不同生境擬穴青蟹螯足肌肉營養品質評價*

蘇治南,丁 慧,范航清**,盤遠方,邱思婷,鐘云旭,童立豪

(1.嶺南師范學院,廣東湛江 524048;2.廣西科學院,廣西海洋科學院(廣西紅樹林研究中心),廣西紅樹林保護與利用重點實驗室,廣西南寧 530007)

盡管中國是世界上少數紅樹林面積凈增加(近20年年均增加1.8%)的國家之一[1],但是全球紅樹林總面積仍以每年0.16%-0.39%的速度減少,且大部分紅樹林生態修復工程將植被修復作為唯一目標[2-5],缺乏對紅樹林濕地資源可持續利用的引導。紅樹林藍碳生態農場是在原有老舊養殖池塘的基礎上,結合當地潮差特征規劃布局,兼顧紅樹林修復及生態養殖的功能,其中青蟹是紅樹林修復產出的主要經濟物種之一[6,7]。此外,可利用青蟹對紅樹植物枝干固著動物(以藤壺為主)開展生物防治,在促進紅樹林健康生長的同時也收獲了青蟹成品。以上兩種紅樹林修復模式可為紅樹林周邊居民提供一定的經濟收入,但青蟹產量遠低于集約化養殖,若不賦予一定的生態溢價,則可能因價格太低而導致該修復模式無法持續推廣。走訪北部灣沿海的市場發現,天然青蟹的價格是池塘養殖青蟹的1.5倍以上,但紅樹林修復產出的青蟹常被認為與池塘養殖的一致。

擬穴青蟹(Scyllaparamamosain,以下簡稱“青蟹”),隸屬于節肢動物門(Arthropoda)軟甲綱(Malacostraca)十足目(Decapoda)梭子蟹科(Portunidae)青蟹屬(Scylla)[8]。研究表明,青蟹肌肉中粗蛋白含量為15.33%,而粗脂肪含量為0.82%,符合高蛋白、低脂肪的營養特點,營養價值較高[9,10]。因受各種因素的影響[11-13],不同生境的青蟹肌肉品質也有所差異,影響因子包括鹽度[11]、地理位置[13]、植被狀況[10]、養殖模式[14]、餌料種類[12]和生長階段[15]等。目前,國內外對紅樹林生態修復產出青蟹的營養品質評價尚無報道。

本研究以紅樹林生態修復產出青蟹、傳統池塘養殖青蟹和天然青蟹作為研究對象,分析其螯足肌肉(以下簡稱“肌肉”)的脂肪酸、氨基酸含量及營養成分,通過相關評價體系評估紅樹林生態修復產出青蟹的營養價值,為紅樹林生態修復產出青蟹的生態溢價提供科學依據,促進紅樹林生態修復工程生態效益和經濟效益的可持續發展。同時,推出紅樹林生態修復產出青蟹替代天然青蟹的方案,有利于維持天然紅樹林海區的種群數量,提高生態系統的生物多樣性。

1 材料與方法

1.1 材料

本研究共采集了5種不同生境的青蟹。(1)紅樹林生態修復產出青蟹2種:a.生態青蟹(ECO),來源于蝦塘紅樹林藍碳生態農場,該農場是指在廢棄蝦塘內創造漲落潮條件,少數區域仍保留集約化養殖,其他區域構建紅樹林濕地,紅樹林濕地可對部分集約化養殖尾水凈化,同時在紅樹林濕地中投放青蟹養殖;b.藤壺青蟹(NSA),來源于利用青蟹對紅樹林枝干固著動物(以藤壺為主)防治的紅樹林修復區。在修復的紅樹林中設置4 m×4 m 樣方(樣方用密網密封)投放青蟹幼蟹,幼蟹主要攝食樣方內的藤壺長大。(2)天然青蟹(NA)1 種:在天然紅樹林海區捕獲。(3)池塘養殖青蟹2種:a.混餌養殖青蟹(MIPC):在池塘中養殖,投喂人工配合飼料與蟹守螺(Cerithiidaesp.);b.單餌養殖青蟹(MOPC):在池塘中養殖,僅投喂人工配合飼料。5種生境概況及青蟹潛在食物源見表1,潛在食物源參考宋建達[16]的研究結果。

表1 5種擬穴青蟹生境特征及潛在食物源Table 1 Habitat characteristics and potential food sources of 5 types of S.paramamosain

1.2 樣品采集

于2021年11-12月收集成熟且質量相近的雄性青蟹,其中生態青蟹、藤壺青蟹和混餌養殖青蟹的種源一致,生長周期也基本一致。將試驗青蟹洗凈并擦干后運回實驗室稱重和測量(表2),剪開螯足,取其肌肉置于-18℃冰箱保存待測,1 個青蟹的肌肉為1個重復。

表2 不同生境擬穴青蟹甲殼長、甲殼寬及平均質量(n=3)Table 2 Carapace length,carapace width and mean weight of S.paramamosain from different habitats(n=3)

1.3 樣品組成成分分析

水解氨基酸含量按照GB 5009.124-2016 測定,脂肪酸含量按照GB 5009.168-2016測定,蛋白質含量按照GB 5009.5-2016 中的凱氏定氮法測定,脂肪含量按照GB 5009.6-2016 中的索氏抽提法測定,總灰分按照GB 5009.4-2016 中的灼燒法測定,水分含量按照GB 5009.3-2016中的105℃烘干法測定。

1.4 蛋白質品質評價

根據聯合國糧食及農業組織(FAO)與世界衛生組織(WHO)于1973年建議的每克氮氨基酸評分標準模式[17]和中國預防醫學科學院營養與食品衛生研究所[18]提出的全雞蛋蛋白質化學評分模式對肌肉營養成分進行營養價值評定,氨基酸評分(AAS)、化學評分(CS)、必需氨基酸指數(EAAI)和支鏈氨基酸與芳香族氨基酸含量的比值(F)[10,11]按以下公式計算:

式中,n為比較的氨基酸數;t為待測樣品蛋白質必需氨基酸含量(g/100 g);s為全雞蛋蛋白質必需氨基酸含量(g/100 g);Val為纈氨酸含量;Leu為亮氨酸含量;Ile為異亮氨酸含量;Phe為苯丙氨酸含量;Tyr為酪氨酸含量。

1.5 數據統計分析

利用SPSS 21.0 軟件,采用單因素方差分析(one-way ANOVA)比較不同生境青蟹肌肉營養品質的差異,P＜0.05為差異顯著性水平。

2 結果與分析

2.1 基本營養成分組成

5種不同生境擬穴青蟹肌肉的水分、灰分、蛋白質及粗脂肪含量測定結果見表3。藤壺青蟹肌肉的蛋白質顯著低于其他4種。單餌養殖青蟹肌肉的蛋白質含量最高,且顯著高于天然青蟹、藤壺青蟹和混餌養殖青蟹。藤壺青蟹肌肉的含水率顯著高于生態青蟹和2種池塘養殖青蟹,單餌養殖青蟹肌肉的含水率顯著低于天然青蟹。5種不同生境的擬穴青蟹肌肉粗脂肪和總灰分含量差異不顯著。

2.2 氨基酸含量及營養品質評價

5種不同生境擬穴青蟹肌肉氨基酸的測定結果見表4。生態青蟹的脯氨酸含量顯著高于天然青蟹,兩種青蟹的其他非必需氨基酸和必需氨基酸差異不顯著。生態青蟹的纈氨酸含量顯著高于單餌養殖青蟹,且其蛋氨酸含量顯著高于混餌養殖青蟹。5種青蟹比較可知,生態青蟹的總氨基酸和必需氨基酸含量最高,而藤壺青蟹最低。

表4 不同生境擬穴青蟹肌肉氨基酸含量比較(n=3)Table 4 Comparison of amino acid content of S.paramamosain muscle from different habitats(n=3) Unit:mg/g

根據AAS模式,5種不同生境擬穴青蟹的第一限制氨基酸均為蛋氨酸+半胱氨酸(表5)。AAS評價顯示,生態青蟹和藤壺青蟹的氨基酸評分低于100的只有1種,而單餌養殖青蟹則有3種,其余兩種青蟹有2種。F的大小排序為藤壺青蟹＞混餌養殖青蟹＞生態青蟹＞天然青蟹＞單餌養殖青蟹。

表5 不同生境擬穴青蟹肌肉氨基酸AAS和FTable 5 Amino acid AAS and F of S.paramamosain muscle from different habitats

根據CS模式,5種不同生境擬穴青蟹的第一限制氨基酸均為蛋氨酸+半胱氨酸(表6)。CS評價顯示,藤壺青蟹的化學評分低于100的有2種,天然青蟹有3種,單餌養殖青蟹則有6種,其余兩種青蟹均有4種。EAAI大小排序為藤壺青蟹＞天然青蟹＞生態青蟹＞混餌養殖青蟹＞單餌養殖青蟹。

表6 不同生境擬穴青蟹肌肉氨基酸CS和EAAITable 6 Amino acid CS and EAAI of S.paramamosain muscle from different habitats

2.3 脂肪酸含量

由表7可知,5種不同生境擬穴青蟹肌肉中有25種脂肪酸,包括10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。生態青蟹和藤壺青蟹的EPA 顯著高于天然青蟹,且生態青蟹的C18:1n9c、C20:1、C18:2n6c顯著高于天然青蟹。生態青蟹的C18:1n9c、C20:1、C18:3n3顯著高于混餌養殖青蟹,且其C20:3n6顯著高于單餌養殖青蟹;藤壺青蟹的C16:0顯著低于單餌養殖青蟹。生態青蟹的MUFA顯著高于藤壺青蟹、混餌養殖青蟹;生態青蟹和單餌養殖青蟹的EPA+DHA 顯著高于天然青蟹;其余各類脂肪酸統計指標差異不顯著。

表7 不同生境擬穴青蟹肌肉脂肪酸組成分析(n=3)Table 7 Analysis of fatty acid composition of S.paramamosain muscle from different habitats(n=3) Unit:mg/g

3 討論

3.1 青蟹基本營養成分的差異

餌料是造成青蟹營養品質差異的主要因子,包括餌料種類、投喂量等[10,12]。5種生境的擬穴青蟹食物源差異較大,其中單餌養殖青蟹和混餌養殖青蟹的養殖條件雖然均為池塘,但是投喂餌料不一致,其肌肉的蛋白質含量存在顯著差異,表明餌料種類會對青蟹的營養品質造成影響。生態青蟹、天然青蟹和藤壺青蟹均未直接投喂配合餌料,其餌料種類相比池塘養殖更豐富。黃愛霞等[14]研究發現,野生青蟹的肌肉蛋白質含量(15.98%)較養殖青蟹(18.40%)低,說明在人工篩選的作用下,配合餌料更能促使青蟹蛋白質含量增加。本研究結果表明,單餌養殖青蟹的蛋白質含量最高(17.60%),天然青蟹、藤壺青蟹、生態青蟹和混餌養殖青蟹的蛋白質含量均小于15%,除了餌料種類會造成蛋白質含量增加外,池塘養殖投餌量充足也會促進青蟹肌肉蛋白質含量的增加,該結果與黃愛霞等[14]研究結果相似。此外,藤壺青蟹的肌肉含水率高,可能是樣方空間限制導致食物缺少。5種青蟹的粗脂肪和灰分含量差異均不顯著,與徐夢謙等[12]的研究結果相似,表明餌料種類未對其粗脂肪和灰分含量造成顯著影響。

青蟹生存環境的理化因子也會造成其肌肉營養成分的差異。林沛然[10]研究表明,對紅樹林林下和光灘2種生境的青蟹投喂相同的餌料,其蛋白質和粗脂肪含量存在顯著差異。Azra等[19]研究表明,升溫易引起青蟹代謝異常,體內蛋白質被消耗,導致肌肉蛋白質含量下降,進一步說明青蟹生存環境會對其營養成分造成影響。

3.2 青蟹肌肉氨基酸的差異

氨基酸的含量和組成是評價食物營養價值的重要指標,也是影響風味的主要因素[20]。甲殼類動物的氨基酸差異可能受食物源[21]、種源[22]、季節[23]、發育階段[24]和環境條件[25]等因素的影響。

本研究選取質量相近的成熟青蟹開展試驗,比較5種青蟹肌肉的氨基酸含量,其中藤壺青蟹的總氨基酸和必需氨基酸含量均最低,明顯低于生態青蟹、單餌養殖青蟹和混餌養殖青蟹,最可能的原因是食物源不同,而生境狀況決定了生物的食物源組成[16]?；祓D養殖青蟹所投喂的蟹守螺來源于蝦塘紅樹林藍碳生態農場,生態青蟹的部分食物來源于蝦塘紅樹林藍碳生態農場其他種類養殖物殘留的配合餌料,因此生態青蟹和混餌養殖青蟹的食物源較為接近。藤壺青蟹的生存環境無配合餌料,蟹守螺極少,與生態青蟹、單餌養殖青蟹及混餌養殖青蟹的食物源不同。雖然藤壺青蟹、生態青蟹和混餌養殖青蟹幼蟹的來源一致,但成蟹的氨基酸含量存在差異,可能是生存環境和餌料不同引起的。研究表明,鹽度是影響青蟹營養品質最主要的環境因子,鹽度過高不利于營養物質的積累[22],本研究的生態青蟹和混餌養殖青蟹生存水體鹽度分別為20-30和10-15,但生態青蟹和混餌養殖青蟹的總氨基酸和必需氨基酸含量差異不顯著,說明鹽度可能不是引起青蟹營養品質差異的因子。Meng等[26]研究指出當地低價值的野生魚類、蝦類和天然蝸牛等可作為青蟹池塘養殖的優質餌料。本研究的藤壺青蟹和生態青蟹的氨基酸評價高于混餌養殖青蟹和單餌養殖青蟹,可能是藤壺青蟹和生態青蟹食物源多樣,其餌料為優質餌料?；祓D養殖青蟹的氨基酸評價指數和鮮味氨基酸均高于單餌養殖青蟹,也說明多種餌料混養可提高青蟹的營養品質。盡管藤壺青蟹的氨基酸AAS和CS評價最好,但受餌料量的影響,其蛋白質含量較低,若增加其生存空間,則可能更利于其品質的提升。

3.3 青蟹肌肉脂肪酸的差異

脂肪酸組成在一定條件下可以反映機體的營養水平,也可以反映機體攝食狀況、健康水平及環境改變時機體的生理生化調節效應[27]。5種青蟹肌肉的總脂肪酸、飽和脂肪酸總量和多不飽和脂肪酸總量差異不顯著,該結果與Meng 等[26]的研究結果相似。人工配合飼料常根據養殖動物脂類的需求不同而強化添加某類脂肪酸,以達到提升蟹品質的目的。王健懿[28]研究發現,肌肉中脂肪酸的組成與飼料脂肪酸的組成呈正相關關系;瞿俐俐等[22]、楊印蹼[29]研究發現,投喂不同脂肪源飼料并不會引起肌肉營養成分出現明顯差異,主要是因為飼料中的脂肪被肝胰腺吸收后選擇性地轉運到肌肉等其他組織中[28]。但也有研究表明,青蟹性腺中的總飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸含量差異顯著[26]。因此,為更好地確定青蟹的品質,在今后的研究中應增加對青蟹不同部位營養成分的測定。

蟹肉是DHA 和EPA 的良好來源[21],這兩種脂肪酸的比例在2∶1至1∶2的范圍內均被認為是優質肉[30]。本研究中5 種青蟹肌肉的DHA/EPA 均在優質范圍內,生態青蟹的EPA 和DHA 高于天然青蟹,但略低于單餌養殖青蟹,可能是因為單餌養殖青蟹的主要餌料為人工配合餌料,而人工配合餌料添加了EPA、DHA 或EPA、DHA 的促成物質。根據FAO/WHO 公布的標準,n-3PUFA/n-6PUFA 的比例為0.2被認為是營養均衡的,比例越高則代表營養價值越高,對人體的健康越有利[31]。本研究中5 種青蟹肌肉的n-3PUFA/n-6PUFA 皆大于0.2。此外,生態青蟹的部分不飽和脂肪酸含量顯著高于天然青蟹和池塘養殖青蟹,也說明生態青蟹的品質較好。

3.4 生態修復產出青蟹的推廣前景

以EAAI為評價標準,數值愈大,表明營養價值愈高[11]。生態修復產出的2 種青蟹的EAAI(112.48和95.35)均大于池塘養殖的2 種青蟹(91.43和72.00),天然青蟹的EAAI居中(96.15)。支鏈氨基酸與芳香族氨基酸含量的比值以雞蛋蛋白(2.03)為標準參考值,本研究中藤壺青蟹的品質最佳(F值為2.36),生態青蟹(F值為1.95)、天然青蟹(F值為1.90)和混餌養殖青蟹的品質(F值為1.96)相似,單餌養殖青蟹的品質最低(F值為1.53)。EAAI和F的對比結果表明紅樹林生態修復產出的青蟹營養價值均高于池塘養殖,高于或接近天然青蟹?；?種青蟹氨基酸和脂肪酸的比較結果,紅樹林生態修復產出青蟹的市場推廣前景較好。

4 結論

5種不同生境擬穴青蟹的肌肉蛋白質含量高,氨基酸種類齊全,營養均衡,其營養品質的差異主要來源于不同生境引起的食物源差異。生態青蟹和藤壺青蟹的營養品質評價接近天然青蟹,為紅樹林生態修復產出青蟹的生態溢價提供了支撐。在青蟹養殖過程中,可通過豐富投喂的餌料來提高養殖青蟹的營養品質。