不同养殖模式和野生克氏原螯虾肌肉营养成分分析与评价

程小飞，宋锐，向劲，刘丽，田兴，王冬武，刘明求，谢仲桂，王金龙,2

（1.湖南省水产科学研究所，水生动物营养与品质调控湖南省重点实验室，湖南长沙 410153）(2.湖南文理学院生命与环境科学学院，湖南常德 415000）

克氏原螯虾（Procambarus clarkii）俗称小龙虾，属甲壳纲、十足目、螯虾亚目、螯虾科、原螯虾属，原产自于美国的东南部，20世纪80年代引入日本后，在1929年由日本输入到我国湖北、江苏等地[1]。克氏原螯虾，因其色泽鲜艳，味道鲜美，营养丰富，深消费者喜爱，近年来克氏原螯虾产业在我国发展迅猛，其总产量从2003年的5.61×107kg，发展到2018年的163.87×107kg，其中湖南省 2018年总产量达到23.76×107kg，位居全国第二位，仅次于湖北省[2,3]。我国小龙虾养殖模式主要有稻虾综合种养、池塘主养、莲藕田套养、河蟹混养等，其中小龙虾稻田养殖占比最大，产量118.65万t，养殖面积1261万亩，分别占总产量和总面积的72.40%和75.10%，稻虾综合种养模式已成为农业生态循环发展的重要模式之一[4]。研究不同模式养殖与野生克氏原螯虾肌肉营养价值，对引导消费者合理膳食，推动小龙虾养殖业及带动第三产业发展具有积极的作用。

目前国内外对不同地区及不同养殖模式克氏原螯虾肌肉营养成分分析方面已有不少的报道。万金娟等[5]报道，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，且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。王广军等[6]报道，澳洲淡水龙虾与广东地区稻田养殖和藕塘养殖的克氏原螯虾相比，具有较好的肌肉营养品质和更高的出肉率，且与澳洲淡水龙虾和稻田养殖克氏原螯虾相比，藕田养殖克氏原螯虾肌肉中脂肪酸种类更多且多不饱和脂肪酸含量更高，锌铁比更为合理。徐晨等[7]报道，南京浦口、苏州太湖及宿迁泗洪地区的小龙虾肌肉营养价值和品质略有不同。刘永涛等[8]报道，稻田养殖克氏原螯虾肌肉质构特性和营养品质受饲料种类的影响。田娟等[2]等报道，洞庭湖克氏原螯虾和其他产地克氏原螯虾相比，含肉率相对较高，营养价值无显著性差异。湖南省南县2018年小龙虾养殖产量7.61×107kg，位居全国县（市、区）小龙虾养殖产量第4位，仅次于湖北省的监利县、洪湖市和潜江市[3]，然而关于南县地区不同养殖模式下克氏原螯虾肌肉营养品质的研究却鲜有报道。本研究通过对稻田养殖、池塘养殖克氏原螯及野生克氏原螯虾肌肉的一般营养成分、氨基酸组成和脂肪酸组成进行测定及分析评价，以期为克氏原螯虾营养需求研究、饲料研制、养殖模式及南县小龙虾品牌的推广提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 样品来源及预处理

随机选取湖南南县地区不同养殖模式下（池塘养殖和稻田养殖）及野生克氏原螯虾各60尾，去掉虾头、虾壳后，分别将每个处理组的虾尾肌肉用实验室小型粉碎机粉碎后，60 ℃烘箱干燥24 h，再次粉碎过60目筛，制成干粉样品，于-20 ℃冷冻保存，用于一般营养成分、氨基酸、脂肪酸测定，每个样品测三个重复。

1.2 营养成分测定

体成分测定[9]：水分含量：105±2 ℃常压烘干法（国标GB/T 5009.3-2010）；蛋白质含量：自动凯氏定氮仪法（国标 GB/T 5009.5-2010），采用仪器为丹麦FOSS全自动凯氏定氮仪Kjeltec8400；粗脂肪含量：索氏抽提法（国标GB/T 5009.6-2003），使用仪器为丹麦FOSS索氏抽提器；灰分：550 ℃马福炉灼烧法（国标 GB/T 5009.4-2010）。

氨基酸测定方法[10]，取样品0.5 g，用6 mol/L的盐酸于110 ℃下水解22 h过滤定容至50 mL，取0.5 mL真空干燥制作成样品，使用德国 Sykam公司S-433D型氨基酸分析仪测定样品氨基酸组成及比例。

脂肪酸测定方法[1]：送样至青岛科创质量检测有限公司进行检测，称取适量的样品，经过前处理后用0.45 μL滤膜过膜后上机测试（气相色谱仪 Agilent 7890A）；上机条件：色谱柱：CD-2560（100 m×0.25 mm×0.20 μL）；升温程序：130 ℃保持 5 min，以4 ℃/min的速率升温至240 ℃，保持30 min。进样口温度：250 ℃；载气流速：0.5 mL/min；分流进样，分流：10:1；检测器：FID；检测器温度：250 ℃。

1.3 营养品质评价

根据FAO/WHO1973年建议的氨基酸评分标准模式和全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式[11]进行比较。蛋白质氨基酸评分（AAS）、化学评分（CS）和必需氨基酸指数（EAAI）计算公式如下[12]。

式中，aa为实验样品氨基酸含量（mg/g N）；AA（FAO/WHO）为 FAO/WHO 评分标准模式中同种氨基酸含量（mg/g N），AA(Egg）为全鸡蛋蛋白质中同种氨基酸含量(mg/g N）；n为比较的必需氨基酸数；A，B，C，……，H为实验样品中各必需氨基酸含量(mg/g N，dry）；AE，BE，CE，……，HE为全鸡蛋蛋白质中同种必需氨基酸含量（mg/g N，dry）。

氨基酸含量/（mg/g N）=[氨基酸含量（干样）%]/[粗蛋白质含量（干样）%]×6.25×1000

1.4 数据处理

采用SPSS 18.0软件进行统计分析。实验数据首先进行方差齐性检验；方差齐性后，进行单因素方差分析（One-way ANOVA)，用Duncan"s多重比较来确定各实验组间差异的显著性，p＜0.05被认为差异显著。结果以平均值±标准差表示（mean±SD）。

2 结果与讨论

2.1 克氏原螯虾肌肉一般营养成分比较

表1 不同养殖模式克氏原螯虾肌肉一般营养成分（干重，%）Table 1 Chemical composition in muscle of Procambarus clarkia from different cultured modes

三种模式下克氏原螯虾肌肉中粗蛋白质的含量表现为，稻田组（84.42%）＞池塘组（83.59%）＞野生组（82.81%），但各组间差异不显著（p＞0.05）；三种模式下克氏原螯虾肌肉中粗脂肪含量表现为稻田组（2.96%）＞池塘组（2.22%）＞野生组（1.48%），且各组间差异显著（p＜0.05）；不同养殖模式及其与野生克氏原螯虾肌肉的水分和灰分含量均无显著性影响（p＞0.05）（表1）。

克氏原螯虾主要食用部分为其尾部肌肉，而蛋白质和脂肪含量高低作为评价其营养价值高低的重要指标[13]。本研究中，3种模式下克氏原螯虾肌肉的粗蛋白质含量表现为稻田组最高，其次是池塘组，野生组最低，但3组间无显著性差异，这与万金娟等[5]对盱眙地区不同养殖模式克氏原螯虾肌肉粗蛋白质含量（19.65%～20.54%）无显著差异，且野生组粗蛋白质含量（19.80%）较低的报道基本一致。王广军等[6]的研究也表明，广东地区稻田养殖（17.22%）和藕塘养殖（17.80%）对克氏原螯虾肌肉粗蛋白质含量无显著影响。除了养殖模式，田娟等[2]报道，洞庭湖野生克氏原螯虾（16.70%）与鄱阳湖（18.70%）、盱眙（17.70）、常熟（17.03%）不同产地的克氏原螯虾肌肉粗蛋白质含量无显著影响，而徐晨等[7]报道，南京浦口（14.23%）、苏州太湖（13.35%）及宿迁泗洪（15.86%）地区养殖的克氏原螯虾肌肉粗蛋白质含量存在明显差异。通过分析，我们初步认为野生克氏原螯虾肌肉粗蛋白质含量低于各养殖模式的克氏原螯虾，同时野生克氏原螯虾肌肉粗蛋白质含量受产地影响较小或不受其影响，而养殖克氏原螯虾肌肉粗蛋白质含量受产地影响明显，分析原因可能是野生条件下克氏原螯虾饵料种类丰富，如可摄食水草、藻类、水生昆虫、动物尸体等，且不同地区克氏原螯虾可食用的饵料种类也大同小异，而养殖克氏原螯虾肌肉粗蛋白质含量受产地影响明显可能与各地区的饲料和原料存在一定差异相关。

脂肪含量越高，小龙虾尾肉的多汁性和滑腻性就会越好，脂肪含量越低，小龙虾尾肉就会有粗糙、质地硬、口感不佳的情况出现[7]。本研究中，不同养殖模式对克氏原螯虾肌肉的粗脂肪含量影响显著，其中稻田组克氏原螯虾肌肉的粗脂肪含量最高，其次是池塘组，野生组最低。与本研究结果不同的是，王广军等[6]报道，广东地区稻田养殖（0.68%）和藕塘养殖（0.65%）对克氏原螯虾肌肉粗脂肪含量无显著影响。万金娟等[5]也报道，盱眙地区不同养殖模式之间克氏原螯虾肌肉粗脂肪含量（1.36%～1.50%）无显著差异，但池塘主养模式（1.50%）和蟹塘混养模式（1.50%）显著高于野生模式（1.36%），后者与本研究结果一致，即养殖组克氏原螯虾肌肉的粗脂肪含量要高于野生组，而克氏原螯虾肌肉粗脂肪含量的高低因养殖模式的不同而存在一定差异。野生克氏原螯虾肌肉的粗脂肪含量较低，可能与其生活环境、饵料丰度、活动空间、活动量等相关。野生动物粗脂肪含量除与种类和产地有关外，可能还受到采样时间及年龄等多方面影响[2]。

三种不同模式克氏原螯虾肌肉的水分和灰分含量无显著差异，这与王广军等[6]对克氏原螯虾、马冬梅等[14]对华南鲤（Cyprinuscarpio rubrofuscus）、韩现芹等[15]对牙鲆（Paralichthys olivaceus）、叶鸽等[16]对罗非鱼（Oreochromis niloticus×Oreochromis aureus）的研究结果一致；而叶香尘等[12]报道，池塘和稻田不同养殖模式会对金边鲤（Cyprinuscarpiovar.Jianbian），肌肉的水分和灰分差生显著影响，同时阮成旭等[17]报道，工厂化养殖和网箱养殖对大黄鱼（Pseudosciaena crocea）水分和灰分含量无显著差异，但两种养殖大黄鱼的水分含量均低于野生大黄鱼，而灰分无显著差异。分析认为，不同养殖模式是否会对水产动物肌肉水分和灰分含量产生影响可能与养殖模式及养殖品种等不同相关。

2.2 克氏原螯虾肌肉氨基酸组成比较

三种模式下克氏原螯虾肌肉中均检测出了 17种氨基酸（表2），而不同模式下克氏原螯虾肌肉氨基酸含量存在一定差异：其中稻田与野生组表现为，稻田组除蛋氨酸（Met）含量显著高于野生组外（p＜0.05），其他氨基酸均与野生组无显著性差异（p＞0.05）；稻田与池塘组表现为，稻田组苏氨酸（Thr）、丝氨酸（Ser）和蛋氨酸（Met）含量显著高于池塘组（p＜0.05），而甘氨酸（Gly）、异亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）和组氨酸（His）含量显著低于池塘组（p＜0.05），其他氨基酸均与池塘组无显著性差异（p＞0.05）；野生与池塘组表现为，野生组苏氨酸（Thr）、丝氨酸（Ser）和谷氨酸（Glu）含量显著高于池塘组（p＜0.05），而甘氨酸（Gly）、异亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）和组氨酸（His）含量显著低于池塘组（p＜0.05），其他氨基酸均与池塘组无显著性差异（p＞0.05）。三种模式下克氏原螯虾肌肉中∑TAA、∑EAA、∑EAA/∑TAA、∑EAA/∑NEAA、∑DAA/∑TAA表现为，池塘组＞稻田组＞野生组，但组间均无显著性差异（p＞0.05）。

一般认为，蛋白质作为人体所需的六大营养要素之首，价格成本最高，其含量高低直接影响食品的营养价值，而其氨基酸含量及组成则决定了蛋白质的优劣。作为优质的食品蛋白质，除了需要必需氨基酸种类齐全，其必需氨基酸含量的比例也很关键，根据FAO/WHO的理想模式，质量较好的蛋白质其∑EAA/∑T AA为40%左右，∑EAA/∑NEAA在60%以上[13]。鲜味氨基酸（DAA：Glu、Gly、Asp、Ala）的组成与含量决定了鱼类肌肉的风味，DAA所占比例与肌肉的鲜美程度呈正相关[18]。

表2 不同养殖模式克氏原螯虾肌肉氨基酸组成（干重，%）Table 2 Amino acid profile in muscle of Procambarus clarkia from different cultured modes

本研究中，三种模式下克氏原螯虾肌肉中氨基酸种类相同，而某些氨基酸（Thr、Ser、Met、Gly、Ile、Leu、His、Glu）含量不尽相同，但其氨基酸总和（∑TAA）、必需氨基酸总和（∑EAA）和鲜味氨基酸总和（∑DAA）无显著性差异，这与王广军等[6]、万金娟等[5]研究结果基本一致。本研究中，池塘组、稻田组和野生组克氏原螯虾肌肉氨基酸中∑EAA/∑TAA分别为 36.07%、35.61%、35.54%，结果与南京浦口（35.77%）、苏州太湖（35.07%）和宿迁泗洪（35.85%）地区的养殖克氏原螯虾接近[7]，稍低于东洞庭湖野生克氏原螯虾（36.00%）[2]、盱眙地区野生克氏原螯虾（40.87%）[5]和珠海地区养殖克氏原螯虾（37.70%～39.00%）[6]，高于凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）（29.36%～ 34.70%）[19]的∑EAA/∑TAA比值，三种模式下克氏原螯虾肌肉氨基酸组成基本符合FAO/WHO的理想模式，氨基酸比较平衡，因此，三种模式下克氏原螯虾均属优质蛋白质资源。

2.3 克氏原螯虾肌肉氨基酸营养价值评价

表3 不同养殖模式克氏原螯虾肌肉中必需氨基酸含量(mg/g N)Table 3 EAA in muscle of Procambarus clarkia from different cultured modes

表4 不同养殖模式克氏原螯虾肌肉氨基酸评分、化学评分和必需氨基酸指数Table 4 AAS, CS and EAAI in muscle of Procambarus clarkia from different cultured modes

三种模式下克氏原螯虾肌肉中必需氨基酸含量，如表3所示；氨基酸评分（AAS）、化学评分（CS）和必需氨基酸指数（EAAI）结果，如表4所示。3组克氏原螯虾肌肉中Thr、Met+Cys和Val含量均接近或稍低于FAO/WHO标准，而Ile、Leu、Lys和Phe+Tyr含量均高于FAO/WHO标准。3组虾肉的必需氨基酸（EAA）中均以Lys含量最高，且明显高于FAO/WHO标准和全鸡蛋蛋白质标准，表明不同养殖模式及野生克氏原螯虾均可作为优质的Lys来源，以补充人体膳食中Lys的不足。以AAS作为评价标准，池塘组克氏原螯虾肌肉的第一限制性氨基酸为 Thr，稻田组和野生组克氏原螯虾肌肉的第一限制性氨基酸均为Val，3组克氏原螯虾肌肉的第二限制性氨基酸均为Met+Cys；以CS作为评价标准，3组克氏原螯虾肌肉的第一限制性氨基酸均为Met+Cys，池塘组克氏原螯虾肌肉的第二限制性氨基酸为 Thr，稻田组和野生组克氏原螯虾肌肉的第二限制性氨基酸均为Val。

池塘组、稻田组和野生组的必需氨基酸指数（EAAI）分别为77.79、77.23、78.19，均稍低于东洞庭湖野生克氏原螯虾（80.02）[2]和常熟克氏原螯虾（82.54）[20]，而高于盱眙地区（66.42）[21]、珠海地区（67.69～69.87）[6]和鄱阳湖（56.36）[22]克氏原螯虾及凡纳滨对虾（29.65～60.25）[19]。根据AAS和CS，三种模式下克氏原螯虾肌肉的Lys评分均最高，这与王广军等[6]、田娟等[2]、易瑞恺等[22]、陈晓明等[21]和丁建英等[20]的研究结果一致。根据CS，3种模式克氏原螯虾肌肉的第一限制性氨基酸均为Met+Cys，池塘组克氏原螯虾肌肉的第二限制性氨基酸为 Thr，稻田组和野生组克氏原螯虾肌肉的第二限制性氨基酸均为Val，这与田娟[2]和王广军[6]等的研究结果基本一致。根据AAS，池塘组克氏原螯虾肌肉的第一限制性氨基酸为 Thr，稻田组及野生组克氏原螯虾肌肉的第一限制性氨基酸均为Val，3组克氏原螯虾肌肉的第二限制性氨基酸均为 Met+Cys，这与田娟等[2]的研究结果基本相似，而与王广军[6]等的研究表明，根据AAS珠海地区不同养殖模式克氏原螯虾肌肉的第一限制性氨基酸均为Met+Cys，第二限制性氨基酸均为Val。因此，根据 AAS和 CS我们认为克氏原螯虾肌肉氨基酸中Lys评分最高，且不受养殖与野生、养殖模式和产地等因素的影响；另一方面，克氏原螯虾肌肉的限制性氨基酸主要是Met+Cys和Val，第一和第二限制性氨基酸因养殖模式和评价方式而不尽相同。

2.4 克氏原螯虾肌肉脂肪酸组成比较

表5 不同养殖模式克氏原螯虾肌肉脂肪酸组成（干重，%）Table 5 Fatty acid profile in muscle of Procambarus clarkia from different cultured modes

三种模式下克氏原螯虾肌肉脂肪酸种类及含量见表5。池塘组、稻田组和野生组克氏原螯虾肌肉中脂肪酸种类各不相同，其分别检测出13种、14种和15种脂肪酸，其中饱和脂肪酸（SFA）均主要以C16:0、C24:0、C18:0为主，饱和脂肪酸总和（∑SFA）分为48.06%、44.03%、39.95%，且3组间各饱和脂肪酸及其总含量均差异显著（p＜0.05）；单不饱和脂肪酸（MUFA）均主要以C18:1n9c、C20:1、C16:1为主，单不饱和脂肪酸总和（∑MUFA）分别为 35.48%、31.03%、25.76%，且3组间各单不饱和脂肪酸及其总含量均差异显著（p＜0.05）；池塘组的多不饱和脂肪酸（PUFA）按其含量由高到低分别为 C18:2n6c（10.99%）、C22:6n3（3.10%）、C20:2n6（1.20%）、C18:3n3（1.17%），稻田组和野生组的PUFA按其含量由高到低均为 C18:2n6c（12.76%%和 21.12%）、C20:4n6（6.34%%和 6.30%）、C22:6n3（3.97%和4.65%）、C20:2n6（1.02%和1.61%）、C18:3n3（0.84%和 0.61%），3组间各多不饱和脂肪酸（稻田和野生组间C20:4n6除外）及其总和（∑PUFA分别为16.46%、24.93%、32.30%）均存在显著性差异（p＜0.05）；3组克氏原螯虾肌肉中高不饱和脂肪酸（∑HUFA）、n-3系多不饱和脂肪酸（n-3）、n-6系多不饱和脂肪酸（n-6）含量高低均表现为野生组＞稻田组＞池塘组（p＜0.05），而其 n-3/n-6则表现为野生组＜稻田组＜池塘组（p＜0.05）。

克氏原螯虾肌肉脂肪含量影响虾肉的多汁性和滑腻性就等口感指标，而脂肪酸组成是影响肌肉品质和风味的的又一重要因素[23,24]。饱和脂肪酸（SFA）作为重要的能量来源，可为机体提供能量，而不饱和脂肪酸（UFA）具有降低血脂、预防心血管疾病、促进生长发育的作用，多不饱和脂肪酸（PUFA）中的EPA和DHA对促进婴幼儿脑部发育，预防老年人心脑血管疾病等方面更具明显的作用[19,25,26]。花生四希酸（ARA）对于脂质代谢的调节、生物进程及免疫反应等生理过程中具有重要的作用[27]。本研究中SFA相对含量稻田组显著高于野生组，但两者均低于池塘组，野生组和稻田组 SFA相对含量较低可能与克氏原螯虾的饵料相对不足，且活动范围较大，导致更多的SFA用于机体供能[23]。三种模式下克氏原螯虾肌肉PUFA主要以C18:2n6c（亚油酸）、C20:4n6（ARA）和C22:6n3（DHA）为主，且野生组这三种脂肪酸的相对含量及∑PUFA含量均显著高于其他组，稻田组次之，池塘组最低，说明不同养殖模式会造成克氏原螯虾肌肉中脂肪酸种类和含量的不同，分析原因可能与饵料或饲料中脂肪酸组成相关[28]，这对于满足特定营养需要有一定的效果。王广军等[6]对克氏原螯虾、叶香尘等[12]对金边鲤、管崇武等[29]对俄罗斯鲟（Acipenser gueldenstaedtii）的研究结果与本研究一致，而马冬梅等[14]研究表明不同养殖模式对华南鲤脂肪酸组成无显著影响（除豆蔻酸除外），造成这种差异的原因可能与不同养殖模式、养殖品种及饵料类型等有一定关系。三种模式下克氏原螯虾肌肉脂肪酸 n-3/n-6均达到国际粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）推荐的（0.1～0.2），且表现为池塘组（0.35）最高，稻田组（0.24）次之，野生组最低（0.19），较高的 n-3/n-6能有效降低血脂，抑制血小板凝集，降低心血管疾病的发病率[12,30]，表明三种模式下克氏原螯虾肌肉脂肪酸组成均较合理，且池塘养殖模式和稻田养殖模式下克氏原螯虾肌肉脂肪酸组成比野生条件下更好，对人体更加有益。

3 结论

3.1 稻田养殖模式下克氏原螯虾肌肉的粗蛋白和粗脂肪含量均最高，池塘养殖模式次之，野生条件下最低。

3.2 根据 AAS，池塘养殖、稻田养殖和野生三种模式下的克氏原螯虾肌肉的第一限制性氨基酸分别是Thr、Val、Val，第二限制性氨基酸均是Met+Cys；根据CS，第一限制性氨基酸均为Met+Cys，第二限制性氨基酸分别为 Val、Thr、Val；其必需氨基酸指数（EAAI）分别为77.79、77.23、78.19；必需氨基酸中均是Lys含量最高。

3.3 池塘养殖模式和稻田养殖模式比野生条件下克氏原螯虾肌肉的综合营养价值更高。