3种养殖模式下澳洲淡水龙虾肌肉脂肪酸品质比较

罗 钦

(福建省农业科学院 农业质量标准与检测技术研究所/福建省农产品质量安全重点实验室，福建 福州 350003)

澳洲淡水龙虾(Cheraxquadricarinatus)，学名四脊光壳南鳌虾，又名红螯螯虾[1]、红螯光壳螯虾[2]，原产于澳大利亚北部热带和亚热带水域中，其个体大、出肉率高、肉嫩味甜，并且富含亚油酸和二十碳五烯酸(EPA)等多不饱和脂肪酸，深受消费者喜爱，是目前世界上较名贵的淡水经济虾种之一。20世纪90年代被引入我国并试养成功，目前国内主要采用池塘[3]、水泥池[4]和稻田[5]等模式进行养殖。有研究指出，不同的养殖模式可以显著影响水产动物肌肉的营养成分和品质[6-7]，其中脂肪酸是衡量动物肌肉营养品质的重要指标之一。随着我国人民收入水平日益提高和生活品质不断改善，消费者对虾产品的品质要求更高，对其养殖环境也更加关注，但不同环境对虾类养殖效果如脂肪酸品质影响的研究滞后于生产实践。因此，对不同养殖模式下澳洲淡水龙虾肌肉中的脂肪酸组成及品质进行研究和评价具有重要的实际意义。

目前，对于澳洲淡水龙虾肌肉中脂肪酸组成方面的研究还较为少见。王广军等[1]的研究表明，池塘养殖的澳洲淡水龙虾肌肉中多不饱和脂肪酸含量较稻田和藕田养殖的克氏原螯虾低，与稻田养殖的克氏原螯虾及池塘养殖的澳洲淡水龙虾相比，藕田养殖的克氏原螯虾肌肉中的脂肪酸种类更多、多不饱和脂肪酸含量更高。不同脂肪源对澳洲淡水龙虾肌肉中脂肪酸组成及其含量有显著影响，前人研究表明，澳洲淡水龙虾肌肉中棕榈酸、油酸和亚油酸的含量均较高，其总含量超过50.00%[2,8-9]，但截至目前尚未见有关不同养殖模式对澳洲淡水龙虾肌肉脂肪酸组成及品质影响的研究报道。主成分分析是采用几个主成分包含的信息量代替原始多个变量的全部信息量，以达到降维目的的一种分析方法[10]，其优点在于可消除评价指标间的相关影响，能够保证评价的客观性[11-14]，近年来被广泛应用于动植物的营养评价研究。通常情况下，参与判断指标越多, 其评价结果的可靠性也越强，但尚未见采用全部脂肪酸指标对澳洲淡水龙虾品质进行评价的研究报道。为此，本研究采用气相色谱法，在同一养殖场中测定池塘、水泥池和稻田等3种养殖模式下澳洲淡水龙虾肌肉中的脂肪酸组成和含量，并运用主成分分析法对其品质进行综合评价，以期为澳洲淡水龙虾适宜养殖模式的筛选提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

澳洲淡水龙虾成虾样品由福建省莆田市某养殖场提供，该养殖场分别采用池塘、水泥池和稻田等3种模式养殖澳洲淡水龙虾，其投苗时间、投苗密度、投喂饵料均按统一标准进行。养殖期间投喂粗蛋白质含量为38%～43%和粗脂肪含量为6%～10%的相应阶段南美白对虾配合饲料，养殖6个月后，随机在各养殖模式下选取3 kg体质健壮、体表完好无伤的成虾作为样品，其中池塘、水泥池和稻田养殖的澳洲淡水龙虾成虾的初始体质量分别为(82.00±9.22)、(79.83±6.01)和(84.17±11.57) g/尾。

1.2 试验方法

将3种模式养殖的成虾样品分别剥除头、肠、壳、脚和尾，得到3份肌肉样品，再将肌肉样品分别各自粉碎制成3个混合试验样品。按照GB 5009.168-2016[15]的方法测定脂肪酸组成和含量，每份混合试验样品重复测定3次，剩余混合试验样品置于-18 ℃冰箱中保存。

1.3 数据统计与分析

采用Excel 2007对原始数据进行处理，试验数据以“平均值±标准差(mean±SD)”表示；用SPSS 17.0进行脂肪酸数据的差异显著性分析和主成分分析。用陈豫等[16]方法对脂肪酸含量进行标准化处理，采用罗钦等[17-18]方法进行主成分评价。

2 结果与分析

2.1 3种养殖模式下澳洲淡水龙虾成虾肌肉的脂肪酸组成

从表1可知，3种养殖模式下澳洲淡水龙虾成虾肌肉中的脂肪酸主要有18种，部分脂肪酸含量间存在显著差异。且脂肪酸含量均以油酸最高，亚油酸次之。肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、花生一烯酸和二十碳三烯酸含量的排序均为稻田养殖模式>水泥池养殖模式>池塘养殖模式；而十五碳酸、十七碳酸、棕榈油酸、十七碳一烯酸、EPA和DHA含量的排序为稻田养殖模式>池塘养殖模式>水泥池养殖模式，山嵛酸、二十碳二烯酸和花生四烯酸含量的排序为池塘养殖模式>水泥池养殖模式>稻田养殖模式，亚油酸和亚麻酸含量排序为水泥池养殖模式>稻田养殖模式>池塘养殖模式，油酸含量排序为水泥池养殖模式>池塘养殖模式>稻田养殖模式，其中稻田养殖模式下澳洲淡水龙虾的EPA和DHA含量均最高。

表1 3种养殖模式下澳洲淡水龙虾成虾肌肉中的脂肪酸组成及含量Table 1 Composition and content of fatty acids in muscle of Cherax quadricarinatus in three breeding modes

成虾的饱和脂肪酸和(n-3)系多不饱和脂肪酸总量均以稻田养殖模式最高；不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和高不饱和脂肪酸总量均以池塘养殖模式最高；单不饱和脂肪酸、(n-6)系多不饱和脂肪酸、(n-9)系多不饱和脂肪酸和必需脂肪酸总量均以水泥池养殖模式最高。

2.2 3种养殖模式下澳洲淡水龙虾成虾肌肉脂肪酸组成的主成分分析及评价

2.2.1 脂肪酸组成的相关性分析 用SPSS 17.0软件中的降维模块,对3种养殖模式下澳洲淡水龙虾成虾肌肉中的脂肪酸数据进行处理，得到各脂肪酸含量的相关系数方阵见表2，其中相关系数为正值表示正相关，为负值表示负相关[11]。由表2可知，肉豆蔻酸、花生酸、棕榈油酸、二十碳三烯酸和DHA这5种脂肪酸含量间的相关系数均不低于0.866，趋近于1，说明这5种脂肪酸之间呈较强的正相关性。其中，肉豆蔻酸、花生酸和二十碳三烯酸含量间的相关系数值均大于0.980，说明三者之间互相呈强正相关，棕榈油酸与DHA含量也呈强正相关。

表2 3种养殖模式下澳洲淡水龙虾成虾肌肉中脂肪酸组成的相关关系Table 2 Correlation analysis among fatty acids contents of adult Cherax quadricarinatus in three breeding modes

表2(续) Continued table 2

从表3可知，2个主成分的特征值均大于1.000，而这2个主成分的累积贡献率达到了100.000%，说明这2个主成分的信息反映了18个脂肪酸含量的全部信息，从而可以实现降维。

表3 3种养殖模式下澳洲淡水龙虾成虾肌肉中脂肪酸的特征值及方差贡献率Table 3 Eigenvalues and variance contribution rates of fatty acids in adult Cherax quadricarinatus in three breeding modes

从表4可知，肉豆蔻酸、花生酸、棕榈油酸、二十碳三烯酸和DHA等5种脂肪酸的载荷权数分别为0.968，0.992，0.994，0.966和0.966，均超过0.950，说明这5种脂肪酸是澳洲淡水龙虾成虾的主要特征脂肪酸，其对澳洲淡水龙虾成虾脂肪酸品质影响较大。

表4 3种养殖模式下澳洲淡水龙虾成虾肌肉中脂肪酸主成分矩阵的组成Table 4 Principal component matrix of fatty acids in adult Cherax quadricarinatus in three breeding modes

2.2.2 脂肪酸品质的综合评价 采用Z-score法[16]对3种养殖模式下的澳洲淡水龙虾成虾肌肉中的脂肪酸含量进行标准化处理，以避免量纲和数量级的影响，通过SPSS 17.0软件中的统计模块处理3种成虾肌肉中各种脂肪酸的含量，获得其标准化后的结果见表5。再结合表3和表4的特征值，可计算得到特征向量如表6所示。

由表5和表6构建2个主成分的表达函数式：Y1=X11×Z1+X12×Z2+…+X118×Z18；Y2=X21×Z1+X22×Z2+…+X218×Z18。其中，Y1、Y2和X1、X2的1和2分别代表主成分1和主成分2，X1、X2和Z的下标数字1～18分别为表5和表6中对应18种脂肪酸的特征向量和标准化值。

将表5和表6中的数据代入主成分的表达函数式，结合表3中的主成分贡献率，构建主成分综合评价函数式为：F=0.734Y1+0.266Y2。经计算，得到3种澳洲淡水龙虾成虾肌肉中脂肪酸品质的综合得分值见表7。从表7可知，3种养殖模式下澳洲淡水龙虾成虾脂肪酸品质综合得分的高低排序依次是稻田养殖模式>水泥池养殖模式>池塘养殖模式。

表5 3种养殖模式下澳洲淡水龙虾成虾肌肉中脂肪酸含量的标准化值(Z)Table 5 Standardized data for fatty acids in adult Cherax quadricarinatus in three breeding modes (Z)

表6 3种养殖模式下澳洲淡水龙虾成虾肌肉中脂肪酸主成分评价的特征向量Table 6 Principal component matrix of fatty acids in adult Cherax quadricarinatus in three breeding modes

表7 3种养殖模式下澳洲淡水龙虾成虾肌肉中脂肪酸品质的综合得分Table 7 Scores of fatty acids in adult Cherax quadricarinatus in three breeding modes

3 讨论与结论

本研究结果表明，在同一个养殖场中，3种养殖模式下澳洲淡水龙虾成虾的一些脂肪酸的含量存在显著差异，说明养殖模式对成虾脂肪酸品质有重要影响，这与 Periago等[6]和Ikonomu等[7]的研究结果一致。对比3种养殖环境，水泥池的透明度较高、换水量较大；池塘水体较大、较深，水体较稳定；稻田饵料(稻秆、根、茎、叶等植物蛋白质)更丰富、更阴凉。3种养殖模式的微环境不同，可能是造成3种成虾肌肉脂肪酸含量差异的主要原因。本研究发现，3种养殖模式下成虾的脂肪酸均以棕榈酸、油酸和亚油酸含量较高，其总量均超过50.00%，这与郭占林等[2]、Thompson等[8]和Kenneth等[9]的研究结果一致。∑PUFA/∑SFA是判断肌肉营养品质高低的重要指标之一，本研究表明，3种养殖模式下成虾的∑PUFA/∑SFA(1.69～1.91)均超过了世界卫生组织的建议值(0.4～0.5)[19]，说明3种养殖模式下成虾的脂肪酸品质均较高。EPA和DHA被公认为是人和动物生长发育中必需的高不饱和脂肪酸[20]。本研究显示，3种养殖模式下成虾均含有EPA和DHA，其中稻田养殖模式的EPA和DHA含量均最高，说明稻田养殖模式有利于提高成虾肌肉中的EPA和DHA含量。

Calder[21]的研究表明，膳食∑(n-6)PUFA、∑(n-3)PUFA和∑(n-6)PUFA/∑(n-3)PUFA均可不同程度地影响机体免疫功能。王雪青等[22]发现，∑(n-6)PUFA摄食超量，会导致肥胖症和心血管疾病，还可诱发肿瘤。同时Sugano等[23]指出，合理膳食结构中的∑(n-6)PUFA/∑(n-3)PUFA值应低于4～5，故需相对提高n-3系列脂肪酸的摄入量。本研究发现，3种养殖模式下澳洲淡水龙虾成虾肌肉中的∑(n-6)PUFA/∑(n-3)PUFA值均小于4，其中稻田养殖模式的比值最低(1.21)，说明稻田养殖模式更有利于提高成虾肌肉中(n-3)系多不饱和脂肪酸的比例。

综上所述，3种模式养殖的澳洲淡水龙虾成虾不仅含有EPA和DHA，而且都具有较高的营养价值。基于主成分分析的综合评价结果表明，以稻田养殖成虾的脂肪酸品质最佳，因此从澳洲淡水龙虾肌肉中的脂肪酸品质方面考虑，稻田养殖模式具有较高的推广应用潜力。同时，虾体化学组成是饲养过程中摄入的食物经过体内转化、合成和储存的结果[24-25]。据Saoud等[26]报道，目前很少有专门为澳洲淡水龙虾配制和生产的商业饲料，国内也未见专用系列人工配合饲料，常以南白对虾配合饲料对其进行饲养，但饲料品质不科学也易导致养殖者的生产收益偏低。本研究发现，肉豆蔻酸、花生酸、棕榈油酸、二十碳三烯酸和DHA等5种脂肪酸是澳洲淡水龙虾的主要特征脂肪酸，而且其相互间的正相关性较高，建议饲料加工企业和养殖户逐步调整和完善饲料配方，并生产符合澳洲淡水龙虾生长需求的专用系列配合饲料，加快澳洲淡水龙虾产业化的开发。