棘胸蛙肌肉營養成分季節變化分析與評價

劉芳彬，王 偉，黃永春, ，楊漢民

（1.集美大學水產學院，福建 廈門 361021；2.龍巖市上茶亭生態養殖有限公司，福建 龍巖 364000）

棘胸蛙（Quasipaa spinosa）屬脊索動物門（Chordata）、兩棲綱（Amphibia）、無尾目（Anura）、蛙科（Ranidae）、棘蛙屬（Rana），俗稱石凍和石蛙等，是中國南方特有的大型經濟蛙類[1]。棘胸蛙具有較高的食用價值和經濟價值，作為特種養殖的品種之一，自20世紀80年代起，福建、江西等地就開始嘗試人工馴養[2]。當前棘胸蛙的總體養殖規模較小，主要以個體養殖戶為主。產品結構單一，主要以銷售成品蛙為主，缺乏對于棘胸蛙產品的開發和深加工的深入研究，其經濟價值還有待進一步的挖掘。

當前研究主要集中在不同部位、不同的生長階段對棘胸蛙的營養組成方面的研究。舒妙安[3?4]研究不同生長階段棘胸蛙的肌肉營養成分，其肌肉中的蛋白質含量在18.55%～19.39%；毛劍婷等[5]對棘胸蛙蝌蚪在不同飼料搭配投喂下的變態發育情況進行了研究，結果表明青飼料配合中華鱉配合飼料進行投喂可以提高其變態率；謝永廣等[6]研究了不同飼料水平及投喂頻率下的棘胸蛙蝌蚪生長情況，結果表明在飼料含39%蛋白，日投喂2次情況下，其蝌蚪具有較好的生長速度和變態規整性。綜上，棘胸蛙的肉質品質受到多種因素的影響，同時蛙類作為變溫動物，對氣候變化會更為敏感[7]，不同季節的水溫和氣溫等環境因素的變化都可能造成其肌肉營養成分的差異，但目前關于季節變化對于棘胸蛙肌肉營養成分的影響的研究尚未見報道。因此本文對棘胸蛙不同季節的常規營養成分、氨基酸組成、脂肪酸組成進行分析比較，旨在為棘胸蛙的相關產品開發與深加工提供數據參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

棘胸蛙 福建龍巖上茶亭生態養殖有限公司；不同季節投喂餌料均為黃粉蟲，樣品分別采集于2019年1月冬季，體長（94.88±6.13）mm，體重（104.19±12.96）g；2020年5月春季，體長（99.41±5.93）mm，體重（117.45±13.05）g；2020年8月夏季，體長（94.99±4.98）mm，體重（108.12±10.99）g和2020年11月秋季，體長（96.62±3.84）mm，體重（111.33±10.81）g，四個季節均選取同一批次投放的二齡成蛙，每次采集12只，雌雄比例為1:1；異辛烷、鹽酸、檸檬酸鈉、氫氧化鉀、氯化鈉 分析純，國藥集團化學試劑有限公司；乙醚、甲醇 分析純，西隴科學股份有限公司。

FD-1A-50真空冷凍干燥機 北京博醫康公司；DHG-9070A電熱恒溫鼓風干燥箱 上海精宏公司；Kjeltec-8400全自動凱氏定氮儀 丹麥FOSS公司；L-8800氨基酸自動分析儀、GC-2010氣相色譜儀日本島津公司；B180馬弗爐 德國納博熱公司；RE-2000A旋轉蒸發儀 上?？粕?；HH-2A恒溫水浴鍋 上海梅香儀器公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 雙毀髓法處理后，從軀干與后肢連接處剪下后肢，剝離皮膚與骨骼，取下肌肉，將肌肉剪成小塊混合后分為兩份，一份保存于?20 ℃冰箱，用于常規營養成分的測定，一份經冷凍干燥后用于氨基酸和脂肪酸組成的測定[8]。

1.2.2 指標測定 水分采用105 ℃烘箱干燥恒重法測定[9]，粗脂肪采用索氏提取法測定[10]，灰分采用馬弗爐灼燒法測定[11]，粗蛋白質采用凱氏定氮法測定[12]。

氨基酸采用鹽酸水解法測定[13]，將凍干后的樣品粉碎后稱取放入水解管中，加入15 mL 6 mol/L的鹽酸溶液，然后抽真空密封水解瓶置于（110±1）℃干燥箱中，水解22 h后，取1 mL減壓干燥，用檸檬酸鈉溶液溶解過濾后采樣氨基酸自動分析儀測定。

脂肪酸采用氣相色譜法測定[14]，將凍干樣品粉碎后經過索氏提取后，取適量提取物，加入4 mL異辛烷，混勻后加入0.5 mL 2%氫氧化鉀甲醇溶液，振蕩混勻，皂化2 h，加入正己烷（氯化鈉飽和），取上清液待測定。

1.2.3 必需氨基酸組成評價方法 以FAO/WHO的氨基酸評分標準模式進行評價，并按下列公式計算氨基酸評分（AAS）、化學評分（CS）和必需氨基酸指數（EAAI）。

式中：EAAI中n表示必需氨基酸個數；AAS和CS中mg/g·N表示每克氮中氨基酸的毫克數。

1.3 數據處理

每個樣品平行測定3次。數據用Excel 2013軟件整理，實驗結果用SPSS 26.0統計軟件進行分析處理，在單因素方差分析（ANOVA）基礎上采用LSD多重比較法進行分析，結果用平均值±標準誤（Mean±SE）來表示，顯著水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 不同季節棘胸蛙肌肉常規營養成分分析

棘胸蛙肌肉常規營養成分的季節變化情況如表1所示。不同季節水分含量大小依次為秋季、春季、夏季和冬季，其中秋季和春季肌肉的水分含量顯著高于夏季和冬季（P<0.05）；不同季節粗蛋白含量大小依次為冬季、夏季、春季和秋季，冬季肌肉的粗蛋白含量顯著高于其余三個季節（P<0.05）；不同季節粗脂肪含量大小依次為冬季、夏季、秋季和春季，冬季肌肉粗脂肪含量顯著高于其它三個季節（P<0.05）；不同季節灰分大小依次為秋季、夏季、冬季和春季，秋季肌肉灰分含量顯著高于其它三個季節（P<0.05）。四種常規營養成分中粗蛋白和粗脂肪含量的季節變化較大并且變化規律相似?？赡芘c棘胸蛙在不同季節的攝食強度有關。

表1 棘胸蛙肌肉常規營養成分變化情況（濕重g/100 g）Table 1 Changes of basic nutrient composition in muscle of Quasipaa spinosa (wet weight g/100 g)

2.2 不同季節棘胸蛙肌肉氨基酸組成分析

棘胸蛙肌肉的氨基酸組成季節變化情況如表2所示，棘胸蛙的氨基酸組成種類并未受到季節變化的影響。在不同季節棘胸蛙肌肉中均檢測出17種氨基酸，其中必需氨基酸為7種，鮮味氨基酸為4種。不同季節肌肉氨基酸組成中均是谷氨酸含量最高，胱氨酸含量最低。不同季節棘胸蛙肌肉中氨基酸總量大小依次為秋季>春季>冬季>夏季；不同季節肌肉中必需氨基酸含量大小依次為秋季>夏季>春季>冬季；不同季節肌肉中鮮味氨基酸含量大小依次為秋季>春季>冬季>夏季；棘胸蛙肌肉中鮮味氨基酸總量與氨基酸總量的變化趨勢一致，氨基酸總量、必需氨基酸和鮮味氨基酸在不同季節中變化幅度不大，均在秋季棘胸蛙肌肉中含量最高。不同季節棘胸蛙肌肉中必需氨基酸含量與氨基酸總量的比值在0.41～0.42，根據FAO/WHO提出的必需氨基酸含量與氨基酸總量的比值在40%以上[15]，可以得出棘胸蛙氨基酸組成較為均衡，其中以秋季肌肉中占比最高，冬季最低。不同季節鮮味氨基酸含量與氨基酸總量比值在0.37～0.38，夏季肌肉中鮮味氨基酸總量低。

表2 氨基酸含量季節變化情況（干重g/100 g）Table 2 Seasonal variation of amino acids contents(dry weight g/100 g)

2.3 必需氨基酸組成評價

不同季節必需氨基酸含量如表3所示。不同季節棘胸蛙肌肉中必需氨基酸含量均為賴氨酸含量最高，蛋氨酸+胱氨酸含量最低。與FAO/WHO評分模式標準值相比，除夏季與秋季的蛋氨酸+胱氨酸含量低于FAO/WHO評分模式標準值，其余種類氨基酸含量均比標準值高。必需氨基酸指數在92.63%～97.49%，其中秋季氨基酸指數最高，冬季最低。不同季節棘胸蛙肌肉中氨基酸評分與化學評分如表4所示，其肌肉的AAS評分均在0.85以上，CS化學評分均在0.65以上，表明棘胸蛙肌肉營養價值較高。依據AAS評分和CS評分作為棘胸蛙的營養評價標準，棘胸蛙肌肉的第一限制性氨基酸與第二限制性氨基酸在不同季節時存在差異，春季和冬季第一限制性氨基酸為纈氨酸，第二限制性氨基酸為蛋氨酸+胱氨酸；夏季和秋季第一限制性氨基酸均為蛋氨酸+胱氨酸，第二限制性氨基酸為纈氨酸。

表3 不同季節必需氨基酸含量（mg/g·N）Table 3 Changes of essential amino acids content in different seasons (mg/g·N)

表4 不同季節氨基酸AAS評分和CS評分Table 4 AAS and CS in different seasons

2.4 不同季節棘胸蛙肌肉脂肪酸組成分析

不同季節棘胸蛙肌肉中脂肪酸組成存在差異，如表5所示。春季和夏季組成相同，共9種，其中飽和脂肪酸2種，單不飽和脂肪酸2種，多不飽和脂肪酸5種；秋季脂肪酸組成最豐富，共18種，其中飽和脂肪酸7種，單不飽和脂肪酸4種，多不飽和脂肪酸7種；冬季脂肪酸共15種，其中飽和脂肪酸5種，單不飽和脂肪酸3種，多不飽和脂肪酸7種。秋季棘胸蛙肌肉的脂肪酸組成中C18:1n9c（油酸，28.33%）含量最高，其他三季中均為C18:2n6c（亞油酸）含量最高。不同季節棘胸蛙肌肉中飽和脂肪酸含量大小依次為秋季>春季>夏季>冬季；多不飽和脂肪酸含量大小依次為夏季>春季>冬季>秋季；單不飽和脂肪酸含量大小依次為秋季>夏季>春季>冬季，飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸含量均為秋季最高，冬季最低；多不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比值為0.42～1.64，高于世界衛生組織的建議值（0.4～0.5）。棘胸蛙肌肉脂肪酸中EPA+DHA的含量在不同季節的變化規律與多不飽和脂肪酸并不相同，其中夏季含量最高，在春季和夏季棘胸蛙肌肉中未檢測到C20:5n3c（EPA）。

表5 不同季節棘胸蛙肌肉脂肪酸組成（干重%）Table 5 Fatty acids composition in muscle of Quasipaa spinosa in different seasons (dry weight %)

3 討論

兩棲動物作為變溫動物，其體溫與環境溫度密切相關，為應對冬季低溫和食物短缺，兩棲動物會進入冬眠狀態，冬眠狀態下代謝受到抑制，并且其機體代謝強度隨季節改變而變化。以往研究表明，冬眠期間兩棲動物的基礎代謝降低，主要利用肝臟和肌肉等組織中的脂肪及糖原為其提供能量，這些器官的質量在冬眠前明顯加重，在冬眠后出現萎縮現象，在冬季即將結束時，許多未成熟的兩棲類的脂肪幾乎被耗盡[16]。本文結果中棘胸蛙冬季時肌肉粗蛋白和粗脂肪含量最高，表明棘胸蛙在冬眠前會積蓄能量以應對冬眠期間的能量消耗。棘胸蛙肌肉中粗蛋白含量高于棘腹蛙（Paa boulengeri）[17]；粗脂肪含量高于泰國虎紋蛙（Rana tigrina cantor）[18]，棘腹蛙[17]和中國林蛙（Rana chensinensis）[19]。

棘胸蛙肌肉中氨基酸的組成種類在不同季節均為谷氨酸含量最高，胱氨酸含量最低，與牛蛙（Lithobates catesbeiana）[20]和黑斑蛙（Pelophylax nigromaculatus）[21]中的氨基酸組成情況相似。棘胸蛙肌肉中氨基酸組成均衡，接近FAO/WHO提出的理想蛋白質標準，其肌肉中必需氨基酸含量在不同季節均以賴氨酸含量最高，而賴氨酸是食物中最容易缺乏的氨基酸，具有促進人體鈣吸收等作用[22]，表明了棘胸蛙可以作為一種優質的蛋白質來源。棘胸蛙肌肉中的第一限制性氨基酸與第二限制性氨基酸在不同季節存在差異，其限制性氨基酸類型與黑斑蛙的研究結果相同[23]，但與虎紋蛙不同[24]。不同季節中棘胸蛙肌肉中的氨基酸總量、必需氨基酸和鮮味氨基酸含量在秋季最高，冬季棘胸蛙肌肉中必需氨基酸總量最低。除此之外，棘胸蛙肌肉的氨基酸總量與粗蛋白含量的季節變化規律并非一致，造成上述結果差異的原因可能是冬季禁食狀態下能量代謝消耗與其他季節不同。在大量進食的情況下，其能量主要用于滿足生長及性腺發育，而在冬眠禁食期間，棘胸蛙活動量減弱，并且處于禁食狀態，其主要依靠體內的糖原和脂類物質作為能量維持生存，然后才動用蛋白質供能，有研究表明當水生動物遭受饑餓脅迫時，其自身能夠將氨基酸轉化為葡萄糖來提供能量，具體表現為必需氨基酸總量和氨基酸總量的下降[25]。低溫也會抑制其體內氨基酸的合成。有研究表明高山倭蛙（Nanorana parkeri）肝臟和肌肉組織中必需氨基酸的含量在冬眠期顯著降低（P<0.05），其體內參與氨基酸合成的基因在冬眠期顯著下調[26]。

棘胸蛙肌肉中脂肪酸組成在不同季節存在差異（P<0.05），其中秋季脂肪酸組成最為豐富，造成差異可能是由于不同季節棘胸蛙對于營養需求的不同造成的，另外，環境氣溫的變化也有可能影響肌肉中脂肪酸的組成。為抵御冬季低溫，兩棲動物通常會提高其組織中的不飽和脂肪酸含量，或者增加膜磷脂中不飽和脂肪酸的比例，這種機制能導致生物膜在低溫環境下保持正常的流動性[27]，并且高水平的不飽和脂肪酸可以有效提高冬眠期間的存活時間，從而提高兩棲動物的冬季存活率[28]。已有研究表明，高山倭蛙肝臟和肌肉組織中不同種類的不飽和脂肪酸含量在結冰處理后顯著上升[26]。棘胸蛙的肌肉粗脂肪含量與脂肪酸含量的季節變化規律并不一致，可能原因是其對營養物質的代謝利用在不同季節存在差異，肌肉中的粗脂肪除包含脂肪酸外，還包含有其他物質，饑餓脅迫下大多數動物主要消耗機體儲存的糖原和脂類物質來維持其基礎代謝，并且由于不同組織器官中脂肪酸比例不同，因此在能量利用上也存在先后差異。例如，饑餓前期的太平洋鮭（Oncorhynchusspp.）主要消耗肝臟脂肪作為能量維持生命活動，能耗較低；饑餓中后期主要以消耗腸系膜脂肪和肌肉脂肪作為能量維持生命活動[29]。冬季肌肉中脂肪酸的總量下降主要是由SFA和MUFA的含量大幅下降所導致。有研究表明水生動物在饑餓脅迫下主要利用體內不同組織脂肪中的SFA和MUFA供能，從而節約機體蛋白質與脂肪中的PUFA以維持重要的生命活動[30]。與養殖黑斑蛙相比，黑斑蛙肌肉中脂肪酸組成為單不飽和脂肪酸>多不飽和脂肪酸>飽和脂肪酸[21]，這可能與所攝食的餌料不同相關，本研究中棘胸蛙主要投喂黃粉蟲，而養殖黑斑蛙飼養過程主要投喂人工配合飼料。棘胸蛙肌肉富含人體所必需的脂肪酸如亞油酸、亞麻酸，并且高于黑斑蛙[21]和中國林蛙[31]，其肌肉中的多不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比值為0.42～1.64，高于世界衛生組織的建議值0.4～0.5[32]，說明棘胸蛙的肌肉脂肪酸品質較高。

4 結論

棘胸蛙作為一種高檔水產品，其富含氨基酸和脂肪酸，且營養均衡，是較為優質的蛋白質來源。季節變化對于棘胸蛙肌肉中營養成分的影響顯著（P<0.05）。不同季節下棘胸蛙肌肉中粗脂肪和粗蛋白含量變化較大，均為冬季時含量最高；肌肉中氨基酸組成種類在不同季節相同，其中秋季棘胸蛙肌肉的總氨基酸含量（92.05±0.25）g/100 g、必需氨基酸含量（38.82±0.15）g/100 g和鮮味氨基酸含量（35.02±0.17）g/100 g均為最高；肌肉中脂肪酸組成種類在不同季節時不同，其中秋季棘胸蛙肌肉脂肪酸組成最為豐富，含有18種，其中飽和脂肪酸7種，單不飽和脂肪酸4種，多不飽和脂肪酸7種。秋季棘胸蛙肌肉中氨基酸和脂肪酸在含量和組成種類等方面均高于其余三個季節，因此，在后續針對棘胸蛙產品綜合開發時可以優先考慮以秋季棘胸蛙肌肉為主。