克氏原螯虾(Procambarus clarkii)俗称淡水小龙虾,属甲壳纲,十足目,鳌虾科,原螯虾属,是我国常见的四大淡水经济养殖虾类之一[1]。近年来,我国克氏原螯虾产业发展迅猛,2017年其养殖面积突破1 000万亩(1亩≈666.67 m2),产量突破100万t,经济总产值突破2 600亿元[2]。其中,江苏省盱眙县的克氏原螯虾养殖产量位居全国各县市养殖产量的前5名[2],其打造的“盱眙龙虾”品牌居水产品品牌榜榜首,该地区的克氏原螯虾产业具有“养殖产量大、模式全、技术成熟”的特点。
随着水产养殖业的发展和人们生活水平的提高,消费者更加关注水产动物的肉质、口感、营养和安全性。研究发现,养殖模式能显著影响水产动物的生长、肌肉品质和营养成分[3-5]。《中国小龙虾产业发展报告(2018)》[2]显示,目前克氏原螯虾的养殖模式主要有稻虾综合种养(细分为稻虾连作、稻虾共作等,占总养殖面积的70.83%)、池塘主养(占总养殖面积的16.67%)以及莲田套养、蟹塘混养和大水面人工增养殖(三者占总养殖面积的12.50%)等。当前关于克氏原螯虾肌肉品质的研究多集中在稻田养殖[6]和野生养殖[1, 7-8]这2种模式,也有涉及稻田与清水养殖模式中虾克氏原螯虾肌肉理化特性的比较研究[9],但是尚未见关于以上几种主要养殖模式对克氏原螯虾肌肉品质影响的综合报道。因此,本试验选择盱眙这一具有代表性的克氏原螯虾养殖地区,对常见的5种养殖模式克氏原螯虾的肌肉品质进行比较和分析,旨在为克氏原螯虾营养需求研究、饲料研制以及推广养殖提供理论参考依据。
1 材料与方法 1.1 试验材料选择我国克氏原螯虾养殖最常见的5种模式(稻虾共作、池塘主养、蟹塘混养、莲田套养和野生),各养殖模式下的样本均于2019年5月28日取自江苏省盱眙县(其中前4种养殖模式样本取自盱眙县满江红线沿线地区,野生样本取自盱眙县境内洪泽湖南岸)。各养殖模式的具体情况如下:1)稻虾共作模式(integrated rice-crayfish culture mode, Rice-c):每亩投放虾苗40 kg,养殖期间饵料以虾料为主(投喂量占比约80%,虾料中含鱼粉6%、豆粕23%、菜籽饼15%、干酒糟及其可溶物7%、洗米糠8%、面粉23%、豆油1.6%、预混料0.6%,饲料粗蛋白质含量为30%),辅以投喂小鱼、玉米和豆粕(投喂量占比约20%);2)池塘主养模式(pond culture mode,Pond-c):每亩投放虾苗50 kg,养殖期间饵料投喂与稻虾共作养殖模式一致;3)蟹塘混养模式(eco-pond of Chinese mitten crab culture mode, Crab-c):每亩投放虾苗15 kg,幼蟹1 800只,养殖期间饵料以蟹料为主(投喂量占比约70%,蟹料中含鱼粉10%、豆粕37%、小麦13%、菜粕5%、青米糠5%、鱼油2%、预混料1%,饲料粗蛋白质含量为40%),辅以投喂小鱼和玉米(投喂量占比约30%);4)莲田套养模式(integrated lotus-crayfish culture mode,Lotus-c):每亩投放虾苗40 kg,养殖期间不另投饵料;5)野生模式(wild mode, Wild-c):没有人为因素参与。
将各养殖模式下的样本冰鲜冷藏运输至实验室后,置于4 ℃冰箱保存,饥饿24 h后筛选出体格健壮且规格一致的虾各50尾,雌雄各1/2。
1.2 指标测定 1.2.1 体重、体长、含肉率、失水率测定逐一测量每尾虾的体重、体长;5种养殖模式虾各取20尾,解剖取出完整腹部肌肉并称重,计算含肉率;将3 g肌肉放在72 ℃水浴锅中煮30 min后冷却,称重并计算失水率。
5种养殖模式虾各取10尾,解剖取腹部肌肉,切成5 mm×5 mm×5 mm的小方块,使用TA-XT plus质构仪(英国Stable Micro System公司),以质构剖面分析(texture profile analysis, TPA)方法测定肌肉的硬度、弹性、内聚力、咀嚼性和回复性等指标,具体操作参照邵俊杰等[10]的方法。每尾虾测2个平行。
1.2.3 肌肉常规营养成分含量测定5种养殖模式虾各取10尾,解剖取腹部肌肉,用于肌肉常规营养成分含量测定。其中,水分含量参照GB 5009.3—2010《食品安全国家标准食品中水分的测定》[11]中常压干燥法测定;粗蛋白质含量参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》[12]中凯氏定氮法测定;粗脂肪含量参照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》[13]中索氏抽提法测定;粗灰分含量参照GB 5009.4—2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》[14]中方法测定。
1.2.4 肌肉氨基酸组成及含量的测定5种养殖模式虾各取5尾,解剖取腹部肌肉,参照GB 5009.124—2003《食品安全国家标准食品中氨基酸的测定》[15]中方法,使用高效液相色谱仪测定肌肉中氨基酸组成及含量。
1.3 数据处理与分析试验数据采用Excel 2016软件进行整理,并采用SPSS 23.0软件的ANOVA程序进行方差分析,差异显著时采用Duncan氏法进行组间的多重比较,结果以平均值±标准差表示。
2 结果与分析 2.1 养殖模式对克氏原螯虾含肉率和失水率的影响不同养殖模式下克氏原螯虾的含肉率和失水率如表 1所示。5种养殖模式克氏原螯虾的体重、体长以及体重/体长均无显著差异(P>0.05)。池塘主养虾的含肉率显著高于蟹塘混养和莲田套养虾(P < 0.05)。蟹塘混养和莲田套养虾的失水率显著高于其他3种养殖模式虾(P < 0.05)。
不同养殖模式下克氏原螯虾的肌肉质构特性如表 2所示。5种养殖模式克氏原螯虾肌肉的弹性均约为0.50 mm,回复性均约为0.35,不同养殖模式虾间差异不显著(P>0.05)。稻虾共作和莲田套养虾的肌肉硬度显著高于其他3种养殖模式虾(P < 0.05);野生虾的肌肉内聚力最高,显著高于稻虾共作和池塘主养虾(P < 0.05);池塘主养虾的肌肉咀嚼性最低,显著低于莲田套养、稻虾共作和野生虾(P < 0.05)。
不同养殖模式下克氏原螯虾的肌肉常规营养成分含量如表 3所示。蟹塘混养和莲田套养虾的肌肉水分含量显著高于其他3种养殖模式虾(P < 0.05);野生虾的肌肉粗脂肪含量最低,显著低于池塘主养和蟹塘混养虾(P < 0.05);5种养殖模式虾的肌肉粗蛋白质含量均在20%左右,肌肉粗灰分含量均为1.3%左右,不同养殖模式虾间差异不显著(P>0.05)。
不同养殖模式下克氏原螯虾的肌肉氨基酸组成及含量如表 4所示。5种养殖模式克氏原螯虾肌肉中氨基酸组成基本一致,均含有17种氨基酸,且各种氨基酸含量均无显著差异(P>0.05);氨基酸总量平均值达(15.63±0.48)%,必需氨基酸总量和非必需氨基酸总量分别为6.00%~6.71%、7.35%~8.05%,在5种养殖模式虾间均没有显著差异(P>0.05);4种鲜味氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸)的含量在5种养殖模式虾间均没有显著差异(P>0.05),鲜味氨基酸总量占氨基酸总量的百分比为41.71%~42.43%;5种养殖模式虾肌肉氨基酸中均以谷氨酸含量为最高,达到17.64%~18.64%,并均以半胱氨酸含量最低。
本试验所取的克氏原螯虾样本平均体重为(33.31±1.98) g,体长与体重变化趋势呈正相关,各养殖模式虾间均无显著差异。唐建清等[16]用Von Bertarlanffy生长模型拟合克氏原螯虾体重增长曲线,发现雌、雄虾性成熟年龄、拐点年龄和体重分别为0.8年、3.0年、37.9 g和0.7年、2.5年、33.6 g。可见,本试验所选克氏原螯虾样本各部分机能已完全成熟,属于2龄成虾,所测定指标可用来作为食用虾的参考依据。含肉率是评价水产品品质、亲本种质和经济性状等的指标之一。本试验条件下,池塘主养虾的含肉率显著高于蟹塘混养和莲田套养虾,这表明克氏原螯虾的含肉率受生活环境和养殖模式的影响。持水力是评价肌肉品质特性的重要指标,可反映当肌肉受到外力作用(如加热、冷冻、切碎、加压)时保持原有水分的能力。肌肉持水力增强,则肌肉蛋白质的降解速率将会显著降低,肉或肉制品的货架期也将明显延长;相反,当肌肉持水力减弱时,水分流失的同时伴随着肌肉中可溶性蛋白质和风味物质含量的降低,这将显著影响肌肉品质和加工特性[17]。失水率与持水力呈负相关,可用来评价肌肉的持水力情况。本试验结果显示,蟹塘混养和莲田套养虾肌肉的失水率显著高于其他3种养殖模式虾,表明这2种养殖模式虾的肌肉持水力相对较差。周伟等[18]指出,随着斑节对虾肌肉水分含量的逐渐升高,肌肉持水力呈极显著降低,表明肌肉持水力与水分含量呈负相关,而本试验中蟹塘混养和莲田套养虾的肌肉水分含量要显著高于其他3种养殖模式虾,这可能是这2种养殖模式虾的肌肉持水力相对较差的原因。
TPA是目前用于评价水产品肉质最广泛的方法之一,利用质构仪来模拟食物咀嚼过程,对食物进行压迫而反映一系列质构特性,硬度、弹性、内聚力、咀嚼性和回复性等均是反映肌肉质构特性的指标。影响肌肉质构特性的因素较多,如饲料成分、宰杀过程、储藏条件、生长环境及养殖模式等[19-21],其中养殖模式对水产动物肌肉质构特性的影响较大[10, 22-23]。本试验中,稻虾共作和莲田套养虾的肌肉硬度显著高于其他3种养殖模式虾。稻田共作和莲田套养虾在生长过程中会以稻杆、莲的根茎叶为食,相较于其他养殖模式摄入了更多的植物蛋白质,其对植物的摄取是否会影响到肌肉的硬度和咀嚼性有待进一步研究、探讨。一般认为肌肉硬度越大,抵抗牙齿挤压的能力越大,肌肉纤维断裂所需的形变越大,胶黏性就越大,同时咀嚼性也会更好[24]。已有研究指出肌肉的质构特性与其营养指标表现出一定的相关性。Robb等[25]研究发现粗脂肪含量越高的鱼片其咀嚼性也越大;胡芬等[26]指出,肌肉硬度与其水分含量呈负相关,与其粗脂肪呈正相关。本试验结果尚未表现出肌肉硬度、咀嚼性与其常规营养成分含量的绝对相关性,但野生虾的肌肉内聚力最高,显著高于稻虾共作和池塘主养虾;同时,由常规营养成分含量测定结果可知野生虾肌肉粗脂肪含量最低,表明肌肉内聚力与粗脂肪含量之间可能存在负相关。
虾的肌肉作为主要食用部分,其常规营养成分——水分、粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分等的含量,是评价肌肉品质的重要指标。邵俊杰等[10]报道,与传统池塘养殖模式相比,高密度循环水和水泥池塘养殖模式能显著提高斑点叉尾肌肉粗蛋白质含量,降低粗脂肪含量;表明养殖模式对水产动物肌肉的营养成分含量有一定的影响。但另有研究发现鲑鳟鱼肌肉的粗蛋白质含量主要受品种、遗传等因素的影响,而养殖模式对其影响不大[27]。本试验也发现克氏原螯虾肌肉中粗蛋白质含量不受养殖模式的显著影响;同时野生虾肌肉中粗脂肪含量最低,究其原因可能是野生虾生活在广阔的洪泽湖水域,活动和摄食范围广,在捕食和相对恶劣的环境中生存需要消耗更多的能量;而人工养殖环境中的虾活动空间有限,摄食人工饵料,摄食能量消耗低,活动耗能低,导致较多脂肪的积累。在对野生大麻哈鱼的研究中也发现了相同的情况[28]。
对蛋白质的评价主要体现在氨基酸的含量及组成上[28]。人体必须从外界食物中摄取必需氨基酸,因此,必需氨基酸的种类、数量和组成比例是决定食物中蛋白质营养价值的重要指标[29]。鲜味氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸)的组成与含量决定了鱼类肌肉的风味,其所占比例与肌肉的鲜美程度呈正相关[30]。5种养殖模式克氏原螯虾肌肉中必需氨基酸、非必需氨基酸、鲜味氨基酸以及氨基酸总量无显著差异,可见克氏原螯虾肌肉氨基酸的种类和含量可能主要受品种、遗传等因素的影响,而养殖模式对其影响不大。这与赵何勇等[29]、程亚美等[31]的研究结果一致。但与其他几种养殖模式虾相比,莲田套养虾肌肉中必需氨基酸和鲜味氨基酸的含量相对较低,可能是因为其生长过程中未投喂饵料,摄入营养相较于其他几种养殖模式单一。此外,稻虾共作、池塘主养、蟹塘混养、莲田套养和野生养殖模式克氏原螯虾肌肉中必需氨基酸总量占氨基酸总量的百分比分别为41.23%、41.51%、40.79%、40.93%、40.87%,必需氨基酸总量占非必需氨基酸总量的百分比分别为83.46%、84.16%、81.52%、81.64%、81.95%,均达到了世界卫生组织(WHO)/联合国粮农组织(FAO)理想模式(必需氨基酸总量占氨基酸总量的百分比为40.00%、必需氨基酸总量占非必需氨基酸总量的百分比为60.00%以上为优质蛋白质)的要求[32],氨基酸平衡效果较好,可见5种养殖模式下的克氏原螯虾均属于优质的蛋白质源。
4 结论综上所述,盱眙地区不同养殖模式下的克氏原螯虾肌肉品质存在一定的差异。在本试验条件下,5种养殖模式下克氏原螯虾的肌肉常规营养成分含量相差不大,但蟹塘混养和莲田套养模式下克氏原螯虾的肌肉持水力相对较差。
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