凡納濱對蝦蝦頭與肌肉營養(yǎng)成分分析與評價

李 曉，王 穎，李紅艷，姜曉東，劉天紅，吳志宏，紀 蕾

( 山東省海洋生物研究院，山東 青島 266100 )

凡納濱對蝦(Litopenaeusvannamei)[1]為廣溫廣鹽性熱帶蝦類，與斑節(jié)對蝦(Penaeusmonodon)、中國明對蝦(Fenneropenaeuschinensis)并列為世界養(yǎng)殖產(chǎn)量最高的三大優(yōu)良蝦種[2]。凡納濱對蝦肉質(zhì)鮮美，深受消費者的青睞[3]，2015年我國產(chǎn)量達到8.93182×109t[4]。目前我國的凡納濱對蝦多以無頭蝦出口，加工中產(chǎn)生大量副產(chǎn)物(約占整蝦30%～40%)[5]。這些副產(chǎn)物含有豐富的蛋白質(zhì)、甲殼素等營養(yǎng)物質(zhì)[6-7]，如不能有效利用，既浪費資源，又污染環(huán)境。目前，關于凡納濱對蝦營養(yǎng)成分的分析研究較多，但這些研究多側重于凡納濱對蝦肌肉的營養(yǎng)成分分析，如潘英等[4, 8]分析了海水和淡水養(yǎng)殖下凡納濱對蝦的營養(yǎng)成分，以及對凡納濱對蝦與其他蝦營養(yǎng)成分進行了比較；王娟等[9]對比了中國明對蝦、凡納濱對蝦及斑節(jié)對蝦的營養(yǎng)成分；李紅艷等[10]對比了凡納濱對蝦和日本囊對蝦(Marsupenaeusjaponicus)的營養(yǎng)成分，而對加工副產(chǎn)物尤其是蝦頭中的氨基酸、脂肪酸、礦質(zhì)元素等的綜合研究較少；彭燕等[7, 11]僅分析了凡納濱對蝦頭和蝦殼營養(yǎng)成分；郝淑賢等[12]分析了凡納濱對蝦蝦仁和副產(chǎn)物營養(yǎng)成分，并未作出對比評價。為進一步尋找蝦頭等加工副產(chǎn)物的綜合利用新途徑，發(fā)揮副產(chǎn)物加工的市場潛力，筆者分析了蝦頭和肌肉的基本營養(yǎng)成分、微量元素和重金屬含量及氨基酸和脂肪酸的組成與含量，評價其營養(yǎng)價值，為蝦及其副產(chǎn)物的綜合利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

2016年8月，隨機從山東省濱州市匯泰投資有限公司海水養(yǎng)殖池塘中取凡納濱對蝦15尾，用游標卡尺(精度0.01 mm)逐個測量體長，體長(112.10±8.05) mm，用電子天平(精度0.01 g)稱量，體質(zhì)量(10.45±2.54) g。

將蝦頭與蝦身分離，蝦頭直接搗碎，勻漿混合；蝦身去殼后取肌肉，搗碎，勻漿混合；頭和肌肉分別裝入樣品袋-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 方法

1.2.1 營養(yǎng)成分測定

水分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和灰分測定:分別參照GB/T 5009.3、GB/T 5009.5、GB/T 5009.6、GB/T 5009.4相應方法進行。

氨基酸測定：參照GB/T 5009.124，樣品經(jīng)6 mol/L HCl水解，充氮氣24 h，采用安米諾西斯A200氨基酸分析儀測定。另取樣品用5 mol/L NaOH水解，測定色氨酸含量。

脂肪酸測定：參考GB/T 6433提取粗脂肪后，加入內(nèi)標，以乙醚萃取脂質(zhì)，然后于甲醇中以BF3轉化為脂肪酸甲酯，采用安捷倫GC6890進行分析。

Ca、Na、Fe、Pb、Cd、Cu、Zn測定:分別參考GB/T 5009.92、GB/T 5009.91、GB/T 5009.90、GB/T 5009.12、GB/T5009.15、GB/T 5009.13、GB/T 5009.14，采用島津AA-6300C分析。

Se測定：參考GB/T 5009.93，采用海光AFS-2000進行分析。

VA和VE測定：參考GB/T 5009.82，樣品皂化后，由乙醚萃取，經(jīng)洗滌濃縮，采用安捷倫1100進行分析。

VB1、VB2、VB3、VB5、VB6測定：分別參考GB/T 5413.11、GB/T 5413.12、GB/T 5413.13、 GB/T 5009.890和GB/T 5009.210，樣品經(jīng)前處理后，用0.45 μm膜過濾，采用安捷倫1100進行分析。

1.2.2 營養(yǎng)價值評定

用氨基酸評分(AAS)標準模式[13]、全雞蛋蛋白質(zhì)的化學評分(CS)模式和必需氨基酸指數(shù)(EAAI)[14]評定營養(yǎng)價值，計算公式如下：

式中，n為比較的必需氨基酸個數(shù)，a、b、c、...、j為必需氨基酸含量(mg/g)，ae、be、ce、...、je為全雞蛋蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量(mg/g)。

1.2.3 生物質(zhì)量評價方法

采用生物質(zhì)量指數(shù)法評價蝦頭和肌肉的品質(zhì)，計算公式如下：

Pi=Ci/CSi

式中，Pi為第i種污染物的生物質(zhì)量指數(shù)，Ci為第i種污染物的實測值(mg/kg)，CSi為第i種污染物的限量標準(mg/kg)。

生物質(zhì)量的判別標準[15]：當Pi≤1.0時，生物質(zhì)量符合標準；當Pi>1.0時，生物質(zhì)量超出標準(表1)。

表1 海洋生物質(zhì)量評價標準(濕質(zhì)量) mg/kg

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)用平均值±標準差表示，利用Excel 2003和SPSS 18.0軟件進行處理。

2 結果與分析

2.1 頭和肌肉占整蝦的比例

試驗中，凡納濱對蝦頭和肌肉分別占體質(zhì)量的36.0%和52.2%(表2)，與郝淑賢等[12]的研究結果基本一致。蝦頭作為凡納濱對蝦加工過程的主要副產(chǎn)物，所占比例較大，是值得關注的利用資源。

表2 凡納濱對蝦各部位所占比例分析

2.2 基本營養(yǎng)成分

凡納濱對蝦頭與肌肉干物質(zhì)中，粗蛋白含量最高，粗脂肪和灰分含量較低(表3)。蝦頭和肌肉中的水分含量差異顯著(P<0.05)；肌肉中的粗蛋白含量高于蝦頭(P<0.01)中的含量；蝦頭中粗脂肪和灰分含量高于肌肉中的含量(P<0.01)。

表3 凡納濱對蝦頭和肌肉的基本營養(yǎng)成分(濕質(zhì)量) %

2.3 氨基酸的組成與含量及營養(yǎng)評價

2.3.1 氨基酸的組成與含量

在凡納濱對蝦頭和肌肉中共檢測出18種常見氨基酸(表4)，表明兩者所含的氨基酸種類齊全，蝦頭和肌肉的氨基酸總量分別為572.85 mg/g和793.95 mg/g；必需氨基酸總量分別為235.29 mg/g和304.03 mg/g，占氨基酸總量的41.07%和38.29%；呈味氨基酸總量分別為214.48 mg/g和312.09 mg/g，占氨基酸總量的37.44%和39.31%。谷氨酸和天冬氨酸在蝦頭與肌肉中含量均較高。肌肉中的氨基酸總量、必需氨基酸和呈味氨基酸總量高于蝦頭中的含量，而蝦頭中必需氨基酸/氨基酸總量(41.07%)要高于肌肉中的含量(38.29%)。

表4 凡納濱對蝦頭和肌肉的氨基酸組成與含量(干質(zhì)量) %

注：*為必需氨基酸，#為呈味氨基酸.

2.3.2 氨基酸的營養(yǎng)評價

凡納濱對蝦頭的必需氨基酸含量為434.42 mg/g，高于國際糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織標準模式的360 mg/g和全雞蛋蛋白質(zhì)標準模式的430 mg/g；肌肉中的必需氨基酸含量為404.27 mg/g，高于國際糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織標準模式，低于全雞蛋蛋白質(zhì)標準模式(表4～表5)。根據(jù)氨基酸評分可知，蝦頭蛋白質(zhì)的第一限制性氨基酸為亮氨酸(98.17分)，第二限制性氨基酸為蘇氨酸(102.68分)；肌肉的第一限制性氨基酸為纈氨酸(90.4分)，第二限制性氨基酸為蘇氨酸(91.43分)；根據(jù)化學評分可知，蝦頭蛋白質(zhì)的第一限制性氨基酸為色氨酸(69.71分)，第二限制性氨基酸為異亮氨酸(90.27分)；肌肉的第一限制性氨基酸為色氨酸(56.76分)，第二限制性氨基酸為胱氨酸+蛋氨酸(81.04分)。

2.4 脂肪酸的組成與含量

在凡納濱對蝦頭和肌肉中共檢測出23種脂肪酸(表6)，包括8種飽和脂肪酸、5種單不飽和脂肪酸和10種多不飽和脂肪酸。蝦頭這些脂肪酸含量由高至低的排序為：飽和脂肪酸>多不飽和脂肪酸>單不飽和脂肪酸，飽和脂肪酸含量為38.12%，以16:0最高，其次為18:0；肌肉中這些脂肪酸含量由高到低的排序為：多不飽和脂肪酸>飽和脂肪酸>單不飽和脂肪酸，含量為31.45%，以18:0最高，其次為16:0；凡納濱對蝦的單不飽和脂肪酸含量為24.99%～28.49%，以18:1最高；多不飽和脂肪酸含量為36.61%～39.98%，以18:2最高；蝦頭中的二十碳五烯酸(6.47%)顯著高于肌肉(6.26%)(P<0.05)，二十二碳六烯酸(10.54%)極顯著高于肌肉(1.98%)(P<0.01)。

表5 凡納濱對蝦頭和肌肉必需氨基酸評分

表6 凡納濱對蝦頭和肌肉脂肪酸組成與含量(濕質(zhì)量) %

2.5 礦物元素含量

凡納濱對蝦頭和蝦肉中富含人體所需的Ca、Na、Se、Fe等礦物質(zhì)(表7)。蝦頭中的Ca、Na、Fe的含量極顯著高于蝦肉(P<0.01)中的含量，而Se的含量顯著低于蝦肉中的含量(P<0.05)。

表7 凡納濱對蝦頭和肌肉的礦物元素含量(干質(zhì)量) mg/kg

2.6 維生素含量

凡納濱對蝦頭和肌肉中維生素含量豐富，其中含量最高的是VB3，此外還含有VB1、VB2、VB5和VB6，VE在蝦頭中的含量較高，VA只在蝦頭中檢出，肌肉中低于檢出限而未檢出(表8)。

2.7 生物質(zhì)量評價方法

凡納濱對蝦頭中重金屬Pb、Cd、Cu、Zn的生物質(zhì)量指數(shù)均遠小于1.0，而肌肉中未檢出Pb，這表明凡納濱對蝦頭和肌肉完全符合環(huán)境質(zhì)量評價標準(表9)。

表8 凡納濱對蝦頭和肌肉的維生素含量(濕質(zhì)量) mg/kg

注：—，未檢出.下同.

表9 凡納濱對蝦頭和肌肉的重金屬含量及生物質(zhì)量指數(shù)(濕質(zhì)量) mg/kg

3 討 論

3.1 基本營養(yǎng)成分

本研究中，凡納濱對蝦肌肉中蛋白質(zhì)含量高于中國明對蝦(20.60%)和斑節(jié)對蝦(18.18%)，而脂肪含量均低于兩者(0.91%和1.14%)[9]。這說明凡納濱對蝦是高蛋白、低脂肪含量的優(yōu)質(zhì)海產(chǎn)蝦類。凡納濱對蝦頭中蛋白含量為12.8%，脂肪含量為2.34%，高蛋白、低脂肪，營養(yǎng)價值較高，灰分含量高于肌肉(P<0.01)，還是提取甲殼素等的重要原料[16]。本研究中凡納濱對蝦肌肉中蛋白質(zhì)含量要高于張高靜等[17](18.71%)和邴旭文等[18](19.65%)的結果，而脂肪和灰分均高于兩者的分析結果?？赡苁怯捎趶埜哽o等[17]的蝦樣來自海域捕撈，邴旭文等[18]的蝦樣來自池塘養(yǎng)殖，三者的生態(tài)環(huán)境及餌料等導致了各營養(yǎng)含量略有不同。

3.2 氨基酸的組成與含量及營養(yǎng)評價

根據(jù)國際糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織(1973)標準模式，理想的蛋白質(zhì)氨基酸組成中必需氨基酸/總氨基酸應約為40%，必需氨基酸/非必需氨基酸在60%以上[19]。凡納濱對蝦蝦頭、肌肉中必需氨基酸/總氨基酸、必需氨基酸/非必需氨基酸均與理想模型接近，優(yōu)于刀額新對蝦(Metapenaeusensis)、中國明對蝦等[20]，屬于優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，且蝦頭高于肌肉。雖然凡納濱對蝦肌肉中的個別氨基酸含量與張高靜等[17-18]有差異，但必需氨基酸/總氨基酸的結果(38.29%)與張高靜等[17](38.78%)和邴旭文等[18](36.19%)基本一致。水生動物特有鮮味和營養(yǎng)的主要因素取決于呈味氨基酸的組成和含量[21]。凡納濱對蝦頭、肌肉的呈味氨基酸/總氨基酸分別為37.44%和39.31%，肌肉高于蝦頭，與中國明對蝦、刀額新對蝦相當[20]。凡納濱對蝦肌肉中呈味氨基酸/總氨基酸的結果(39.31%)與張高靜等[17](40.64%)基本一致。呈味氨基酸中丙氨酸、甘氨酸、絲氨酸和脯氨酸與甘味相關，天冬氨酸和谷氨酸與鮮味相關[22]。蝦頭和肌肉中呈味氨基酸均以谷氨酸含量和天冬氨酸含量最高，但是丙氨酸和甘氨酸等的含量不同，這可能是導致蝦頭與肌肉風味不同的主要原因。谷氨酸不僅是鮮味氨基酸，更與腦組織的生化代謝相關，參與多種生理活性物質(zhì)的合成，對維持神經(jīng)系統(tǒng)間的突觸傳遞等有重要的生理作用[23]。而天冬氨酸具有保護心肌，增強肝臟功能的作用。另外，高支、低芳氨基酸混合物具有保肝作用。凡納濱對蝦支/芳比為1.58～1.90，也有利于肝病患者的治療[24]。

必需氨基酸指數(shù)是反映蛋白質(zhì)質(zhì)量的重要指標，必需氨基酸含量和比例決定了蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值[25]。氨基酸評分和化學評分從不同的角度反映了蛋白質(zhì)構成和利用率的關系[26]。凡納濱對蝦頭的必需氨基酸指數(shù)高于肌肉；蝦頭和肌肉中各氨基酸的氨基酸評分平均得分為121.21分和108.10分，接近國際糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織理想模式；蝦頭和肌肉中各氨基酸的化學評分平均得分為97.55分和89.38分，接近全雞蛋蛋白質(zhì)理想模型。這說明兩者的蛋白質(zhì)均易被人體均衡吸收，蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值較高。凡納濱對蝦頭、肌肉中限制性氨基酸不同，在飲食過程中應搭配其他氨基酸，以保持飲食中的蛋白質(zhì)平衡。

3.3 脂肪酸的組成與含量

凡納濱對蝦頭中飽和脂肪酸∶單不飽和脂肪酸∶多不飽和脂肪酸為38.12%∶24.99%∶36.61%，肌肉中飽和脂肪酸∶單不飽和脂肪酸∶多不飽和脂肪酸為31.45%∶28.49%∶39.98%，均較接近人體理想的膳食脂肪酸構成1∶1∶1[19]。凡納濱對蝦飽和脂肪酸中含量最高的棕櫚酸(16:0)，能提高血脂，使血液中膽固醇含量升高，但凡納濱對蝦粗脂肪含量較低，不會引起健康問題[8, 27]。單不飽和脂肪酸中含量最高的油酸(18:1)，能降低膽固醇和低密度脂蛋白[28]。多不飽和脂肪酸能增加蒸煮時產(chǎn)生的香味，并在某種程度上顯示肌肉的多汁性[29]。蝦頭中n-3多不飽和脂肪酸(20.50%)要高于肌肉(15.54%)，而n-6多不飽和脂肪酸含量(16.11%)低于肌肉(24.26)。兩族多不飽和脂肪酸共同調(diào)節(jié)生物體的生命活動，但當今飲食條件下，n-6系多不飽和脂肪酸通常是過量的，而n-3系多不飽和脂肪酸嚴重不足，因此n-6系多不飽和脂肪酸/n-3系多不飽和脂肪酸比例的平衡成為最受關注的問題[30]，英國衛(wèi)生部推薦最大安全上限為4.0[31]，長期攝食超過此限量的水產(chǎn)品可能會引發(fā)心血管病癥。蝦頭中比例為0.8，肌肉中比例為1.6。n-3系多不飽和脂肪酸具有調(diào)節(jié)人體脂質(zhì)代謝、治療和預防心腦血管疾病、促進生長發(fā)育、降低膽固醇和增強高密度脂蛋白等作用[19, 32]。凡納濱對蝦n-3系二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸的含量較高，在頭和肌肉含量分別為17.01%和8.24%。這兩種脂肪酸是組成磷脂、膽固醇酯的重要脂肪酸[32]，使凡納濱對蝦的脂肪具有較高的營養(yǎng)價值。

3.4 礦物元素含量

凡納濱對蝦的礦物質(zhì)含量與其他學者的檢測結果并非完全一致，推測主要是養(yǎng)殖環(huán)境及檢測方法不同導致。蝦頭中Ca含量較高，但在開發(fā)補鈣制劑時，應注意與磷的配比。Na、K是影響水產(chǎn)品呈味的主要無機成分[29]，本研究Na含量高于海水捕撈凡納濱對蝦(1643.72 mg/kg)[17]。Se是谷胱甘肽過氧化物酶的活性中心元素，參與機體的物質(zhì)能量代謝，能增強機體免疫力，為人體必需[33]。凡納濱對蝦中Se的含量要高于太平洋磷蝦(Euphausiapacifica)和南極磷蝦(Euphausiasuperba)[34]，因此可作為人類攝入Se的良好食物來源。

3.5 維生素含量

B族維生素人體無法合成，是維持正常機能與代謝活動不可或缺的水溶性維生素[11, 35-37]。檢測結果顯示,凡納濱對蝦B族維生素含量和種類都較為豐富。VE是細胞保護因子，具有防止細胞免受自由基破壞的重要功能。VA與視力密切相關, 嚴重缺乏會得夜盲癥[7]。凡納濱對蝦頭中VE和VA含量較高，可見蝦頭潛在的利用價值較大。

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