL可抑制MCF-7，HeLa，CACO-2，HepG2细胞的增殖；TL、NL及PL对MCF-7细胞和HeLa细胞增殖的抑制活性表现为一定的时间效应和剂量效应；鲢鱼脑TL、NL及PL作用于MCF-7细胞和HeLa细胞后细胞形态发生明显变化，细胞数减少，细胞贴壁异常，染色质聚集，细胞表现为浓密致染；细胞周期分析发现，鲢鱼脑TL、NL及PL作用后，MCF-7细胞和HeLa细胞被阻滞在S期，其中处理48h后HeLa细胞出现较大凋亡峰，TL、NL及PL的Sub-G1比例分别为5.62%、3.06%、9.98%，因此鲢鱼脑脂肪通过阻滞S期及诱导细胞的凋亡而抑制MCF-7细胞和HeLa细胞的增殖；细胞凋亡率检测证实了鲢鱼脑脂肪对MCF-7细胞及HeLa细胞的作用方式是诱导凋亡而非坏死；对鲢鱼脑脂肪诱导肿瘤细胞凋亡机制的研究发现，鲢鱼脑脂肪作用后，MCF-7细胞和HeLa细胞细胞内活性氧(ROS)升高，TL、NL及PL处理MCF-7细胞24h后，ROS较对照分别上升了23.12%、17.69%、32.76%；JC-1染色，流式细胞仪对线粒体膜电位(Ψ)的分析指出鲢鱼脑TL、NL及PL处理会导致MCF-7细胞和HeLa细胞Ψ的降低，因此引起MCF-7细胞和HeLa细胞ROS的升高及的Ψ降低是鲢鱼脑脂肪诱导细胞凋亡的重要原因；PL富含磷脂，PUFA含量高，因此在鲢鱼脑三个脂肪组分中表现出最强的HeLa细胞和MCF-7细胞抑制活性。
【作者】王彩霞；
【导师】夏文水；
【作者基本信息】江南大学，食品科学，2014，博士
【关键词】鲢鱼脑；营养价值；生理功能；极性脂肪；多不饱和脂肪酸；

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