合浦绒螯蟹性腺和肌肉营养成分分析

马世新，方怀义，代展鹏，王玉军，李燕，张艳秋*

（1北部湾大学海洋学院/广西北部湾海洋生物多样性养护重点实验室，广西钦州 535011；2北部湾海洋发展研究中心，广西钦州 535011）

0 引言

【研究意义】合浦绒螯蟹（Eriocheir hpucnsis）俗称毛蟹、石蟹和大闸蟹，于1989年在广西南流江水域被发现的一种大型淡水食用蟹，中国科学院动物研究所戴爱云教授于1994将其命名为合浦绒螯蟹（Ng et al.，1998）。合浦绒螯蟹在动物分类学上属于节肢动物门甲壳纲十足目爬行亚目方蟹科绒螯蟹属，是日本绒鳌蟹合浦亚种，其幼体和成体形态特征均介于中华绒螯蟹和日本绒螯蟹之间，主要分布于我国广西北部湾地区河口一带，肉质鲜甜，营养丰富，深受当地居民喜爱。已有一些学者对合浦绒螯蟹育苗技术进行研究（李孟仙和曾辉，2000a，2000b，2001；陈琴等，2001），虽然成功掌握其人工繁育技术，但由于技术尚不成熟，未能大范围推广应用，目前广西合浦绒螯蟹的苗种来源仍以野外捕捞为主。根据资料显示（李帆等，2021），1993年合浦绒螯蟹的捕捞量已达300 t，蟹体规格达100~150 g，价格为70~120元/kg，2018年150 g成蟹市场价可达300~360元/kg。因此，研究合浦绒螯蟹营养价值，对发展其养殖产业及品种改良均具有重要意义。【前人研究进展】目前，关于合浦绒螯蟹的研究已有一些报道。在分子遗传学方面，Liu等（2002）通过水平淀粉凝胶电泳检测揭示中华绒螯蟹和合浦绒螯蟹之间的生化遗传结构和变异，结果发现中华绒螯蟹有9个多态性位点，合浦绒螯蟹有7个多态性位点；孙红英等（2005）使用16S rDNA的PCR/RFL分子鉴定方法，对7个水系河蟹共170个个体进行鉴定，发现中华绒螯蟹和合浦绒螯蟹2个亚种在17条线粒体细胞色素b（Cytb）全序列上以40个固定的碱基变异位点相区别；王晓梅等（2011）使用变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术对5个中华绒螯蟹群体和1个合浦绒螯蟹群体共180个个体的Cytb基因片段进行检测，发现合浦绒螯蟹的迁移速率相同，与不同群体的中华绒螯蟹存在一定差异；徐洁等（2017）应用DNA条形码技术对绒螯蟹属遗传多样性进行研究，发现合浦绒螯蟹的遗传距离大于2%的鉴别阈值，证明合浦绒螯蟹是独立的物种。在毒理学方面，廖永岩等（2015）研究不同浓度氨氮对合浦绒螯蟹的急性毒性试验，发现安全质量浓度为13.409 mg/L；王鹏良等（2017）研究不同含量甲醛对质量约16 g的合浦绒螯蟹的急性毒性试验，发现安全质量浓度为87.359 mg/L；刘珂（2020）研究印楝素对合浦绒螯蟹的急性毒性效应试验，发现安全质量浓度为3.50 mg/L，印楝素能提高合浦绒螯蟹的抗氧化能力，Cu/Zn-Sod和GSTM3基因的表达量升高。此外，李书迪等（2018）研究不同温度梯度对生物滤池净化及合浦绒螯蟹存活率和摄饵的影响，结果发现合浦绒螯蟹在22~30℃的存活率达94%以上，在26~30℃摄食率提高。【本研究切入点】前人研究主要集中在合浦绒螯蟹遗传多样性、毒理试验等方面，但鲜见关于合浦绒螯蟹营养成分分析的文献报道。【拟解决的关键问题】通过对合浦绒螯蟹形体指数、性腺和肌肉的常规营养成分、氨基酸及脂肪酸含量进行比较分析，旨在探明雌雄合浦绒螯蟹间的营养差异，为其营养价值评价提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用合浦绒螯蟹购自广西钦州市钦南区东风市场，选取规格一致、体质健康、性腺发育正常饱满、活力强的活蟹，体质量为70~110 g的个体，雌雄蟹各30只。浓盐酸、氢氧化钠、硼酸等为分析纯或优级纯，均购自广州化学试剂厂。

主要仪器设备：消化炉（KDN-0，浙江托普云农科技股份有限公司）、箱式电阻炉（SX2-4-10N，上海一恒科学仪器有限公司）、粗脂肪测定仪（Velp Scientifica-SER 148，意大利VELP公司）、凯式定氮仪（Velp Scientifica-UDK 159，意大利VELP公司）、液相色谱仪（Agilent1100，配VWD检测器，美国安捷伦公司）、数显恒温水浴锅（HH-2，常州市金坛区环宇科学仪器厂）、氮吹仪（HGC-12A，天津恒奥科技发展有限公司）和气相色谱质谱联用仪（Agilent 7890-5975，美国安捷伦公司）。

1.2 样品处理

称量蟹体重，用游标卡尺测量蟹体长和体宽，并取出蟹中壳内和螯足肌肉、性腺及肝胰腺，分别称重，准确至0.01 g，雌雄蟹每10只混为1个样，每组3个重复。所有可食部位样品编号后置于-40℃冰箱保存。

1.3 形体指数计算

根据公式，计算肝胰腺指数（Hepatostomic index，HSI）、性腺指数（Gonadstomic index，GSI）、肌肉可食率（Meat yields，MY）、肥满度（Condition factor，CF）和总可食率（Total edible yields，TEY）（Wu et al.，2019b）。

HSI（%）=肝胰腺重/蟹体重×100

GSI（%）=性腺重/蟹体重×100

MY（%）=肌肉重/蟹体重×100

CF（g/cm3）=蟹体重/壳长3×100

TEY（%）=GSI+HSI+MY

1.4 常规营养成分测定

水分测定采用（105±2）℃的烘干法（GB 5009.3—2016），灰分测定采用马福炉灰化法（GB 5009.4—2016），粗蛋白测定采用凯氏定氮法（GB 5009.5—2016），粗脂肪测定采用索氏抽提法（GB 5009.6—2016），4个指标含量以湿基计；17种氨基酸测定采用盐酸水解法（GB 5009.124—2016），经Agilent 1100液相色谱仪测定，含量以干基计；脂肪酸含量测定采用Agilent 890-5975气相色谱法（GB 5009.168—2016）。

1.5 性腺和肌肉营养品质评价

根据联合国粮农组织（FAO）/世界卫生组织（WHO）1973年建议的氨基酸评分标准模式（Food and Agriculture Organization of the United Nations/World Health Organization，1973）和全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式（桥本芳郎，1980）进行比较。根据公式计算标准模式氨基酸含量（AON）、蛋白质氨基酸评分（AAS）、化学评分（CS）和必需氨基酸指数（EAAI）（Pellet and Yong，1980）。

式中，n为比较必需氨基酸数量，A、B、C…H为样品中各必需氨基酸含量（mg/g N，干重），AE、BE、CE…HE为全鸡蛋蛋白质中同种必需氨基酸含量（mg/g N，干重）。

1.6 统计分析

试验数据以平均值±标准误差表示，采用SPSS 25.0进行统计分析，采用独立T检验分析。

2 结果与分析

2.1 合浦绒螯蟹形体指数比较分析

如表1所示，雌蟹（♀）和雄蟹（♂）的平均体重分别为78.43±1.12 g和96.60±4.66 g，雄蟹体重显著高于雌蟹（P＜0.05，下同）。雌蟹的GSI和TEY显著高于雄蟹，分别增加244.56%和20.16%；雄蟹的HSI和MY较雌蟹含量分别高19.74%和12.99%，但无显著差异（P＞0.05，下同），雌雄蟹间的CF也无显著差异。

表1 合浦绒螯蟹的形体指数Table 1 Body index of E.hepuensis

2.2 合浦绒螯蟹性腺和肌肉常规营养成分比较

如表2所示，雄蟹性腺和肌肉的水分含量显著高于雌蟹，尤其在性腺组织，雄蟹水分含量较雌蟹增加39.07%；而雌蟹性腺和肌肉的粗蛋白含量较雄蟹分别显著增加57.60%和3.90%，粗脂肪含量较雄蟹分别显著增加1546.30%和22.81%；雌蟹性腺的灰分含量显著高于雄蟹，而肌肉组织无显著差异。

表2 合浦绒螯蟹性腺和肌肉常规营养组成的比较（%）Table 2 Conventional nutritional composition in gonad and muscle of E.hepuensis（%）

2.3 合浦绒螯蟹性腺和肌肉的氨基酸组成

由表3可知，合浦绒螯蟹共检测到17种氨基酸（色氨酸因使用盐酸进行水解而被破坏，未检测到），包括蛋氨酸、赖氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸和苯丙氨酸7种人体必需氨基酸。雌蟹性腺中的必需氨基酸含量（112.17 mg/g）显著高于雄蟹（60.31 mg/g），增加85.99%；肌肉组织则相反，雌蟹必需氨基酸含量（60.27 mg/g）显著低于雄蟹（62.09 mg/g），降低2.93%。雌雄蟹性腺中的非必需氨基酸、鲜味氨基酸和总氨基酸含量分别为167.26和137.54 mg/g、86.15和75.74 mg/g、279.43和197.84 mg/g，雌蟹含量显著高于雄蟹，分别增加21.61%、13.74%和41.24%；雄蟹肌肉非必需氨基酸含量（120.36 mg/g）显著高于雌蟹（111.93 mg/g），增加7.53%。

表3 合浦绒螯蟹性腺和肌肉的氨基酸组成（mg/g）Table 3 Composition of amino acid in gonad and muscle of E.hepuensis（mg/g）

雌雄合浦绒螯蟹性腺和肌肉中含量较高的氨基酸为谷氨酸、甘氨酸、精氨酸、天冬氨酸、亮氨酸和脯氨酸，其中在性腺和肌肉组织中含量最高的均为谷氨酸，雌雄蟹的氨基酸含量高低排序存在个别差异，但大致相同；而含量较低的氨基酸主要有半胱氨酸（1.62~3.69 mg/g）、蛋氨酸（1.92~8.94 mg/g）和组氨酸（4.42~8.24 mg/g）。在性腺组织中，雄蟹半胱氨酸和脯氨酸含量显著高于雌蟹，天冬氨酸和丙氨酸含量无显著差异，其余氨基酸含量均显著低于雌蟹；而在肌肉组织中，雄蟹组氨酸和精氨酸含量显著低于雌蟹，其余氨基酸含量均高于雌蟹，其中赖氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、丙氨酸和脯氨酸含量无显著差异。

2.4 合浦绒螯蟹性腺和肌肉的必需氨基酸组成评价

由表4可知，根据FAO/WHO氨基酸模式和全鸡蛋蛋白质模式计算出AAS、CS及EAAI，雌雄合浦绒螯蟹肌肉中必需氨基酸的AAS除了缬氨酸和蛋氨酸+半胱氨酸，其他均大于或等于1，CS均大于0.5。以AAS作为评价标准，雌雄蟹的第一限制性氨基酸为缬氨酸，第二限制性氨基酸为蛋氨酸+半胱氨酸。以CS为评价标准时，雌雄蟹的第一限制性氨基酸为蛋氨酸+半胱氨酸，第二限制性氨基酸为缬氨酸。雌雄合浦绒螯蟹肌肉的EAAI分别为79.13和85.12。

表4 合浦绒螯蟹肌肉AAS、CS和EAAITable 4 AAS，CS and EAAI in muscle of E.hepuensis

由表5可知，雌蟹性腺中必需氨基酸的AAS均大于1，而雄蟹的缬氨酸、赖氨酸和蛋氨酸+半胱氨酸小于1，其他必需氨基酸大于1；雌蟹CS均大于0.5，而雄蟹的缬氨酸和蛋氨酸+半胱氨酸小于0.5。以AAS作为评价标准，雌雄蟹的第一限制性氨基酸为缬氨酸，第二限制性氨基酸为蛋氨酸+半胱氨酸。以CS为评价标准时，雌雄蟹的第一限制性氨基酸为蛋氨酸+半胱氨酸，第二限制性氨基酸为缬氨酸。雌雄合浦绒螯蟹性腺的EAAI分别为89.35和77.01。

表5 合浦绒螯蟹性腺AAS、CS和EAAITable 5 AAS，CS and EAAI in gonad of E.hepuensis

2.5 合浦绒螯蟹性腺和肌肉脂肪酸组成分析

由表6可知，雌雄合浦绒螯蟹性腺共检测到25种脂肪酸，其中饱和脂肪酸（SFA）9种，单不饱和脂肪酸（MUFA）7种，多不饱和脂肪酸（PUFA）9种。雄蟹性腺含有24种脂肪酸，雌蟹性腺含有22种脂肪酸，二者含有21种相同脂肪酸。雄蟹性腺的月桂酸、硬脂酸、花生酸、肉豆蔻油酸、二十碳一烯酸、芥子酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸（EPA）和二十碳二烯酸含量显著高于雌蟹性腺；而雌蟹性腺的肉豆蔻酸、十五碳酸、十七碳酸、棕榈油酸、十七碳一烯酸、油酸、亚油酸、二十碳三烯酸、二十二碳六烯酸（DHA）和二十二碳五烯酸含量显著高于雄蟹性腺，其余单一脂肪酸含量无显著差异。在总脂肪酸组成上，雄蟹性腺的饱和脂肪酸总量、多不饱和脂肪酸总量、∑n-6 PUFA和EPA+DHA含量显著高于雌蟹，分别增加26.25%、11.93%、14.72%和14.95%；而雌蟹性腺的单不饱和脂肪酸总量（48.27%）显著高于雄蟹（39.24%），增加23.01%。

表6 合浦绒螯蟹性腺的脂肪酸组成（%）Table 6 Composition of fatty acids in gonad of E.hepuensis（%）

由表7可知，雌雄合浦绒螯蟹肌肉共检测到20种脂肪酸，其中饱和脂肪酸8种，单不饱和脂肪酸6种，多不饱和脂肪酸6种。雄蟹肌肉含有17种脂肪酸，雌蟹肌肉含有19种脂肪酸，二者含有16种共同脂肪酸。雄蟹肌肉的硬脂酸、山萮酸、芥子酸、花生四烯酸、EPA、二十碳二烯酸和DHA含量显著高于雌蟹肌肉；雌蟹肌肉的肉豆蔻酸、棕榈油酸、油酸和亚油酸含量显著高于雄蟹肌肉，其余单一脂肪酸含量无显著差异。在总脂肪酸组成上，雄蟹肌肉的∑n-3 PUFA和EPA+DHA含量显著高于雌蟹，分别增加19.67%和19.23%；雌蟹肌肉的单不饱和脂肪酸总量显著高于雄蟹肌肉，增加9.38%；而饱和脂肪酸总量、多不饱和脂肪酸总量和∑n-6 PUFA无显著差异。

表7 合浦绒螯蟹肌肉的脂肪酸组成（%）Table 7 Composition of fatty acid in muscle of E.hepuensis（%）

3 讨论

3.1 合浦绒螯蟹的形体指数分析

本研究结果表明，雌雄合浦绒螯蟹形体指数的差异主要体现在TEY和GSI上，雌蟹TEY和GSI显著高于雄蟹，而雌雄蟹之间的HSI、MY和CF无显著差异。王世会等（2019，2020）研究比较了雌雄中华绒螯蟹的TEY和GSI，发现雌蟹的TEY和GSI显著高于雄蟹，本研究结果与其一致。Cheng等（2021）报道，正常成熟的中华绒螯蟹雌蟹GSI和TEY分别为9.63%和34.37%，略低于本研究中合浦绒螯蟹雌蟹的GSI（12.99%）和TEY（35.46%）。Xie和Liu（2020）报道，与本研究合浦绒螯蟹雌蟹体重（78.43 g）相近的中华绒螯蟹雌蟹（75.55 g）的GSI和TEY分别为1.22%和20.90%，与本研究结果相差较大，但HSI（11.14%）高于合浦绒螯蟹雌蟹（5.37%）。造成这种差异的原因可能是性腺发育阶段的不同。性腺发育所需的营养由肝胰腺提供，GSI的变化与HSI的变化密切相关（Li et al.，2011）。雌蟹GSI显著高于雄蟹的主要原因可能是雌蟹身负繁衍后代的任务，需消耗的能量较雄蟹多，而肝胰腺作为螃蟹的主要能源物质，雌蟹一部分肝胰腺转化为性腺，以作为生育的能量储备。在生殖蜕壳完成后，雌蟹性腺不断发育，在卵巢中积累了大量的脂肪和蛋白质等营养物质，雌蟹GSI指数上升，提高了雌蟹的可食性（何杰等，2016）。

3.2 合浦绒螯蟹的常规营养成分分析

蟹类可食用组织主要有肝胰腺、性腺和肌肉，是人体补充蛋白质和脂肪的优质来源，其中蛋白质和脂肪的含量通常作为衡量蟹类营养价值的重要指标之一（Peng et al.，2021）。本研究结果表明，雌蟹性腺和肌肉中粗蛋白和粗脂肪含量均显著高于雄蟹，说明雌蟹性腺和肌肉营养价值较高。王世会等（2020）研究雌雄中华绒螯蟹营养差异也得出相同的结论，雌蟹肌肉和性腺组织的蛋白质和脂肪含量均显著高于雄性，造成这种差异的原因可能是雌蟹在生殖阶段需更多的营养物质来孵育后代（Liu et al.，2011）。本研究中，合浦绒螯蟹雌蟹的性腺粗蛋白和粗脂肪含量分别为29.85%和8.89%，肌肉粗蛋白和粗脂肪含量分别为17.83%和0.70%，略低于Cheng等（2021）报道的中华绒螯蟹雌蟹性腺和肌肉中蛋白质（34.88%和18.46%）和脂肪（9.81%和0.72%）含量，而蛋白质含量高于Wang等（2021b）研究正常发育的中华绒螯蟹雌蟹性腺和肌肉中蛋白质含量（25.58%和16.46%）；此外，合浦绒螯蟹雌蟹的肌肉蛋白质含量高于锯缘青蟹（17.42%）（王雪锋等，2010）和细点圆趾蟹（10.4%）（张小军等，2019），与拟穴青蟹（Wang et al.，2021a）相接近。通过与其他经济蟹类比较发现，合浦绒螯蟹性腺和肌肉组织营养成分与中华绒螯蟹相接近，同样具有较高的营养价值，且雌蟹营养价值优于雄蟹。

3.3 合浦绒螯蟹的氨基酸组成分析

蛋氨酸、赖氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸和苯丙氨酸作为人体必需氨基酸，其含量的高低可作为营养价值的评判标准（王福田等，2020）。本研究结果表明，合浦绒螯蟹雌蟹性腺中的必需氨基酸总量显著高于雄蟹。雌蟹性腺的蛋氨酸、赖氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸和苯丙氨酸含量均显著高于雄蟹。而肌肉组织中雌蟹必需氨基酸含量显著低于雄蟹，雄蟹苯丙氨酸、亮氨酸、苏氨酸和缬氨酸4种必需氨基酸含量显著高于雌蟹，其余3种无显著差异。说明雌蟹性腺组织的必需氨基酸营养价值优于雄蟹，而雄蟹肌肉组织的必需氨基酸营养价值优于雌蟹。Wu等（2019a）报道的中华绒螯蟹雄蟹性腺和肌肉必需氨基酸含量分别为61.2和49.8 mg/g，性腺和肌肉必需氨基酸含量低于本研究合浦绒螯蟹雌蟹必需氨基酸含量，但与雄蟹相似。Xie和Liu（2020）报道的中华绒螯蟹雌蟹性腺和肌肉必需氨基酸含量分别为64.8和63.2 mg/g，同样低于本研究合浦绒螯蟹雌蟹性腺必需氨基酸含量，但肌肉必需氨基酸含量略高于雄性合浦绒螯蟹。通过与中华绒螯蟹对比表明，合浦绒螯蟹雌蟹性腺是人体补充必需氨基酸的优质来源。

根据FAO/WHO氨基酸理想模式，质量较好的蛋白质EAA/TAA为40%左右，而EAA/NEAA为60%以上。雌蟹性腺EAA/TAA和EAA/NEAA分别为40.14%和67.06%，符合标准模式的要求，说明雌蟹性腺是较好的蛋白质来源，而雄蟹性腺和肌肉组织略低于标准要求。以AAS和CS进行评价时，雌雄蟹的2种组织中主要限制性氨基酸为缬氨酸和蛋氨酸+半胱氨酸，虽然氨基酸含量有差异，但大多数的AAS大于1，CS大于0.5，说明合浦绒螯蟹的氨基酸组成较合理。

合浦绒螯蟹作为一种大型食用蟹类，不仅营养价值高，还味道鲜美。而食物的鲜度主要取决于鲜味氨基酸的种类和含量（孙志鹏等，2020），主要包括天冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸和谷氨酸。在合浦绒螯蟹性腺和肌肉组织中含量最高的是谷氨酸，性腺中雌蟹的谷氨酸含量显著高于雄蟹，肌肉中则相反。谷氨酸除了具有提高海鲜鲜味的作用，对提高人体记忆力也同样有影响（张小军等，2019）。雌蟹性腺鲜味氨基酸含量显著高于雄蟹，而雌雄蟹肌肉中鲜味氨基酸无显著差异，由此可判断，雌蟹性腺味道较雄蟹更鲜美。

3.4 合浦绒螯蟹的脂肪酸组成分析

脂肪酸的组成和含量是评价蟹类营养价值的重要指标（Peng et al.，2021）。本研究结果表明，合浦绒螯蟹雌蟹性腺饱和脂肪酸总量和多不饱和脂肪酸总量显著低于雄蟹，而单不饱和脂肪酸总量显著高于雄蟹。肌肉组织中，雌蟹单不饱和脂肪酸总量显著高于雄蟹，饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸总量无显著差异。雌雄蟹间的脂肪酸组成和含量存在明显差异，原因可能是雌蟹在卵巢发育过程中，需积累更多的单不饱和脂肪酸，以满足能量的需求和繁殖任务（Long et al.，2020）；而雄蟹主要积累维持正常新陈代谢所需的多不饱和脂肪酸，如花生四烯酸、EPA和DHA等（Wu et al.，2010；祖露等，2019）。

均衡的必需脂肪酸对人体健康是非常重要的，亚油酸已被确定为对人体健康至关重要。EPA和DHA是胎儿、婴儿、青少年和孕妇或哺乳期妇女不可缺少的脂肪酸（Muskiet and Kemperman，2006），同时富含EPA和DHA的食品具有预防心脑血管疾病（Hall，2009）、对骨骼健康有益（Nakanishi and Tsukamoto，2015）及治疗糖尿病的功能（Bhaswant et al.，2015）。合浦绒螯蟹雌蟹性腺和肌肉的亚油酸含量显著高于雄蟹，在雌雄中华绒螯蟹脂肪酸含量比较中也得出相同的结果（何杰等，2016；祖露等，2019）。雄蟹性腺和肌肉的EPA+DHA含量显著高于雌蟹。此外，∑n-3 PUFA和∑n-6 PUFA水平及∑n-3/∑n-6比值是评价营养价值的良好指标，较高的∑n-3/∑n-6比值说明具有较好的营养价值（Chen and Zhang，2007）。在本研究中，雄蟹性腺组织∑n-6 PUFA显著高于雌蟹，而∑n-3 PUFA和∑n-3/∑n-6无显著差异；雄蟹肌肉∑n-3 PUFA和∑n-3/∑n-6显著高于雌蟹。说明雄蟹肌肉和性腺脂肪酸营养价值高于雌蟹。

4 结论

合浦绒螯蟹雌蟹的总可食率、性腺和肌肉组织中蛋白质、脂肪和性腺必需氨基酸含量优于雄蟹，而雄蟹肌肉必需氨基酸和优质脂肪酸EPA与DHA含量优于雌蟹。因此，合浦绒螯蟹是富含优质脂肪酸和均衡氨基酸的大型食用蟹类。