西北硫酸鹽型鹽堿水與低鹽度海水養(yǎng)殖凡納濱對(duì)蝦營養(yǎng)成分及品質(zhì)評(píng)價(jià)

黃艷青,楊 絮,王怡菊,李學(xué)英,周 凱,孫 真,么宗利,陸建學(xué),來琦芳*

(1. 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部低洼鹽堿地水產(chǎn)養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200090; 2. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院,湖北武漢 430070)

中國是鹽堿地大國,有約600×104hm2的低洼鹽堿水域[1]。2019年,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部與生態(tài)環(huán)境部、自然資源部等十部委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快推進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的若干意見》中明確提出 “加強(qiáng)鹽堿水域資源開發(fā)利用,積極發(fā)展鹽堿水養(yǎng)殖”[1]。在從事鹽堿漁業(yè)研究工作的科研工作者們的努力下,鹽堿水產(chǎn)養(yǎng)殖得到了飛速發(fā)展。

凡納濱對(duì)蝦(Litopenaeusvannamei)又名南美白對(duì)蝦,具有廣鹽性、生長快、適應(yīng)力強(qiáng)、可高密度養(yǎng)殖等優(yōu)點(diǎn)[2],成為最具發(fā)展?jié)摿Φ娜箴B(yǎng)殖蝦類之一[3-4]。研究者對(duì)凡納濱對(duì)蝦對(duì)鹽堿水的適應(yīng)性[5-6],凡納濱對(duì)蝦的適宜生長鹽度及鹽度對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長、成活等影響[7],鹽度對(duì)凡納濱對(duì)蝦繁育影響[8],鹽度對(duì)凡納濱對(duì)蝦生長、代謝和抗氧化酶活力的影響[9]等各方面進(jìn)行了研究。

營養(yǎng)成分分析是研究凡納濱對(duì)蝦品質(zhì)的基礎(chǔ),目前對(duì)凡納濱對(duì)蝦肌肉營養(yǎng)成分和品質(zhì)影響的研究多聚焦在不同養(yǎng)殖模式、不同鹽度對(duì)凡納濱對(duì)蝦營養(yǎng)成分和品質(zhì)的影響[10-12]。對(duì)鹽堿水養(yǎng)成品凡納濱對(duì)蝦的營養(yǎng)價(jià)值和品質(zhì)特點(diǎn)的研究相對(duì)較缺乏。

寧夏沙湖地區(qū)鹽堿水屬于內(nèi)陸硫酸鹽型鹽堿水,2022年,在沙湖地區(qū)鹽堿水中開展的凡納濱對(duì)蝦養(yǎng)殖取得較好經(jīng)濟(jì)效益。本文以上海奉賢地區(qū)的海水養(yǎng)成品凡納濱對(duì)蝦為對(duì)照,對(duì)寧夏沙湖地區(qū)鹽堿水養(yǎng)成品凡納濱對(duì)蝦的營養(yǎng)組成及品質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行了比較分析,旨在了解鹽堿水養(yǎng)殖的凡納濱對(duì)蝦和海水養(yǎng)殖凡納濱對(duì)蝦在營養(yǎng)價(jià)值和品質(zhì)等方面的差異。研究結(jié)果增加了對(duì)鹽堿水養(yǎng)成品凡納濱對(duì)蝦營養(yǎng)和品質(zhì)特點(diǎn)的了解,擴(kuò)充了堿水產(chǎn)品營養(yǎng)學(xué)資料,同時(shí)也為鹽堿水凡納濱對(duì)蝦功能性飼料開發(fā)及健康養(yǎng)殖提供理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

2種鹽堿水養(yǎng)成品凡納濱對(duì)蝦取自寧夏平羅縣沙湖地區(qū)(Y1,養(yǎng)殖水的鹽度、堿度和pH分別為:2.26‰,6.76, 8.33)和寧夏平羅縣泰嘉公司(Y2,養(yǎng)殖水的鹽度、堿度和pH分別為:0.88‰,8.06, 7.37),為2地在鹽堿水池塘養(yǎng)殖4個(gè)月左右的成蝦,海水養(yǎng)成品凡納濱對(duì)蝦取自上海奉賢地區(qū)海水養(yǎng)殖公司的海水養(yǎng)殖池塘養(yǎng)殖近4個(gè)月的成蝦(Y3,養(yǎng)殖水的鹽度、堿度和pH分別為: 12.14‰,2.43, 8.13)。鹽堿水養(yǎng)殖凡納濱對(duì)蝦(Y1與Y2)冷凍運(yùn)輸回實(shí)驗(yàn)室,海水養(yǎng)殖凡納濱對(duì)蝦(Y3)鮮活運(yùn)輸回實(shí)驗(yàn)室。所取試驗(yàn)蝦體態(tài)均完好無損,無傷病。用紗布吸干蝦體表面水分,用精確度0.01 g的電子天平測(cè)量體質(zhì)量。經(jīng)測(cè)定,鹽堿水和海水養(yǎng)殖凡納濱對(duì)蝦體質(zhì)量分別為(11.54±1.77)g、(14.68±1.91)g和(16.94±2.07)g。每種試驗(yàn)蝦(30 尾)去頭去殼去腸腺,取其肌肉用自封袋包裝,貯存在-80 ℃超低溫冰箱中,2周內(nèi)進(jìn)行4大常規(guī)基本營養(yǎng)成分(水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分)分析、肌肉中礦物質(zhì)及水解氨基酸組成測(cè)定,每個(gè)樣品重復(fù)取樣3次進(jìn)行測(cè)定。

1.2 試劑

氫氧化鈉、氫氧化鉀、鹽酸、硫酸銅(CuSO4·5H2O)、硫酸鉀、濃硫酸、硼酸、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、亞甲基藍(lán)指示劑、95 %乙醇等試劑均為分析純,購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.3 儀器設(shè)備

FOSS TM 2200型半自動(dòng)凱氏定氮儀,瑞典福斯(FOSS)公司;CF16RXII高速冷凍離心機(jī),日本日立(HITACH)集團(tuán)日立工機(jī)株式會(huì)社;GZX-9240MBE 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,江蘇常州諾基儀器有限公司;Thermo 馬弗爐,球興科儀國際貿(mào)易(上海)有限公司;Soxtec 2050 型索氏抽提儀,瑞典福斯(FOSS)公司;S-433D型氨基酸自動(dòng)分析儀,德國賽卡姆 (SYKAM)公司。

1.4 方法

1.4.1 基本營養(yǎng)成分含量測(cè)定

水分含量采用 GB/T 5009.3-2016[13]中的直接干燥法測(cè)定;灰分的測(cè)定采用GB/T 5009.4-2016[14]中的高溫灰化法測(cè)定;粗蛋白的測(cè)定采用GB/T 5009.5-2016[15]中的凱氏定氮法測(cè)定;粗脂肪的測(cè)定采用 GB /T 5009.6-2016[16]中的索氏抽提法測(cè)定。

1.4.2 水解氨基酸含量測(cè)定

氨基酸含量及組成分析參照GB/T 5009.124-2016[17],使用S-433D型氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定,除測(cè)定色氨酸(Trp)含量時(shí)采用堿水解處理外,測(cè)定其余氨基酸含量時(shí)采用酸水解處理。

1.4.3 肌肉營養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)

根據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)/世界衛(wèi)生組織(World Health Organization ,WHO)建議的每克氮(N)中氨基酸評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式[18],以及中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院營養(yǎng)和食品衛(wèi)生研究所提出的全雞蛋蛋白質(zhì)氨基酸評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式[19],按照以下公式計(jì)算氨基酸評(píng)分(amino acid score,AAS)、化學(xué)評(píng)分(chemical score,CS)和必需氨基酸指數(shù)(essential amino acid index,EAAI)。

ASS = 試驗(yàn)樣品蛋白質(zhì)中某種氨基酸的含量(mg·g-1) /FAO /WHO 標(biāo)準(zhǔn)模式中同種氨基酸的含量(mg·g-1)

(1)

CS = 試驗(yàn)樣品蛋白質(zhì)中某種氨基酸的含量(mg·g-1) /全雞蛋蛋白質(zhì)中同種氨基酸含量(mg·g-1)

(2)

EAAI = [( 100×t1/s1) ×(100×t2/s2) × (100×t3/s3) ×…×(100×tn/sn) ](1/n)

(3)

式(3)中,n為參與比較的氨基酸種類數(shù)目;t1,t2,t3,…,tn分別為凡納濱對(duì)蝦肌肉蛋白質(zhì)中各種氨基酸含量(mg·g-1) ;s1,s2,s3,…,sn分別為全雞蛋蛋白質(zhì)中各種氨基酸含量(mg·g-1) 。

1.4.4 肌肉中礦物元素組成

礦物元素含量按陳鐵橋等[20]記述的方法測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)中所有數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差來表示。采用單因素方差分析(one-way analysis of variance, ANOVA)對(duì)各組間均數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,然后采用SPSS軟件進(jìn)行Duncan多重比較,P<0.05表示統(tǒng)計(jì)學(xué)上差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本營養(yǎng)成分測(cè)定

營養(yǎng)成分分析結(jié)果可定性地反映產(chǎn)品的營養(yǎng)組成情況,肌肉是凡納濱對(duì)蝦主要食用部分,其粗灰分、粗脂肪及粗蛋白質(zhì)含量不僅反映了凡納濱對(duì)蝦的營養(yǎng)組成,還對(duì)其品質(zhì)評(píng)價(jià)起著重要作用。本試驗(yàn)Y1,Y2和Y3肌肉中基本營養(yǎng)成分含量測(cè)定結(jié)果見表1。由表1可知,Y1,Y2和Y3肌肉中水分、粗脂肪和粗灰分含量均無統(tǒng)計(jì)學(xué)上差異(P>0.05),Y2和Y3的粗蛋白含量均顯著高于Y1(P<0.05)。這可能與其養(yǎng)殖過程中飼料投喂有關(guān),Y2和Y3均投喂商品對(duì)蝦飼料,其蛋白營養(yǎng)能得到較為充足的保證,因此Y2和Y3的粗蛋白含量更接近。

本研究中測(cè)得的凡納濱對(duì)蝦肌肉中粗蛋白含量(19.34%～22.34%)與王亮等[21]報(bào)道的凡納濱對(duì)蝦肌肉中蛋白含量(22.17%)接近,高于李世凱等[22]報(bào)道的奉賢地區(qū)淡水和低鹽度養(yǎng)殖的凡納濱對(duì)蝦肌肉中粗蛋白含量(16.7%～18.3%),但低于俞冰博等[23]報(bào)道的不同鹽度養(yǎng)殖條件養(yǎng)殖120 d的凡納濱對(duì)蝦肌肉中粗蛋白含量(22.78%～23.64%)和斑節(jié)對(duì)蝦肌肉中粗蛋白含量(25.10%～26.05%)[24],高于澳洲淡水龍蝦肌肉中粗蛋白含量(15.91%)和克氏原螯蝦肌肉中粗蛋白含量(17.22%～17.80%)[25]。可見,蝦類肌肉中營養(yǎng)成分含量的變化,與養(yǎng)殖品種、養(yǎng)殖周期、養(yǎng)殖水體鹽度以及飼料有關(guān)。

2.2 水解氨基酸組成檢測(cè)

研究顯示,肌肉中氨基酸的組成和含量決定蝦肉營養(yǎng)價(jià)值和呈味特性[26],水體鹽度會(huì)影響蝦類肌肉的氨基酸含量[27]。3組凡納濱對(duì)蝦肌肉水解氨基酸測(cè)定結(jié)果見表2。由表2可知,Y1,Y2和Y3肌肉中均檢測(cè)到牛磺酸和18 種氨基酸,且Y1,Y2和Y3肌肉中各氨基酸含量從高到低的排列順序均一致,其中含量最多的是谷氨酸(Glu),其次是天冬氨酸(Asp)、精氨酸(Arg)、賴氨酸(Lys)、亮氨酸(Leu)和 甘氨酸(Gly)。此結(jié)果與俞冰博等[23]和文國樑等[28]所測(cè)得的氨基酸含量高低順序一致。但與曹榮[29]和李世凱等[22]測(cè)得的結(jié)果有所不同,在曹榮[29]所測(cè)得的17種氨基酸中,Lys含量最高,其次分別是Asp、Arg、Glu和Leu,胱氨酸(Cys)含量最低,在李世凱等[22]所測(cè)得的17種氨基酸中,低鹽度養(yǎng)殖凡納濱對(duì)蝦肌肉氨基酸含量從高到低的順序是Glu>Asp> Lys >Arg >Leu。由此可見,凡納濱對(duì)蝦肌肉氨基酸含量的不同可能是水體環(huán)境(主要是鹽度)和餌料配方的差異所致[22,28]。

表2 2種鹽堿水養(yǎng)殖凡納濱對(duì)蝦和海水養(yǎng)殖凡納濱對(duì)蝦肌肉中氨基酸組成與含量 (%,干基)Tab.2 Composition and contents of amino acids in muscle of Litopenaeus vannamei of two saline-alkali aquaculture and mariculture (%,dry mass)

一般意義上把Glu、Asp、苯丙氨酸(Phe)、丙氨酸(Ala)、Gly和酪氨酸(Tyr)這6種能呈現(xiàn)出特殊鮮味的氨基酸稱為呈味氨基酸(flavor amino aeids, FAA),且Glu和Asp通常作為食品滋味增強(qiáng)劑,持續(xù)性提高食品的特征風(fēng)味和甜味[30]。從表2中可知,3組凡納濱對(duì)蝦肌肉中含量排名前6位的氨基酸中有3種屬于FAA,提示3組凡納濱對(duì)蝦肌肉味道鮮美。

Y1,Y2和Y3肌肉中總氨基酸含量(total amino acids, TAA)、總必需氨基酸(total essential amino acids, TEAA)含量和總呈味氨基酸含量(total flavored amino acids, TFAA)較為接近,沒有顯著差異(P>0.05)。YI和Y2肌肉中TFAA /TAA無顯著差異(P>0.05),且均顯著高于Y3(P<0.05)。雖然YI和Y2的Glu和Ala顯著低于Y3(P<0.05),但Y1和Y2的Gly含量顯著高于Y3(P<0.05)。此外,Y1和Y2的組氨酸(His)和脯氨酸(Pro)顯著低于 Y3,而Lys含量顯著高于Y3 (P<0.05)。這些氨基酸含量的差異提示3組凡納濱對(duì)蝦肌肉氨基酸營養(yǎng)雖然近似,但風(fēng)味可能各有特點(diǎn)。

根據(jù)FAO / WHO提出的質(zhì)量較佳蛋白質(zhì)氨基酸組成評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[EAA/TAA 在 40% 左右,必需氨基酸 /非必需氨基酸(nonessential amino acids, NEAA)(EAA /NEAA)在0.6以上][31], 3組凡納濱對(duì)蝦肌肉中EAA /TAA 為34.88%～35.38%,接近40% ,且EAA /NEAA為0.65～0.66,均高于0.6 ,可見Y1,Y2和Y3仍屬于質(zhì)量較優(yōu)的蛋白質(zhì)資源。

2.3 AAS、CS 和 EAAI的測(cè)定

由表 3 可知,以AAS和CS作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),Y1,Y2和Y3的第一限制性氨基酸和第二限制性氨基酸均為Trp和Val。從EAAI值看,Y1最高,而Y2與Y3的EAAI值接近。本研究中測(cè)算出的EAAI值低于李世凱等[22]測(cè)定結(jié)果,這可能是因?yàn)楸狙芯恐蟹布{濱對(duì)蝦肌肉中氨基酸含量和李世凱等測(cè)定的氨基酸含量差異導(dǎo)致的。

表3 2種鹽堿水養(yǎng)殖凡納濱對(duì)蝦和海水養(yǎng)殖凡納濱對(duì)蝦肌肉的氨基酸評(píng)分、化學(xué)評(píng)分和必需氨基酸指數(shù)Tab.3 AAS, CS and EAAI of muscle of L. vannameiof two saline-alkali aquaculture and mariculture

表4 3種凡納濱對(duì)蝦肌肉中主要礦物元素含量 (干基)Tab.4 Main mineral contents in muscle of L. vannameiof two saline-alkali aquaculture and mariculture (dry mass)

2.4 肌肉中主要礦物元素含量測(cè)定

食材中的礦物元素組成也是評(píng)價(jià)其營養(yǎng)價(jià)值和安全性的重要因素,同時(shí)礦物元素與生物體的各項(xiàng)生理機(jī)能有密切聯(lián)系,尤其是微量元素,對(duì)生命的維持有著極其重要的作用[25]。由表4中測(cè)定結(jié)果可知,Y1,Y2和Y3肌肉所含的4種主要礦物元素[鉀(K) 、鈉(Na)、鈣(Ca)、鎂(Mg)]中,含量最高的均為K,其次是Na、Ca、Mg,其中Y3的Na顯著低于Y1和Y2(P<0.05),可考慮作為鹽堿水養(yǎng)殖凡納濱對(duì)蝦的品質(zhì)特征參數(shù)。Y1,Y2和Y3肌肉所含的微量元素中,含量最高的均為鐵(Fe),其次是鋅(Zn),再次為銅(Cu)。

丁玉琴等[32]認(rèn)為,礦物元素不僅影響魚體物質(zhì)代謝、生長發(fā)育和疾病防治,也影響魚肉營養(yǎng)價(jià)值及魚肉產(chǎn)品的貨架期和風(fēng)味,如 Cu、錳(Mn)、Fe等可引起不飽和脂質(zhì)氧化,Mg、Ca、Fe、K、Na離子等呈咸味,Zn等離子呈甜味,Cu、Mn等離子呈苦味,故魚肉風(fēng)味受這些礦物元素影響較大。本文測(cè)定結(jié)果表明,Y3中Fe含量顯著低于Y1和Y2(P<0.05),僅為后二者Fe含量的一半,這提示,Y3肌肉的不飽和脂質(zhì)氧化程度最低,肌肉中脂肪不容易被氧化。且Y3中Ca、Na含量顯著低于Y1和Y2(P<0.05),提示Y3肌肉的風(fēng)味和Y1,Y2可能有較大的差異。

有研究指出魚類體組織中礦物元素含量主要受飼料和生存環(huán)境的影響[33]。而本文中,Y1和Y2均來自西北硫酸鹽型鹽堿水,而Y3來自上海奉賢地區(qū)的海水養(yǎng)殖池塘,其養(yǎng)殖水環(huán)境、養(yǎng)殖模式和養(yǎng)殖過程中投喂的餌料存在較大差異,這也是導(dǎo)致3組凡納濱對(duì)蝦肌肉所含常量和微量元素差異的原因之一。

3 結(jié)論

本研究通過營養(yǎng)成分分析比較得出,除粗蛋白外,硫酸鹽型鹽堿水養(yǎng)殖和海水養(yǎng)殖的凡納濱對(duì)蝦肌肉粗營養(yǎng)成分差異不明顯,Y1,Y2和Y3肌肉中氨基酸組成均衡,當(dāng)以 AAS 和 CS 作為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí),第一限制性氨基酸和第二限制性氨基酸均為Trp和Val,含量最高的礦物元素均為K,其次是Na、Ca 、Mg,其中Y3的Na顯著低于Y1和Y2 (P<0.05),可作為鹽堿水養(yǎng)殖凡納濱對(duì)蝦肌肉品質(zhì)特征之一。 SOLOMON 等[34]指出,理化性質(zhì)相似的元素,其生物學(xué)功能之間會(huì)發(fā)生相互拮抗,而且這種拮抗作用通常表現(xiàn)在Zn/Fe大于 1。Y1,Y2和Y3蝦肌肉中 Zn /Fe分別為:0.52,0.47和1.01,說明Y1,Y2蝦肌肉中Zn /Fe較Y3蝦肌肉中Zn /Fe更合理。

總體說來,西北內(nèi)陸硫酸鹽型鹽堿水養(yǎng)殖的凡納濱對(duì)蝦與海水養(yǎng)殖凡納濱對(duì)蝦一樣,均是高蛋白、低脂肪的優(yōu)質(zhì)蝦類,其肌肉中含有豐富的人體必需的氨基酸和礦物質(zhì),呈味氨基酸含量高,味道鮮美,營養(yǎng)豐富,今后應(yīng)大力開發(fā)凡納濱對(duì)蝦的鹽堿水域養(yǎng)殖技術(shù)。

本研究未對(duì)鹽堿水養(yǎng)殖的凡納濱對(duì)蝦肌肉脂肪的脂肪酸組成、質(zhì)構(gòu)、滋味物質(zhì)(呈味核苷酸、甜菜堿、肌肉游離氨基酸、肌肉中揮發(fā)性物質(zhì)組成)等指標(biāo)進(jìn)行分析,為更加全面系統(tǒng)地評(píng)價(jià)鹽堿水養(yǎng)殖的凡納濱對(duì)蝦肌肉的營養(yǎng)價(jià)值,今后有待對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行全面系統(tǒng)的測(cè)定分析。