脆肉鲩作为中国具有一定产业规模的特色养殖对象，是在草鱼（Ctenopharyngodon idellus）成鱼养殖的特定阶段以天然植物蚕豆（Vicia faba）为单一饵料源投喂培育而成的名特水产品^[1]。在生产上，普通草鱼摄食蚕豆变为脆肉鲩的过程被称为“脆化过程”^[2]，脆肉鲩也称脆化鲩^[3]。脆肉鲩拓宽了草鱼的销售市场，通常脆肉鲩的市场价格是普通草鱼的2倍^[4-5]。分析发现，与普通草鱼肌肉相比，脆肉鲩肌肉的硬度和韧性更大^[6-7]，粗蛋白和粗脂肪含量增高^[8-9]、肌原纤维蛋白和胶原蛋白含量增加^[10]、肥满度和肌肉失水率降低^[11]、游离氨基酸总量升高^[12]。脆肉鲩现已成为广东省颇具特色的现代渔业亮点，2015年广东中山脆肉鲩市场调查报告指出，中山脆肉鲩养殖面积已发展到2 000 hm²。

在脆肉鲩的生产实践中，常出现“不脆”、“半脆”等现象，严重制约其产业发展。解决此问题，需要明确、科学的脆肉鲩脆度评价方法。有学者提出，热变性蛋白质的断裂应力、体长与体质量的指数方程W=18.171 9L^{2.436 0}可作为商品脆肉鲩标准的参考^[13-14]。YANG等^[15]分析了肌肉的硬度、咀嚼性、弹性、内聚性4个指标与脆肉鲩感官脆度的关联性，发现与弹性和内聚性相比，硬度与咀嚼性对脆肉鲩品质差异和感官接受度的贡献更大，硬度、咀嚼性和脆肉鲩的感官脆度呈显著正相关关系。上述研究结果能否全面评价脆肉鲩的脆度还有待验证，同时继续寻找与脆度紧密相关的指标也有助于脆肉鲩脆度的综合评价。研究发现，脆肉鲩和普通草鱼的肌纤维结构差异十分显著^[16-18]，但仅研究了两者之间的肌纤维结构，有关肌纤维结构变化和脆肉鲩脆度差异的关联程度的研究尚未见报道。

在养殖生产中，脆肉鲩摄食120 d蚕豆后会产生强烈的肌肉应激反应，如果脆化结束后立即拉网或长途运输则会导致脆肉鲩死亡，所以养殖户常在投喂120 d蚕豆后转投30 d人工配合饲料，这也导致了市场上销售的大部分脆肉鲩是摄食蚕豆和人工饲料的脆肉鲩。针对上述问题，该文紧密结合生产实践，选用更长的脆化时间（前120 d投喂蚕豆、后30 d投喂饲料），分别于第0、第30、第60、第90、第120、第150天时采集肌肉样品，进一步验证质构特性（硬度、咀嚼性、弹性、内聚性、胶黏性）与脆肉鲩脆度的关联程度；检测不同阶段肌纤维直径与密度的变化过程，分析其与脆肉鲩脆度的线性关系，探索其用于脆肉鲩脆度评价的可行性。

1.   材料与方法

1.1   实验鱼和养殖情况

实验所用草鱼来源于广州通威鱼有限公司，体质健康，平均体质量（950±50）g，差异不显著（P>0.05）。养殖实验在珠江水产研究所养殖基地进行，养殖鱼池为4.5 m×4.5 m×1.1 m的水泥池，养殖用水和管理方式一致。实验期间水温25~30 ℃，pH 6.5~7.5，溶解氧质量浓度大于5.0 mg·L^-1。实验用鱼驯养2周后正式开始实验。采用定时定量投喂，每天投喂2次（8:00和16:00），日投饵量按鱼体质量的3%~5%计算。

取规格基本一致的草鱼180尾，为实验初始草鱼。然后将“实验初始草鱼”分成对照组和蚕豆组进行不同饵料投喂，每组设置3个重复，每个重复30尾。实验周期为150 d，其中对照组草鱼150 d均摄食人工配合饲料（配方为麸皮30%、米糠30%、豆粕10%、玉米16%、鱼粉1%、菜籽柏10%、氯化胆碱0.18%、酵母粉2%、磷酸二氢钙0.2%、多维0.1%和多矿0.5%；粗蛋白29.36%，粗脂肪3.24%，粗灰分12.83%，水分8.87%）；蚕豆组草鱼前120 d摄食蚕豆（生理盐水浸泡24 h；粗蛋白22.11%，粗脂肪1.32%，粗灰分3.54%，水分12.84%），第120~第150天结合生产实践转投人工配合饲料。分别在实验开始后的第0、第30、第60、第90、第120和第150天采样，每次采样时每个处理组随机取样6尾鱼。

1.2   肌肉石蜡切片

取材（新鲜活鱼，在肌肉背鳍第5根鳍条所对应的侧线鳞处，去掉鱼鳞，用生理盐水冲洗干净表面，取厚度为3 mm的背部白肌组织块）→固定→脱水透明→透蜡与包埋→组织切片→摊片与烤片→脱蜡水化、染色→脱水及透明→封固、观察。

用软件DP2-BSW 2.2（Build 6212）统计一定的视野面积及视野面积内的肌纤维数目，每个样品统计300条肌纤维，然后根据s = πr²（s为面积，r为半径）计算出直径，算出密度。

1.3   肌肉质构特性检测

质构特性，主要是指用质构仪测定所测物质的特征参数，包括硬度、弹性、咀嚼性、内聚性、胶黏性等^[6]。质构特性指标（硬度、弹性、咀嚼性、内聚性和胶黏性）的检测采用CT3质构仪（Brookfield公司，美国）。该仪器采用纹理Pro版软件（Brookfield公司，美国）的计算机控制。取2.0 cm×2.0 cm×2.0 cm的草鱼背部肌肉，采用型号为P35的圆柱形探头进行检测，测试前速度为2 mm·s^-1，测试后速度为5 mm·s^-1，测试速度为1 mm·s^-1，2次压缩的时间间隔为2 s，压缩比为25%。测试时各个采样点取3尾鱼，每尾鱼取2个样品，每个样品测3次。质构特性指标（硬度、弹性、咀嚼性、内聚性和胶黏性）的数值，是由CT3质构仪说明书中描述的软件读取和计算的。

1.4   不同脆化阶段草鱼肌肉的感官脆度评估

根据YANG等^[15]的评估方法，从广东省中山市邀请5名经验丰富的从事脆肉鲩产业的行家（男性，35~50岁），对不同肌肉的脆度给予分数：1分为“完全不脆”；2~4分为“有点脆但不够脆”；5分为“脆”；6~8分为“非常脆”；9分为“过脆”。每个脆化阶段取3尾鱼，每尾鱼从背鳍周围取5个样品供5名行家评估脆度。

1.5   数据分析

实验数据采用平均值±标准误（X±SE）表示，利用单因素方差分析（One-Way ANOVA）来检测组间差异，所有数据均采用软件SPSS 16.0进行分析。

2.   结果与分析

2.1   不同脆化阶段草鱼肌肉显微结构的比较

从相同倍数下的肌肉横切显微结构示意图（图 1）中可以看出，与对照组相比，随着脆化时间的延长，蚕豆组草鱼肌纤维直径逐渐减小，相同比例视野内的肌纤维数目逐渐增多。相同倍数下的肌肉纵切显微结构示意图(图 2)也进一步显示出随着脆化时间的延长，蚕豆组草鱼肌纤维直径逐渐减小，相同比例视野内的肌纤维数量逐渐增多；而对照组草鱼肌纤维随时间延长，其肌纤维密度和直径无显著变化。

图  1  草鱼肌肉的横切面显微结构(×400)

H0、H30、H60、H90、H120、H150分别代表第0、第30、第60、第90、第120、第150天的肌肉横切；-1代表蚕豆组，-2代表对照组。

Figure  1.  Transverse section microstructure of grass carp muscle (×400)

H0, H30, H60, H90, H120 and H150 denote transverse section microstructure on the 0^th, 30^th, 60^th, 90^th, 120^th, 150^th day, respectively; "-1" stands for faba bean group; "-2" stands for control group.

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图  2  草鱼肌肉的纵切显微结构(×400)

Z0、Z30、Z60、Z90、Z120、Z150分别代表第0、第30、第60、第90、第120、第150天的肌肉纵切；-1代表蚕豆组，-2代表对照组。

Figure  2.  Longitudinal section microstructure of grass carp muscle (×400)

Z 0, Z30, Z60, Z90, Z120 and Z150 denote longitudinal section microstructure on the 0^th, 30^th, 60^th, 90^th, 120^th, 150^th day, respectively; "-1" stands for faba bean group; "-2" stands for control group.

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2.2   不同脆化阶段草鱼肌纤维直径和密度变化

从脆化第30天开始，蚕豆组草鱼的肌纤维直径显著小于对照组草鱼（P<0.05），第30~第90天蚕豆组草鱼肌纤维直径逐渐减小（P<0.05），而第90、第120、第150天时的肌纤维直径无显著差异（P>0.05）（表 1）。而在草鱼摄食蚕豆期间（120 d前），每个脆化阶段的肌纤维密度较前一阶段都有所增加，脆化第120天时脆化草鱼肌纤维密度比对照组增加99.14%（P<0.05）。但是，在转投饲料30 d后（蚕豆组第150天时），蚕豆组草鱼的肌纤维直径与密度和脆化120 d的蚕豆组草鱼之间无显著性差异（P>0.05）。而投喂饲料的150 d过程中，对照组草鱼肌纤维密度和直径无显著变化（P>0.05）。

表  1  不同脆化阶段草鱼肌纤维直径和密度

Table  1.  Diameter and density of muscle fiber of grass carp at different crisping periods

项目item		脆化时间/d crisping time
		0	30	60	90	120
直径/μm diameter	对照组	104.58±6.54a	105.26±4.00a	103.59±6.65a	103.42±3.12a	104.98±7.21a
	蚕豆组		88.20±2.87b	82.12±3.50c	78.01±4.87d	75.17±1.92d
密度/No.·mm-2 density	对照组	116±11e	117±7e	114±8e	116±5e	117±7e
	蚕豆组		181±11d	204±10c	219±13b	231±14a
注：同一行上标字母不同表示差异性显著(P<0.05)，后表同此。 Note:Different superscript letters in the same row indicate significant difference between treatments (P<0.05).The same case in the following table.

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2.3   不同脆化阶段草鱼肌肉的质构特性分析

脆化第30天时的蚕豆组草鱼肌肉的硬度、胶黏性与对照组之间无显著性差异（P>0.05），而其弹性、咀嚼性及内聚性与对照组之间差异显著（P<0.05）（表 2）；脆化第60天时，蚕豆组草鱼肌肉的硬度、弹性、咀嚼性、内聚性和胶黏性显著高于对照组（P<0.05），分别增加27.04%、24.40%、62.90 %、23.91%和40.73%；脆化第120天时，蚕豆组草鱼肌肉的硬度、弹性、咀嚼性、内聚性和胶黏性分别比对照组增加39.76%、37.20%、92.82 %、30.43%和68.17%。但转投饲料30 d后，蚕豆组草鱼（第150天时）的硬度、弹性、咀嚼性、内聚性及胶黏性均和脆化第120天时草鱼间无显著性差异（P>0.05）。不同脆化阶段的草鱼肌肉的脆度见表 2，第0~第120天，随着脆化时间的延长肌肉脆度不断增加（P<0.05），而转投30 d饲料，对脆肉鲩肌肉的脆度没有显著影响（P>0.05）。而投喂饲料的150 d的过程中，对照组草鱼肌肉的硬度、弹性、咀嚼性、内聚性、胶黏性和感官脆度均无显著变化（P>0.05）。

表  2  不同脆化阶段草鱼肌肉TPA指标值

Table  2.  TPA index values of grass carp muscle at different crisping periods

项目item		脆化时间/d crisping time
		0	30	60	90	120
硬度/g hardness	对照组	508.52±66.89c	504.47±59.54c	510.54±66.43c	506.38±67.53c	511.36±59.22c
	蚕豆组		569.60±67.02bc	646.00±45.95b	685.28±73.02ab	710.73±60.79a
弹性springiness	对照组	2.50±0.19c	2.34±0.13c	2.67±0.24c	2.55±0.33c	2.47±0.17c
	蚕豆组		2.88±0.06b	3.11±0.04ab	3.26±0.31a	3.43±0.42a
咀嚼性/g chewiness	对照组	655.14±83.66c	644.86±54.24d	654.25±84.76d	658.11±53.34d	662.63±64.12d
	蚕豆组		890.32±21.89c	1 067.11±214.14b	1 170.85±127.10ab	1 263.61±122.06a
内聚性cohesiveness	对照组	0.46±0.04c	0.46±0.02c	0.45±0.04c	0.48±0.03c	0.46±0.09c
	蚕豆组		0.53±0.02b	0.57±0.02ab	0.59±0.05a	0.60±0.06a

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2.4   感官脆度和质构特性及肌纤维参数的线性关系分析

以不同脆化阶段的感官脆度为自变量，以质构特性指标（硬度、胶黏性、弹性、咀嚼性及内聚性）和肌纤维参数（肌纤维直径与密度）为因变量，采用线性回归法分析了感官脆度和质构特性指标、肌纤维参数的线性关系。预测方程式见图 3。可看出，硬度、弹性、咀嚼性、胶黏性与感官脆度的相关性更高（R²分别为0.941、0.915、0.912、0.910，P<0.05），而内聚性、肌纤维直径、肌纤维密度与感官脆度的相关性则相对较低（R²分别为0.834、0.789、0.779，P<0.05）。

图  3  感官脆度和质构特性及肌纤维参数的线性关系

y1.咀嚼性；y2.硬度；y3.胶黏性；y4.肌纤维密度；y5.肌纤维直径；y6.弹性; y7.内聚性

Figure  3.  Linear correlation between sensory crispness and parameters of texture characteristics and muscle fiber parameters

y1. chewiness; y2. hardness; y3. gumminess; y4. muscle fiber density; y5. muscle fiber diameter; y6. springiness; y7. cohesiveness

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3.   讨论

研究表明，与普通草鱼相比，脆肉鲩肌纤维直径减小、密度增大^{[16, 19]}。肌肉超微结构观察也发现，脆肉鲩肌原纤维中出现间隙、肌丝之间距离减小^{[17-18, 20-21]}。但是，上述研究均未报道脆肉鲩肌纤维是怎样随着养殖过程变化的，故笔者开展不同脆化时间点的肌纤维显微结构观察。此研究发现，与普通草鱼相比，脆化草鱼随着脆化时间的延长，其肌纤维直径逐渐减小、肌纤维密度逐渐增大。据报道，鱼的肌纤维生长与其营养水平有密切关系^[22]，该实验中，蚕豆组和对照组肌纤维结构的差异应该是由于蚕豆和人工配合饲料的营养成分组成或含量不同等所致，但具体的营养调控机制还有待进一步研究。另外，该研究中每个时间点的对照组草鱼肌纤维差异不显著，这也许与草鱼年龄、个体差异等因素有关，需要在以后的研究中进一步探讨。

肌肉质构，尤其是硬度、弹性和咀嚼性等是评价脆肉鲩肉质品质的重要指标^[6]。硬度为牙齿间用来压迫样品所需要的力^[23]；弹性为当破坏力去掉时材料回复为其原来状态的速率^[24]；咀嚼性为咀嚼1个固体食物达到吞咽前状态所需的能量^[25]；内聚性为组成产品结构的内部键力^[24]；胶黏性为用来分离半固体食品以达到吞咽前状态所需的能量^[25]。与对照组相比，蚕豆组草鱼肌肉弹性、咀嚼性和内聚性在脆化第30天时开始显著增加，硬度和胶黏性在脆化第60天时开始显著增加，且脆化第90天时的质构指标值与脆化第120天时的并无显著性差异。表明脆化期间草鱼质构特性的变化是一个由量变到质变的累积过程，且各指标的变化是不同步的，在到达一定程度后其质构变化幅度开始减缓。脆化第120天时，蚕豆组草鱼肌肉的质构特性均比对照组显著提高，其他学者也有报道脆肉鲩质构特性增加这一结果^{[19, 26]}。伍芳芳等^[26]发现，脆肉鲩的硬度、咀嚼性、弹性、黏着性均高于普通草鱼，笔者的研究结果与其一致。但是也有研究指出，脆肉鲩的弹性和普通草鱼相比无显著变化^[19]。不同学者的脆肉鲩研究结果有差异，可能与脆化时间、脆化温度以及当地的水环境等因素有关，这需要在以后的研究中作进一步分析。

肌纤维是肌肉组织的基本结构单位，其直径、密度大小和肌肉质构特性（如硬度）密切相关，也是影响肉质嫩度和评定肉质优劣的重要指标^[27-28]。在虹鳟（Salmo gairdneri）中发现肌纤维直径变大时其硬度变小^[29]；野生型舌齿鲈（Dicentrarchus labrax）的肌肉硬度、肌纤维密度均比养殖型鲈的大^[30]；大西洋鲑（Salmo salar）的肌肉硬度与肌纤维直径呈负相关关系、与肌纤维密度呈正相关关系^{[22, 31-32]}。此研究结果显示，脆肉鲩肌肉硬度增加、肌纤维直径减小，进一步验证了肌纤维直径与肌肉硬度增加呈负相关关系。由此可见，研究肌纤维相关的蛋白互作网络将为脆肉鲩和其他鱼类的肌肉硬度变化研究提供重要科学数据。

作为脆肉鲩的基本属性和主要质量评价指标，感官脆度显示了脆肉鲩产品的综合质量和消费者接受度^[15]。此研究结果显示，硬度、弹性、咀嚼性、胶黏性与感官脆度的相关性更高，而内聚性、肌纤维直径、肌纤维密度与感官脆度的相关性则相对较低。因此，肌肉硬度、弹性、咀嚼性、胶黏性可以代表感官脆度，使用在脆肉鲩的质量评价中。YANG等^[15]研究发现，仅肌肉硬度、咀嚼性与感官脆度的相关性高。2项研究中弹性和感官脆度的相关性差异，也许与草鱼脆化时间不同等因素有关。

综上，与普通草鱼相比，随着脆化时间的延长，蚕豆组草鱼肌肉的肌纤维直径逐渐减小，肌纤维密度逐渐增大，硬度、弹性、咀嚼性、内聚性和胶黏性逐渐增高，并且感官脆度也随之增大。脆化90 d和120 d间质构指标值、肌纤维直径并无显著性差异。该研究结果表明投喂蚕豆90 d即可达到脆化目的，且降低成本。而转投人工饲料30 d后，脆肉鲩的肌纤维结构和质构特性并未发生显著的变化。相关性分析显示，肌肉硬度、弹性、咀嚼性、胶黏性与感官脆度的相关性更高，内聚性、肌纤维直径、肌纤维密度与感官脆度的相关性则相对较低。