黑龍江省連環(huán)湖地區(qū)3種土著蝦肌肉營(yíng)養(yǎng)成分分析

馬文智,蘭若林,梁利群,孫 博,張立民,常玉梅,王慶奎

(1.天津農(nóng)學(xué)院水產(chǎn)學(xué)院,天津 300384；2.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黑龍江水產(chǎn)研究所/淡水魚(yú)類(lèi)育種國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室,黑龍江哈爾濱 150070；3.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黑龍江水產(chǎn)研究所/黑龍江省特殊生境魚(yú)類(lèi)種質(zhì)特性與抗逆育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,黑龍江哈爾濱 150070)

黑龍江省地處我國(guó)東北部,境內(nèi)大部地區(qū)處于中溫帶,小部分屬于寒溫帶,年平均氣溫在4～5 ℃,冰封期長(zhǎng)達(dá)180 d。境內(nèi)江河、湖泊、水庫(kù)眾多,水域面積遼闊,漁業(yè)自然資源豐富,是我國(guó)淡水漁業(yè)的重要省份[1]。黑龍江省漁業(yè)生產(chǎn)中魚(yú)類(lèi)占主導(dǎo)地位,年產(chǎn)量達(dá)64.8萬(wàn)t[2]?，F(xiàn)今黑龍江省蝦蟹產(chǎn)品市場(chǎng)需求大,甲殼類(lèi)中華絨螯蟹的養(yǎng)殖發(fā)展迅速,產(chǎn)量達(dá)9 138 t,蝦750 t[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年全國(guó)蝦養(yǎng)殖產(chǎn)量達(dá)497萬(wàn)t,其中淡水蝦348萬(wàn)t(日本沼蝦23萬(wàn)t)；捕撈產(chǎn)量134萬(wàn)t,其中淡水捕撈產(chǎn)量13萬(wàn)t；黑龍江省蝦養(yǎng)殖產(chǎn)量750 t,主要養(yǎng)殖品種克氏原鰲蝦(166 t)和南美白對(duì)蝦(40 t),捕撈產(chǎn)量104 t[2]。相比魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè),黑龍江省蝦產(chǎn)業(yè)無(wú)論是養(yǎng)殖還是捕撈產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)落后。究其原因,適宜的養(yǎng)殖品種匱乏是制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問(wèn)題之所在。因此,因地制宜挖掘利用黑龍江省土著淡水蝦種質(zhì)資源,開(kāi)展馴化養(yǎng)殖生產(chǎn)是黑龍江省蝦產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。

黑龍江省土著淡水蝦主要有日本沼蝦(Macrobrachiumnipponense)、秀麗白蝦(Exopalaemonmodemus)、中華小長(zhǎng)臂蝦(Palaemonetessinensis)和東北蝲蛄(Cambaroidesdauricus),前3種屬甲殼綱十足目長(zhǎng)臂蝦科,為純淡水經(jīng)濟(jì)蝦類(lèi),在各個(gè)自然水域均有分布。但近年來(lái)黑龍江省內(nèi)自然水域中日本沼蝦的資源量逐年減少,沒(méi)有產(chǎn)量；秀麗白蝦和中華小長(zhǎng)臂蝦在連環(huán)湖、興凱湖、龍虎泡等水域產(chǎn)量一般占蝦類(lèi)產(chǎn)量的50%以上[3],均以捕撈為主,未開(kāi)展人工養(yǎng)殖。目前,針對(duì)上述3種土著蝦的研究?jī)H停留在資源調(diào)查層面,有關(guān)營(yíng)養(yǎng)、繁殖、養(yǎng)殖方面的基礎(chǔ)研究鮮見(jiàn)報(bào)道。為了對(duì)黑龍江省土著日本沼蝦、秀麗白蝦、中華小長(zhǎng)臂蝦的營(yíng)養(yǎng)成分有一個(gè)充分的認(rèn)識(shí),該試驗(yàn)對(duì)采自杜爾伯特蒙古族自治縣連環(huán)湖地區(qū)不同水體的3種蝦肌肉營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了測(cè)定分析和評(píng)估,為后續(xù)土著蝦種質(zhì)資源開(kāi)發(fā)利用提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料2021年春季于黑龍江省杜爾伯特蒙古族自治縣的六合湖、大龍虎泡、哈塔河分別采集野生日本沼蝦、秀麗白蝦、中華小長(zhǎng)臂蝦成蝦各2 kg。其中日本沼蝦體長(zhǎng)5 cm左右,秀麗白蝦體長(zhǎng)4 cm左右,中華小長(zhǎng)臂蝦體長(zhǎng)3 cm左右。用吸水紙將采集到的蝦體表水分擦干,去除蝦頭、蝦殼取出蝦尾肉,于-20 ℃冰箱保存?zhèn)溆肹4]。

1.2 分析方法

1.2.1水分。參照GB 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》[5],利用食品中水分的物理性質(zhì),在101.3 kPa(1個(gè)大氣壓),溫度101～105 ℃下采用揮發(fā)方法測(cè)定樣品中干燥減失的重量,包括吸濕水、部分結(jié)晶水和該條件下能揮發(fā)的物質(zhì),再通過(guò)干燥前后的稱(chēng)量數(shù)值計(jì)算出水分的含量。

1.2.2灰分。參照GB 5009.4—2016《食品中灰分的測(cè)定》[6],食品經(jīng)灼燒后所殘留的無(wú)機(jī)物質(zhì)稱(chēng)為灰分?；曳?jǐn)?shù)值系用灼燒、稱(chēng)重后計(jì)算得出。采用550 ℃灼燒法。

1.2.3粗脂肪。參照GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測(cè)定》[7],采用索氏抽提法,試樣直接用無(wú)水乙醚或石油醚等溶劑抽提后,蒸發(fā)除去溶劑,干燥,得到游離態(tài)脂肪的含量。

1.2.4氨基酸分析。參照GB 5009.124—2016《食物中氨基酸的測(cè)定》[8]。食物蛋白質(zhì)經(jīng)鹽酸水解成為游離氨基酸,經(jīng)氨基酸分析儀的離子交換柱分離后,與茚三酮溶液產(chǎn)生顏色反應(yīng),再通過(guò)分光光度計(jì)比色測(cè)定氨基酸含量?？赏瑫r(shí)測(cè)定天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、賴(lài)氨酸和精氨酸17種氨基酸,其最低檢出限為10 pmol。

1.2.5營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)。使用氨基酸評(píng)分(AAS)、化學(xué)評(píng)分(CS)和必需氨基酸指數(shù)(EAAI)進(jìn)行評(píng)價(jià)。以下列公式進(jìn)行計(jì)算[9]。

式中，n為比較的氨基酸數(shù)；A，B，C，…，H為樣品中的氨基酸含量(mg/g)；AE，BE，CE，…，HE為雞蛋蛋白質(zhì)的氨基酸含量(mg/g)[10-11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分從3種蝦類(lèi)肌肉的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定結(jié)果(表1)可以看出，中華小長(zhǎng)臂蝦水分含量最高,秀麗白蝦次之,日本沼蝦最低，表明中華小長(zhǎng)臂蝦肉質(zhì)更加鮮嫩。日本沼蝦灰分含量最高,秀麗白蝦和中華小長(zhǎng)臂蝦含量相近，表明日本沼蝦中無(wú)機(jī)物含量較高,富含微量元素。日本沼蝦粗蛋白含量為22.09%,粗脂肪含量為1.31%，均明顯高于其他2種蝦。

蝦類(lèi)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值主要決定于蝦肉蛋白質(zhì)和脂肪含量的多少。從表1可看出,粗蛋白含量從高到低依次是日本沼蝦>南美白對(duì)蝦>秀麗白蝦>中華小長(zhǎng)臂蝦>克氏原螯蝦。粗脂肪含量從高到低依次為日本沼蝦>南美白對(duì)蝦>中華小長(zhǎng)臂蝦>克氏原螯蝦>秀麗白蝦。相比于南方地區(qū)的太湖青蝦和呼倫湖秀麗白蝦,連環(huán)湖地區(qū)的3種土著蝦呈現(xiàn)出高蛋白、低脂肪的特點(diǎn),是營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的優(yōu)質(zhì)蛋白來(lái)源。

表1 肌肉一般營(yíng)養(yǎng)成分比較

2.2 肌肉中氨基酸組成及含量分析由表2可見(jiàn),3種蝦肌肉中均測(cè)定出17種氨基酸,日本沼蝦肌肉中氨基酸含量最多的是丙氨酸,占肌肉干重的9.08%,其次是谷氨酸,占肌肉干重的9.03%,必需氨基酸含量為23.30%,占氨基酸總量的34.22%。秀麗白蝦和中華小長(zhǎng)臂蝦肌肉含量最多的氨基酸均是谷氨酸,分別占肌肉干重的10.82%和10.65%,其次是丙氨酸,分別占肌肉干重的9.27%和9.72%。秀麗白蝦必需氨基酸含量為25.88%,占氨基酸總量的35.81%。中華小長(zhǎng)臂蝦必需氨基酸含量為26.18%,占氨基酸總量的35.86%。

水產(chǎn)品味道鮮美程度取決于呈味氨基酸(精氨酸、脯氨酸、谷氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、甘氨酸)的組成和含量。甘氨酸、丙氨酸為呈甘味的特征氨基酸,絲氨酸、脯氨酸也與甘味有關(guān)[16]。從氨基酸測(cè)定結(jié)果看,中華小長(zhǎng)臂蝦的必需氨基酸、半必需氨基酸在3種蝦中含量最高,秀麗白蝦次之,日本沼蝦最低。必需氨基酸中異亮氨酸、賴(lài)氨酸、蘇氨酸、纈氨酸在中華小長(zhǎng)臂蝦中含量最高,亮氨酸、苯丙氨酸在秀麗白蝦中含量最高,蛋氨酸在日本沼蝦中含量最高。3種蝦中秀麗白蝦鮮味氨基酸含量最高,中華小長(zhǎng)臂蝦其次,日本沼蝦最低。

此外,試驗(yàn)結(jié)果顯示,谷氨酸是日本沼蝦中含量第二高的氨基酸,是秀麗白蝦和中華小長(zhǎng)臂蝦中含量第一高的氨基酸。谷氨酸為呈鮮味的特征氨基酸,鮮味最強(qiáng)；谷氨酸是重要的鮮味劑,有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,當(dāng)它被人體吸收后,容易與血氨形成谷氨酰胺,解除代謝過(guò)程中氨的毒害作用,因而能預(yù)防和治療肝昏迷,保護(hù)肝臟,并且對(duì)魚(yú)類(lèi)風(fēng)味起到關(guān)鍵作用[17]。谷氨酸在生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)代謝過(guò)程中也占有重要地位,參與機(jī)體中許多重要生化反應(yīng)[18]。日本沼蝦、秀麗白蝦、中華小長(zhǎng)臂蝦肌肉中鮮味氨基酸與氨基酸總量的比值(∑DAA/∑AA)分別為0.49、0.50、0.48,這也是3種蝦味道鮮美的主要原因[16,19]。鮮味氨基酸總量秀麗白蝦最高,由此可見(jiàn),秀麗白蝦最具鮮味,是營(yíng)養(yǎng)保健食品的較好原料[20]。

食品中必需氨基酸的缺失和過(guò)多都會(huì)造成人體所需氨基酸的不平衡,長(zhǎng)期可能會(huì)影響到生理機(jī)能,導(dǎo)致抵抗力下降、代謝紊亂[21]。日本沼蝦、秀麗白蝦和中華小長(zhǎng)臂蝦肌肉中必需氨基酸與氨基酸總量的比值(∑EAA/∑AA)分別為0.34、0.36、0.36，必需氨基酸與非必需氨基酸總量的比值(∑EAA/∑NEAA)分別為1.48、1.70、1.70,3種蝦的必需氨基酸含量均較高,認(rèn)為這3種蝦肌肉中氨基酸較均衡,符合FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)較好蛋白質(zhì)氨基酸的組成要求。

表2 3種蝦類(lèi)肌肉的氨基酸組成

2.3 蝦肌肉中必需氨基酸組成評(píng)價(jià)AAS(氨基酸評(píng)分)是營(yíng)養(yǎng)學(xué)中對(duì)食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)的一個(gè)指標(biāo)。氨基酸評(píng)分越高,表示該蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高。CS(化學(xué)評(píng)分)是以第一限制性氨基酸為依據(jù)評(píng)定蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的方法；此法首先要測(cè)定待測(cè)蛋白質(zhì)中第一限制性氨基酸的含量,然后與標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)(即全卵蛋白質(zhì))中相應(yīng)氨基酸的含量進(jìn)行比較,求出二者的比值即為化學(xué)評(píng)分。從表3可以看出，3種蝦肌肉中必需氨基酸的AAS均不低于0.62,CS均不低于0.43,說(shuō)明3種蝦肌肉蛋白質(zhì)中必需氨基酸組成含量豐富、種類(lèi)均衡,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高[22]。

EAAI(必需氨基酸指數(shù))是一種蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量與標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)(通常是雞蛋蛋白質(zhì))中的必需氨基酸含量比值的幾何平均數(shù),是評(píng)價(jià)食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的指標(biāo)之一。日本沼蝦、秀麗白蝦和中華小長(zhǎng)臂蝦這3種蝦肌肉中EAAI按全雞蛋蛋白評(píng)分模式計(jì)算分別為63.55、67.46、70.39(表3),說(shuō)明中華小長(zhǎng)臂蝦的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高于其他2種蝦。分析比較發(fā)現(xiàn),3種蝦肌肉中EAAI高于南極磷蝦(43.0)和南美白對(duì)蝦(52.3)[23]等經(jīng)濟(jì)蝦類(lèi),證明黑龍江日本沼蝦、秀麗白蝦和中華小長(zhǎng)臂蝦這3種蝦肌肉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高、均衡性較好、易被吸收,是優(yōu)質(zhì)食品。在與大宗淡水魚(yú)類(lèi)(青魚(yú)67.62、草魚(yú)62.71、鰱魚(yú)60.73、鳙魚(yú)68.44、鯽魚(yú)68.96、團(tuán)頭魴67.13)的EAAI比較分析發(fā)現(xiàn),中華小長(zhǎng)臂蝦的EAAI均高于大宗淡水魚(yú),進(jìn)一步證明連環(huán)湖中華小長(zhǎng)臂蝦是一個(gè)品質(zhì)優(yōu)、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的優(yōu)異種質(zhì)資源。

表3 3種蝦肌肉中必需氨基酸營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

2.4 營(yíng)養(yǎng)成分與環(huán)境的相關(guān)性相比于南方地域的同種蝦類(lèi),連環(huán)湖水域的3種土著淡水蝦營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高,可能與其生存環(huán)境和飼料營(yíng)養(yǎng)存在相關(guān)性。連環(huán)湖地處黑龍江緯度較高地區(qū),全年平均氣溫偏低,冰封期長(zhǎng)達(dá)180 d，在這種低溫環(huán)境下蝦生長(zhǎng)緩慢,肌肉中的水分少、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累充分。其次3種蝦生活在天然大水面中,以天然餌料為食,營(yíng)養(yǎng)較為全面,有利于其生長(zhǎng)發(fā)育。此外,3種蝦均生存在有一定鹽堿含量環(huán)境下(表4),肌肉成分會(huì)隨水體中鹽度的變化而變化。有研究發(fā)現(xiàn),不同物種的肌肉成分會(huì)受外界環(huán)境鹽度變化的影響[24]。這也可能是造成連環(huán)湖地區(qū)野生淡水蝦與其他地區(qū)純淡水蝦類(lèi)營(yíng)養(yǎng)成分存在差異的原因之一。

表4 3種蝦生存的一般水質(zhì)指標(biāo)

3 結(jié)論與討論

通過(guò)對(duì)黑龍江省連環(huán)湖地區(qū)3種土著淡水蝦營(yíng)養(yǎng)成分分析,日本沼蝦、秀麗白蝦、中華小長(zhǎng)臂蝦的水分含量分別為74.71%、79.58%、80.12%，粗蛋白含量分別為22.09%、18.44%、17.69%，粗脂肪含量分別為1.31%、0.69%、0.78%，灰分含量分別為1.78%、1.21%、1.27%；必需氨基酸總量分別為23.30%、25.88%、26.18%；必需氨基酸指數(shù)按全雞蛋蛋白評(píng)分模式計(jì)算分別為63.55、67.46、70.39,其氨基酸組成比例符合WHO/FAO評(píng)分模式標(biāo)準(zhǔn)。3種蝦肌肉的必需氨基酸的氨基酸評(píng)分(AAS)均不低于0.62,化學(xué)評(píng)分(CS)均不低于0.43。

綜上所述,日本沼蝦、秀麗白蝦、中華小長(zhǎng)臂蝦3種蝦是一類(lèi)高蛋白質(zhì)、低脂肪含量的優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品,其中中華小長(zhǎng)臂蝦氨基酸總量最高,是3種蝦中營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高種類(lèi),可作為研發(fā)重點(diǎn)。3種蝦在黑龍江省均作為捕撈對(duì)象,但根據(jù)其資源現(xiàn)狀,為了更好地發(fā)揮這些土著優(yōu)異的種質(zhì)資源在漁業(yè)生產(chǎn)中的作用,在保護(hù)的前提下,開(kāi)展人工繁育、養(yǎng)殖是提高這一優(yōu)異種質(zhì)資源利用率前提基礎(chǔ),同時(shí)土著淡水蝦養(yǎng)殖對(duì)調(diào)整黑龍江水產(chǎn)養(yǎng)殖品種結(jié)構(gòu)、提高漁業(yè)生產(chǎn)效益必將發(fā)揮重點(diǎn)作用。