唐金玉,覃寶利,葉建勇,戴楊鑫

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 水生生物研究所,浙江 杭州 310021; 2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 宿遷農(nóng)科所,江蘇 宿遷 223800; 3.杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院 水產(chǎn)研究所,浙江 杭州 310024)

池塘養(yǎng)殖是我國淡水養(yǎng)殖業(yè)重要的生產(chǎn)形式,其產(chǎn)量約占淡水養(yǎng)殖產(chǎn)品的73.4%[1]。經(jīng)過長期的摸索和實踐,我國淡水池塘養(yǎng)殖已經(jīng)形成諸多生態(tài)、高效且特色鮮明的養(yǎng)殖模式[2-3]。然而,這些模式大多基于經(jīng)驗總結(jié),缺乏科學(xué)數(shù)據(jù)的支撐[4-5]。研究表明,養(yǎng)殖模式的改變會造成池塘理化環(huán)境和低營養(yǎng)級生物群落的變化,受此影響,根據(jù)生活環(huán)境選擇相應(yīng)生存策略的養(yǎng)殖對象的生理、生化指標(biāo)也會產(chǎn)生差異[6-8]。因此,系統(tǒng)性研究養(yǎng)殖模式對養(yǎng)殖對象和生活環(huán)境的影響以及二者之間的關(guān)系,對促進我國池塘養(yǎng)殖技術(shù)的進步和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。肌肉營養(yǎng)是評價水產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。目前,有關(guān)養(yǎng)殖模式對水產(chǎn)品營養(yǎng)價值影響的研究多聚焦于養(yǎng)殖設(shè)施[9-11]和餌料種類[12-14]等方面,放養(yǎng)結(jié)構(gòu)對養(yǎng)殖對象肌肉營養(yǎng)的影響鮮見報道。

日本沼蝦(Macrobrachiumnipponense)俗稱青蝦、河蝦,具有生長快、抗病力強、口味鮮美、營養(yǎng)豐富和價格穩(wěn)定等優(yōu)點,是我國重要的淡水經(jīng)濟蝦類[15]。生產(chǎn)中,其養(yǎng)殖模式因地域差異和生產(chǎn)方式的不同而表現(xiàn)多樣,常搭配中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)、加州鱸(Micropterussalmoides)、沙塘鱧(Odontobutisobscura)等水產(chǎn)名特優(yōu)種類共養(yǎng)[16-17]。目前,有關(guān)養(yǎng)殖模式對日本沼蝦及其生活環(huán)境影響的報道較少。研究發(fā)現(xiàn),不同放養(yǎng)結(jié)構(gòu)可改變?nèi)毡菊游r養(yǎng)殖中期水體的理化指標(biāo)和浮游植物,而不同生活環(huán)境和食物資源導(dǎo)致野生蝦的部分氨基酸、脂肪酸和礦物質(zhì)含量差異明顯[17-18]。鑒于此,推測放養(yǎng)模式會影響日本沼蝦的生長性狀和肌肉營養(yǎng)成分。本研究評價了日本沼蝦+中華絨螯蟹+大鱗鲃(Luciobarbuscapito)+加州鱸+鱖(Sinipercachuatsi)、日本沼蝦+沙塘鱧、日本沼蝦+鳙(Aristichysnobilis)3種放養(yǎng)模式下蝦的生長性狀、肌肉營養(yǎng)組成與營養(yǎng)價值,以期為淡水經(jīng)濟蝦類養(yǎng)殖模式的優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 養(yǎng)殖池塘與放養(yǎng)模式

養(yǎng)殖試驗于2018年4—12月在江蘇省泗陽縣高渡鎮(zhèn)周崗村(33°30′14″～33°30′29″N,118°38′1″～18°38′11″E)附近的養(yǎng)殖池塘進行。根據(jù)放養(yǎng)結(jié)構(gòu),設(shè)3個處理:T1,日本沼蝦(90 kg·hm-2,7月17日投放)+中華絨螯蟹(12 000只·hm-2,5月18日投放)+大鱗鲃(450尾·hm-2,5月6日投放)+加州鱸(450尾·hm-2,5月6日投放)+鱖(450尾·hm-2,5月8日投放);T2,日本沼蝦(60 kg·hm-2,7月17日投放)+沙塘鱧(150萬尾·hm-2,5月13日投放);T3,日本沼蝦(15 kg·hm-2,7月17日投放)+鳙(2 000尾·hm-2,4月28日投放)。實施T1處理的3個池塘的水草類型均為伊樂藻[Elodeacanadensis(Planch.) H. St. John]+菹草(PotamogetoncrispusL.),面積分別為2.00、3.00、0.67 hm2;實施T2處理的池塘中,有2個的水草類型為伊樂藻+菹草,面積分別為2.00、3.07 hm2,另1個水草類型為伊樂藻+茨藻(Najasmarina),面積為1.23 hm2;實施T3處理的2個池塘中,1個無水草,面積17.67 hm2,因面積較大,故設(shè)置2處采樣點作為重復(fù),另一個有少量的蓮(NelumbonuciferaGaertn.),面積8 hm2。池塘所用水體均來自洪澤湖,池塘水深0.5～1.5 m,平均1.0 m。

所用蝦種系由洪澤湖野生蝦(體長>5 cm)繁育而來的秋季苗,平均體重0.16 g·尾-1。中華絨螯蟹系購自泗陽縣高渡鎮(zhèn)某養(yǎng)殖戶培育的扣蟹,平均規(guī)格7.3 g·只-1。沙塘鱧購自江蘇省淡水研究所揚中基地,規(guī)格1.5～2.0 cm·尾-1。鳙購自浙江省德清縣某魚種場,規(guī)格50～60 g·尾-1。

養(yǎng)殖期間,分早(06:00—08:00)、晚(16:00—18:00)兩次向池塘投喂餌料。T1處理的池塘在前期投飼蟹配合飼料(粗蛋白含量>38%),后期則以冰鮮魚為主,待蟹捕撈后停止餌料投喂;T2處理的池塘在養(yǎng)殖中后期投飼南美白對蝦配合飼料(粗蛋白含量>40%);T3處理的池塘全程投飼鳙配合飼料(粗蛋白含量>28%)。

1.2 采樣與分析

試驗蝦于2018年12月18日通過地籠收集,并利用集蝦箱(85 cm×40 cm×10 cm)和水槽(100 cm×60 cm×55 cm)運回江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院宿遷農(nóng)科所運河灣基地,分別暫養(yǎng)于基地池塘的9個網(wǎng)箱中(3.0 m×2.0 m×1.5 m)。在網(wǎng)箱中放置喜旱蓮子草[Alternantheraphiloxeroides(Mart.) Griseb]供蝦攀援棲息。饑餓24 h后,每個網(wǎng)箱隨機挑選附肢完整且體長>4.5 cm的活蝦60尾(雌雄各一半),用吸水紙擦干蝦體表面的水分后測定全長、頭胸甲長、體長和體重,分別精確到0.01 cm和0.01 g。剝?nèi)ノr殼后,取出腹部肌肉真空冷凍干燥至恒重,研磨后混合均勻,參照文獻[18]中的方法測定粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、水分含量,及氨基酸組成、脂肪酸組成和礦物質(zhì)元素(K、Na、Ca、Mg、Mn、Zn、Fe、Cr、Cu)含量,測算氨基酸評分(AAS)、化學(xué)評分(CS)、必需氨基酸指數(shù)(EAAI)、動脈粥樣硬化指數(shù)(AI)和血栓性指數(shù)(TI)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2016軟件整理數(shù)據(jù)。使用SPSS 19.0軟件采用單因素方差分析(one-way ANOVA)檢驗不同放養(yǎng)模式下日本沼蝦的生長性狀和肌肉營養(yǎng)成分的差異,對有顯著(P<0.05)差異的,采用Tukey HSD’s test進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長性狀

雄蝦和雌蝦的全長、頭胸甲長、體長和體重在3個處理下均呈現(xiàn)顯著差異(表1)。不同處理間雄、雌蝦的生長指標(biāo)不同:雄蝦中,上述指標(biāo)由高到低排序為T3>T2>T1;雌蝦中,上述指標(biāo)由高到低排序為T2>T3>T1。

表1 不同處理日本沼蝦的生長性狀

2.2 常規(guī)營養(yǎng)成分

不同放養(yǎng)模式對日本沼蝦的粗灰分含量具有顯著影響(表2),但對粗蛋白、粗脂肪和水分含量無顯著影響。對比發(fā)現(xiàn),T1處理的粗灰分含量顯著高于T2。

表2 不同處理日本沼蝦肌肉的常規(guī)營養(yǎng)成分(以濕重計)

2.3 氨基酸組成

除色氨酸在酸水解過程中被破壞未測定外,共檢出氨基酸17種(表3),其中,必需氨基酸(EAA)7種——賴氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸、蛋氨酸,半必需氨基酸2種——組氨酸、精氨酸,非必需氨基酸8種——天冬氨酸、丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸、絲氨酸、半胱氨酸、脯氨酸、酪氨酸。不同處理的丙氨酸含量差異顯著,T1和T2處理的丙氨酸含量顯著高于T3。

表3 不同處理日本沼蝦肌肉的氨基酸組成與含量(以干重計)

2.4 氨基酸營養(yǎng)品質(zhì)

根據(jù)AAS和CS結(jié)果,在排除色氨酸的情況下,日本沼蝦肌肉中的賴氨酸評分最高(表4),超過聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)推薦值和全雞蛋水平;纈氨酸評分最低,為第一限制性氨基酸。根據(jù)AAS評分結(jié)果,必需氨基酸由高到低排序為賴氨酸>蛋氨酸-半胱氨酸>苯丙氨酸-酪氨酸>異亮氨酸>亮氨酸>蘇氨酸>纈氨酸。根據(jù)CS評分結(jié)果,必需氨基酸由高到低排序為賴氨酸>亮氨酸>苯丙氨酸-酪氨酸>異亮氨酸>蘇氨酸>蛋氨酸-半胱氨酸>纈氨酸。經(jīng)測算,T1、T2、T3處理的EAAI分別為(73.13±1.76)、(72.09±1.65)、(70.88±0.36),處理間無顯著差異。

表4 不同處理日本沼蝦肌肉的必需氨基酸組成評價

2.5 脂肪酸組成

日本沼蝦肌肉中共檢出脂肪酸16種(表5),其中,飽和脂肪酸(SFA)6種、單不飽和脂肪酸(MUFA)4種、多不飽和脂肪酸(PUFA)6種。在16種脂肪酸中,T1和T2處理未檢出C20:0和C14:1。不同處理的C18:2 n-6、Σn-6 PUFAs(C18:2 n-6 + C20:2 n-6 + C20:4 n-6)、PUFA含量差異顯著,T1、T2處理顯著高于T3處理。

表5 日本沼蝦肌肉脂肪酸組成及含量

2.6 礦物質(zhì)元素

不同處理的日本沼蝦肌肉中Na、Mn、Zn、Fe含量差異顯著(表6),其中,T1處理的Na、Mn含量顯著高于T3;T2處理的Mn含量顯著高于T3,顯著低于T1;T2和T3處理的Zn含量顯著高于T1;T2處理的Fe含量顯著高于T3。

表6 日本沼蝦肌肉的礦物質(zhì)元素含量

3 討論

3.1 生長性狀

生長性狀是評價水產(chǎn)養(yǎng)殖價值的重要指標(biāo),主要受環(huán)境、基因及二者交互作用的影響[19]。本研究中,蝦苗來源一致,養(yǎng)殖水體彼此鄰近,水源均為洪澤湖湖水,放養(yǎng)與采樣的時間一致,可排除基因、水源、空間、時間等因素造成的差異,所獲數(shù)據(jù)可準(zhǔn)確反映放養(yǎng)模式對日本沼蝦生長情況的影響。不同處理間,雌、雄蝦的全長、頭胸甲長、體長和體重差異明顯,表明改變放養(yǎng)結(jié)構(gòu)對日本沼蝦的生長狀況具有重要影響。分析其原因,主要包括:(1)管理措施不同,蝦蟹和蝦鱧池塘需進行水草養(yǎng)護;(2)人工餌料不同,機體攝取營養(yǎng)的質(zhì)量與組成相差較大;(3)蝦苗放養(yǎng)密度不同,較高密度會壓迫其活動空間并減緩生長[20];(4)養(yǎng)殖種類的攝食習(xí)性和生態(tài)位不同,與日本沼蝦競爭的激烈程度分化明顯。上述結(jié)論表明,放養(yǎng)模式的改變可使養(yǎng)殖環(huán)境、食物資源和生態(tài)位發(fā)生變化,進而影響日本沼蝦的生長狀況。同時,雌、雄個體對環(huán)境的耐受性不同,導(dǎo)致不同模式間雌、雄個體的生長指標(biāo)差異較大。

3.2 常規(guī)營養(yǎng)成分

常規(guī)營養(yǎng)成分是評價肌肉品質(zhì)的重要指標(biāo)。研究顯示,養(yǎng)殖日本沼蝦的粗蛋白、粗脂肪、粗灰分和水分的含量分別在15.83%～21.24%、0.10%～1.65%、1.06%～1.37%和75.71%～81.00%[21-24],同野生蝦相比變化幅度較大,與放養(yǎng)結(jié)構(gòu)和管理措施造成的養(yǎng)殖環(huán)境和食物資源差異較大有關(guān)[14]。養(yǎng)殖模式對水產(chǎn)品的粗蛋白或粗脂肪含量具有重要影響[12-13]。本研究中,養(yǎng)殖水體間理化環(huán)境和浮游植物群落不同(數(shù)據(jù)未發(fā)表),但各處理日本沼蝦肌肉中的粗蛋白和粗脂肪含量差異不明顯,表明3種放養(yǎng)模式造成的環(huán)境差異不能顯著改變粗蛋白和粗脂肪的含量。粗灰分是反映礦物元素營養(yǎng)價值的指標(biāo),其含量與Ca2+吸收有關(guān)[25]。T1處理下日本沼蝦肌肉組織的粗灰分含量顯著高于T2處理,表明相對于沙塘鱧,日本沼蝦與中華絨螯蟹共養(yǎng)可促進其對Ca2+的吸收。

3.3 氨基酸及其營養(yǎng)品質(zhì)

以往,有關(guān)養(yǎng)殖模式對水產(chǎn)品營養(yǎng)價值影響的報道主要集中在養(yǎng)殖設(shè)施[9-11,26-27]和餌料種類[12-14,28-29]上。研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)濟魚、蝦類的氨基酸組成相對穩(wěn)定,不會因養(yǎng)殖模式的變化而改變[9-12,26-29]。然而,有關(guān)養(yǎng)殖模式對水產(chǎn)動物氨基酸含量的影響尚存爭議。一些研究發(fā)現(xiàn),不同養(yǎng)殖模式會造成紅鰭東方鲀(Takifugurubripes)、加州鱸部分氨基酸含量呈現(xiàn)明顯差異[10,27];但另有研究認(rèn)為氨基酸含量主要受品種(品系)、遺傳因素等影響,受養(yǎng)殖模式的影響較小[11]。本研究中,除丙氨酸外,各處理的其他氨基酸含量差異不顯著,表明3種模式對養(yǎng)殖環(huán)境或食物資源的改變可影響日本沼蝦肌肉中的丙氨酸含量,但不足以引起其他氨基酸含量的顯著變化。本研究中,養(yǎng)殖蝦的鮮味氨基酸含量在31.36%～33.24%,與野生蝦含量相近[18],表明共養(yǎng)狀態(tài)下蝦肉的鮮美程度與野生蝦差別不大。丙氨酸是呈甘味的鮮味氨基酸和蝦味氨基酸[12],其在T1和T2處理下的含量顯著高于T3,表明前兩種養(yǎng)殖模式更有利于蝦體中丙氨酸的積累,可能與餌料中氨基酸含量的差異有關(guān)。

必需氨基酸指數(shù)(EAAI)可反映必需氨基酸含量與標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)之間的接近程度[12]。本研究中日本沼蝦的EAAI處于江蘇省4大湖泊野生蝦的變化范圍(70.51～74.09)之內(nèi)[18],說明養(yǎng)殖蝦的必需氨基酸滿足率高,與野生蝦的蛋白質(zhì)營養(yǎng)沒有差別。相對而言,T1處理的日本沼蝦的EAAI相對較高,表明該模式下日本沼蝦肌肉中的必需氨基酸組成與含量更接近標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì),更符合人體消化吸收必需氨基酸的最佳比例。必需氨基酸評分反映蛋白質(zhì)構(gòu)成與利用率之間的關(guān)系。在AAS或CS評分模型下,各處理的排序結(jié)果相同,表明7種必需氨基酸評分的排序結(jié)果與養(yǎng)殖模式無關(guān)、而與評分模型有關(guān)[18]。T1處理日本沼蝦肌肉中的必需氨基酸評分最高,表明該模式下蛋白質(zhì)被人體利用的效率更高。綜上所述,在本研究條件下,T1處理日本沼蝦肌肉中的蛋白質(zhì)更鮮美,氨基酸營養(yǎng)品質(zhì)更好,可被人體利用的效率更高,其蛋白質(zhì)營養(yǎng)品質(zhì)相對高于其他處理。

3.4 脂肪酸

研究發(fā)現(xiàn),養(yǎng)殖模式對紅鰭東方鲀[10]、凡納濱對蝦(Litopenaeusvannamei)[26]、哈氏仿對蝦(Parapenaeopsishardwickii)[30]的脂肪酸營養(yǎng)價值具有重要影響。本研究中,不同處理的日本沼蝦肌肉中C20:0和C14:1組成不同,C18:2 n-6、n-6 PUFAs和PUFA含量差異顯著,表明放養(yǎng)模式對日本沼蝦肌肉的脂肪酸組成和含量具有顯著影響。水溫、餌料豐度、餌料中的脂肪/蛋白質(zhì)比、脂肪酸類型及遺傳因素是影響脂肪酸組成和含量的重要因素[28,31]。本研究中,排除地理位置、水溫、季節(jié)變化及遺傳因素,可知食物資源是影響蝦肉中脂肪酸組成和含量的主要原因。肌肉及組織中的脂肪酸不僅易受食物資源的影響,而且可密切反映食物中的脂肪酸組成[32]。比較發(fā)現(xiàn),T3處理日本沼蝦肌肉中的C18:2 n-6含量較低。C18:2 n-6是甲殼類動物的必需脂肪酸,可通過去飽和作用或碳鏈延伸作用合成長鏈高不飽和脂肪酸[如EPA(花生五烯酸)、DHA(二十二碳六烯酸)等]來滿足自身需求[33],但其只能從自然餌料中獲取,自身不能合成[34]。因此,在本試驗條件下,T3處理需加強含脂肪酸C18:2 n-6飼料的投飼。

研究發(fā)現(xiàn),n-3 PUFA和n-6 PUFA對預(yù)防冠心病、高血壓、糖尿病和癌癥具有重要作用[34],但二者需維持在一定比例才能有效抑制疾病的發(fā)生[35]。根據(jù)《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量》,n-3 PUFA與n-6 PUFA含量的適宜比值為1∶(4～6),而居民飲食中二者的比例遠(yuǎn)小于該值[35]。養(yǎng)殖或野生蝦肌肉中n-3 PUFA和n-6 PUFA的比例分別為(1.28～3.34)∶1和(1.20～1.66)∶1;因此,在飲食中添加日本沼蝦可平衡人體攝食的脂肪酸,維持人體健康。EPA和DHA具有較高的營養(yǎng)保健價值[23],AI和TI對動脈粥樣硬化和血栓的形成具有很好的預(yù)警作用[35]。本研究中,T1處理的EPA+DHA、PUFA、n-3 PUFA、n-6 PUFA、總脂肪酸含量相對較均高,而AI和TI相對較低,表明其具有較高的食用價值、營養(yǎng)價值和保健價值。

3.5 礦物質(zhì)元素

礦物質(zhì)元素在維持機體生命活動和新陳代謝等方面發(fā)揮重要作用。本研究中,日本沼蝦肌肉中的Ca、Fe、Zn含量分別為4 584.4～4 835.7、18.12～43.63、56.55～63.27 mg·kg-1,均高于養(yǎng)殖魚類[29],而Cu、Cr含量均在我國水產(chǎn)品重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)的安全范圍(Cu含量不超過50 mg·kg-1,Cr含量不超過0.1 mg·kg-1)內(nèi)[14],表明本試驗條件下的養(yǎng)殖蝦具有良好的營養(yǎng)價值與安全性。礦物質(zhì)元素可使肌肉呈現(xiàn)不同風(fēng)味,如K、Na、Ca和Fe使肌肉呈咸味,Zn使肌肉呈甜味,Mn和Cu使肌肉呈苦味[9,12]。不同處理的日本沼蝦肌肉中Na、Mn、Zn、Fe含量差異顯著,表明放養(yǎng)模式對蝦肉的營養(yǎng)價值和風(fēng)味具有重要影響。日本沼蝦對礦物質(zhì)元素有較強的富集作用,其體內(nèi)的礦物質(zhì)元素含量受棲息環(huán)境和食物資源的影響[23];因此,不同放養(yǎng)模式下日本沼蝦肌肉中礦物質(zhì)元素含量的差異可能與養(yǎng)殖水體或食物資源中礦物質(zhì)元素的含量差異有關(guān)。

綜上所述,放養(yǎng)模式對日本沼蝦的生長性狀,及肌肉中的氨基酸含量、脂肪酸種類和含量、礦物質(zhì)元素含量等產(chǎn)生顯著影響。比較而言,日本沼蝦與中華絨螯蟹及少量魚類共養(yǎng)可促進其對Ca2+的吸收和丙氨酸的積累,提升蝦肉的鮮美程度、營養(yǎng)價值和保健價值,是一種較理想的生態(tài)養(yǎng)殖模式。但后期,仍需優(yōu)化日本沼蝦的放養(yǎng)密度來改善其生長狀況。