淡水、半咸水养殖凡纳滨对虾部分生物学特性的比较

■ 高玉倩 王 洋 杨 广 李佳昕 梁新琪 白东清

（天津农学院水产学院，天津市水产生态及养殖重点实验室，天津 300384）

近年来凡纳滨对虾的半咸水养殖常见于南方沿海地区，淡水养殖、工厂化养殖常见于河口地区[1]。水生动物的营养、生长和生理与水体盐度密切相关[2]。盐度可以调节凡纳滨对虾渗透压[3]，影响水生生物的消化酶活力[4]、能量收支[5]、肌肉游离氨基酸含量[6]和营养成分[7]等。在我国渔业养殖中，半咸水养殖的凡纳滨对虾产量达到1 273 632 t，其中天津养殖产量为10 243 t；淡水养殖的凡纳滨对虾产量达到703 767 t，其中天津养殖产量为35 003 t[8]。研究表明，凡纳滨对虾是一种高蛋白、高矿物质、高不饱和脂肪酸、营养均衡的优质蛋白质资源[9]；不同盐度条件下养殖的凡纳滨对虾体内的水分、蛋白质、氨基酸、脂肪酸等生化成分均有所变化[10]；近年来人们对凡纳滨对虾品质方面的要求日益提高，可目前对虾的品质鉴定方法主要包括研究营养组成分析、检测鲜味物质、对虾安全程度等方面[11]，而对对虾产品的食用口感的检测未见报道。基于此，本试验拟选择半咸水和淡水养殖环境下的凡纳滨对虾为研究对象，分析比较其形态特征、肌肉营养成分、质构、部分生理生化指标以及组织结构上的差异，旨在为凡纳滨对虾健康养殖和提高品质服务提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验动物

100尾淡水养殖凡纳滨对虾取自天津市宝坻牛家牌50 亩水面，盐度1.5，小棚标粗，每斤到2 600 尾开始放苗，池塘共放苗110万尾，养殖87 d，投喂16 000 kg饲料，虾产量18 500 kg，虾体长为（15.37±0.89） cm，体质量为（26.88±3.66） g。

100 尾半咸水虾取自养殖盐度为10，面积为1 000～2 000 亩，每亩1.5 万尾，养殖周期120 d，半咸水环境前期主要靠生物饵料，摄食浮游生物，每尾7 g后开始投喂饲料，插杆子设置投喂点。半咸水虾体长为（12.08±0.62） cm，体重为（20.14±2.34） g。淡水、半咸水养殖的凡纳滨对虾虾苗来源相同，投喂饲料相同，虾体均健康无伤。

1.2 试验方法

1.2.1 样品收集

将所有淡水、半咸水虾进行体表性状和体重性状的测量，选取淡水、半咸水虾各50 尾进行采血后重新放入水中；选取淡水、半咸水虾各20 尾测定其肌肉营养成分，选取淡水、半咸水虾各30 尾进行肌肉质构分析，选取淡水、半咸水虾各50 尾取其肠和肝胰腺，测定其生理生化指标和消化酶活性。

血样品采集：用1 mL 注射器围心腔采血，并与Alsever’s 抗凝剂[12]体积比1：1 于离心管中。将样品在4 ℃下静置1 h，4 ℃、3 500 r/min 离心10 min 制备血清，取上清液在-20 ℃下保存至测定。用于血清生化指标测定[13]。

肌肉营养成分样品采集：将新鲜淡水虾和半咸水虾在烘箱中70 ℃左右烘干，进行称重，再用小型粉碎机粉碎对虾，保存于干燥器中。

肌肉样品采集：将淡水、半咸水虾沿肌肉纤维方向切成1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm 的块状，用TA-XTPlus质构仪进行测定[14-15]。

肠和肝胰腺样品采集：分别取淡水虾和半咸水虾肠和肝胰腺，将其冷冻保存待测。检测前，取淡水、半咸水虾的肠道和肝胰腺样品，加入9 倍体积预冷的生理盐水匀浆，8 000 r/min、4 ℃离心10 min，取上清液，4 ℃备用，用于测定其生理生化指标和消化酶活性。

1.2.2 形态特征测量

对淡水、半咸水凡纳滨对虾进行体表性状和体重性状的测量[16]。将凡纳滨对虾低温水麻醉（较养殖时温度低3～5 ℃）之后，捞出用电子天平进行称重[17]。然后进行体表性状测量，其中，体长和全长用直尺直接测定，头胸甲长、高和宽，腹部长和宽，第一触角、第二触角、第三步足、第五步足、尾节和额角的长均用游标卡尺进行测定。

1.2.3 肌肉质构分析

质构是评价肉类品质的重要指标[18]。其测定条件为：探头P/36R，模式TPA，压缩比50%，测之前、测中、返回速率均为1 mm/s，两次下压的时间间隔为5 s，下压距离6 mm，触发类型为自动，选取硬度、弹性、脆性、胶着度和咀嚼性指标进行分析。

1.2.4 肌肉营养成分测定

水分的测定采用常压恒温烘干法[19]；粗蛋白测定采用半自动凯氏定氮法[20]；粗脂肪测定采用索氏抽提法[21]；灰分测定采用常压干燥法[21]。

1.2.5 生理生化指标、消化酶活性及其他指标测定方法

血清生化指标[22]：谷丙转氨酶（GPT）、谷草转氨酶（GOT）、总胆固醇（TC）、三酰甘油（TG）、高密度脂蛋白（HDL-C）、低密度脂蛋白（LDL-C）指标。

消化酶指标：肠道溶菌酶（LZM）、脂肪酶（LPS）指标。

肝胰腺指标：谷丙转氨酶（GPT）、谷草转氨酶（GOT）、超氧化物歧化酶（SOD）、总蛋白（TP）、过氧化氢酶（CAT）、丙二醛（MDA）指标。

所有指标测定均按照南京建成生物工程研究所有限公司试剂盒说明书进行。

肥满度（CF，g/cm3）=W/L3

式中：W——体重（g）；

L——体长（cm）。

蒸失水率：取2 g 肌肉（W1）于蒸锅上蒸5 min，取出，吸干表面水分，冷却后称重（W2）。

离心失水率：取2 g 肌肉（W1）于5 mL 离心管中，3 000 r/min 离心10 min，取出，吸干表面水分，称重（W2）。

冷冻失水率：取2 g 肌肉（W1）于-20 ℃冻存24 h后取出，室温解冻，吸干表面水分，冷却后称重（W2）。

计算蒸、离心、冷冻失水率[23]。

失水率（%）=（W1-W2）/W1×100。

1.2.6 肌肉组织学

制作肌肉组织切片，将对虾进行脱水、透明、浸蜡、包埋、切片，经过苏木素-伊红染色后进行装片，用光学显微镜在20倍下观察组织形态并拍照，测定每平方毫米（mm2）内的肌纤维数量(根)，每个样品选取30个视野进行数据统计，并计算出肌纤维直径和密度。

1.3 数据处理

将淡水虾和半咸水虾测量的数据输入Excel 表中，并将其转化为形态比例参数，即全长/体长、头胸甲长/体长、头胸甲宽/头胸甲长、腹部长/体长、腹部宽/腹部长、额角长/体长、第三步足长/体长、第五步足长/体长、第一触角长/体长、第二触角长/体长、尾节长/体长进行分析[24]。用SPSS 23.0 软件进行单因素方差分析（one-way ANOVA），用LSD 法进行多重比较，结果均用“平均值±标准差(mean±SD)”表示，P<0.05 为差异显著，P<0.01 为差异极显著。通过SPSS 23.0 降维中的因子分析程序，对淡水虾和淡水虾的11 项比例参数进行主成分分析，并计算差异较大主成分的贡献率和累积贡献率。P<0.05为差异显著，P<0.01为差异极显著。

2 结果与分析

2.1 淡水、半咸水凡纳滨对虾形态特征的比较

对淡水、半咸水虾全长/体长、头胸甲长/体长等的11 个比例参数进行了描述性统计分析和单因素方差分析，结果见表1。由表1 可知，淡水虾和半咸水虾的全长/体长、头胸甲长/体长、腹部宽/腹部长、第一触角/体长、第二触角长/体长和尾节长/体长指标无显著差异（P>0.05）；半咸水虾中的第五步足长/体长的数值比淡水虾多0.01（P<0.05）；半咸水虾的头胸甲宽/头胸甲长的比值是淡水虾的1.78 倍，半咸水虾的额角长/体长的比值是淡水虾的1.16 倍，半咸水虾第三步足长/体长的比值是淡水虾的1.15 倍，均极显著高于淡水虾（P<0.01）；而淡水虾腹部长/体长极显著高于半咸水虾，是半咸水虾其比值的1.04 倍（P<0.01）。由此可见，在形态特征方面，淡水、半咸水虾的差异主要体现在头胸甲、腹部、额角和步足。

表1 淡水、半咸水凡纳滨对虾形态特征的分析与比较

2.2 淡水、半咸水凡纳滨对虾形态特征的主成分分析

对淡水、半咸水凡纳滨对虾的11 项比例参数进行了主成分分析，并提取出4个主成分。由表2可知，第一主成分贡献率为21.669%，影响第一主成分的比例性状主要有额角长/体长、第一触角长/体长、第三步足长/体长和尾节长/体长等；第二主成分贡献率为15.436%，影响第二主成分的比例性状主要有腹部长/体长、全长/体长和头胸甲宽/头胸甲长等；第三主成分贡献率为12.044%，影响第三主成分的比例性状主要有头胸甲长/体长、头胸甲宽/头胸甲长和第二触角长/体长等；第四主成分贡献率为9.347%，影响第四主成分的比例性状主要有腹部宽/腹部长、全长/体长和第五步足长/体长等。4 个主成分的累计贡献率为58.496%，没有达到累计贡献率≥85%的要求，说明虽然淡水虾和半咸水虾在形态上具有一定差异，但是很难用这几个相互独立的比例参数来概括其形态差异。

表2 淡水、半咸水凡纳滨对虾形态特征的主成分分析

2.3 淡水、半咸水凡纳滨对虾部分生理生化指标的比较

从表3 可知，淡水、半咸水凡纳滨对虾肝功能指标不同。半咸水虾肝胰腺中GPT 活性是淡水虾的1.32 倍（P<0.01），GOT 活性是淡水虾的1.10 倍（P<0.05），而半咸水虾肝胰腺中TP 含量是淡水虾的1.28倍（P<0.05）。

表3 淡水、半咸水凡纳滨对虾肝胰腺部分生理生化指标的比较

淡水、半咸水凡纳滨对虾的抗氧化能力不同，其中半咸水虾肝胰腺中SOD 活性是淡水虾的1.31 倍（P<0.05）；淡水虾肝胰腺中CAT 活性是半咸水虾的1.35倍，MDA含量是半咸水虾的1.19倍（P<0.05）。

从表4 可知，淡水、半咸水凡纳滨对虾血清生化指标不同。其中淡水虾血清中GOT 活性比半咸水虾提高了45.52%（P<0.01），GPT 活性比半咸水虾提高了22.12%（P<0.05）；半咸水虾血清中TP 含量是淡水虾的1.20 倍（P<0.05）；淡水、半咸水凡纳滨对虾血清中TC、TG、GOT/GPT、HDL-C 和LDL-C 差异不大（P>0.05）。

表4 淡水、半咸水凡纳滨对虾血清生理生化指标的比较

由表5 可知，淡水虾肠道中LPS 活性极显著高于半咸水虾，是半咸水虾的1.10 倍（P<0.01）；而淡水、半咸水虾肠道中LZM差异不显著（P>0.05）。

表5 淡水、半咸水凡纳滨对虾肠的部分指标的比较

2.4 淡水、半咸水凡纳滨对虾肌肉品质的影响

2.4.1 淡水、半咸水凡纳滨对虾肌肉营养成分分析

由表6 可知，半咸水虾肌肉中水分含量比淡水虾降低4.31%（P<0.05），粗灰分含量是淡水虾的2.96 倍（P<0.05），粗蛋白含量是淡水虾的1.14 倍（P<0.01）。而淡水、半咸水凡纳滨对虾肌肉中脂肪含量差异不显著（P>0.05）。

表6 淡水、半咸水凡纳滨对虾肌肉中营养成分及肥满度的比较

淡水、半咸水凡纳滨对虾的肥满度也不同，其中淡水虾的肥满度高，是半咸水虾的1.14倍（P<0.05）。

2.4.2 淡水、半咸水凡纳滨对虾肌肉的质构分析

由表7 可知，半咸水虾的硬度是淡水虾的1.59 倍（P<0.01），但二者肌肉的弹性、脆性、咀嚼度、胶着度差异不显著（P>0.05）。说明不同养殖环境主要影响本试验凡纳滨对虾肌肉的硬度。

表7 淡水、半咸水凡纳滨对虾肌肉的质构分析

2.4.3 淡水、半咸水凡纳滨对虾肌肉系水力的比较

由表8 可知，淡水、半咸水凡纳滨对虾的肌肉系水力不同，其中淡水虾肌肉蒸失水率是半咸水虾的1.46 倍（P<0.01）；而两者冷冻失水率和离心失水率差异不显著（P>0.05）。

表8 淡水、半咸水凡纳滨对虾肌肉系水力的比较(%)

2.4.4 淡水、半咸水凡纳滨对虾组织显微结构比较

由表9、图1和图2可知，淡水、半咸水凡纳滨对虾的肌纤维不同。其中淡水虾的肌纤维直径显著高于半咸水虾16.71%（P<0.05）；半咸水虾的肌纤维密度显著高于淡水虾37.10%（P<0.05）（图1）；半咸水虾肌纤维比淡水虾致密，间质少（图2）；半咸水虾肝胰腺细胞分布均匀，受损程度低（图3）。

图1 淡水、半咸水凡纳滨对虾肌肉横切显微结构（80×）

图3 淡水、半咸水凡纳滨对虾肝胰腺显微结构（120×）

表9 淡水、半咸水凡纳滨对虾肌纤维的比较

3 讨论

3.1 淡水、半咸水凡纳滨对虾形态特征的比较

有研究表明，形态学特征受遗传因子、环境因子的影响[25]。本试验形态差异分析与日本沼虾4个种群的方法一致，该方法可有效校正样品规格差异对形态特征值的影响[26]。本试验通过比较淡水、半咸水虾中全长/体长，头胸甲长/体长等的11 个比例参数，发现其形态差异主要集中在头胸甲、腹部、额角和步足，累计贡献率仅为58.496%。而樊云鹏等[27]结果显示主成分累积贡献率为88.861%，符合累积贡献率大于或等于85%的要求，他所分析的4 个种虾群体间的形态多样性差异大部分可由这4 种相互独立的因子来概括。这与本试验结果差别较大，推测淡水、半咸水凡纳滨对虾虾苗投放在不同水质环境，经过不同养殖周期，不同投饲管理，其形态上虽然存在差异，但难以构成形态差别的主因。

3.2 淡水、半咸水凡纳滨对虾体内健康差异的研究

淡水、半咸水凡纳滨对虾体内生理生化指标有所不同。GOT、GPT 活性可以反映凡纳滨对虾氨基酸的代谢强度，衡量肝功能的健康程度[28]，即血液中GOT活性的升高表明了心脏或肌肉组织发生障碍，而GPT活性的升高则表明了肝功能出现障碍[29]。作为体内转氨基作用的酶，在一般情况下，存在于血液中的GOT、GPT 活性很低，可是当组织细胞受损、增大通透性时，血液中GOT、GPT增多，活性增高。TP含量用来反映蛋白质的营养水平和机体对蛋白质的消化吸收率[30]。本试验发现，半咸水虾肝胰腺、血清中TP 含量均显著高于淡水虾（P<0.05）；半咸水虾肝胰腺中GPT、GOT 活性是淡水虾的1.32 倍（P<0.01）和1.10 倍（P<0.05），而二者GOT/GPT 无显著差异（P>0.05）。说明不同养殖环境下凡纳滨对虾肝脏中脂肪含量不同，储存能量有别，其中半咸水环境下虾活力好，运动较多，肝脏脂肪含量较高；而淡水虾血清中GOT 比半咸水虾提高了45.52%（P<0.01），GPT 比半咸水虾提高了22.12%（P<0.05），其他指标均无明显差异。这与肝胰腺功能指标中的结果相反。但是都在一定程度上体现了半咸水虾的肝功能、肌肉组织略微优于淡水虾。试验中淡水虾血清中GOT、GPT 活性虽然比半咸水高，但也不能说明对其肝功能、肌肉组织等产生了负面影响。

抗氧化指标通常可以在一定程度上反映凡纳滨对虾对水体盐度的适应情况[31]。本试验发现，半咸水虾肝胰腺中SOD 活性是淡水虾的1.31倍（P<0.05）；淡水虾肝胰腺中CAT 活性是半咸水虾的1.35 倍，MDA含量是半咸水虾的1.19 倍（P<0.05）。而三疣梭子蟹雌体肝胰腺中的MDA、SOD 均随水体盐度的升高呈下降趋势[32]，则进一步说明不同盐度对水产动物抗氧化能力产生影响。

本试验发现，淡水虾肠道中LPS 活性是半咸水虾的1.10 倍（P<0.01）。钟国防等[33]试验表明大豆肽产品能提高肠组织中LPS 活力，表明增加蛋白质提高了LPS 活力，这与本试验结果相反。究其原因，可能是大豆肽产品的增加，饲料中动物蛋白源与植物蛋白源的比例逐渐变小，从而引起相关LPS 活性出现先上升后下降的变化趋势。

3.3 淡水、半咸水凡纳滨对虾肌肉品质的研究

3.3.1 淡水、半咸水凡纳滨对虾肌肉营养成分的研究

养殖环境会对水产动物肌肉中营养成分含量产生影响，锯缘青蟹肌肉中水分含量随着盐度升高不断下降[34]。本试验发现，半咸水虾肌肉中粗灰分含量是淡水虾的2.96 倍（P<0.05），粗蛋白含量是淡水虾的1.14倍（P<0.01），而水分含量比淡水虾降低4.31%（P<0.05）；而二者的对虾脂肪含量差别不大（P>0.05）。与潘英等[35]表明海水虾比淡水虾肌肉更加紧实、营养价值高的结论相吻合。文国樑等[36]结果表明淡水养殖对虾的水分和脂肪含量高于海水养殖对虾，而蛋白质和灰分含量均低于海水养殖对虾，除脂肪含量外，其余结论相一致。脂肪含量的不同究其原因，可能与环境、养殖密度、管理等因素有关。

3.3.2 淡水、半咸水凡纳滨对虾肌肉质构、肌肉系水力及肌纤维的比较

通过质构分析对肌肉的硬度、弹性、脆性、胶着度和咀嚼性进行评价，可以减少由个体主观差异所造成的误差[37]。肌肉的咀嚼性、硬度与肌纤维密度成正比[38]。本试验发现，半咸水虾硬度是淡水虾的1.59 倍（P<0.01）。由此可以看出半咸水虾肌肉纤维组织的致密性，体现了半咸水虾肌肉更加紧实。与岑剑伟等[39]得出的海水虾的硬度指标显著高于淡水虾（P<0.05）的结论相互印证。究其原因可能与肌肉中蛋白质含量和肌纤维粗细等有关。

肌纤维作为骨骼肌的重要组成部分，在某种程度上可以影响动物肌肉的品质[40]。其中肌纤维直径和密度是决定鱼肉品质的两项重要指标，肉的品质与肌纤维成反比，与肌纤维密度成正比[41]。本试验发现，淡水虾的肌纤维直径显著高于半咸水虾16.71%（P<0.05），半咸水虾的肌纤维密度显著高于淡水虾37.10%（P<0.05）。与吴新颖等[42]得出随着饲料中食盐添加量的增加，凡纳滨对虾的肌纤维直径逐渐减小，肌纤维密度逐渐增大相吻合。这一结果说明饲料营养水平、水产动物运动方式以及环境因子都会影响水产动物肌肉的品质。

淡水、半咸水凡纳滨对虾肌肉系水力不同，系水力可以用来衡量肌肉的品质[43]，主要影响肌肉的定性与定量[44]。蒸失水率主要用来反映在蒸的过程中肌肉中液态和可溶性物质的损失，所以失水率越低则肌肉保留营养与风味物质的能力越强。本试验发现，淡水虾肌肉蒸失水率是半咸水虾的1.46 倍（P<0.01）。说明半咸水虾保留营养与风味物质的能力比淡水虾更强。而生态草鱼的蒸失水率显著低于饲料草鱼（P<0.05），冷冻渗出率和失水率则均无显著差异（P>0.05）[45]，与本试验原理相似。系水力试验结果与肌肉pH 下降[46]、净电荷含量减少[47]、细胞蛋白降解和肌肉收缩及遗传因素[48]等因素相关。

4 结论

通过分析比较淡水、半咸水凡纳滨对虾部分生物学特性，结果说明不同养殖环境会直接影响凡纳滨对虾的形态、健康及肉质。

① 淡水、半咸水虾的形态差异主要集中在头胸甲、腹部、额角和步足，但累计贡献率不大。

② 半咸水虾肌肉营养成分略高，体现在粗蛋白和粗灰分含量高，水分含量低。半咸水虾肝胰腺、血清中TP 含量较高，对蛋白质的消化吸收较好。半咸水虾肌肉硬度较高，肌纤维致密性强；保留风味的能力也强，表现在淡水虾肌肉蒸失水率是半咸水虾的1.46 倍。而淡水虾肠道对脂肪的利用能力较强，表现在其肠道中LPS活性是半咸水虾的1.10倍。

③ 淡水、半咸水凡纳滨对虾的健康比较。其中半咸水虾肝胰腺GPT 和GOT 分别是淡水虾的1.32 倍和1.10倍；而淡水虾血清中GPT和GOT比半咸水虾分别提高了22.12%和45.52%，在肝胰腺和血清中两者GOT/GPT 差别不大。同样从肝胰腺显微结构也能看出半咸水虾更好。一定程度上说明半咸水虾肝功能指标略优于淡水虾。

其次半咸水虾抗氧化能力略高于淡水虾，半咸水虾肝胰腺中SOD活性是淡水虾的1.31倍；淡水虾肝胰腺中CAT 活性是半咸水虾的1.35 倍，MDA 含量是半咸水虾的1.19倍。