Некоторые биохимические показатели лососевых рыб бассейна озера азабачье (Камчатка)

УДК [597.552.51:577.1]

Ю.М. Позднякова, Н.Н. Ковалев, О.Ю. Бусарова, Е.В. Михеев

НЕКОТОРЫЕ БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЛОСОСЕВЫХ РЫБ БАССЕЙНА ОЗЕРА АЗАБАЧЬЕ

Представлены исследования общего химического и фракционного состава белков мышечной ткани, содержания ДНК в молоках лососевых рыб бассейна оз. Азабачье (Камчатка). Анализ общего химического состава мышечной ткани показал низкое содержание углеводов, содержание белка и воды соответствовало таковому для тихоокеанских лососей. Соотношение фракций растворимых белков в мышцах рыб было сходным у исследованных видов. В мышечной ткани лососей в наибольшем количестве представлены солерастворимые (миофибриллярные) белки. Второй по количественному соотношению являлась водорастворимая фракция. Наименьшим содержанием характеризуется щелочерастворимая фракция, которая обычно представлена соединительнотканными и структурными белками. По энергетической ценности следует выделить мышечную ткань микижи, а также нерки и горбуши. Мышечная ткань жилых форм мальмы характеризовалась меньшей энергетической ценностью из-за более низкого содержания в ней жира. Результаты изучения содержания ДНК в молоках свидетельствуют о том, что у тихоокеанских лососей бассейна р. Камчатка (нерка, чавыча) этот показатель существенно не отличается от такового у других видов лососевых рыб (кета, горбуша), выловленных в открытых водах Японского моря. Полученные данные следует учитывать при использовании лососевых рыб в пищевых целях и для получения БАД и функциональных продуктов питания.

Ключевые слова: проходные, жилые формы лососевых рыб, фракционный состав белков, пищевая ценность, энергетическая ценность, ДНК.

Y.M. Pozdnyakova, N.N. Kovalev, O.Y. Busarova, E.V. Mikheev

SOME BIOCHEMICAL INDICATORS OF SALMONIDS IN THE LAKE AZABACHE BASIN

Studies of the total chemical and fractional composition of muscle proteins and the DNA content in the milt of salmon fish in the lake Azabache basin (Kamchatka) are presented. The analysis of the total chemical composition of muscle tissue showed a low carbohydrate content; protein and water content is within normal limits for Pacific salmon. The ratio of soluble protein fractions in fish muscles of the studied species was identical. The salt-soluble (myofibrillar) proteins are the most abundant in the salmon muscle. The second most quantitative fraction was the water-soluble fraction. The alkali-soluble fraction which is usually presented by connective tissue and structural proteins is characterized by the lowest content. The muscle tissue of rainbow trout, sockeye and pink salmon is energy valuable one. Muscle tissue of residential forms of Dolly varden was characterized by lower energy value due to its lower fat content. The study results of the DNA content in the milt show that the indicator of the Pacific salmon of the Kamchatka river basin (sockeye salmon, chinook salmon) does not differ significantly from that of the other salmonids (chum salmon, pink salmon) caught in the sea of Japan. The obtained data should be taken into account when using salmonids for food purposes and for obtaining biologically active additives and functional food products.

Key words: migratory, inhabiting forms of salmonids, fractional protein compound, nutritional value, energy value, DNA.

DOI: 10.17217/2079-0333-2018-46-95-100

Введение

Для первичной оценки пищевой ценности и дальнейшего использования различных видов рыб необходимо исследование общего химического состава их тканей. При промышленной обработке рыбы обычно учитывают содержание в ней белка, жира, воды, минеральных веществ (золы). В некоторых случаях дополнительно определяют содержание витаминов, небелковых азотистых веществ и собственно белков, отдельных минеральных элементов, аминокислот, жирных кислот.

Гонады лососевых рыб являются ценным сырьем для получения деликатесного (в случае икры) и высокобелкового пищевого продукта (молоки). Также одним из важных показателей является содержание ДНК в гонадах, так как ДНК является физиологически важным биологически активным веществом, положительно влияющим на метаболизм, кроветворение, умственную, физическую работоспособность, а также на иммунную систему [1]. ДНК в молоках рыб может также служить показателем стадии зрелости гонад. Известно, что молоки на поздней шестой стадии развития содержат в 1,5-2,5 раза больше ДНК, чем на четвертой [2]. Сведения о содержании ДНК в молоках необходимы для определения перспективности объектов для получения функциональных пищевых продуктов (ФПП) и БАД.

Ранее проведенное исследование по определению содержания ДНК в молоках морских рыб [3], а также в молоках пресноводных рыб Байкальского региона [4] позволило выявить межвидовые различия по данному показателю. В настоящей работе представлены исследования общего химического состава, фракционного состава белков мышечной ткани и содержания ДНК в молоках некоторых рыб, обитающих в оз. Азабачье (Камчатка). В озере обитают как проходные, так и жилые формы рыб семейства лососевых, многие из которых промысловые. В настоящей работе представлены результаты изучения химического состава мышечной ткани и содержания ДНК в молоках лососевых рыб бассейна оз. Азабачье.

Объекты и методы исследования

Объектами исследования послужили мышечная ткань и молоки бентосоядной и хищной форм мальмы Salvelinus malma, микижи Parasalmo mykiss, кунджи Salvelinus leucomaenis, горбуши Oncorhynchus gorbuscha и нерки Oncorhynchus nerka. Всего было проанализировано по 3 экз. каждого вида/формы рыб. Рыбы были отловлены в оз. Азабачье и в озерной протоке в июле 2017 г. Ткани рыб замораживали и анализы проводили в лабораторных условиях.

Фракционный состав белков в мышечной ткани определяли по методу Лоури [5], общее содержание белков - по методу Кьельдаля [6], содержание углеводов - антроновым методом [7]. Для определения общего содержание липидов использовали метод Фолча [8]. Энергетическую ценность определяли исходя из данных по окислению в организме 1 г жиров, белков, углеводов. Окисление 1 г жира - 9 ккал (37,7 кДж), 1 г белка - 4 ккал (16,7 кДж), 1 г усвояемых углеводов - 3,75 ккал (15,7 кДж). Расчет проводили на 100 г пищевого продукта [9]. Содержание ДНК определяли по методу Дише [10].

Результаты и обсуждение

Химический состав мяса рыб, определяющий ее пищевую ценность и вкусовые достоинства, характеризуется, прежде всего, содержанием воды, азотистых веществ, липидов, минеральных веществ, углеводов и витаминов. Он не является постоянным и существенно зависит от видовой принадлежности рыбы, ее физиологического состояния, возраста, пола, места обитания и других факторов [11].

В оз. Азабачье из ценных промысловых видов лососей, помимо нерки, нерестится и нагуливается кижуч O. кisutch, обитают жилые туводные виды лососей, весь жизненный цикл которых проходит в пресных водах озерно-речной системы. Это гольцы Salvelinus malma-complex, кунд-жа и микижа. В нижнем течении р. Камчатка, близ устья протоки Азабачьей, встречаются горбуша, кета, чавыча, мальма, поднимающиеся вверх по реке на нерест. В притоках р. Камчатка обитает камчатский хариус Thymallus arcticus mertensii [12].

Ниже представлены результаты определения химического состава мышечной ткани у разных видов лососевых рыб и их экологических форм и показано содержание разных фракций растворимых белков их мышечной ткани (рисунок).

Сравнительный анализ представленных на рисунке данных показывает, что изученные виды характеризуются сходным в процентном отношении содержанием разных фракций растворимых белков. Основную долю среди них у всех изученных представителей лососевых составляют со-лерастворимая фракция миофибриллярных белков. Они имеют высокую биологическую ценность и отличаются высокой влагоудерживающей способностью. Заметных различий в количественном содержании данной фракции белков у исследованных видов не обнаружено.

70

90

й

180 о

1ч

0

1 60

ез

8 50 л

03

И 30

1)

«

о

20

10

о4

о Водорастворимые Солерастворимые « Щелочерастворимые

2 Вид

Соотношение фракций растворимых белков мышечной ткани лососевых рыб

Второй по количественному содержанию в составе растворимых белков является водорастворимая фракция. Ее доля составляет в среднем 22,8% от усредненного состава солераствори-мых белков. Наименьшей по относительному содержанию оказалась щелочерастворимая фракция, представленная обычно соединительно-тканными и структурными белками.

Наибольшее содержание солерастворимых белков отмечено у бентосоядной мальмы. Их количество у нее достигает 82% от общего количества растворимых белков. Следует отметить, что этот вид характеризовался самым низким содержанием белков водорастворимой фракции -15,3%. Наименьшим содержанием солерастворимой фракции среди исследованных видов характеризовалась мышечная ткань микижи, оно у данного вида достигало 74,4%. Среди всех проанализированных видов горбуша и кунджа имели наиболее высокое содержание водорастворимой фракции (21,1 и 19,9% соответственно).

Что касается щелочерастворимой фракции, то наибольшим ее содержанием характеризовалась горбуша, содержание белков данной фракции у нее достигало 1,5%. Самое низкое содержание щелочерастворимых белков имели две экологических формы мальмы (хищная и бентосояд-ная), а также микижа. Количество белков данной фракции у них не превышало 1,1%. Соотношение между собой разных фракций белков - водорастворимых, солерастворимых и ще-лочерастворимых - в среднем составляет 17,9 : 78,2 : 1,25.

Проведенное нами исследование общего химического состава показывает, что мышечная ткань проанализированных видов рыб характеризуется низким содержанием углеводов (табл. 1), которое во всех случаях не превышает 0,005% от общего содержания мышечной ткани. Содержание белка и воды в целом соответствует таковому у других видов тихоокеанских лососей [11].

Особенностью лососевых рыб является то, что жировая ткань у них распределяется преимущественно в мясе, между миосептами и мышечными волокнами. Наиболее высоким содержанием липидов (8,4%) среди изученных видов рыб характеризовалась микижа (табл. 1). Значительное содержание липидов в мышечной ткани было отмечено также у нерки - 6,78%, а самое низкое - у бентосоядной мальмы и кунджи - 3,2 и 3,9% соответственно.

По энергетической ценности следует выделить мышечную ткань микижи (169 ккал на 100 г), а также нерки (140 ккал на 100 г) и горбуши (129 ккал на 100 г). Мышечные ткани жилых форм лососевых (хищная и бентосоядная мальма) характеризовались меньшей энергетической ценностью, в основном из-за более низкого содержания жира. В то же время следует отметить более высокое содержание в мышечных тканях микижи воды.

0

Таблица 1

Химический состав и энергетическая ценность мышечной ткани лососевых рыб

Вид рыб Белок, % Липиды, % Вода, % Углеводы, % Энергетическая ценность, ккал

Нерка 18,77 ± 0,84 6,78 ± 0,30 73,0 ± 3,20 < 0,005 140 ± 6,3

Горбуша 20,30 ± 0,97 4,95 ± 0,22 73,0 ± 3,1 < 0,005 129 ± 6,45

Микижа 22,23 ± 0,79 8,4 ± 0,40 69,0 ± 3,45 < 0,005 169 ± 6,76

Кунджа 19,83 ± 0,98 3,85 ± 0,19 74,3 ± 3,34 < 0,005 117 ± 5,14

Мальма (хищная форма) 19,7 ± 0,88 4,12 ± 0,18 74,0 ± 2,96 < 0,005 119 ± 5,95

Мальма (бентосоядная форма) 20,0 ± 0,84 3,83 ± 0,16 74,0 ± 3,7 < 0,005 117 ± 4,91

Таким образом, мышечная ткань изученных видов рыб в июле имела большое количество миофибриллярных солерастворимых белков, их доля в составе растворимых фракций достигала 82,5%. При этом количество щелочерастворимых белков у нее было довольно низким, и содержание белков данной фракции у разных видов практически не отличалось.

По общему количеству липидов в мышечной ткани изученные виды можно отнести к рыбам средней жирности. Неспециализированный хищник микижа имеет наибольшее количество ли-пидов в мышцах, а бентосоядная мальма, питающаяся низкокалорийной пищей (моллюсками и амфиподами), имеет низкую жирность мышечной ткани.

Представленные выше данные показывают, что лососевые рыбы с характерными видоспе-цифическими и экологическими особенностями различаются по химическому составу и энергетической ценности мышечной ткани.

Анализ ранее полученных данных по содержанию ДНК в молоках морских видов рыб четвертой стадии зрелости показал, что среднее содержание нуклеиновых кислот составило 3,9%, в то время как у кеты и горбуши оно изменялось от 5 до 7,8%. Наибольшим (9,5 %) накоплением в молоках ДНК, как это было показано в нашей более ранней работе [3], характеризуется осетр. В ходе изучения пресноводных рыб оз. Байкал [4] было показано, что среднее содержание ДНК в их молоках более низкое, чем в молоках морских рыб, оно варьирует в пределах от 1,2% у ленка до 3,7% у омуля, а также то, что в мужских гонадах байкальского налима, представителя семейства тресковых, содержание ДНК гораздо ниже (в среднем в 2,8 раза), чем у морских рыб этого же семейства [4].

Содержание ДНК в гонадах лососевых рыб из оз. Азабачье, включая чавычу, показано в табл. 2.

Таблица 2

Содержание ДНК в гонадах лососевых рыб озера Азабачье

Вид &адия зрелости гонад Содержание ДНК, %

Бентосоядная мальма 4 4,1 ± 0,163

Микижа 5 5,0 ± 0,21

Кунджа 5 5,3 ± 0,21

Чавыча 5 4,3 ± 0,19

Горбуша 5 5,4 ± 0,38

Нерка 5 8,9 ± 0,335

Данные таблицы показывают, что у горбуши, нерки и чавычи нижнего течения р. Камчатка содержание ДНК существенно не отличается от такового у кеты и горбуши из открытых вод Японского моря. По содержанию ДНК в молоках нерка схожа с кетой (в молоках кеты 7,8% ДНК), а чавыча - с горбушей (ДНК 5%) [3]. В молоках жилых форм лососевых (кунджа, мальма, микижа) содержание ДНК близко таковому в молоках горбуши и в 1,7-2,2 раза ниже, чем в молоках нерки.

Выводы

Таким образом, проведенное исследование показало, что по общему химическому составу мышечные ткани жилых форм лососевых рыб оз. Азабачье характеризуются меньшим содержанием липидов (за исключением микижи) по сравнению с проходными тихоокеанскими лососями. Мышечная ткань изученных видов рыб имеет низкое содержание саркоплазматических белков

и высокое - миофибриллярных, доля которых может достигать 82,5%. По содержанию щелочера-створимых белков исследованные виды практически не различаются. По содержанию ДНК в молоках жилые виды лососевых не отличаются от проходных. Исключение в этом отношении составляет нерка, имеющая самый высокий процент ДНК в молоках среди исследованных рыб.

Полученные данные следует учитывать при использовании лососевых рыб различных видов и экологических форм в пищевых целях и для получения БАД и ФПП.

Благодарности

Авторы глубоко признательны к.б.н. М.Ю. Ковалеву и В.А. Паренскому (ННЦМБ ДВО РАН) за помощь в проведении полевых работ и сборе ихтиологического материала.

Литература

1. Иммунотропные свойства дезоксирибонуклеиновой кислоты из молок лососевых рыб / Н.Н. Беседнова, Ю.И. Касьяненко, Л.М. Эпштейн, А.К. Гажа // Антибиотики и химиотерапия. -1999. - № 10. - С. 13-15.

2. Получение и свойства производных ДНК из молок лососевых / Ю.И. Касьяненко, Ю.В. Ковалева, Л.М. Эпштейн, А.А. Артюков // Известия ТИНРО. - 1997. - Т. 120. - С. 37-43.

3. Позднякова Ю.М. Технология биологически активных добавок к пище на основе ферментативного гидролиза гонад гидробионтов: дис. ... канд. техн. наук. - Владивосток, 2003. -160 с.

4. Сравнительный анализ содержания ДНК и ферментного состава в гонадах рыб Байкальского региона / Ю.М. Позднякова, Т.Н. Пивненко, М.А. Захарова, В.Ж. Цыренов, С.В. Гом-боева, В.В. Давидович // Известия ТИНРО. - 2011. - Т. 164. - С. 425-430.

5. Protein measurement with the Folin phenol reagent / O. Lowry, N. Rosenbrough, A. Parr, R. Randall // J. B1iol. Chem. - 1951. - V. 193, № 1. - P. 265-276.

6. Лазаревский А.А. Технохимический контроль в рыбообрабатывающей промышленности. - М.: Пищепромиздат, 1955. - 518 с.

7. КочетковН.К. Методы химии углеводов. - М.: Мир, 1967. - 512 с.

8. Folch J., Lees M., Sloane Stanley G.H. Method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues // J. Biol. Chem. - 1957. - Vol. 226, № 1. - P. 497-509.

9. Барановский А.Ю. Диетология: моногр. / под ред. А.Ю. Барановского. - 4-е изд. - СПб., 2013. - 1024 с.

10. Карклиня В.А., Бирска И.А., Лимаренко Ю.А. Количественное определение нуклеиновых кислот в молоках лососевых различными методами // Химия природных соединений. - 1989. -Т. 1. - С. 122-126.

11. Особенности мышечной ткани нерестовой кеты / Т.Н. Слуцкая, Т.Н. Виняр, Т.П. Кали-ниченко, А.М. Павловский, М.И. Юрьева, Е.В. Якуш, Т.Н. Слуцкая, Т.Н. Виняр, Т.П. Калиниченко, А.М. Павловский, М.И. Юрьева, Е.В. Якуш // Изв. ТИНРО. - 1999. - Т. 125. - С. 60-71.

12. Бугаев В.Ф. Рыбы бассейна реки Камчатки (численность, промысел, проблемы). - Петропавловск-Камчатский: Камчатпресс, 2007. - 192 с.

Информация об авторах Information about the authors

Позднякова Юлия Михайловна - Дальневосточный государственный технический рыбохозяйст-венный университет; 690087, Россия, Владивосток; кандидат технических наук; директор НИИ инновационных биотехнологий; pozdnyakova.julia@yandex.ru

Pozdnyakova Yuliya Mikhaylovna - Far Eastern State Technical Fisheries University; 690087, Russia, Vladivostok; Candidate of Technical Sciences; Director of Research Institute of Innovative Biotechnology; pozdnyakova.julia@yandex.ru

Ковалев Николай Николаевич - Дальневосточный государственный технический рыбохозяйствен-ный университет, 690087, Россия, Владивосток; доктор биологических наук; профессор кафедры пищевой биотехнологии; kovalevnn61@yandex.ru

Kovalev Nikolay Nikolaevich - Far Eastern State Technical Fisheries University; 690087, Russia, Vladivostok; Doctor of Biological Sciences; Professor of Food Biotechnology Chair; kovalevnn61@yandex.ru

Бусарова Олеся Юрьевна - Дальневосточный гocyдapcтвeнный технический pыбoхoзяйcтвeнный yнивepcитeт; 690087, Россия, Владивосток; кандидат биологических наук; доцент кафедоы экологии и пpиpoдoпoльзoвaния; olesyabusarova@mail.ru

Busarova Olesya Yurievna - Far Eastern State Technical Fisheries University; 690087, Russia, Vladivostok; Candidate of Biological Sciences; Associate Professor of Ecology and Nature Management Chair; olesyabusarova@mail.ru

Михеев Евгений Валерьевич - Дальневосточный гocyдapcтвeнный технический pыбoхoзяйcтвeн-ный yнивepcитeт; 690087, Россия, Владивосток; кандидат технических наук; cтapший научный coтpyдник НИИ инновационных биотехнологий; zhenyasuper79@mail.ru

Mikheev Evgeny Valerievich - Far Eastern State Technical Fisheries University, 690087, Russia, Vladivostok; Candidate of Technical Sciences; Head Researcher of Research Institute of Innovative Biotechnology; zhenyasuper79@mail.ru