不同家系中华绒螯蟹一龄幼蟹肌肉营养成分的比较

李雪婷 ，李晓东 ，2*

（1.沈阳农业大学，辽宁 沈阳 110866；2.盘锦光合蟹业有限公司，辽宁 盘锦 124200）

中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）俗称河蟹，是我国久负盛名的特产，也是国内重要的水产养殖品种。近几年中华绒螯蟹养殖规模不断扩大，产量不断增加，成为全球主要的经济养殖蟹类之一。与真鲷、平鲷、黑鲷、斜带髭鲷和勒氏笛鲷5 种常见养殖鱼类相比，中华绒螯蟹的粗蛋白、粗脂肪和灰分3 大营养成分含量均较高[1-2]。与常见养殖贝类如牡蛎、蛤蜊、扇贝和贻贝相比，其粗蛋白及粗脂肪含量也较高[3-4]。除了中华绒螯蟹之外，其他蟹类如锯缘青蟹[5]和三疣梭子蟹[6]等的营养价值研究也越来越多。

现有中华绒螯蟹的营养价值研究结果显示，不同生态环境下，养殖的河蟹在营养指标上存在一定的差异，其中同性别河蟹粗蛋白、氨基酸各指标的差异较小，而可食部分比例、粗脂肪、水分、脂肪酸和微量元素等指标差异较大[7-8]。饲料中的营养物质很大程度上会影响中华绒螯蟹的风味和营养物质含量，以植物油部分替代饲料中的鱼油后，雌蟹的性腺指数、蛋白质及脂质含量均有提高，同时对肝胰腺和性腺中的气味物质如醛类和烷烃类也有一定影响[9]。除了环境因素以外，遗传也是影响其营养价值的重要因素，成蟹时期养殖蟹种的性腺指数高于野生蟹种[10]，早熟蟹自交F1 和早熟蟹与成熟蟹杂交F1，在扣蟹最终体质量、蜕壳时间及产量上都存在显著差异[11]。

近年来，在中华绒螯蟹选育过程中发现了红壳色家系，其壳色形成机制与其他壳色家系的遗传距离、生物学、生理学和行为学特点等方面的研究均较多[12-15]。现从营养学角度探究红壳色家系的营养价值特点，了解红壳色家系与青壳蟹家系的营养价值差异，以期为不同家系中华绒螯蟹营养价值的评估提供依据，也可为将营养品质作为目标性状开展中华绒螯蟹的选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 样品制备

试验所用的中华绒螯蟹幼蟹来源于盘锦光合蟹业有限公司河蟹育种基地，为河蟹新品种光合1 号保育种家系，该品种已选续选育到第九代。青壳蟹家系号为18QTB70，红壳蟹家系号为18HK01（红壳蟹家系是选育过程中发现的一个新的家系，其壳色性状稳定遗传到第四代）。同一家系幼蟹来自同一亲本，2 种家系的中华绒螯蟹养殖于同一稻田的不同围隔。

解剖前，将中华绒螯蟹体表水分擦干，称重（0.01 g），并测量壳长与壳宽（0.1 cm）。打开头胸甲，剪开步足和头胸甲底部内骨骼，取出肌肉并混合均匀。2 种家系各选择100 只雄性个体进行测量分析，结果见表1。

表1 中华绒螯蟹外观测量指标

1.2 一般营养成分的测定

水分测定参照《食品安全国家标准食品中水分的测定》（GB 5009.3—2016），将称量瓶（带盖）于（105±2）℃烘箱中烘至恒重，将样品装入烘干的称量瓶中置于分析天平中称取质量，得到m1，将装入样品的称量瓶放入烘箱，烘至恒重后放入分析天平称取质量，得到m2。以m2-m1得到水分质量。粗脂肪测定参照《饲料中粗脂肪的测定》（GB/T 6433—2006），取样品和脂肪烧瓶于烘箱中风干，称取质量为m 和m0，用滤纸包样品置于索氏提取器的抽提筒中抽提，提取结束后取下脂肪烧瓶，于95~105 ℃烘箱干燥2 h，冷却至室温后称重。粗蛋白测定参照《饲料中粗蛋白的测定 凯氏定氮法》（GB/T 6432—2018），称取试样于消化管中，加入浓硫酸、硫酸铜和硫酸钾，于消化炉上消化6 h，冷却至室温后定容，然后用半自动凯氏定氮仪蒸馏，再用0.1 mol/L的盐酸滴定，用蔗糖溶液作为对照试样。灰分测定参照《食品卫生检验方法 理化部分 总则》（GB/T 5009.1—2003），称取试样 3~10 g 为 m3，加乙酸镁溶液水浴蒸干，在电热板上碳化至无烟，在马弗炉中（550±25）℃下灼烧 4 h 至恒重。

1.3 氨基酸的测定

氨基酸测定参照《食品安全国家标准食品中氨基酸的测定》（GB 5009.124—2016），采用盐酸水解法，将加过试样与盐酸的水解管抽真空后封口，在（110±1）℃的恒温干燥风箱中水解22 h 后，取出冷却至室温并定容。用试管浓缩仪或平行蒸发仪在加热环境下减压干燥，干燥后残留物用水溶解，再减压干燥并蒸干，用氨基酸分析仪定量分析。

1.4 矿物质的测定

先用优质纯硝酸和高氯酸在电热炉上消煮试样至液体呈透明无色，再用ICP-MS 吸收分光光度计测定样品中钾、钠、钙、镁、铁、锰、铜、锌、砷、硒、镉和铅的含量。

1.5 数据统计分析

数据经Excel 2016 软件整理后，采用SPSS 23.0软件对数据进行T 检验，以P<0.05 表示差异显著，试验数据以平均值±标准差（mean±SD）表示。

2 结果与分析

2.1 一般营养成分

2 种家系中华绒螯蟹幼蟹的一般营养成分含量均值见表2。结果表明，2 种家系的水分含量、粗脂肪含量和灰分含量差异不显著（P>0.05），红壳家系中华绒螯蟹幼蟹肌肉中粗蛋白含量显著高于青壳蟹家系（P<0.05）。

表2 2 种家系中华绒螯蟹幼蟹肌肉的一般营养成分① %

2.2 氨基酸组成与含量

试验结果显示，2 种家系中华绒螯蟹的肌肉中均含有17 种氨基酸，红壳蟹家系幼蟹谷氨酸含量较高，为2.13%，胱氨酸含量最低，为0.17%。青壳蟹家系幼蟹的天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、缬氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸和精氨酸含量均显著低于红壳蟹家系（P<0.05）。2 种家系中华绒螯蟹幼蟹的丙氨酸、胱氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸和脯氨酸的含量没有显著差异（P>0.05），见表 3。

表3 2 种家系中华绒螯蟹幼蟹肌肉氨基酸的组成及含量①%

统计2 种家系中华绒螯蟹的氨基酸总量、必需氨基酸和非必需氨基酸总量以及它们之间的比值。结果显示，红壳家系中华绒螯蟹的氨基酸总量，必需氨基酸总量和非必需氨基酸总量均显著高于青壳家系（P<0.05），见表 4。

表4 2 种家系中华绒螯蟹幼蟹肌肉的必需氨基酸和非必需氨基酸组成（以鲜质量计）① %

2.3 常量元素与微量元素含量

试验共测定了12 种矿物元素的含量，包括4 种常量元素和8 种微量元素。结果显示，2 种家系中华绒螯蟹幼蟹肌肉的4 种常量元素间均无显著性差异（P>0.05），2 种家系中华绒螯蟹幼蟹肌肉的微量元素的铁、锰、铜、锌、硒和铅含量差异不显著（P>0.05）；青壳家系砷含量显著高于红壳家系（P<0.05）；红壳家系镉含量显著高于青壳家系（P<0.05），见图1 和表5。

图1 2 种家系中华绒螯蟹幼蟹肌肉常量元素比较

表5 2 种家系中华绒螯蟹幼蟹肌肉微量元素的质量比①mg/kg

3 讨论

3.1 一般营养成分差异

2 种家系中华绒螯蟹幼蟹肌肉中的水分及粗脂肪含量差异不显著，但红壳色家系的粗蛋白含量显著高于青壳色家系。中华绒螯蟹的蛋白质主要存在于肌肉中，脂肪主要储存于肝胰腺中[16]，在中华绒螯蟹养殖过程中较多因素会影响蟹的营养成分含量，包括蟹个体生理状况、饲料营养水平、不同生长阶段、环境因子和采样时期。目前，对中华绒螯蟹蛋白质含量差异性研究较少，主要集中在蛋白质饲料和中华绒螯蟹的蛋白质代谢及需求[17-18]。在蜕壳期，肝胰腺和肌肉中的营养物质处于相互转化和转移的过程中[19]，因此蛋白质含量差异显著可能是由于红壳蟹具备更高的代谢水平和代谢效率。红壳色为可遗传性状，在与青壳色中华绒螯蟹遗传分化中，两者遗传距离及亲缘关系均较远，而红壳色家系中产生的正常青色个体则与青壳家系亲缘关系较近，行为习性也更相近[14]。Zhao 等[12]对红壳色中华绒螯蟹转录组研究表明，其在抗原加工和呈递途径、黑色素生成相关途径以及脂质运载蛋白家族方面与青壳色中华绒螯蟹都存在着不同的基因表达，且可能与其红色突变和免疫缺陷相关。除此之外，红壳色仔蟹与正常色仔蟹在光色及光照时间的影响下，所表现出的特定生长率、昼夜节律及体色形成方面都有显著不同[13]。红壳蟹的打斗能力显著低于其他选育家系[15]。关于代谢水平差异的生理生化机制，则仍需进一步研究。

3.2 氨基酸组成与含量差异

蛋白质是生命的物质基础，食品中构成蛋白质的氨基酸与人体必需氨基酸的种类和含量越接近，就越容易被吸收，该蛋白就是人体的优质蛋白源。

必需氨基酸是指机体自身不能合成或合成量不能满足机体需要，必须从食物中获取的氨基酸，包括蛋氨酸、赖氨酸、色氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸及苯丙氨酸。中华绒螯蟹的必需氨基酸包括亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸，半必需氨基酸为精氨酸和组氨酸[20]，其含量受到环境和遗传因素的共同调控[21]。试验对2 种家系中华绒螯蟹的氨基酸组成及含量测定，结果显示，必需氨基酸及半必需氨基酸含量都以亮氨酸和精氨酸最高，且红壳家系亮氨酸及精氨酸含量均显著高于青壳家系。有研究显示，野生中华绒螯蟹种群肌肉中的游离氨基酸总量和必需氨基酸总量显著高于养殖群体，导致这种差异的原因极有可能是水质差异造成[22-24]。不同的养殖模式下，幼蟹肌肉中必需氨基酸的含量也具有显著差异。有机饲养幼蟹的必需氨基酸水平显著高于常规饲养幼蟹[25]。本试验剔除了环境因素的影响，在相同条件下养殖2 种家系，显示红壳蟹家系的氨基酸总量及必需氨基酸含量显著高于青壳蟹家系，认为可能是遗传因素引起的代谢差异。后续可开展进一步研究进行验证，若确定是遗传原因，则可以将其作为目标性状进行中华绒螯蟹的选育。

蛋白质的风味和鲜美程度主要取决于4 种呈味氨基酸（谷氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、丙氨酸）的含量[26]。呈味氨基酸占氨基酸总量的比值越大，味道越鲜美，呈味氨基酸中的谷氨酸和天冬氨酸为显鲜味的氨基酸，谷氨酸鲜味最强，是水产动物肌肉中重要的呈味氨基酸，丙氨酸和甘氨酸是具显甘味特征的氨基酸[27]。同时，这几种氨基酸还参与机体的能量和营养代谢及免疫应激反应[28]。红壳蟹家系谷氨酸含量最高，而甘氨酸含量在2 种家系中并无显著差异。虽然饲料等会对呈味氨基酸含量有影响[29]，但本试验中2 种家系中华绒螯蟹投喂的饲料及养殖环境一致，因此红壳蟹家系鲜味氨基酸含量显著高于青壳蟹家系的原因极可能是遗传因素。本研究对象为幼蟹，成蟹是否存在类似的结果，还需要进一步研究。

3.3 矿物元素含量差异

矿物元素也称无机盐，是构成机体组织的重要物质，每种元素都有其特定的作用，不管缺少哪种元素，系统都会受到不良影响，但元素积累过多也会对机体有所损害[27]。矿物元素分为常量矿物元素和微量矿物元素。微量矿物元素是指在机体内含量占体质量0.01%以下的元素，虽然其含量在体内极少，但是机体一旦缺少也会产生不良后果。在水产动物中，过多的镉会直接与巯基结合而破坏许多重要蛋白质的结构和功能[30]。青壳蟹家系幼蟹肌肉中的镉含量显著低于红壳家系，说明红壳蟹家系过滤镉的能力可能较差，但其含量均显著低于海蟹和国家标准[31]，所以不会对红壳蟹的品质有所影响。试验结果显示，相同养殖环境下青壳蟹体中的砷含量显著高于红壳蟹组，可能是因为两个家系的砷代谢能力有差异，也可能是对食源的选择偏好不同。有研究显示，当砷以有机形式存在于生物体内时不发挥毒性效应[32]，它是唯一可以通过营养传递机制进入生物体内的有害微量元素[33]。

4 结论

研究显示，红壳蟹家系一龄幼蟹粗蛋白含量显著高于青壳蟹家系，在进一步的氨基酸组成研究中，红壳蟹的游离氨基酸总量和必需氨基酸水平均显著高于青壳蟹，特定的呈味氨基酸中谷氨酸也以红壳蟹家系更高。2 种家系一龄幼蟹肌肉中的常量矿物元素无显著差异，微量元素中红壳蟹的砷与镉含量高于青壳蟹。综上认为，红壳蟹一龄幼蟹较青壳蟹一龄幼蟹具有更高的营养价值。