凡納濱對蝦蝦頭與肌肉營養成分分析與評價

李 曉，王 穎，李紅艷，姜曉東，劉天紅，吳志宏，紀 蕾

( 山東省海洋生物研究院，山東 青島 266100 )

凡納濱對蝦(Litopenaeusvannamei)[1]為廣溫廣鹽性熱帶蝦類，與斑節對蝦(Penaeusmonodon)、中國明對蝦(Fenneropenaeuschinensis)并列為世界養殖產量最高的三大優良蝦種[2]。凡納濱對蝦肉質鮮美，深受消費者的青睞[3]，2015年我國產量達到8.93182×109t[4]。目前我國的凡納濱對蝦多以無頭蝦出口，加工中產生大量副產物(約占整蝦30%～40%)[5]。這些副產物含有豐富的蛋白質、甲殼素等營養物質[6-7]，如不能有效利用，既浪費資源，又污染環境。目前，關于凡納濱對蝦營養成分的分析研究較多，但這些研究多側重于凡納濱對蝦肌肉的營養成分分析，如潘英等[4, 8]分析了海水和淡水養殖下凡納濱對蝦的營養成分，以及對凡納濱對蝦與其他蝦營養成分進行了比較；王娟等[9]對比了中國明對蝦、凡納濱對蝦及斑節對蝦的營養成分；李紅艷等[10]對比了凡納濱對蝦和日本囊對蝦(Marsupenaeusjaponicus)的營養成分，而對加工副產物尤其是蝦頭中的氨基酸、脂肪酸、礦質元素等的綜合研究較少；彭燕等[7, 11]僅分析了凡納濱對蝦頭和蝦殼營養成分；郝淑賢等[12]分析了凡納濱對蝦蝦仁和副產物營養成分，并未作出對比評價。為進一步尋找蝦頭等加工副產物的綜合利用新途徑，發揮副產物加工的市場潛力，筆者分析了蝦頭和肌肉的基本營養成分、微量元素和重金屬含量及氨基酸和脂肪酸的組成與含量，評價其營養價值，為蝦及其副產物的綜合利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

2016年8月，隨機從山東省濱州市匯泰投資有限公司海水養殖池塘中取凡納濱對蝦15尾，用游標卡尺(精度0.01 mm)逐個測量體長，體長(112.10±8.05) mm，用電子天平(精度0.01 g)稱量，體質量(10.45±2.54) g。

將蝦頭與蝦身分離，蝦頭直接搗碎，勻漿混合；蝦身去殼后取肌肉，搗碎，勻漿混合；頭和肌肉分別裝入樣品袋-20 ℃保存備用。

1.2 方法

1.2.1 營養成分測定

水分、粗蛋白質、粗脂肪和灰分測定:分別參照GB/T 5009.3、GB/T 5009.5、GB/T 5009.6、GB/T 5009.4相應方法進行。

氨基酸測定：參照GB/T 5009.124，樣品經6 mol/L HCl水解，充氮氣24 h，采用安米諾西斯A200氨基酸分析儀測定。另取樣品用5 mol/L NaOH水解，測定色氨酸含量。

脂肪酸測定：參考GB/T 6433提取粗脂肪后，加入內標，以乙醚萃取脂質，然后于甲醇中以BF3轉化為脂肪酸甲酯，采用安捷倫GC6890進行分析。

Ca、Na、Fe、Pb、Cd、Cu、Zn測定:分別參考GB/T 5009.92、GB/T 5009.91、GB/T 5009.90、GB/T 5009.12、GB/T5009.15、GB/T 5009.13、GB/T 5009.14，采用島津AA-6300C分析。

Se測定：參考GB/T 5009.93，采用海光AFS-2000進行分析。

VA和VE測定：參考GB/T 5009.82，樣品皂化后，由乙醚萃取，經洗滌濃縮，采用安捷倫1100進行分析。

VB1、VB2、VB3、VB5、VB6測定：分別參考GB/T 5413.11、GB/T 5413.12、GB/T 5413.13、 GB/T 5009.890和GB/T 5009.210，樣品經前處理后，用0.45 μm膜過濾，采用安捷倫1100進行分析。

1.2.2 營養價值評定

用氨基酸評分(AAS)標準模式[13]、全雞蛋蛋白質的化學評分(CS)模式和必需氨基酸指數(EAAI)[14]評定營養價值，計算公式如下：

式中，n為比較的必需氨基酸個數，a、b、c、...、j為必需氨基酸含量(mg/g)，ae、be、ce、...、je為全雞蛋蛋白質的必需氨基酸含量(mg/g)。

1.2.3 生物質量評價方法

采用生物質量指數法評價蝦頭和肌肉的品質，計算公式如下：

Pi=Ci/CSi

式中，Pi為第i種污染物的生物質量指數，Ci為第i種污染物的實測值(mg/kg)，CSi為第i種污染物的限量標準(mg/kg)。

生物質量的判別標準[15]：當Pi≤1.0時，生物質量符合標準；當Pi>1.0時，生物質量超出標準(表1)。

表1 海洋生物質量評價標準(濕質量) mg/kg

1.3 數據處理與分析

試驗數據用平均值±標準差表示，利用Excel 2003和SPSS 18.0軟件進行處理。

2 結果與分析

2.1 頭和肌肉占整蝦的比例

試驗中，凡納濱對蝦頭和肌肉分別占體質量的36.0%和52.2%(表2)，與郝淑賢等[12]的研究結果基本一致。蝦頭作為凡納濱對蝦加工過程的主要副產物，所占比例較大，是值得關注的利用資源。

表2 凡納濱對蝦各部位所占比例分析

2.2 基本營養成分

凡納濱對蝦頭與肌肉干物質中，粗蛋白含量最高，粗脂肪和灰分含量較低(表3)。蝦頭和肌肉中的水分含量差異顯著(P<0.05)；肌肉中的粗蛋白含量高于蝦頭(P<0.01)中的含量；蝦頭中粗脂肪和灰分含量高于肌肉中的含量(P<0.01)。

表3 凡納濱對蝦頭和肌肉的基本營養成分(濕質量) %

2.3 氨基酸的組成與含量及營養評價

2.3.1 氨基酸的組成與含量

在凡納濱對蝦頭和肌肉中共檢測出18種常見氨基酸(表4)，表明兩者所含的氨基酸種類齊全，蝦頭和肌肉的氨基酸總量分別為572.85 mg/g和793.95 mg/g；必需氨基酸總量分別為235.29 mg/g和304.03 mg/g，占氨基酸總量的41.07%和38.29%；呈味氨基酸總量分別為214.48 mg/g和312.09 mg/g，占氨基酸總量的37.44%和39.31%。谷氨酸和天冬氨酸在蝦頭與肌肉中含量均較高。肌肉中的氨基酸總量、必需氨基酸和呈味氨基酸總量高于蝦頭中的含量，而蝦頭中必需氨基酸/氨基酸總量(41.07%)要高于肌肉中的含量(38.29%)。

表4 凡納濱對蝦頭和肌肉的氨基酸組成與含量(干質量) %

注：*為必需氨基酸，#為呈味氨基酸.

2.3.2 氨基酸的營養評價

凡納濱對蝦頭的必需氨基酸含量為434.42 mg/g，高于國際糧農組織/世界衛生組織標準模式的360 mg/g和全雞蛋蛋白質標準模式的430 mg/g；肌肉中的必需氨基酸含量為404.27 mg/g，高于國際糧農組織/世界衛生組織標準模式，低于全雞蛋蛋白質標準模式(表4～表5)。根據氨基酸評分可知，蝦頭蛋白質的第一限制性氨基酸為亮氨酸(98.17分)，第二限制性氨基酸為蘇氨酸(102.68分)；肌肉的第一限制性氨基酸為纈氨酸(90.4分)，第二限制性氨基酸為蘇氨酸(91.43分)；根據化學評分可知，蝦頭蛋白質的第一限制性氨基酸為色氨酸(69.71分)，第二限制性氨基酸為異亮氨酸(90.27分)；肌肉的第一限制性氨基酸為色氨酸(56.76分)，第二限制性氨基酸為胱氨酸+蛋氨酸(81.04分)。

2.4 脂肪酸的組成與含量

在凡納濱對蝦頭和肌肉中共檢測出23種脂肪酸(表6)，包括8種飽和脂肪酸、5種單不飽和脂肪酸和10種多不飽和脂肪酸。蝦頭這些脂肪酸含量由高至低的排序為：飽和脂肪酸>多不飽和脂肪酸>單不飽和脂肪酸，飽和脂肪酸含量為38.12%，以16:0最高，其次為18:0；肌肉中這些脂肪酸含量由高到低的排序為：多不飽和脂肪酸>飽和脂肪酸>單不飽和脂肪酸，含量為31.45%，以18:0最高，其次為16:0；凡納濱對蝦的單不飽和脂肪酸含量為24.99%～28.49%，以18:1最高；多不飽和脂肪酸含量為36.61%～39.98%，以18:2最高；蝦頭中的二十碳五烯酸(6.47%)顯著高于肌肉(6.26%)(P<0.05)，二十二碳六烯酸(10.54%)極顯著高于肌肉(1.98%)(P<0.01)。

表5 凡納濱對蝦頭和肌肉必需氨基酸評分

表6 凡納濱對蝦頭和肌肉脂肪酸組成與含量(濕質量) %

2.5 礦物元素含量

凡納濱對蝦頭和蝦肉中富含人體所需的Ca、Na、Se、Fe等礦物質(表7)。蝦頭中的Ca、Na、Fe的含量極顯著高于蝦肉(P<0.01)中的含量，而Se的含量顯著低于蝦肉中的含量(P<0.05)。

表7 凡納濱對蝦頭和肌肉的礦物元素含量(干質量) mg/kg

2.6 維生素含量

凡納濱對蝦頭和肌肉中維生素含量豐富，其中含量最高的是VB3，此外還含有VB1、VB2、VB5和VB6，VE在蝦頭中的含量較高，VA只在蝦頭中檢出，肌肉中低于檢出限而未檢出(表8)。

2.7 生物質量評價方法

凡納濱對蝦頭中重金屬Pb、Cd、Cu、Zn的生物質量指數均遠小于1.0，而肌肉中未檢出Pb，這表明凡納濱對蝦頭和肌肉完全符合環境質量評價標準(表9)。

表8 凡納濱對蝦頭和肌肉的維生素含量(濕質量) mg/kg

注：—，未檢出.下同.

表9 凡納濱對蝦頭和肌肉的重金屬含量及生物質量指數(濕質量) mg/kg

3 討 論

3.1 基本營養成分

本研究中，凡納濱對蝦肌肉中蛋白質含量高于中國明對蝦(20.60%)和斑節對蝦(18.18%)，而脂肪含量均低于兩者(0.91%和1.14%)[9]。這說明凡納濱對蝦是高蛋白、低脂肪含量的優質海產蝦類。凡納濱對蝦頭中蛋白含量為12.8%，脂肪含量為2.34%，高蛋白、低脂肪，營養價值較高，灰分含量高于肌肉(P<0.01)，還是提取甲殼素等的重要原料[16]。本研究中凡納濱對蝦肌肉中蛋白質含量要高于張高靜等[17](18.71%)和邴旭文等[18](19.65%)的結果，而脂肪和灰分均高于兩者的分析結果?？赡苁怯捎趶埜哽o等[17]的蝦樣來自海域捕撈，邴旭文等[18]的蝦樣來自池塘養殖，三者的生態環境及餌料等導致了各營養含量略有不同。

3.2 氨基酸的組成與含量及營養評價

根據國際糧農組織/世界衛生組織(1973)標準模式，理想的蛋白質氨基酸組成中必需氨基酸/總氨基酸應約為40%，必需氨基酸/非必需氨基酸在60%以上[19]。凡納濱對蝦蝦頭、肌肉中必需氨基酸/總氨基酸、必需氨基酸/非必需氨基酸均與理想模型接近，優于刀額新對蝦(Metapenaeusensis)、中國明對蝦等[20]，屬于優質蛋白質，且蝦頭高于肌肉。雖然凡納濱對蝦肌肉中的個別氨基酸含量與張高靜等[17-18]有差異，但必需氨基酸/總氨基酸的結果(38.29%)與張高靜等[17](38.78%)和邴旭文等[18](36.19%)基本一致。水生動物特有鮮味和營養的主要因素取決于呈味氨基酸的組成和含量[21]。凡納濱對蝦頭、肌肉的呈味氨基酸/總氨基酸分別為37.44%和39.31%，肌肉高于蝦頭，與中國明對蝦、刀額新對蝦相當[20]。凡納濱對蝦肌肉中呈味氨基酸/總氨基酸的結果(39.31%)與張高靜等[17](40.64%)基本一致。呈味氨基酸中丙氨酸、甘氨酸、絲氨酸和脯氨酸與甘味相關，天冬氨酸和谷氨酸與鮮味相關[22]。蝦頭和肌肉中呈味氨基酸均以谷氨酸含量和天冬氨酸含量最高，但是丙氨酸和甘氨酸等的含量不同，這可能是導致蝦頭與肌肉風味不同的主要原因。谷氨酸不僅是鮮味氨基酸，更與腦組織的生化代謝相關，參與多種生理活性物質的合成，對維持神經系統間的突觸傳遞等有重要的生理作用[23]。而天冬氨酸具有保護心肌，增強肝臟功能的作用。另外，高支、低芳氨基酸混合物具有保肝作用。凡納濱對蝦支/芳比為1.58～1.90，也有利于肝病患者的治療[24]。

必需氨基酸指數是反映蛋白質質量的重要指標，必需氨基酸含量和比例決定了蛋白質的營養價值[25]。氨基酸評分和化學評分從不同的角度反映了蛋白質構成和利用率的關系[26]。凡納濱對蝦頭的必需氨基酸指數高于肌肉；蝦頭和肌肉中各氨基酸的氨基酸評分平均得分為121.21分和108.10分，接近國際糧農組織/世界衛生組織理想模式；蝦頭和肌肉中各氨基酸的化學評分平均得分為97.55分和89.38分，接近全雞蛋蛋白質理想模型。這說明兩者的蛋白質均易被人體均衡吸收，蛋白質營養價值較高。凡納濱對蝦頭、肌肉中限制性氨基酸不同，在飲食過程中應搭配其他氨基酸，以保持飲食中的蛋白質平衡。

3.3 脂肪酸的組成與含量

凡納濱對蝦頭中飽和脂肪酸∶單不飽和脂肪酸∶多不飽和脂肪酸為38.12%∶24.99%∶36.61%，肌肉中飽和脂肪酸∶單不飽和脂肪酸∶多不飽和脂肪酸為31.45%∶28.49%∶39.98%，均較接近人體理想的膳食脂肪酸構成1∶1∶1[19]。凡納濱對蝦飽和脂肪酸中含量最高的棕櫚酸(16:0)，能提高血脂，使血液中膽固醇含量升高，但凡納濱對蝦粗脂肪含量較低，不會引起健康問題[8, 27]。單不飽和脂肪酸中含量最高的油酸(18:1)，能降低膽固醇和低密度脂蛋白[28]。多不飽和脂肪酸能增加蒸煮時產生的香味，并在某種程度上顯示肌肉的多汁性[29]。蝦頭中n-3多不飽和脂肪酸(20.50%)要高于肌肉(15.54%)，而n-6多不飽和脂肪酸含量(16.11%)低于肌肉(24.26)。兩族多不飽和脂肪酸共同調節生物體的生命活動，但當今飲食條件下，n-6系多不飽和脂肪酸通常是過量的，而n-3系多不飽和脂肪酸嚴重不足，因此n-6系多不飽和脂肪酸/n-3系多不飽和脂肪酸比例的平衡成為最受關注的問題[30]，英國衛生部推薦最大安全上限為4.0[31]，長期攝食超過此限量的水產品可能會引發心血管病癥。蝦頭中比例為0.8，肌肉中比例為1.6。n-3系多不飽和脂肪酸具有調節人體脂質代謝、治療和預防心腦血管疾病、促進生長發育、降低膽固醇和增強高密度脂蛋白等作用[19, 32]。凡納濱對蝦n-3系二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸的含量較高，在頭和肌肉含量分別為17.01%和8.24%。這兩種脂肪酸是組成磷脂、膽固醇酯的重要脂肪酸[32]，使凡納濱對蝦的脂肪具有較高的營養價值。

3.4 礦物元素含量

凡納濱對蝦的礦物質含量與其他學者的檢測結果并非完全一致，推測主要是養殖環境及檢測方法不同導致。蝦頭中Ca含量較高，但在開發補鈣制劑時，應注意與磷的配比。Na、K是影響水產品呈味的主要無機成分[29]，本研究Na含量高于海水捕撈凡納濱對蝦(1643.72 mg/kg)[17]。Se是谷胱甘肽過氧化物酶的活性中心元素，參與機體的物質能量代謝，能增強機體免疫力，為人體必需[33]。凡納濱對蝦中Se的含量要高于太平洋磷蝦(Euphausiapacifica)和南極磷蝦(Euphausiasuperba)[34]，因此可作為人類攝入Se的良好食物來源。

3.5 維生素含量

B族維生素人體無法合成，是維持正常機能與代謝活動不可或缺的水溶性維生素[11, 35-37]。檢測結果顯示,凡納濱對蝦B族維生素含量和種類都較為豐富。VE是細胞保護因子，具有防止細胞免受自由基破壞的重要功能。VA與視力密切相關, 嚴重缺乏會得夜盲癥[7]。凡納濱對蝦頭中VE和VA含量較高，可見蝦頭潛在的利用價值較大。

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