稻虾综合种养模式中小龙虾的品质评价

崔雁娜张海琪丁 兰郝贵杰林 锋邓正清徐 磊*

（1浙江省淡水水产研究所农业部淡水渔业健康养殖重点实验室/浙江省鱼类健康与营养重点实验室，浙江湖州 313001；2安吉县农业农村局渔业站，浙江安吉 313300；3安吉县梅溪镇人民政府，浙江安吉 313306）

小龙虾（Procambarus clarkii），又称克氏原螯虾，发育全过程可分为幼体、幼虾、成体、成虾等4个阶段。幼体摄食卵黄或母体呼吸水流带来的食物；幼虾独立生活，主要摄食浮游动物，体长1.0～3.0 cm；成体为未性成熟的个体，主动摄食浮游动物和水虫饵料，体长3.0 cm以上；成虾为性腺发育成熟的亲虾和商品虾[1]。

自“十三五”以来，小龙虾产业呈爆发式增长，消费市场持续升温。2019年，我国小龙虾养殖总产量达208.96万 t，养殖总面积达 128.60万 hm2，与 2018年相比分别增长27.52%和14.80%；按养殖模式分，小龙虾稻田养殖占比最大，产量为177.25万t，养殖面积110.53万hm2，分别占小龙虾养殖总产量和总面积的84.82%和85.95%，分别占全国稻渔综合种养总产量和总面积的60.46%和47.71%[2]。稻田养虾是一种生态、节能、环保的综合种养模式。在实际生产过程中，水稻和小龙虾互生互利，一方面小龙虾可很好地利用水草，起到除草并为水稻提供有机肥的作用；另一方面稻田水体中溶氧量较高且动植物种类丰富，为小龙虾提供了良好的栖息和生长环境[3]。研究表明，稻虾共生模式使全球升温潜能值下降了16.8%～22.0%，可以缓解温室效应[4]。

目前，有关小龙虾肌肉营养价值方面的研究很多，如稻虾综合种养模式与其他养殖模式的小龙虾肌肉营养成分比较[5-6]、不同地区小龙虾营养价值和品质比较[7]、不同规格小龙虾的原料加工特性研究[8]、小龙虾不同生长阶段营养成分比较[9-10]、各地区小龙虾的基本营养成分测定[11-14]等。通过查阅文献发现，即使采用相同的稻虾综合种养模式，相近体质量的小龙虾营养成分也有较大差异。因此，本文以浙北地区小龙虾为研究对象，研究了稻虾综合种养模式下不同生长阶段小龙虾的营养成分差异，并选取营养成分最佳生长阶段的小龙虾进行质构和风味物质检测，比较活体小龙虾和死体小龙虾的差异，以期为下一步进行小龙虾加工及相关研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 材料与试剂。供试小龙虾：分别从浙江省湖州市安吉县、湖州市南浔区、湖州市长兴县、湖州市吴兴区、嘉兴市海盐县的综合种养产地捕捞不同规格活体小龙虾，包括幼虾（10 g以下）、成体（10～20 g）、成虾（20～30 g），每种规格的小龙虾采样3 kg。用冷藏箱运输至实验室，质构检测要求小龙虾剥壳后肉体完好，取第三节的位置立即进行检测，其他检测指标要求小龙虾剥壳取肉后用搅碎机搅碎冷冻待测。

供试试剂：16种混合氨基酸标准品，由美国Sigma-Aldrich公司生产；36种脂肪酸甲酯标准品、十九烷酸及十九烷酸甲酯标准品，由上海安谱科技股份有限公司生产；盐酸、浓硫酸、硼酸、无水硫酸铜、石油醚、硫酸钾、三氯乙酸、氢氧化钠均为分析纯，正己烷、三氟化硼-甲醇均为色谱级，由国药集团化学试剂有限公司生产。

1.1.2 仪器与设备。供试仪器有凯氏定氮仪（建湖县明启玻璃仪器厂）、索氏提取器（建湖县明启玻璃仪器厂）、电热恒温干燥箱（DGG-9140AD型，上海森信实验仪器有限公司）、分析天平（Secura125-1CN/SQP型，德国Sartorius科学仪器有限公司）、程控箱式炉（SXL-1016型，杭州卓驰仪器有限公司）、恒温水浴锅（DK-S24型，上海智诚分析仪器制造有限公司）、组织捣碎机（GM200型，德国Retsch公司）、氨基酸分析仪（S-433D型，德国SYKAM公司）、气相色谱仪（GC-2010 PLUS型，日本岛津公司）、旋转蒸发仪（V-700 型，瑞士 BUCHI公司）、质构仪（CT3 型，美国Brookfield公司）、Thermo Trace DSQⅡ气质联用仪（美国Thermo Fisher Scientific公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 营养成分测定。水分含量依据《食品安全国家标准 食品中水分的测定》（GB 5009.3—2016）、灰分含量依据《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》（GB 5009.4—2016）、脂肪含量依据《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》（GB 5009.6—2016）、蛋白质含量依据《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》（GB5009.5—2016）、色氨酸和胱氨酸含量依据《饲料中氨基酸的测定》（GB/T 18246—2000）、其他氨基酸含量依据《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》（GB 5009.124—2016）、脂肪酸含量依据《食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定》（GB 5009.168—2016）测定。

1.2.2 虾肉蛋白质品质评价方法。根据FAO/WHO（1973年）提出的人体必需氨基酸均衡模式进行比较，按氨基酸计分方法[15]，以氨基酸评分（AAS）、化学评分（CS）、必需氨基酸指数（EAAI）来评定虾肉中蛋白质的氨基酸营养价值。具体公式如下：

式中：n表示比较的氨基酸数量；t表示待测样品蛋白质的必需氨基酸含量（mg/g蛋白质）；s表示全鸡蛋蛋白质的必需氨基酸含量（mg/g蛋白质）。

1.2.3 虾肉脂肪酸品质评价方法。计算致动脉粥样化指数（AI）和血栓形成指数（TI），用于评估不同养殖模式小龙虾肌肉脂肪酸对人类心血管疾病发生的影响[16-17]；计算多烯指数（PI），用于反映不同养殖模式下小龙虾多烯不饱和脂肪酸的氧化程度[18-19]。具体公式如下：

式中：MUFA为单不饱和脂肪酸；n3、n6分别为n-3 型、n-6 型不饱和脂肪酸；C12∶0、C14∶0、C16∶0、C20∶5、C22∶6 分别为不同种类的脂肪酸。

1.2.4 虾肉质构特性测定。取完整虾仁，采用质构仪对虾仁的第三腹节中央位置进行测试，测定参数：TPA模式，平底柱探头TA41，触发力5 g，压缩距离3 mm，测试速率30 mm/min，恢复时间3 s，停留时间0 s。每批样品测定20个平行样。

1.2.5 虾肉挥发性成分测定。取样品10 g装入顶空瓶中进行检测。GC条件：色谱柱为TR-35MS（30.00m×0.25 mm×0.25 μm）；载气为高纯氦气；进样口温度为250℃，不分流进样；升温程序为初始温度40℃，保持3 min，以5℃/min升至90℃，再以10℃/min升至230℃，保持7 min。

MS条件：采用电子离子源（EI），离子源温度为200℃，电子能量70 eV；传输线温度250℃，检测器温度280℃；质量扫描范围m/z 30～500。

虾肉的挥发性成分采用OAV法[20]进行评定，计算公式如下：

式中：OAV表示气味活度值；C表示化合物的相对百分含量；T表示化合物物质对应的气味阈值。OAV＜1，说明该组分对总体气味无实际作用；OAV＞1，说明该组分可能对总体气味有直接影响。在一定范围内，OAV值越大则该组分对总体气味贡献越大。

1.3 数据统计

采用Excel 2007、SPSS 16.0软件对测定数据进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 稻虾综合种养模式下不同生长阶段小龙虾的营养成分差异

2.1.1 基本营养成分差异。本文对稻虾综合种养模式下不同生长阶段小龙虾的水分、灰分、脂肪、蛋白质进行了检测，结果见表1。可以看出：从幼虾、成体到成虾的整个生长阶段，小龙虾肌肉中的水分含量逐渐下降，且具有显著性差异；幼虾肌肉中的灰分含量显著高于成体和成虾阶段；成虾脂肪含量最高，其次是幼虾，成体最低；成体蛋白质含量最高，其次是成虾，幼虾最低。

表1 不同生长阶段小龙虾肌肉的基本营养成分比较 单位：%

2.1.2 氨基酸成分分析。幼虾、成体、成虾3个生长阶段小龙虾肌肉中的氨基酸共检测出16种，具体检测结果见表2。可以看出，幼虾、成体、成虾3个生长阶段小龙虾肌肉中大部分氨基酸都存在显著性差异，氨基酸总量也存在显著性差异。

表2 不同生长阶段小龙虾肌肉中氨基酸组成及含量比较 单位：（g·（100 g）-1）

AAS值越接近100，与评分模式氨基酸组成越接近，蛋白质营养价值就越高[21]。由表3可知，幼虾、成体、成虾肌肉中氨基酸的AAS值没有明显的规律性，这3个生长阶段的肌肉中蛋氨酸+半胱氨酸的AAS值普遍较低；赖氨酸AAS值幼虾＜成虾＜成体，亮氨酸AAS值成体＞幼虾＞成虾，异亮氨酸AAS值成体＞幼虾＞成虾，苏氨酸AAS值成虾＞幼虾＞成体，缬氨酸AAS值成体＞幼虾＞成虾，苯丙氨酸+酪氨酸AAS值幼虾＞成虾＞成体。

CS值越接近100，与标准蛋白的组成越接近，营养价值越高[21]。由表3可知，幼虾、成体、成虾肌肉中氨基酸的CS值同样没有明显的规律性。3个生长阶段肌肉中蛋氨酸+半胱氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸的CS值都不高；其他蛋白质营养价值，赖氨酸CS值成体＞成虾＞幼虾，亮氨酸CS值成体＞幼虾＞成虾，苏氨酸CS值成虾＞幼虾＞成体。

表3 不同生长阶段小龙虾肌肉中的必需氨基酸含量、AAS、CS及EAAI比较

根据EAAI值来判断蛋白质的营养价值，表现为成体＞成虾＞幼虾。

2.1.3 脂肪酸营养成分分析。对3个生长阶段的小龙虾肌肉中的37种脂肪酸含量进行了检测，共检出31种脂肪酸，其中饱和脂肪酸（SFA）16种（幼虾测出14种，成体测出6种，成虾测出10种）、单不饱和脂肪酸（MUFA）6种（幼虾测出4种，成体测出3种，成虾测出6种）、多不饱和脂肪酸（PUFA）9种（幼虾测出7种，成体测出4种，成虾测出9种）（表4）。

表4 小龙虾肌肉中脂肪酸含量的比较 单位：（g·（100 g）-1）

血清胆固醇浓度与各种血管损伤有很大的相互关系，而血清胆固醇的变化又与饱和脂肪酸（SFA）的摄取量成线性相关[22]。因此，饱和脂肪酸总量越低，脂肪酸的营养价值越高。根据ΣSFA推断3个不同生长阶段小龙虾肌肉中脂肪酸的营养价值为成体＞成虾＞幼虾。

相对而言，单不饱和脂肪酸（MUFA）和多不饱和脂肪酸（PUFA）的含量越高越好[23-24]。由表4可知，ΣMUFA成体和成虾无显著性差异，二者显著高于幼虾；ΣPUFA成体最高，显著高于成虾和幼虾，成虾和幼虾无显著性差异。

AI值和TI值越低越好，PI值越高越好[25]。据此判断，成体的脂肪酸营养价值最高，幼虾和成虾无规律性。

2.2 虾肉质构特性分析

对生长环境、运输条件、存储条件相同的成体小龙虾的活体和死体（采样后死亡2 h以内）进行了质构特性比较，结果见表5。

由表5可知，成体小龙虾活体和死体的质构除了硬度具有显著性差异以外，其他各项参数无显著性差异。

表5 活体与死体小龙虾的质构特性比较

2.3 虾肉挥发性成分分析

对生长环境、运输条件、存储条件相同的成体小龙虾的活体和死体（采样后死亡2 h以内）进行了挥发性成分分析。活体小龙虾共检出41种挥发性物质，死体小龙虾共检出46种挥发性物质，成分相同的挥发性物质有12种。

由表6可知，OAV＞1（说明该组分可能对总体气味有直接影响）的化合物有甲硫醇（活体小龙虾中检出，呈肉香味[37]）、丁酮（死体小龙虾，呈果青味[36]、奶酪味[38]）、丁酸（死体小龙虾，呈腐臭味、奶酪味、汗水味）、二甲基三硫醚（死体小龙虾，呈煮熟蔬菜气味[39]）、二甲基二硫醚（死体小龙虾，呈熟白菜味[40]）、十六酸乙酯（活体小龙虾和死体小龙虾，呈蜡味、水果味、奶油味[23]）、对甲酚（死体小龙虾，呈药物味、苯酚味、烟味[39]）、三甲胺（死体小龙虾，呈鱼腥味[37]）。其中，活体小龙虾和死体小龙虾OAV＞1的相同化合物是十六酸乙酯，且死体小龙虾的OAV值大于活体小龙虾。由此推断：小龙虾死后2 h内，肉香味减少，同时产生了多种不良风味物质，口感和食用安全性均明显下降。建议不要食用死体小龙虾。

表6 （续）

表6 活体小龙虾与死体小龙虾风味化合物OAV比较

因为部分化合物无法查询到气味阈值，所以无法计算OAV值。无法计算OAV值的化合物中，小龙虾死后2 h内新产生的有醛类1种、醇类1种、酮类1种、酸类2种、烃类2种、酚类1种、酯类3种、其他10种；小龙虾死后2 h内消失的有醛类1种、醇类3种、酮类2种、酸类1种、烃类7种、其他5种。

3 结论

本文比较了稻虾综合种养模式下不同生长阶段小龙虾的营养成分，发现幼虾、成体、成虾3个生长阶段中成体小龙虾蛋白质含量最高，氨基酸营养价值和脂肪酸营养价值最高。

选取成体中的活体小龙虾和采样后死亡2 h内的小龙虾进行了质构特性和挥发性成分分析，结果发现：成体小龙虾活体和死体的质构除了硬度具有显著性差异以外，其他各项参数无显著性差异，且死体小龙虾的硬度大于活体小龙虾，不排除死体小龙虾正处于僵直阶段；挥发性成分分析显示，小龙虾死后2 h内，肉香味减少，同时产生了多种不良风味物质，建议消费者不要食用死体小龙虾。

综上所述，在水产加工阶段，选择体质量为10～20 g的成体活小龙虾进行加工，可达到最佳的风味、口感，营养价值最高。该研究可为小龙虾加工企业提供参考，为小龙虾肉质相关科学研究提供借鉴。