引用本文
刘永涛, 董靖, 夏京津, 曹翠宇, 胥宁, 杨秋红, 艾晓辉. 不同饲料对稻田养殖克氏原螯虾肌肉质构特性和营养品质的影响[J]. 浙江农业学报, 2019,31(12): 1996-2004.
LIU Yongtao, DONG Jing, XIA Jingjin, CAO Cuiyu, XU Ning, YANG Qiuhong, AI Xiaohui. Effect and evaluation of different feed on texture properties and nutritional quality of Procambarus clarkia cultured in rice fields [J]. ACTA AGRICULTURAE ZHEJIANGENSIS, 2019,31(12): 1996-2004.
  
Doi: 10.3969/j.issn.1004-1524.2019.12.07
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不同饲料对稻田养殖克氏原螯虾肌肉质构特性和营养品质的影响
刘永涛1,2,3, 董靖1,3, 夏京津4, 曹翠宇5, 胥宁1,3, 杨秋红1,3, 艾晓辉1,2,3,*
1.中国水产科学研究院 长江水产研究所 湖北 武汉 430223
2.农业农村部水产品质量安全控制重点实验室,北京 100141
3.湖北省水产品质量安全工程技术研究中心,湖北 武汉 430223
4.华中农业大学 水产学院,湖北 武汉 430070
5.上海海洋大学 水产与生命学院,上海 201306
*通信作者,艾晓辉,E-mail: aixh@yfi.ac.cn

作者简介:刘永涛(1979—),男,山东潍坊人,博士,副研究员,主要从事水产品质量安全研究。E-mail: thincat2005@sina.com

收稿日期: 2019-03-26
基金资助: 湖北省“稻田综合种养产业技术体系”; 现代农业人才支撑计划(2016—2020)
摘要

为研究稻田养虾模式下不同饲料对克氏原螯虾肌肉质构特性和营养品质的影响。选取分别饲喂5种饲料和不饲喂饲料自由采食的养殖克氏原螯虾,采用物性分析、生化分析、色谱分析等方法,对克氏原螯虾质构特性、氨基酸和脂肪酸含量进行分析。结果显示,稻田养殖条件下,饲喂大豆组克氏原螯虾肌肉的弹性、凝聚性、胶着性、咀嚼性和回复性等质构特性均优于其他组。测定的17种氨基酸中,自由采食组克氏原螯虾肌肉总氨基酸含量、必需氨基酸总量和呈味氨基酸总量均高于其他组。测定的39种脂肪酸中,自由采食组克氏原螯虾肌肉总脂肪酸含量最高,饲喂商品饲料B组不饱和脂肪酸总含量最高,不投喂饲料组不饱和脂肪酸总含量略低于饲喂商品饲料B,两者均高于其他组。结果表明,稻田养殖模式下不同饲料饲喂克氏原螯虾在肌肉的口感和营养品质方面存在一定差异,综合来看,饲喂大豆的克氏原螯虾在口感方面更具优势,而不饲喂饲料自由采食的克氏原螯虾在肌肉营养品质方面更具优势。

关键词: 克氏原螯虾; 稻田养殖; 质构特性; 氨基酸; 脂肪酸; 营养评价
中图分类号:S968.22 文献标志码:A 文章编号:1004-1524(2019)12-1996-09
Effect and evaluation of different feed on texture properties and nutritional quality of Procambarus clarkia cultured in rice fields
LIU Yongtao1,2,3, DONG Jing1,3, XIA Jingjin4, CAO Cuiyu5, XU Ning1,3, YANG Qiuhong1,3, AI Xiaohui1,2,3,*
1. Yangtze River Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Wuhan 430223, China
2. Key Laboratory of Control of Quality and Safety for Aquatic Products, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100141, China
3. Hubei Freshwater Aquaculture Collaborative Innovation Center, Wuhan 430223, China
4. College of Fisheries, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China
5. College of Fisheries and Life Science, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China
Abstract

To study the differences in texture properties and nutritional quality of Procambarus clarkia feeding with 5 kinds of feed and non-feeding in rice fields. The texture properties, amino acids, and fatty acids were analyzed by physical property determination, biochemical detection, and chromatographic monitoring. The results demonstrated that in terms of texture, values of hardness, springiness, cohesiveness, adhesiveness, chewiness, and resilience of Procambarus clarkia muscle in group fed by soybean was highest than that in the other groups. In terms of Procambarus clarkia muscle nutritional quality, 17 species of amino acids were determined, and total amino acids (TAA), essential amino acids (EAA) and delicious amino acids (DAA) in non-feeding group were highest than that in the other groups. 39 species of fatty acids were monitored, and total fatty acids (TFA) in non-feeding group were highest than the other groups. Unsaturated fatty acid (UFA) content in group fed by commercial mixed feed B was highest than that in the other groups, and that in non-feeding group was slightly lower than that in group fed by commercial mixed feed B. Furthermore, UFA in non-feeding group and group fed by commercial mixed feed B were higher than that in the other groups. Therefore, certain differences were observed in texture properties and nutritional quality of Procambarus clarkia muscle in different groups. In summary, the taste of Procambarus clarkia muscle in group fed by soybean could be more advantageous than that in the other groups. However, in term of nutritional quality of Procambarus clarkia muscle in non-feeding could be better than that in the other groups.

Keyword: Procambarus clarkia; rice field culture; texture properties; amino acids; fatty acids; nutritional evaluation

克氏原螯虾(Procambarus clarkii)俗称小龙虾, 属节肢动物门、甲壳纲、十足目、螯虾科、原螯虾属, 原产于北美洲, 是我国重要的淡水养殖虾类。根据农业农村部渔业渔政管理局公布的中国小龙虾产业发展报告显示, 据不完全统计, 2017年全国克氏原螯虾养殖面积达80万hm2, 总产量112.97万t[1]。近几年来, 随着克氏原螯虾养殖量的增加, 出现了池塘精养、虾稻共生养殖、蟹池套养、藕田套养、鱼池套养等多种养殖模式, 其中全国“ 虾稻模式” 养殖面积56.67万hm2, 占总养殖面积的70.83%。“ 虾稻模式” 是克氏原螯虾养殖与水稻种植有机结合的种养模式, 有“ 虾稻连作” 和“ 虾稻共作” 2种。“ 虾稻连作” 种养模式是指冬季在稻田养殖克氏原螯虾, 次年5~6月捕捞完克氏原螯虾后种植一季水稻, 水稻收割完后再投放种虾或虾苗继续养殖克氏原螯虾的轮流种养的方式。“ 虾稻共作” 模式是指在水稻种植期间养殖克氏原螯虾, 克氏原螯虾与水稻同生共长。克氏原螯虾是杂食性生物, 已有学者报道在不同养殖条件下不同饲料对克氏原螯虾生长、免疫酶、氨基酸、消化酶、脂肪酸的影响[2, 3, 4]。本研究在“ 虾稻连作” 养殖模式下研究了不同饲料对克氏原螯虾肌肉质构特性和营养品质的影响, 并进行了营养评价, 旨在为提高克氏原螯虾品质提供基础数据和有效方法。

1 材料与方法
1.1 材料

玉米和大豆购自潜江市中心集贸市场, 粉碎成粒径为0.1~0.3 mm的颗粒。2种龙虾膨化沉性配合饲料均购自湖北加益加生物科技有限公司。商品饲料A:粗蛋白含量≥ 26%, 粗纤维含量≤ 14.0%, 粗灰分含量≤ 19.0%, 赖氨酸含量≥ 1.4%, 蛋氨酸含量≥ 0.5%, 钙含量0.8%~2.5%, 总磷含量1.0%~1.8%, 粗脂肪含量≥ 5.0%, 水分含量≤ 12.0%。商品饲料B:粗蛋白含量≥ 28%, 粗纤维含量≤ 14.0%, 粗灰分含量≤ 18.0%, 赖氨酸含量≥ 1.6%, 蛋氨酸含量≥ 0.5%, 钙含量0.8%~2.5%, 总磷含量1.0%~2.0%, 粗脂肪含量≥ 5.0%, 水分含量≤ 12.0%。复方黄芪多糖由北京生态尔生物科技有限公司提供。硫酸铜、硫酸钾、硫酸、氢氧化钠、盐酸等试剂均购自国药集团化学试剂有限公司。

1.2 试验设计

试验在潜江市龙湾镇全国克氏原螯虾生态繁养基地进行, 共6个处理(A1~A6), 每处理设1个平行。每个处理稻田面积0.08 hm2, 投放大小相当的健康虾苗15 kg。A1组饲喂玉米粉; A2组饲喂大豆粉; A3组饲喂添加复方黄芪多糖的商品饲料A(添加量为1.25 g· kg-1); A4组饲喂商品饲料A; A5组饲喂商品饲料B, A6组不投喂饲料。A1~A5组每日早晨日出前和傍晚日落后各投喂1次, 以傍晚投喂为主, 占日投喂量的60%~70%。投喂时, 将饵料投放于池岸或浅滩上, 让小龙虾养成定点摄食的习惯, 每日观察投喂点, 以无饲料剩余为宜, 日投喂量约为克氏原螯虾总体质量的3%。试验时间为2018年3月22日到2018年5月22日, 共60 d。试验结束后, 采集克氏原螯虾样品进行肌肉质构特性和营养品质检测。

1.3 指标测定

1.3.1 肌肉质构特性测定

每处理随机选取30尾克氏原螯虾, 将采集的新鲜克氏原螯虾腹部肌肉裁剪成小方块(5 mm× 5 mm× 3 mm), 采用TVT-300XP质构仪进行肌肉硬度、弹性、凝聚性、胶着性、咀嚼性、回复性等质构指标测定, 每个样品测定3次。

1.3.2 氨基酸、脂肪酸含量测定

每处理随机选取60尾克氏原螯虾, 将腹部肌肉匀质混匀, 用冷冻干燥机制成冻干粉, 委托武汉市华测检测技术有限公司测定氨基酸、脂肪酸含量。测定方法参照GB 5009.124— 2016《食品中氨基酸的测定》和GB 5009.168— 2016《食品中脂肪酸的测定》, 每个样品重复测定3次。

1.3.3 营养品质评价

克氏原螯虾肌肉蛋白质的氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)和必需氨基酸指数(EAAI)计算公式如下[5]:

AAS= 样品蛋白质的氨基酸含量评分模式氨基酸含量× 100%; (1)

CS= 样品蛋白质氨基酸含量鸡蛋蛋白质氨基酸含量× 100%; (2)

EAAI= t(赖氨酸)s(赖氨酸)×t(亮氨酸)s(亮氨酸)×…×t(苏氨酸)s(苏氨酸)n。(3)

式中:n为比较的氨基酸个数; t为样品蛋白质的氨基酸; s为鸡蛋蛋白质的氨基酸。

1.4 数据处理

数据用Excel 2013和SPSS 19.0软件进行统计分析, 结果以平均值± 标准差表示, 用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析
2.1 不同饲料对克氏原螯虾肌肉质构特性的影响

由表1可知, A2组克氏原螯虾肌肉硬度、弹性、凝聚性、胶着性、咀嚼性和回复性均最大, A2组克氏原螯虾肌肉的硬度、胶着性和咀嚼性与A3组差异显著(P< 0.05)。各组克氏原螯虾肌肉的弹性、凝聚性和回复性差异不显著(P> 0.05)。

表1 克氏原螯虾肌肉质构特性 Table 1 Texture property of Procambarus clarkia muscle
2.2 不同处理对克氏原螯虾肌肉中氨基酸组成的影响

如表2所示, 各处理组克氏原螯虾肌肉中均检测出17种氨基酸, 其中人体必需氨基酸7种, 半必需氨基酸1种, 非必需氨基酸9种。A6组虾肉中总氨基酸含量高于其他处理组, 且必须氨基酸和呈味氨基酸含量也略高于其他处理组, A2组次之。克氏原螯虾肌肉必需氨基酸中, 赖氨酸含量最高, 甲硫氨酸含量最低, 缬氨酸含量仅高于甲硫氨酸。非必需氨基酸中, 谷氨酸含量最高, 其次为精氨酸和天冬氨酸, 组氨酸含量最低。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从高到低排列顺序为谷氨酸> 天冬氨酸> 丙氨酸> 甘氨酸> 苯丙氨酸> 酪氨酸。

表2 克氏原螯虾肌肉中氨基酸组成和含量(以干质量计) Table 2 Amino acid contents of Procambarus clarkia muscle (Based on dry weight) %
2.3 不同处理对克氏原螯虾肌肉营养评价的影响

如表3所示, 各处理组克氏原螯虾肌肉中异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸-酪氨酸、甲硫氨酸-胱氨酸、苏氨酸、缬氨酸含量均高于FAO推荐值; 除甲硫氨酸-胱氨酸和缬氨酸外, 其他氨基酸含量均高于鸡蛋蛋白中含量。各处理组中赖氨酸的AAS和CS评分最高, 含量均超过FAO推荐值和鸡蛋蛋白中含量, 其中A6组AAS和CS评分最高。甲硫氨酸-胱氨酸和缬氨酸的AAS和CS评分相对较低, 根据AAS评分, 缬氨酸为第一限制性氨基酸, 甲硫氨酸-胱氨酸为第二限制性氨基酸; 根据CS评分, 甲硫氨酸-胱氨酸为第一限制性氨基酸, 缬氨酸为第二限制性氨基酸。不同试验组EAAI由高到底排列顺序为A6> A2> A4> A5> A3> A1。

表3 不同处理组克氏原螯虾肌肉AAS、CS、EAAI的比较 Table 3 AAS, CS and EAAI of Procambarus clarkia muscle in different groups
2.4 不同处理对克氏原螯虾肌肉脂肪酸组成的影响

如表4所示, 本试验共检测了39种脂肪酸, 其中在克氏原螯虾肌肉中检测出29种, 包括饱和脂肪酸(saturated fatty acid, SFA)12种, 不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acid, UFA)17种。不饱和脂肪酸中, 单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid, MUFA)6种, 多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid, PUFA)11种。研究结果发现, A6组克氏原螯虾肌肉中总脂肪酸含量最高, A1组最低; A5组单不饱和脂肪酸含量最高, A1组最低; A6组多不饱和脂肪酸含量最高, A1组最低。不饲喂饲料自由采食的A6组中, 饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸含量相对均衡, 且多不饱和脂肪酸含量相对较高。所有处理组中, 饱和脂肪酸中棕榈酸含量最高, 木焦油酸含量最低; 单不饱和脂肪酸中油酸含量最高, 反-9-十八碳一烯酸含量最低; 多不饱和脂肪酸中EPA含量最高, γ -亚麻酸含量最低。n-3 PUFA和n-6 PUFA对体内内环境的稳定和正常生长有重要作用[6]。本试验中, n-3 PUFA含量由高到低为A6> A5> A3> A2> A4> A1; n-6 PUFA含量由高到低为A4=A5> A3> A6> A2> A1。各处理组克氏原螯虾肌肉中n-3不饱和脂肪酸含量高于n-6不饱和脂肪酸, 且n-3不饱和脂肪酸含量与n-6不饱和脂肪酸比值由高到低排列的顺序为A6> A1> A3> A5> A2> A4。

表4 克氏原螯虾脂肪酸含量分析(以干质量计) Table 4 Fatty acid contents of Procambarus clarkia muscle (based on dry weight)
3 讨论
3.1 克氏原螯虾肌肉质构特性

影响肌肉质构特性的因素较多, 如养殖模式、养殖环境、养殖时间及饲料成分等, 其中饲料成分对鱼肉质构特性的影响较大[7]。有报道称, 在饲料中添加蚕豆、植物蛋白、谷氨酸等均能显著提高草鱼肌肉的硬度、弹性、咀嚼性和胶着性等, 有利于改善鱼肉的质构特性[8]。本试验中, 饲喂大豆组克氏原螯虾肌肉的硬度、弹性、凝聚性、胶着性、咀嚼性和回复性均高于其他组, 可能是饲喂高蛋白含量的大豆使克氏原螯虾的肌肉纤维变细, 单位面积内肌纤维数量增多, 肌纤维密度增大, 肌肉硬度和咀嚼性增强。同时, 克氏原螯虾肌肉中胶原蛋白的含量也随之增加, 而肌肉胶原蛋白含量的增加使肌肉具有较高的机械强度[9], 保证较优质的肌肉品质[10]。研究表明, 鱼肉的硬度、咀嚼性和弹性越高, 其肉质口感越好[11, 12]。刘彩华等[13]报道, 鱼肉凝聚性越高, 咀嚼时口感越细腻。因此, 在稻田养殖模式下, 饲喂大豆组克氏原螯虾肌肉的口感优于其他组。

3.2 不同饲料组克氏原螯虾氨基酸组成、含量及营养评价

氨基酸的含量对水产品的营养价值影响很大, 也是决定水产品品质的重要指标。张家宏等[14]报道, 克氏原螯虾肌肉中TAA总量和EAA总量并没有随着饲料蛋白含量的增加而提高, 其原因可能与氨基酸平衡有关, 本试验也发现自由采食组克氏原螯虾肌肉中TAA和EAA最高, 饲喂大豆组次之, 可能的原因是克氏原螯虾自由采食稻田中的水生生物和水草等, 导致其氨基酸的摄入相对均衡。谌芳等[15]报道大豆蛋白在一定程度上能改善鱼类肌肉品质, 但大豆蛋白超过45%会降低鱼类肉质, 这可能是由于大豆中抗营养因子过量会增加鱼类肠道负担, 损伤肠道, 并阻碍饲料中营养物质吸收, 进而影响肉质[16]。本试验中, 饲喂玉米组克氏原螯虾肌肉中TAA总量和EAA总量均低于其他组, 可能是因为玉米适口性较差, 影响克氏原螯虾对玉米的利用率。程媛媛等[17]报道, 玉米蛋白不显著影响罗氏沼虾肌肉中TAA总量和EAA总量。本试验中, 自由采食组克氏原螯虾肌肉中TAA总量(83.15%)与自由采食的鄱阳湖克氏原螯虾肌肉中TAA总量(83.32%)[5]相近。本试验中, 各处理组克氏原螯虾肌肉中TAA和EAA总量均高于南极拟扇虾[18]、安氏白虾[19]、日本沼虾[19]、日本对虾[20]和凡纳滨对虾[21], 而低于南美白对虾[22], 出现这种差异可能是与虾的品种不同有关。可见克氏原螯虾和南美白对虾的EAA的满足率较高, 两者都是营养价值较高的虾类。

根据CS评分, 本试验中克氏原螯虾肌肉中甲硫氨酸-胱氨酸为第一限制性氨基酸, 缬氨酸为第二限制性氨基酸, 这与洞庭湖克氏原螯虾[23]、常熟市克氏原螯虾[24]、南美白对虾[22]、日本沼虾一致[19]。南湾水库克氏原螯虾的第一限制性氨基酸相同, 但其第二限制性氨基酸则为苯丙-酪氨酸[25]。鄱阳湖克氏原螯虾肌肉的第一限制性氨基酸为苯丙-酪氨酸, 第二限制性氨基酸为蛋-胱氨酸[5], 可见不同产地、自然或养殖模式的克氏原螯虾、南美白对虾、日本沼虾等虾类中甲硫氨基酸-胱氨酸普遍缺乏。虾类的鲜美味道与其含有丰富的呈味氨基酸有关, 其中谷氨酸的鲜味最强, 天冬氨酸次之, 而甘氨酸、丙氨酸则是呈现甘味的特征性氨基酸[26]。本试验中克氏原螯虾肌肉中呈味氨基酸占总氨基酸的含量为34.75%~36.70%, 均高于鄱阳湖克氏原螯虾(31.86%)[5]、南美白对虾(33.93%)[22]、南极拟扇虾(27.94%)[18]、安氏白虾(24.05%)[19]、日本沼虾(24.03%)[19]。可见稻田养殖的克氏原螯虾味道更鲜美。

3.3 不同饲料组克氏原螯虾脂肪酸组成、含量及营养评价

根据《中国居民膳食营养素参考摄入量》中提出我国居民摄入不饱和脂肪酸的比值SFA:MUFA:PUFA为1:1:1, 最佳n-6 PUFA和n-3 PUFA的适宜比值为(4~6):1[27]。目前我国居民饮食中主要的脂肪来源为家禽肉类和植物油, 其中n-6 PUFA和n-3 PUFA比值均远高于该值[28], 由于n-6 PUFA和n-3 PUFA在体内不能转化, 并存在代谢竞争互作[6], 因此在膳食中需要增加富含n-3 PUFA的食物来平衡脂肪酸的摄入。本试验中克氏原螯虾肌肉中n-3 PUFA的含量高于n-6 PUFA, 因此膳食中摄入克氏原螯虾可以平衡人体对脂肪酸的摄入, 而且摄入少量的n-3系列中的长链高不饱和脂肪酸如EPA和DHA还可起到预防心血管疾病的作用。EPA和DHA仅存在于鱼类和海洋食品中, 也是细胞膜的重要结构成分, 水产品所特有的芳香气味大部分与EPA和DHA等分解产生的挥发性物质有关[29, 30, 31]。本试验中, 饲喂饲料组克氏原螯虾肌肉中n-3 PUFA含量低于自由采食组, 这可能是与饲料中n-3 PUFA不足有关。饲喂商品饲料组克氏原螯虾肌肉中n-3 PUFA含量高于饲喂大豆和玉米组; 在饲料中脂肪含量相同的情况下, 饲喂商品饲料B组克氏原螯虾肌肉中n-3 PUFA和TFA均高于低蛋白饲料组, 结果与凌俊等[32]报道一致。本试验中克氏原螯虾肌肉中EPA和DHA的总量为14.63%~20.52%, 均高于鄱阳湖克氏原螯虾[5], 而低于安氏白虾[19], 这可能与食物来源和品种不同有关。本试验中, 自由采食组克氏原螯虾肌肉中EPA和DHA含量最高, 可能与该组克氏原螯虾自由采食稻田中的水生生物和水草有关。从营养学角度, 人类膳食中增加克氏原螯虾的摄入可平衡人体所摄食的脂肪酸。

4 结论

稻田养殖条件下, 饲喂大豆组克氏原螯虾肌肉的硬度、弹性、凝聚性、胶着性、咀嚼性和回复性等质构特性均优于其他组。自由采食组克氏原螯虾肌肉TAA、DAA含量和EAAI均最高。饲喂蛋白含量≥ 28%的商品饲料组与自由采食组克氏原螯虾肌肉中PUFA均高于其他组, 自由采食组克氏原螯虾肌肉中TFA和SFA的含量最高, 且SFA、MUFA和PUFA的比例相对均衡。因此, 饲喂大豆组克氏原螯虾肌肉的口感较好, 自由采食的克氏原螯虾肌肉的口味和营养更佳。

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