不同低溫循環水暫養時間對克氏原螯蝦肌肉品質和健康狀況的影響

doi：10.3969/j.issn.1000-4440.2024.05.015

收稿日期：2024-03-05

基金項目：江蘇現代農業（克氏原螯蝦）產業技術體系種質創新與苗種繁育創新團隊項目；江蘇省種業振興“揭榜掛帥”項目

作者簡介：章夢丹（1999-），女，江蘇江陰人，碩士研究生，主要從事食品加工與安全方面的研究。（E-mail）1043204418@qq.com

通訊作者：邵俊杰，（E-mail）shaojj0612@126.com

摘要：" 為探討低溫（5～6 ℃）循環水暫養時間對克氏原螯蝦肌肉品質、健康狀況的影響，各處理組隨機選取20尾初始體重為（25.28±1.56） g的克氏原螯蝦進行低溫暫養，對試驗起始階段（對照）與低溫暫養15 d、30 d的克氏原螯蝦的肌肉營養成分、肌肉氨基酸組成和含量、肌肉離心損失率和蒸煮損失率、肌肉質構特性及肝胰腺抗氧化指標進行分析。結果顯示，與試驗起始階段相比，隨著低溫暫養時間延長至30 d，克氏原螯蝦肌肉脂肪含量顯著下降（P＜0.05）；隨著暫養時間延長至15 d、30 d，克氏原螯蝦肌肉的蛋白質含量顯著下降（P＜0.05）。與試驗起始階段相比，低溫暫養15 d、30 d的克氏原螯蝦肌肉中甲硫氨酸含量、精氨酸含量、谷氨酸含量、天冬氨酸含量、丙氨酸含量、甘氨酸含量、酪氨酸含量均無顯著變化，而組氨酸含量呈下降趨勢，其余氨基酸含量從低溫暫養15 d或30 d開始顯著上升（P＜0.05）；必需氨基酸含量、鮮味氨基酸含量和總氨基酸含量整體較為穩定（Pgt;0.05）。與試驗起始階段相比，低溫暫養15 d、30 d的克氏原螯蝦肌肉的離心損失率、蒸煮損失率的變化不顯著（Pgt;0.05），肌肉的硬度從低溫暫養15 d開始顯著下降，肌肉的恢復性在低溫暫養30 d時顯著下降（P＜0.05），肌肉的咀嚼性、彈性無顯著變化（Pgt;0.05）。與試驗起始階段相比，低溫暫養15 d、30 d的克氏原螯蝦肝胰腺中谷胱甘肽過氧化物酶活性呈顯著下降趨勢（P＜0.05），并在低溫暫養30 d時降至最低值，顯著低于試驗初始階段。研究結果顯示，在低溫下暫養30 d不會顯著影響克氏原鰲蝦的肌肉品質和健康狀況，后期可調整暫養參數以完善養殖技術。

關鍵詞：" 克氏原螯蝦；低溫循環水暫養；營養成分；氨基酸含量；抗氧化指標

中圖分類號：" S966.12""" 文獻標識碼：" A""" 文章編號：" 1000-4440（2024）05-0905-08

Effects of different low-temperature circulating water culture durations on muscle quality and health status of Procambarus clarkii

ZHANG Mengdan1，" ZHANG Junjie1，" HUANG Hongbing2，" XU Zhiqiang2，" XU Yu2，" YUAN Xiaochun3，" ZHANG Meiqin2，" SHAO Junjie2

（1.School of Ocean Food and Biological Engineering， Jiangsu Ocean University， Lianyungang 222000， China;2.Freshwater Fisheries Research Institute of Jiangsu Porvince， Nanjing 210000， China;3.Jiangsu Xuyi Lobster Industry Development Co.， Ltd.， Huai’an 211700， China）

Abstract：" In order to investigate the effects of low-temperature（5-6 ℃） circulating water culture durations on the muscle quality and health status of crayfish， 20 crayfish with an initial body weight of （25.28±1.56） g were randomly selected from each treatment group for low-temperature culture， and the muscle nutrient composition， muscle amino acid composition and content， muscle centrifugal loss rate and cooking loss rate， muscle texture characteristics and hepatopancreas antioxidant indexes of Procambarus clarkii at the initial stage of the experiment （control） and low temperature culture for 15 d and 30 d were analyzed. The results showed that compared with the initial stage of the experiment， the muscle fat content of Procambarus clarkii cultured at low temperature for 30 days decreased significantly （Plt;0.05）. The muscle protein content of Procambarus clarkii cultured at low temperature for 15 days and 30 days decreased significantly （Plt;0.05）. Compared with the initial stage of the experiment， there were no significant changes in methionine content， arginine content， glutamic acid content， aspartic acid content， alanine content， glycine content and tyrosine content in the muscle of Procambarus clarkii cultured at low temperature for 15 days and 30 days， while the content of histidine decreased， and the content of other amino acids began to increase significantly at 15 days or 30 days of low temperature culture （Plt;0.05）. The contents of essential amino acids， umami amino acids and total amino acids were relatively stable （Pgt;0.05）. Compared with the initial stage of the experiment， there were no significant changes in the centrifugal loss rate and cooking loss rate of the muscle of Procambarus clarkii cultured at low temperature for 15 days and 30 days （Pgt;0.05）. The hardness of the muscle began to decrease significantly from 15 days of low temperature culture， and the recovery of the muscle decreased significantly at 30 days of low temperature culture （Plt;0.05）. Moreover， there were no significant changes in muscle chewiness and elasticity （Pgt;0.05）. Compared with the initial stage of the experiment， the activity of glutathione peroxidase in the hepatopancreas of Procambarus clarkii cultured at low temperature for 15 days and 30 days showed a significant downward trend （Plt;0.05）， and decreased to the lowest value at 30 days of low temperature culture. The results of this study showed that culture at low temperature for 30 days did not significantly affect the muscle quality and health status of Procambarus clarkii， and the culture parameters could be adjusted at the later stage to improve the culture technology.

Key words：" Procambarus clarkii;low temperature circulating water culture;nutrient composition;amino acid content;antioxidant index

克氏原螯蝦（Procambarus clarkii），俗稱小龍蝦，屬節肢動物門、螯蝦科。克氏原螯蝦因具有味道鮮美、營養豐富等優點而深受消費者喜愛，近年來逐漸成為夏季餐飲業的“頂流”。2022年中國克氏原螯蝦產量達2.890 7×106 t，產業綜合產值達4.580×1011元。然而，克氏原螯蝦供應的季節效應非常明顯，每年5-7月全面上市，產量高且肉質肥美、價格較低。但是在冬春季節，蝦源數量、質量顯著下降，且價格較高，無法滿足市場需求。因此，如何實現克氏原螯蝦錯峰上市，已經成為整個產業亟待解決的問題。

目前，常見的水產品貯存方法主要有物理貯存法、化學貯存法和生物貯存法，在水產品貯存過程中常出現品質劣變、食用安全受到威脅、成本高等問題。與水產品貯存相比，低溫保活更能維持產品的鮮度并防止運輸保活過程中產品的失重，從而提高存活率、簡化運輸管理、降低運輸成本。目前，國內外低溫保活研究主要集中在魚類方面，研究者對魚類的低溫保活方法研究得較多。范秀萍等對魚類的研究發現，低溫運輸可以減緩環境壓力引起的魚應激反應，降低魚體內的轉氨酶活性、血液激素水平，從而延長魚的存活時間。此外，在低溫下運輸海鱸魚（Lateolabrax japonicas），能夠降低海鱸魚體內的酶活性和新陳代謝，有助于提高魚類進入低溫休眠狀態后在短時間（8 h）運輸過程中的存活率。Graham Brown等指出，在水溫較低的條件下，魚類活動會明顯減少，從而減緩魚類的新陳代謝。在蝦類的保活方面，謝佳彥等在（0.5～1.0） ℃/h的降溫速率下將水溫降至10 ℃，經44 h運輸后，脊尾白蝦（Exopalaemon carinicauda）的成活率達到92.5%。此外，Chang等探究了溫度差異對龍蝦（Palinuridae）應激反應的影響，為低溫保活的深入研究提供了可靠依據。

鑒于目前關于低溫暫養條件下克氏原螯蝦肌肉品質、健康狀況變化的報道很少，本研究擬通過構建克氏原螯蝦低溫循環水暫養裝置，開展不同低溫循環水暫養時間對克氏原螯蝦肌肉營養成分、氨基酸組成和含量、質構特性及肝胰腺抗氧化指標影響的研究，為提升克氏原螯蝦的低溫循環水暫養技術提供適宜參數。

1" 材料與方法

1.1" 試驗材料

本試驗所用克氏原螯蝦購自江蘇省淮安市盱眙縣馬壩克氏原螯蝦養殖基地，初始體重為1尾（25.28±1.56） g，共180尾，將試驗用蝦運至江蘇省淡水水產研究所進行試驗。

1.2" 低溫循環水暫養裝置的構建

養殖設備主要包括養殖箱（60 cm×40 cm×30 cm）、養殖恒溫機、潛水泵等。系統工藝流程見圖1，循環箱內的廢水經養殖箱底部排水管處的不銹鋼篩網過濾，以去除其中的殘留餌料、糞便等固體污染物。固體污染物被濾棉吸附，通過人工更換濾棉，最終排出循環系統。過濾后的水通過水泵回流到養殖水箱內，實現水的循環利用。

1.3" 樣品處理

試驗設計按低溫暫養時間分為3組，具體為試驗起始階段的對照組與暫養15 d、30 d的試驗組，每組設3個重復，每個重復選用體格健壯、規格統一的克氏原螯蝦20尾，儲存于養殖箱中，用低溫循環水（水溫為5～6 ℃）暫養。試驗用水經恒溫機降溫。在暫養期間，每日增氧24 h，保持水中的溶解氧質量濃度為7～9 mg/L，氨態氮質量濃度低于0.30 mg/L，pH值為7～8，水溫為5～6 ℃。

1.4" 指標的測定

在克氏原螯蝦暫養期間，分別選取試驗起始階段與暫養15 d、30 d 的克氏原螯蝦各20尾，采集蝦尾部肌肉進行常規營養成分、氨基酸組成和含量及質構特性等指標的測定。采集肝胰腺進行抗氧化指標的測定。

1.4.1" 肌肉營養組成含量的測定" 水分含量的測定參照《食品安全國家標準" 食品中水分的測定》（GB 5009.3-2016）中的干燥法；蛋白質含量的測定參照《食品安全國家標準" 食品中蛋白質的測定》（GB 5009.5-2016）中的凱氏定氮法；脂肪含量的測定參照《食品安全國家標準" 食品中脂肪的測定》（GB 5009.6-2016）中的索氏抽提法；灰分含量的測定參照《食品安全國家標準" 食品中灰分的測定》（GB 5009.4-2016）中的灼燒法。

1.4.2" 氨基酸含量的測定" 氨基酸含量的測定參照《食品安全國家標準" 食品中氨基酸的測定》（GB 5009.124-2016）。

1.4.3" 肌肉持水力的測定" 離心損失率的測定方法如下：取2 g克氏原螯蝦肌肉樣品，4 ℃離心（15 000 g，15 min）后稱重。蒸煮損失率的測定方法如下：取2 g克氏原螯蝦肌肉樣品，于72 ℃水浴鍋中蒸煮15 min，然后冷卻并稱重，每組樣品平行測定3次。相關公式如下：離心損失率=（離心前重量-離心后重量）/離心前重量×100%；蒸煮損失率=（蒸煮前重量-蒸煮后重量）/蒸煮前重量×100%。

1.4.4肌肉質構的測定" 取克氏原螯蝦尾部肌肉，切成1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm的小塊。采用英國Stable Micro System公司的TA-XT plus質地分析儀，用剖面分析法（TPA）測定肌肉的硬度、咀嚼性、彈性、凝聚性和恢復性。選擇的探頭型號為P/50；測試前速度為1.0 mm/s，測試過程中的速度為2.0 mm/s，測試后的速度為5.0 mm/s，壓縮比為70%，2次壓縮間隔時間為5 s，負載類型為Auto-5 g。

1.4.5抗氧化指標的測定" 取克氏原螯蝦肝胰腺，測定總抗氧化能力（T-AOC）、過氧化氫酶（CAT）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性，以上指標均用南京建成生物工程研究所的試劑盒進行測定。

1.5" 數據處理

試驗數據用SPSS Statistics 23.0進行統計分析，在單因素方差分析的基礎上，用Duncan’s法進行組間多重比較，Plt;0.05表示差異顯著。

2" 結果與分析

2.1" 低溫暫養時間對克氏原螯蝦肌肉基本營養成分的影響

表1顯示，隨著暫養時間的延長，克氏原螯蝦肌肉水分含量、灰分含量無顯著變化（Pgt;0.05），克氏原螯蝦肌肉的脂肪含量在暫養30 d時顯著下降（P＜0.05），蛋白質含量在暫養時間延長至15 d時開始顯著下降（P＜0.05）。

同列數據后標有不同小寫字母表示差異顯著（P＜0.05）。

2.2" 低溫暫養時間對克氏原螯蝦肌肉氨基酸含量的影響

表2顯示，在低溫下暫養30 d時，克氏原螯蝦肌肉中的賴氨酸含量、亮氨酸含量、異亮氨酸含量、蘇氨酸含量、纈氨酸含量、苯丙氨酸含量、絲氨酸含量呈顯著上升趨勢（P＜0.05）；低溫暫養15 d起，組氨酸含量呈顯著下降趨勢（P＜0.05）；其余氨基酸含量在不同處理間均無顯著差異。此外由表2還可以看出，必需氨基酸含量、鮮味氨基酸含量和總氨基酸含量整體呈穩定趨勢。

2.3" 低溫暫養時間對克氏原螯蝦肌肉持水力的影響

表3顯示，隨著低溫暫養時間的延長，克氏原螯蝦肌肉的離心損失率、蒸煮損失率無顯著變化（Pgt;0.05）。

2.4" 低溫暫養時間對克氏原螯蝦肌肉質構特性的影響

表4顯示，隨低溫暫養時間延長，克氏原螯蝦肌肉的硬度顯著下降（P＜0.05）。當低溫暫養30 d時，克氏原螯蝦肌肉的恢復性顯著下降（P＜0.05），凝聚性顯著上升（P＜0.05）。在低溫暫養過程中，克氏原螯蝦肌肉的咀嚼性、彈性沒有顯著變化（Pgt;0.05）。

2.5" 低溫暫養時間對克氏原螯蝦肝胰腺抗氧化指標的影響

表5顯示，隨著低溫暫養時間的延長，克氏原螯蝦肝胰腺丙二醛含量、過氧化氫酶活性和總抗氧化能力的變化均不顯著（P＞0.05），谷胱甘肽過氧化物酶活性顯著降低（P＜0.05）。與低溫暫養15 d相比，低溫暫養30 d時的克氏原螯蝦肝胰腺超氧化物歧化酶活性顯著升高（P＜0.05）。

3" 討論

3.1" 低溫暫養時間對克氏原螯蝦肌肉基本營養成分的影響

水產動物的營養成分是衡量水產動物質量的重要指標。動物在低溫條件下應對冷應激是消耗能量的過程，需要降解生物體正常運作必需的富含能量的物質。在本試驗中，克氏原螯蝦肌肉中的蛋白質、脂肪含量均隨暫養時間的延長而下降。甲殼類動物與魚類相似，對營養物質的利用會因物種、環境及生長階段的不同而有所差別，但長期饑餓主要消耗的是脂肪和蛋白質。在低溫條件下，克氏原螯蝦的攝食量減少，長期處于饑餓狀態，為維持正常的生理活動，需消耗體內儲能物質。

3.2" 低溫暫養時間對克氏原螯蝦肌肉氨基酸組成和含量的影響

氨基酸的組成與含量，特別是必需氨基酸的組成與含量是評價水產動物肌肉蛋白質營養價值和鮮味的重要指標。水產動物通過調節機體內各種酶的活性、改變體內物質儲存從而對氨基酸的組成及含量產生影響。天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸是鮮味氨基酸，與肌肉鮮味密切相關。在本研究中，克氏原螯蝦在低溫循環水中暫養30 d后，肌肉中鮮味氨基酸含量無顯著變化。此外，在試驗起始階段與低溫暫養15 d、30 d的克氏原螯蝦肌肉中的必需氨基酸含量亦無顯著差異。上述結果說明，低溫循環水暫養處理對克氏原螯蝦肌肉鮮味、蛋白質品質的影響不明顯。在本試驗中，克氏原螯蝦在低溫循環水中暫養30 d后，蝦肌肉中的異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸及纈氨酸等必需氨基酸的含量均顯著增加，而非必需氨基酸中的絲氨酸含量也顯著增加。因此推測，在用低溫循環水暫養克氏原螯蝦的過程中，克氏原螯蝦需要調節體內的必需氨基酸組成、參與體內的免疫反應以抵抗低溫休眠環境，并維持體內能量代謝，從而維持其生存。氨基酸作為動物細胞、組織的必需營養素，在維持機體免疫力、抗氧化方面發揮著重要作用。Driedzic等研究發現，胡瓜魚能夠通過積累甘油來抵御由低溫引起的冷應激所造成的損害，而氨基酸是甘油合成的主要原料。此外，賴氨酸能使動物機體內的脂肪加速氧化，而脂肪的氧化能夠為機體生命活動提供能量。谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、酪氨酸和絲氨酸等在甲殼類動物中都起到調節生長、提高抗氧化能力和免疫能力的作用。因此可見，在低溫循環水暫養條件下，克氏原螯蝦肌肉中氨基酸含量的變化是其為了適應低溫環境而作出的生理反應。此外，外界環境對克氏原螯蝦的脅迫作用也會影響其食用品質。徐德峰等研究發現，低溫環境對凡納濱對蝦的氨基酸組成、含量的影響不顯著，與本試驗結果相似。

3.3" 低溫暫養時間對克氏原螯蝦肌肉持水力的影響

在本試驗中，克氏原螯蝦經過30 d的低溫循環水暫養后，肌肉的離心損失率、蒸煮損失率都沒有顯著變化。持水力是指在外力影響下，肌肉能夠維持原來水分含量的能力，它會對肌原纖維蛋白質結構的變形、降解產生影響，持水力的變化對肉質的營養成分、味道和嫩度等有很大影響。低溫暫養30 d時，克氏原螯蝦的離心損失率與對照相比無顯著差異，說明低溫循環水暫養對克氏原螯蝦造成的應激損傷并未使其肌肉肌原纖維蛋白質的空間結構發生變化。蒸煮損失是指在蒸煮后肌肉中水分、可溶性物質的損失。蒸煮損失率越低，表明在蒸煮過程中營養物質流失得越少，肌肉的品質也不會發生明顯降低。在本研究中，經過30 d低溫循環水暫養后，克氏原螯蝦肌肉的蒸煮損失率無顯著變化。有研究發現，動物肌肉品質會受到應激反應的影響，應激反應越低，受到的影響越小。在本研究中，克氏原螯蝦在低溫循環水暫養的過程中，一直保持休眠狀態，應激反應較低，這也可能是克氏原螯蝦肌肉的蒸煮損失率未發生大幅度變化的原因。

3.4" 低溫暫養時間對克氏原螯蝦肌肉質構特性的影響

質構測試是一種機械測試，它能夠模擬人的口腔咀嚼動作，記錄力與時間之間的關系，并計算與肌肉質量、人的感官評價有關的參數。克氏原螯蝦經過30 d低溫循環水暫養后，肌肉彈性、咀嚼性沒有顯著變化，而肌肉硬度、凝聚性和恢復性有顯著變化，其中肌肉硬度、恢復性顯著下降，這可能是因為在低溫循環水暫養初期，溫度的突然變化對克氏原螯蝦造成了一定的應激，從而導致克氏原螯蝦為了對抗這些不良影響，提升了自身新陳代謝水平，促進了肌肉中的糖原被分解代謝成水和二氧化碳，從而增加了肌肉中的水分含量，而肌肉水分含量的增加就會使肌肉硬度、恢復能力降低。上述結果說明，在低溫循環水中暫養時，應激反應會引起克氏原螯蝦肌肉品質、口感下降，但若能有效減少克氏原螯蝦應激反應的強度，則能更好地維持其肌肉的口感和品質。許睿智等在研究南美白對蝦在4 ℃、10 ℃下肌肉品質及生理應激的變化時也發現，低溫暫養處理不會對蝦肌肉質構特性造成顯著影響。

3.5" 低溫暫養時間對克氏原螯蝦肝胰腺抗氧化指標的影響

抗氧化酶的活性在動物抗氧化反應中起著重要作用。SOD是生物體內一種主要的自由基清除劑，能催化超氧化物歧化反應，從而保護機體免受損傷。另一方面，MDA是膜脂質過氧化的主要產物之一，其活性水平可間接反映自由基攻擊對機體造成的損害程度。CAT催化H2O2分解成對生物無害的氧氣和水，而H2O2由SOD產生，SOD能夠清除超氧化物，因此CAT是生物抗氧化系統中的關鍵酶之一。肝胰腺是甲殼類動物重要的免疫器官，肝胰腺組織在蝦機體響應環境脅迫中起作用，可作為低溫保活流通過程中應激損傷效應評價的靶組織。T-AOC、GSH-Px活性是消除過量ROS的抗氧化系統的重要指標。本研究結果表明，在低溫循環水中暫養后，克氏原螯蝦肌肉中的MDA含量并無顯著變化，這提示受到低溫刺激后，蝦體代謝加速，ROS含量增加，脂質過氧化程度增大。當SOD活性顯著提高時，CAT活性略微增強，可能與低溫導致克氏原螯蝦體內ROS的過量產生相關，這與之前的研究結果一致，即機體組織中ROS的增加會誘導抗氧化酶活性增加。在本試驗中，隨著低溫暫養時間的延長，GSH-Px活性呈下降趨勢，其中在低溫暫養30 d時達到最低值，顯著低于對照組，說明低溫暫養時間過長會降低機體的抗氧化能力。

4" 結論

綜上所述，在低溫循環水中暫養30 d后，克氏原螯蝦肌肉中的一般營養成分、持水力、彈性、咀嚼性等指標的變化都不明顯，肌肉硬度、恢復性顯著下降。由克氏原螯蝦肝胰腺抗氧化指標看出，低溫對克氏原螯蝦造成了一定的應激，從而導致克氏原螯蝦為對抗這些不良影響產生了一定的脅迫效應。

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（責任編輯：徐" 艷）