劉 錚,黃偉卿,,張 藝,徐 侃,李婷婷,邵逸臻,林培華

(1 寧德師范學院生命科學學院,閩東水產(chǎn)品精深加工福建省高校工程研究中心,福建 寧德 352100;2 寧德市鼎誠水產(chǎn)有限公司,福建 寧德 352100;3 福建省閩東水產(chǎn)研究所,福建 寧德 352100)

擬穴青蟹(Scyllaparamamosain)隸屬于節(jié)肢動物門(Arthropoda)、軟甲綱(Crustacea)、十足目(Decapoda)、梭子蟹科(Portunidae)、青蟹屬(Scylla),主要分布于浙江、福建、海南、廣東、廣西和臺灣等地沿岸海域,喜棲息于紅樹林、潮間帶和河流入海口等泥沼溝壑中,是廣鹽、廣溫、暖水性的甲殼類動物[1-4]。青蟹生性喜好挖掘洞穴,白天藏于砂石、水草或者洞中,在夜晚變得活躍,外出覓食[5]。青蟹除了具有營養(yǎng)價值高、滋補健體和肉質(zhì)鮮甜等特點外,本身具有養(yǎng)殖周期短、適應能力強、生長快、離水后仍能保持活力等優(yōu)點,是開展人工養(yǎng)殖的優(yōu)良品種[5]。近年來,中國南方沿海地區(qū)的青蟹養(yǎng)殖規(guī)模穩(wěn)定增長,是中國重要水產(chǎn)養(yǎng)殖蟹類[6]。2021年全國青蟹產(chǎn)量為15.21萬 t,福建省3.9萬t,位居全國第二[7]。

工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖模式能夠?qū)⑺疁亍⑷苎趿?、氨氮比等養(yǎng)殖指標保持在最適合養(yǎng)殖動物生長的數(shù)值,并在不同季節(jié)、生長期進行相應調(diào)整,實現(xiàn)高效率、高產(chǎn)率、高性價比養(yǎng)殖[8-9]。國外陸基工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)已十分成熟,如西班牙Aquacria Arousa建立的大菱鲆(Turbot)工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng),冰島和法國建立的鱸魚(Lateolabraxjaponicus)循環(huán)水養(yǎng)殖工廠,芬蘭及挪威建立的循環(huán)水系統(tǒng)養(yǎng)殖鮭魚(Oncorhynchus)等[10-11]。中國20世紀90年代初開始進行工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖技術探究,但發(fā)展至今,仍存在進行工廠化養(yǎng)殖品種單一,技術良莠不齊,養(yǎng)殖裝備落后,設施化水平較低等問題[12]。為解決了傳統(tǒng)養(yǎng)殖條件下青蟹互相殘殺、抵抗自然災害能力弱和占地面積大等問題,發(fā)展了“一蟹一盒”的陸基工廠化養(yǎng)殖模式[13-15],在養(yǎng)殖存活率[16]、生長速度[16]、成膏周期[17]等均較傳統(tǒng)養(yǎng)殖有了提高,但該養(yǎng)殖模式仍然存在排污不暢、操作不便和肌肉品質(zhì)等問題,制約了青蟹養(yǎng)殖業(yè)的進一步發(fā)展[16,18]。本研究開發(fā)了一套擬穴青蟹工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng),建立擬穴青蟹高效、安全的工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖新模式。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

擬穴青蟹購置于寧德市立格水產(chǎn)有限公司,選體形完整無損傷,平均每只規(guī)格為(49.43±5.17) g的幼蟹。擬穴青蟹餌料選用市場購買的鮮活縊蟶。

1.2 試驗系統(tǒng)設計

1.2.1 “龍舟”型工廠化養(yǎng)殖設施設計

“龍舟”型工廠化養(yǎng)殖設施設計如圖1所示。

圖1 “龍舟”型工廠化養(yǎng)殖設施設計圖Fig.1 Design of “Dragon Boat” type factory farming facilities

根據(jù)擬穴青蟹的穴居和避免脫殼互相殘殺的生活習性,采用PP塑料材質(zhì),將其設計為形如“龍舟”的養(yǎng)殖設施,此設施長2 m,寬35 cm。每個“龍舟”型養(yǎng)殖設施水槽內(nèi)設分隔槽,分隔槽用于安插分隔網(wǎng),分隔網(wǎng)與防逃網(wǎng)為一體,分隔網(wǎng)將一個“龍舟”型水槽分隔成5個單獨的擬穴青蟹養(yǎng)殖格(規(guī)格:36 cm×35 cm×27 cm)(圖1A和圖1B)。為了方便一次性批量排污,“龍舟”型工廠化養(yǎng)殖設施采用吊掛的方式,即每個養(yǎng)殖設施前方和后方各有一個吊掛點,并設有升降系統(tǒng)(圖1C)。升降系統(tǒng)在進行排水時排水端的升降電機下降,后端升降電機上升,“龍舟”型工廠化養(yǎng)殖設施中的養(yǎng)殖污水從“龍舟”前端排出,同時打開沖洗開關,讓水流進行沖洗,完成沖洗后兩臺升降電機恢復到原位,即可同時完成一整個養(yǎng)殖模塊的換水、排污、清洗工作(圖2)。

圖2 “龍舟”型工廠化養(yǎng)殖設施側(cè)視圖-排水清洗狀態(tài)Fig.2 Side view of “Dragon Boat” type factory farming facility-state of drainage cleaning

1.2.2 “龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)設計

圖3 擬穴青蟹“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)流程圖Fig.3 Flow chart of “Dragon Boat” type industrial recirculating aquaculture system for green crab

1.3 試驗設計及養(yǎng)殖管理

試驗在寧德市鼎誠水產(chǎn)有限公司進行,將擬穴青蟹置于“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)進行養(yǎng)殖為試驗組,并以已被證實養(yǎng)殖成效較傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖佳的“蟹公寓”工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)進行養(yǎng)殖為對照組。每組設置3個平行試驗,每組50只。

日常管理。每日6:00前進行換水,清理殘餌料糞便,為減少青蟹應激反應,6:00至18:00保持靜水養(yǎng)殖狀態(tài),及時清理死蟹,每日做好養(yǎng)殖記錄,共養(yǎng)殖30 d。

投喂。每日18:00飼喂鮮活的縊蟶。每次飼喂餌料為青蟹體質(zhì)量的8%～10%,并根據(jù)擬穴青蟹每日的攝食量調(diào)整投喂量,以達到投飼量接近飽食量的效果。

養(yǎng)殖用水水質(zhì)理化因子。養(yǎng)殖水體溶氧量保持在5 mg/L以上、pH控制在8.0～8.2,水溫保持在23. 5 ℃～24.5 ℃,日變化不超過5 ℃,鹽度在20～28,日變化不超過5。

1.4 擬穴青蟹生長指標的測定

養(yǎng)殖周期30 d,對擬穴青蟹進行計數(shù)、稱重,計算對照組與試驗組的存活率(N)、體質(zhì)量特定生長率(Gw,%/d)、脫殼間隔時間(T,d)。計算公式如下:

(1)

Gw=[(lnmf-lnmo)/t]×100%

(2)

T=t1-t0

(3)

式中:Nt為養(yǎng)殖結(jié)束時擬穴青蟹的只數(shù)(只);N0為初始擬穴青蟹的只數(shù)(只);mf為養(yǎng)殖結(jié)束時擬穴青蟹的體質(zhì)量(g);m0為初始擬穴青蟹的體質(zhì)量(g);t為試驗時長(d);t1為本次脫殼時間(d);t0為上一次脫殼時間(d)。

1.5 水質(zhì)指標測定

每隔15 d取兩種養(yǎng)殖模式的水樣,氨氮采用納氏試劑分光光度法(HJ 535-2009)測定[19],亞硝酸鹽氮采用乙二胺偶氮分光光度法(GB/T 11889-1989)測定[20],活性磷酸鹽采用萃取-磷鉬藍比色法(GB/T 9727-2007)測定[21],并采用多參數(shù)測試儀S400-B測量pH、水銀溫度計測量水溫和Seven2Go便攜式溶氧儀測量溶氧[21]。

1.6 擬穴青蟹肌肉營養(yǎng)的測定與分析

試驗結(jié)束后,各取擬穴青蟹肌肉200 g,用于各種肌肉營養(yǎng)成分的測定。將樣品在炭爐上碳化后,在馬弗爐中以550 ℃的溫度灼燒8 h,測定樣品中的灰分含量;將樣品用105 ℃烘干失水法測定水分;采用凱式定氮法測定擬穴青蟹肌肉樣品中的總氮含量,將測定結(jié)果乘以6.25得粗蛋白質(zhì)含量;樣品中的總汞、無機砷、氨基酸含量和脂肪酸組成測定送至福建省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標準與檢測技術研究所進行檢測。

根據(jù)聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織(WHO)和聯(lián)合國糧食和農(nóng)業(yè)組織(FAO)在1973年提出的氨基酸評分標準模式和中國預防醫(yī)學科學院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所提出的雞蛋蛋白質(zhì)評分標準模式,分別按以下公式計算氨基酸評分(A)、化學評分(C)和必需氨基酸指數(shù)(E)[22]：

(4)

(5)

(6)

式中:a為待測樣品蛋白質(zhì)氨基酸含量(mg/gN);A(WHO/FAO)為WHO/FAO評分標準模式中同種氨基酸含量(mg/gN);A(egg)為全雞蛋蛋白質(zhì)中同種氨基酸含量(mg/gN);n為所比較的必需氨基酸數(shù),w1、w2、w3、…、wi為擬穴青蟹肌肉蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量(%);we1、we2、we3、…、wei為全雞蛋蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量(%)。

1.7 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計用Excel 2019,以平均值±標準差表示,在SPSS 26.0軟件中用t檢驗分析對試驗數(shù)據(jù)進行顯著性差異檢驗,顯著性差異設定為P<0.05。

2 結(jié)果

2.1 對養(yǎng)殖存活率和生長性能的影響

經(jīng)過30 d的養(yǎng)殖,“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)養(yǎng)殖的擬穴青蟹的存活率為(98.66±0.58)%、體質(zhì)量特定生長率為(3.43±0.50)%/d,脫殼間隔時間為(20.4±0.25)d,存活率和生長性能顯著高于“蟹公寓”工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)(P<0.05)(表1)。

表1 擬穴青蟹工廠化養(yǎng)殖系統(tǒng)對N、Gw和T的影響Tab.1 Effects of industrial culture system on N,Gwand T of Pothole crab

2.2 對養(yǎng)殖水質(zhì)的影響

經(jīng)30 d的養(yǎng)殖,采用“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的養(yǎng)殖水體中氨氮含量為0.062 5～0.067 1 mg/L,亞硝酸鹽含量為0.021 3～0.025 3 mg/L,活性磷酸鹽含量為0.031 5～0.034 6 mg/L,溶氧含量為5.48～5.59 mg/L?！褒堉邸毙凸S化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)對養(yǎng)殖水質(zhì)的影響較“蟹公寓”工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)小(表2)。

表2 擬穴青蟹養(yǎng)殖水質(zhì)檢測結(jié)果Tab.2 Water quality test results of Pothole crab culture

2.3 對肌肉營養(yǎng)及品質(zhì)的影響

2.3.1 基礎成分

“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)養(yǎng)殖的擬穴青蟹肌肉粗蛋白質(zhì)含量為(23.9±3.16)g/100g,顯著高于“蟹公寓”工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)(P<0.05),而粗脂肪的含量為(0.3±0.1)g/100 g,顯著低于“蟹公寓”工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)(P<0.05);“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的擬穴青蟹肌肉水分和灰分的含量與 “蟹公寓”工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)相比,兩組間差異不顯著(P>0.05)(表3)。

表3 兩種養(yǎng)殖模式下的擬穴青蟹肌肉營養(yǎng)成分的比較Tab.3 Comparison of muscle nutrients in two culture models of Pothole crab

2.3.2 氨基酸組分

兩種養(yǎng)殖模式下的擬穴青蟹肌肉中,共檢測出17種氨基酸,谷氨酸(Glu)含量最高,胱氨酸(Cys)含量最低?！褒堉邸毙凸S化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)養(yǎng)殖的擬穴青蟹肌肉中鮮味氨基酸(8.05 g/100g)、必需氨基酸(6.92 g/100 g)以及氨基酸總量(20.85 g/100 g)均高于“蟹公寓”工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)(表4)。

表4 兩種養(yǎng)殖模式下的擬穴青蟹肌肉中氨基酸組成與含量Tab.4 Composition and content of amino acids in muscle of Green crab under two culture modes

根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸評分(A)和蛋白質(zhì)的化學評分(C),“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)與“蟹公寓”工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)養(yǎng)殖的擬穴青蟹肌肉中第一、第二限制氨基酸均為纈氨酸或蛋氨酸+胱氨酸?！褒堉邸毙凸S化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)養(yǎng)殖的擬穴青蟹肌肉必需氨基酸指數(shù)(E)為67.35,高于“蟹公寓”工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)(表5)。

表5 兩種養(yǎng)殖模式下的擬穴青蟹肌肉中A、C和E評價Tab.5 Evaluation of A,C and E in muscle of Green crab under two culture modes

2.3.3 脂肪酸組分

兩種養(yǎng)殖模式下養(yǎng)殖的擬穴青蟹肌肉中共檢測出脂肪酸19種,“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)養(yǎng)殖的擬穴青蟹肌肉中EPA+DHA含量為31.8%、不飽和脂肪酸(UFA)為69.9%和多不飽和脂肪酸(PUFA)為56.5%,均高于“蟹公寓”工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng);但“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)養(yǎng)殖的擬穴青蟹肌肉中的飽和脂肪酸(SFA)為26.5%和單不飽和脂肪酸(MUFA)為13.4%,均低于“蟹公寓”工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)(圖4)。

圖4 兩種養(yǎng)殖模式下的擬穴青蟹肌肉中脂肪酸組成與含量Fig.4 Fatty acid composition and content in muscle of Green crab under two culture modes

“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)與“蟹公寓”工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)養(yǎng)殖的擬穴青蟹肌肉中總汞及無機砷含量均符合小于0.5 mg/kg的標準,符合綠色食品蟹類相關標準要求(NYT 841-2021)[23]。“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)養(yǎng)殖的擬穴青蟹肌肉中總汞及無機砷含量均顯著小于“蟹公寓”工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)(P<0.05)(表7)。

表7 青蟹肌肉重金屬檢測結(jié)果Tab.7 Results of heavy metal detection in muscle of blue crab

3 討論

3.1 對提高養(yǎng)殖存活率和生長性能及改善水質(zhì)的分析

優(yōu)良的水質(zhì)是水生經(jīng)濟動物賴以生存和發(fā)展的重要保證[24]。高明亮[25]通過生物絮團技術調(diào)控水質(zhì)進而提高飼料利用率和提高機體免疫能力的作用,從而提高三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)的存活率與生長性能。文曉峰等[26]研究表明,由于伊樂藻(ElodeacanadensisMichx)改善了水質(zhì),減少了病害的發(fā)生,進而減少了中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)的死亡率。趙先庭等[27]研究證明龍須菜可處理海水養(yǎng)殖廢水無機氮和溶解無機磷,從而凈化水質(zhì)。本試驗在“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)排污效果和換水量較“蟹公寓”工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)更為完全,且在系統(tǒng)中混養(yǎng)了龍須菜,可通過龍須菜消耗水質(zhì)中的無機氮和溶解無機磷來減少水體污染,因此養(yǎng)殖水質(zhì)更好,這也是致使“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)養(yǎng)殖的擬穴青蟹存活率高、促進攝食和提高生長速度的主要原因。

3.2 對改善擬穴青蟹肌肉營養(yǎng)的影響分析

隨著消費者的消費觀念由起初的生存需求到健康和安全需求的轉(zhuǎn)變,擬穴青蟹的風味度和安全性并存成了擬穴青蟹產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大目標[28]。有研究表明,目前通過降低鹽度[29]、適度流水[30]等改變養(yǎng)殖環(huán)境和飼料營養(yǎng)調(diào)控[31-32]可以改善擬穴青蟹的肌肉營養(yǎng)。而本次研究發(fā)現(xiàn),由于“蟹公寓”工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)慢速換水,“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)在養(yǎng)殖擬穴青蟹時快速換水,增加了擬穴青蟹的運動訓練,長時間的運動訓練也致使擬穴青蟹肌肉粗蛋白質(zhì)含量升高,粗脂肪含量減少, E值和EPA+DHA含量顯著提高,脂肪酸組成更優(yōu)質(zhì)。

Calvi等[33]研究表明,封閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中,換水率是影響系統(tǒng)水體重金屬含量的因素之一,隨系統(tǒng)換水率降低,水體重金屬含量呈現(xiàn)上升趨勢; “龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)在養(yǎng)殖擬穴青蟹時,換水率顯著高于“蟹公寓”工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng),因此肌肉中重金屬含量較少。

3.3 “龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的可行性分析

本試驗采用“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)進行擬穴青蟹養(yǎng)殖時,由于在室內(nèi)進行,可控性強。同時通過提高換水量、對排泄物的不斷沖洗以及龍須菜消耗水質(zhì)中的無機氮和溶解無機磷減少水質(zhì)污染[34-36],進而改善青蟹攝食及生活環(huán)境、提高青蟹的機體免疫能力。試驗結(jié)果表明,采用改養(yǎng)殖系統(tǒng)進行擬穴青蟹養(yǎng)殖,養(yǎng)殖存活率(98.66±0.58)%和生長性能[體質(zhì)量特定生長率(3.43±0.50)%/d、脫殼間隔時間(20.4±0.25)d]顯著高于“蟹公寓”工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)(P<0.05),取得了良好的養(yǎng)殖成效;同時換水時,致使水流對沖,增加了擬穴青蟹的運動訓練,使擬穴青蟹肌肉粗蛋白質(zhì)含量升高,粗脂肪含量減少, E值和EPA+DHA含量顯著提高,有效地優(yōu)化和改善了肌肉營養(yǎng)品質(zhì);同時,采用本“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)進行養(yǎng)殖的擬穴青蟹肌肉中重金屬含量符合綠色食品蟹類相關標準要求,因此可以放心食用;由于規(guī)范性養(yǎng)殖以及嚴格控制排出的養(yǎng)殖污水,本模式對環(huán)境污染小。因此,采用擬穴青蟹“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)進行擬穴青蟹的養(yǎng)殖可實現(xiàn)高效、高產(chǎn)、可持續(xù)的工廠化養(yǎng)殖,養(yǎng)殖模式可行性高。

4 結(jié)論

采用“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)進行擬穴青蟹養(yǎng)殖,與“蟹公寓”工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)相比,養(yǎng)殖存活率和生長速度均有顯著提高(P<0.05);養(yǎng)殖的肌肉中粗蛋白含量較高、水分和粗脂肪含量較低,必需氨基酸含量和鮮味氨基酸含量更高,脂肪酸組成更均衡,重金屬含量更低,具有改善肌肉品質(zhì)的作用;同時養(yǎng)殖水體中氨氮、亞硝酸鹽氮和活性磷酸鹽分別減少了0.025 6 mg/L、0.006 2 mg/L和 0.019 6 mg/L,可有效改善養(yǎng)殖水質(zhì)。采用“龍舟”型工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)進行擬穴青蟹養(yǎng)殖具有良好的養(yǎng)殖成效,可為構(gòu)建擬穴青蟹工廠化養(yǎng)殖體系提供理論和實踐依據(jù)。