不同飼料對稻田養殖克氏原螯蝦肌肉質構特性和營養品質的影響

劉永濤，董 靖，夏京津，曹翠宇，胥 寧，楊秋紅，艾曉輝，*

(1.中國水產科學研究院 長江水產研究所 湖北 武漢 430223； 2.農業農村部水產品質量安全控制重點實驗室，北京 100141； 3.湖北省水產品質量安全工程技術研究中心，湖北 武漢 430223； 4.華中農業大學 水產學院，湖北 武漢 430070； 5.上海海洋大學 水產與生命學院，上海 201306)

克氏原螯蝦(Procambarusclarkii)俗稱小龍蝦，屬節肢動物門、甲殼綱、十足目、螯蝦科、原螯蝦屬，原產于北美洲，是我國重要的淡水養殖蝦類。根據農業農村部漁業漁政管理局公布的中國小龍蝦產業發展報告顯示，據不完全統計，2017年全國克氏原螯蝦養殖面積達80萬hm2，總產量112.97萬t[1]。近幾年來，隨著克氏原螯蝦養殖量的增加，出現了池塘精養、蝦稻共生養殖、蟹池套養、藕田套養、魚池套養等多種養殖模式，其中全國“蝦稻模式”養殖面積56.67萬hm2，占總養殖面積的70.83%。“蝦稻模式”是克氏原螯蝦養殖與水稻種植有機結合的種養模式，有“蝦稻連作”和“蝦稻共作”2種。“蝦稻連作”種養模式是指冬季在稻田養殖克氏原螯蝦，次年5～6月捕撈完克氏原螯蝦后種植一季水稻，水稻收割完后再投放種蝦或蝦苗繼續養殖克氏原螯蝦的輪流種養的方式。“蝦稻共作”模式是指在水稻種植期間養殖克氏原螯蝦，克氏原螯蝦與水稻同生共長。克氏原螯蝦是雜食性生物，已有學者報道在不同養殖條件下不同飼料對克氏原螯蝦生長、免疫酶、氨基酸、消化酶、脂肪酸的影響[2-4]。本研究在“蝦稻連作”養殖模式下研究了不同飼料對克氏原螯蝦肌肉質構特性和營養品質的影響，并進行了營養評價，旨在為提高克氏原螯蝦品質提供基礎數據和有效方法。

1 材料與方法

1.1 材料

玉米和大豆購自潛江市中心集貿市場，粉碎成粒徑為0.1～0.3 mm的顆粒。2種龍蝦膨化沉性配合飼料均購自湖北加益加生物科技有限公司。商品飼料A：粗蛋白含量≥26%，粗纖維含量≤14.0%，粗灰分含量≤19.0%，賴氨酸含量≥1.4%，蛋氨酸含量≥0.5%，鈣含量0.8%～2.5%，總磷含量1.0%～1.8%，粗脂肪含量≥5.0%，水分含量≤12.0%。商品飼料B：粗蛋白含量≥28%，粗纖維含量≤14.0%，粗灰分含量≤18.0%，賴氨酸含量≥1.6%，蛋氨酸含量≥0.5%，鈣含量0.8%～2.5%，總磷含量1.0%～2.0%，粗脂肪含量≥5.0%，水分含量≤12.0%。復方黃芪多糖由北京生態爾生物科技有限公司提供。硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、氫氧化鈉、鹽酸等試劑均購自國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 試驗設計

試驗在潛江市龍灣鎮全國克氏原螯蝦生態繁養基地進行，共6個處理(A1～A6)，每處理設1個平行。每個處理稻田面積0.08 hm2，投放大小相當的健康蝦苗15 kg。A1組飼喂玉米粉；A2組飼喂大豆粉；A3組飼喂添加復方黃芪多糖的商品飼料A(添加量為1.25 g·kg-1)；A4組飼喂商品飼料A；A5組飼喂商品飼料B，A6組不投喂飼料。A1～A5組每日早晨日出前和傍晚日落后各投喂1次，以傍晚投喂為主，占日投喂量的60%～70%。投喂時，將餌料投放于池岸或淺灘上，讓小龍蝦養成定點攝食的習慣，每日觀察投喂點，以無飼料剩余為宜，日投喂量約為克氏原螯蝦總體質量的3%。試驗時間為2018年3月22日到2018年5月22日，共60 d。試驗結束后，采集克氏原螯蝦樣品進行肌肉質構特性和營養品質檢測。

1.3 指標測定

1.3.1 肌肉質構特性測定

每處理隨機選取30尾克氏原螯蝦，將采集的新鮮克氏原螯蝦腹部肌肉裁剪成小方塊(5 mm×5 mm×3 mm)，采用TVT-300XP質構儀進行肌肉硬度、彈性、凝聚性、膠著性、咀嚼性、回復性等質構指標測定，每個樣品測定3次。

1.3.2 氨基酸、脂肪酸含量測定

每處理隨機選取60尾克氏原螯蝦，將腹部肌肉勻質混勻，用冷凍干燥機制成凍干粉，委托武漢市華測檢測技術有限公司測定氨基酸、脂肪酸含量。測定方法參照GB 5009.124—2016《食品中氨基酸的測定》和GB 5009.168—2016《食品中脂肪酸的測定》，每個樣品重復測定3次。

1.3.3 營養品質評價

克氏原螯蝦肌肉蛋白質的氨基酸評分(AAS)、化學評分(CS)和必需氨基酸指數(EAAI)計算公式如下[5]:

(1)

(2)

(3)

式中：n為比較的氨基酸個數；t為樣品蛋白質的氨基酸；s為雞蛋蛋白質的氨基酸。

1.4 數據處理

數據用Excel 2013和SPSS 19.0軟件進行統計分析，結果以平均值±標準差表示，用LSD法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同飼料對克氏原螯蝦肌肉質構特性的影響

由表1可知，A2組克氏原螯蝦肌肉硬度、彈性、凝聚性、膠著性、咀嚼性和回復性均最大，A2組克氏原螯蝦肌肉的硬度、膠著性和咀嚼性與A3組差異顯著(P<0.05)。各組克氏原螯蝦肌肉的彈性、凝聚性和回復性差異不顯著(P>0.05)。

表1 克氏原螯蝦肌肉質構特性

Table1Texture property ofProcambarusclarkiamuscle

處理Group硬度Hardness/g彈性Springiness/mm凝聚性Cohesiveness膠著性Gumminess/g咀嚼性Chewiness/g回復性ResilienceA171.70±28.04 ab0.40±0.10 a0.50±0.08 a35.04±13.87 ab14.83±8.68 ab0.17±0.11 aA277.50±25.03 a0.46±0.06 a0.52±0.08 a48.51±35.34 a24.01±22.27 a0.23±0.15 aA365.40±12.89 b0.42±0.04 a0.48±0.10 a27.62±10.05 b12.90±5.20 b0.16±0.10 aA470.30±21.65 ab0.44±0.07 a0.49±0.06 a34.97±13.69 ab16.02±8.70 ab0.17±0.09 aA572.50±20.87 ab0.42±0.09 a0.50±0.06 a34.87±9.67 ab16.55±9.47 ab0.15±0.11 aA674.60±23.28 ab0.43±0.07 a0.49±0.02 a36.40±12.57 ab15.89±7.76 ab0.16±0.09 a

同列數據后沒有相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

The values in the same line with different lower-case letters showed significant differences (P<0.05).

2.2 不同處理對克氏原螯蝦肌肉中氨基酸組成的影響

如表2所示，各處理組克氏原螯蝦肌肉中均檢測出17種氨基酸，其中人體必需氨基酸7種，半必需氨基酸1種，非必需氨基酸9種。A6組蝦肉中總氨基酸含量高于其他處理組，且必須氨基酸和呈味氨基酸含量也略高于其他處理組，A2組次之。克氏原螯蝦肌肉必需氨基酸中，賴氨酸含量最高，甲硫氨酸含量最低，纈氨酸含量僅高于甲硫氨酸。非必需氨基酸中，谷氨酸含量最高，其次為精氨酸和天冬氨酸，組氨酸含量最低。呈味氨基酸主要包括苯丙氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、酪氨酸等，不同呈味氨基酸含量從高到低排列順序為谷氨酸>天冬氨酸>丙氨酸>甘氨酸>苯丙氨酸>酪氨酸。

表2 克氏原螯蝦肌肉中氨基酸組成和含量(以干質量計)

Table2Amino acid contents ofProcambarusclarkiamuscle (Based on dry weight) %

種類Species氨基酸名稱Name處理 GroupA1A2A3A4A5A6必需氨基酸 EAA賴氨酸 Lys6.446.876.766.886.777.07苯丙氨酸 Phe3.193.573.313.513.434.05甲硫氨酸 Met1.922.111.952.102.162.45蘇氨酸 Thr3.273.503.393.433.383.41異亮氨酸 Ile3.323.643.453.593.513.84亮氨酸 Leu5.846.215.986.136.056.24纈氨酸 Val3.253.453.423.483.343.48半必需氨基酸 Semi-EAA酪氨酸 Tyr2.893.213.033.143.083.35非必需氨基酸 NEAA丙氨酸 Ala4.464.514.464.474.484.44脯氨酸 Pro3.573.453.503.513.573.42組氨酸 His2.112.432.152.462.373.02精氨酸 Arg8.019.759.389.248.8910.8絲氨酸 Ser2.702.822.792.792.752.72胱氨酸 Cys0.530.690.720.600.650.75甘氨酸 Gly天冬氨酸 Asp3.797.724.058.093.758.033.988.054.097.963.987.80谷氨酸 Glu12.713.1313.0313.2112.9713.08氨基酸總量 TAA75.7181.4879.2080.5779.4583.90必需氨基酸 EAA27.2329.3528.2629.1228.6430.54非必需氨基酸 NEAA45.5948.9247.8148.3148.7350.01呈味氨基酸 DAA34.7536.5635.6136.3636.0136.70EAA/TAA35.9736.0235.6836.1436.0536.40DAA/TAA45.9044.8744.9645.1345.3243.74

2.3 不同處理對克氏原螯蝦肌肉營養評價的影響

如表3所示，各處理組克氏原螯蝦肌肉中異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸-酪氨酸、甲硫氨酸-胱氨酸、蘇氨酸、纈氨酸含量均高于FAO推薦值；除甲硫氨酸-胱氨酸和纈氨酸外，其他氨基酸含量均高于雞蛋蛋白中含量。各處理組中賴氨酸的AAS和CS評分最高，含量均超過FAO推薦值和雞蛋蛋白中含量，其中A6組AAS和CS評分最高。甲硫氨酸-胱氨酸和纈氨酸的AAS和CS評分相對較低，根據AAS評分，纈氨酸為第一限制性氨基酸，甲硫氨酸-胱氨酸為第二限制性氨基酸；根據CS評分，甲硫氨酸-胱氨酸為第一限制性氨基酸，纈氨酸為第二限制性氨基酸。不同試驗組EAAI由高到底排列順序為A6>A2>A4>A5>A3>A1。

表3 不同處理組克氏原螯蝦肌肉AAS、CS、EAAI的比較

Table3AAS， CS and EAAI ofProcambarusclarkiamuscle in different groups

項目ItemFAO評分FAO score 雞蛋蛋白評分Egg scoreA1AASCSA2AASCSA3AASCSA4AASCSA5AASCSA6AASCSIle2.53.311.331.001.461.101.381.041.441.081.401.061.541.16Leu4.45.341.331.091.411.161.361.121.391.151.381.131.421.17Lys3.44.411.891.462.021.561.991.532.021.561.991.542.081.60Phe-Tyr3.85.651.601.081.781.201.671.121.751.181.711.151.951.31Met-Cys2.23.871.110.631.270.721.210.691.230.701.280.731.450.83Thr2.52.921.311.121.401.201.361.161.371.171.351.161.361.17Val3.14.101.050.791.110.841.100.831.120.851.080.811.120.85EAAI——99.55108.27104.29106.85105.50112.87

2.4 不同處理對克氏原螯蝦肌肉脂肪酸組成的影響

如表4所示，本試驗共檢測了39種脂肪酸，其中在克氏原螯蝦肌肉中檢測出29種，包括飽和脂肪酸(saturated fatty acid，SFA)12種，不飽和脂肪酸(unsaturated fatty acid，UFA)17種。不飽和脂肪酸中，單不飽和脂肪酸(monounsaturated fatty acid，MUFA)6種，多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid，PUFA)11種。研究結果發現，A6組克氏原螯蝦肌肉中總脂肪酸含量最高，A1組最低；A5組單不飽和脂肪酸含量最高，A1組最低；A6組多不飽和脂肪酸含量最高，A1組最低。不飼喂飼料自由采食的A6組中，飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸含量相對均衡，且多不飽和脂肪酸含量相對較高。所有處理組中，飽和脂肪酸中棕櫚酸含量最高，木焦油酸含量最低；單不飽和脂肪酸中油酸含量最高，反-9-十八碳一烯酸含量最低；多不飽和脂肪酸中EPA含量最高，γ-亞麻酸含量最低。n-3 PUFA和n-6 PUFA對體內內環境的穩定和正常生長有重要作用[6]。本試驗中，n-3 PUFA含量由高到低為A6>A5>A3>A2>A4>A1；n-6 PUFA含量由高到低為A4=A5>A3>A6>A2>A1。各處理組克氏原螯蝦肌肉中n-3不飽和脂肪酸含量高于n-6不飽和脂肪酸，且n-3不飽和脂肪酸含量與n-6不飽和脂肪酸比值由高到低排列的順序為A6>A1>A3>A5>A2>A4。

表4 克氏原螯蝦脂肪酸含量分析(以干質量計)

Table4Fatty acid contents ofProcambarusclarkiamuscle (based on dry weight)

3 討論

3.1 克氏原螯蝦肌肉質構特性

影響肌肉質構特性的因素較多，如養殖模式、養殖環境、養殖時間及飼料成分等，其中飼料成分對魚肉質構特性的影響較大[7]。有報道稱，在飼料中添加蠶豆、植物蛋白、谷氨酸等均能顯著提高草魚肌肉的硬度、彈性、咀嚼性和膠著性等，有利于改善魚肉的質構特性[8]。本試驗中，飼喂大豆組克氏原螯蝦肌肉的硬度、彈性、凝聚性、膠著性、咀嚼性和回復性均高于其他組，可能是飼喂高蛋白含量的大豆使克氏原螯蝦的肌肉纖維變細，單位面積內肌纖維數量增多，肌纖維密度增大，肌肉硬度和咀嚼性增強。同時，克氏原螯蝦肌肉中膠原蛋白的含量也隨之增加，而肌肉膠原蛋白含量的增加使肌肉具有較高的機械強度[9]，保證較優質的肌肉品質[10]。研究表明，魚肉的硬度、咀嚼性和彈性越高，其肉質口感越好[11-12]。劉彩華等[13]報道，魚肉凝聚性越高，咀嚼時口感越細膩。因此，在稻田養殖模式下，飼喂大豆組克氏原螯蝦肌肉的口感優于其他組。

3.2 不同飼料組克氏原螯蝦氨基酸組成、含量及營養評價

氨基酸的含量對水產品的營養價值影響很大，也是決定水產品品質的重要指標。張家宏等[14]報道，克氏原螯蝦肌肉中TAA總量和EAA總量并沒有隨著飼料蛋白含量的增加而提高，其原因可能與氨基酸平衡有關，本試驗也發現自由采食組克氏原螯蝦肌肉中TAA和EAA最高，飼喂大豆組次之，可能的原因是克氏原螯蝦自由采食稻田中的水生生物和水草等，導致其氨基酸的攝入相對均衡。諶芳等[15]報道大豆蛋白在一定程度上能改善魚類肌肉品質，但大豆蛋白超過45%會降低魚類肉質，這可能是由于大豆中抗營養因子過量會增加魚類腸道負擔，損傷腸道，并阻礙飼料中營養物質吸收，進而影響肉質[16]。本試驗中，飼喂玉米組克氏原螯蝦肌肉中TAA總量和EAA總量均低于其他組，可能是因為玉米適口性較差，影響克氏原螯蝦對玉米的利用率。程媛媛等[17]報道，玉米蛋白不顯著影響羅氏沼蝦肌肉中TAA總量和EAA總量。本試驗中，自由采食組克氏原螯蝦肌肉中TAA總量(83.15%)與自由采食的鄱陽湖克氏原螯蝦肌肉中TAA總量(83.32%)[5]相近。本試驗中，各處理組克氏原螯蝦肌肉中TAA和EAA總量均高于南極擬扇蝦[18]、安氏白蝦[19]、日本沼蝦[19]、日本對蝦[20]和凡納濱對蝦[21]，而低于南美白對蝦[22]，出現這種差異可能是與蝦的品種不同有關。可見克氏原螯蝦和南美白對蝦的EAA的滿足率較高，兩者都是營養價值較高的蝦類。

根據CS評分，本試驗中克氏原螯蝦肌肉中甲硫氨酸-胱氨酸為第一限制性氨基酸，纈氨酸為第二限制性氨基酸，這與洞庭湖克氏原螯蝦[23]、常熟市克氏原螯蝦[24]、南美白對蝦[22]、日本沼蝦一致[19]。南灣水庫克氏原螯蝦的第一限制性氨基酸相同，但其第二限制性氨基酸則為苯丙-酪氨酸[25]。鄱陽湖克氏原螯蝦肌肉的第一限制性氨基酸為苯丙-酪氨酸，第二限制性氨基酸為蛋-胱氨酸[5]，可見不同產地、自然或養殖模式的克氏原螯蝦、南美白對蝦、日本沼蝦等蝦類中甲硫氨基酸-胱氨酸普遍缺乏。蝦類的鮮美味道與其含有豐富的呈味氨基酸有關，其中谷氨酸的鮮味最強，天冬氨酸次之，而甘氨酸、丙氨酸則是呈現甘味的特征性氨基酸[26]。本試驗中克氏原螯蝦肌肉中呈味氨基酸占總氨基酸的含量為34.75%～36.70%，均高于鄱陽湖克氏原螯蝦(31.86%)[5]、南美白對蝦(33.93%)[22]、南極擬扇蝦(27.94%)[18]、安氏白蝦(24.05%)[19]、日本沼蝦(24.03%)[19]。可見稻田養殖的克氏原螯蝦味道更鮮美。

3.3 不同飼料組克氏原螯蝦脂肪酸組成、含量及營養評價

根據《中國居民膳食營養素參考攝入量》中提出我國居民攝入不飽和脂肪酸的比值SFA∶MUFA∶PUFA為1∶1∶1，最佳n-6 PUFA和n-3 PUFA的適宜比值為(4～6)∶1[27]。目前我國居民飲食中主要的脂肪來源為家禽肉類和植物油，其中n-6 PUFA和n-3 PUFA比值均遠高于該值[28]，由于n-6 PUFA和n-3 PUFA在體內不能轉化，并存在代謝競爭互作[6]，因此在膳食中需要增加富含n-3 PUFA的食物來平衡脂肪酸的攝入。本試驗中克氏原螯蝦肌肉中n-3 PUFA的含量高于n-6 PUFA，因此膳食中攝入克氏原螯蝦可以平衡人體對脂肪酸的攝入，而且攝入少量的n-3系列中的長鏈高不飽和脂肪酸如EPA和DHA還可起到預防心血管疾病的作用。EPA和DHA僅存在于魚類和海洋食品中，也是細胞膜的重要結構成分，水產品所特有的芳香氣味大部分與EPA和DHA等分解產生的揮發性物質有關[29-31]。本試驗中，飼喂飼料組克氏原螯蝦肌肉中n-3 PUFA含量低于自由采食組，這可能是與飼料中n-3 PUFA不足有關。飼喂商品飼料組克氏原螯蝦肌肉中n-3 PUFA含量高于飼喂大豆和玉米組；在飼料中脂肪含量相同的情況下，飼喂商品飼料B組克氏原螯蝦肌肉中n-3 PUFA和TFA均高于低蛋白飼料組，結果與凌俊等[32]報道一致。本試驗中克氏原螯蝦肌肉中EPA和DHA的總量為14.63%～20.52%，均高于鄱陽湖克氏原螯蝦[5]，而低于安氏白蝦[19]，這可能與食物來源和品種不同有關。本試驗中，自由采食組克氏原螯蝦肌肉中EPA和DHA含量最高，可能與該組克氏原螯蝦自由采食稻田中的水生生物和水草有關。從營養學角度，人類膳食中增加克氏原螯蝦的攝入可平衡人體所攝食的脂肪酸。

4 結論

稻田養殖條件下，飼喂大豆組克氏原螯蝦肌肉的硬度、彈性、凝聚性、膠著性、咀嚼性和回復性等質構特性均優于其他組。自由采食組克氏原螯蝦肌肉TAA、DAA含量和EAAI均最高。飼喂蛋白含量≥28%的商品飼料組與自由采食組克氏原螯蝦肌肉中PUFA均高于其他組，自由采食組克氏原螯蝦肌肉中TFA和SFA的含量最高，且SFA、MUFA和PUFA的比例相對均衡。因此，飼喂大豆組克氏原螯蝦肌肉的口感較好，自由采食的克氏原螯蝦肌肉的口味和營養更佳。