《Essential Chem》：Assessment of nutritional value and heavy metal contents of edible part and by-products of two shrimp species (Penaeus notialis and Callianassa turnerana) growth in Cameroon
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本研究评估了喀麦隆消费的两种虾类——南方滨对虾（Penaeus notialis）与特纳氏美人虾（Callianassa turnerana）的可食部（EP）及副产物（BP）的营养价值与重金属浓度。采集样品后，研究人员收集其可食组分与副产物，测定了矿物质、重金
本研究评估了喀麦隆消费的两种虾类——南方滨对虾（Penaeus notialis）与特纳氏美人虾（Callianassa turnerana）的可食部（EP）及副产物（BP）的营养价值与重金属浓度。采集样品后，研究人员收集其可食组分与副产物，测定了矿物质、重金属、类胡萝卜素、氨基酸及脂肪酸含量。结果显示，可食部与副产物中分别含有显著较高（p < .05）的蛋白质（13.40%–14.32%）与灰分（5.68%–13.70%）。C. turnerana 的脂质（2.06%–13.63%）与类胡萝卜素（6.85–21.74 μg/g）含量显著高于（p < .05）P. notialis。矿物质与重金属含量排序如下：Ca > P > Na > K > Mg > Fe > Zn > Cu > Mn 与 Cd > Ni > Pb > Hg > As > Cr > Co，且最高浓度均出现在副产物中。根据氨基酸谱，两种主要的必需与非必需氨基酸分别为谷氨酸（glutamic acid）与赖氨酸（lysine）。棕榈油酸（palmitoleic acid，7.08%–15.97%）、油酸（oleic acid，16.82%–23.08%）、二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA，3.95%–5.83%）与二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA，2.11%–10.40%）是这些虾类中最丰富的脂肪酸。
一、研究背景与科学问题
全球虾类年产量约820万吨，消费量达400万吨，市场价值约1254亿美元，预计2029年将增至1348亿美元。喀麦隆年产虾约10200吨，其中工业捕捞4200吨、手工渔业6000吨，虾类市场创收超5800万美元，雇佣约11700人。然而，虾类加工过程中产生的头、壳、尾、内脏及卵巢等副产物占体重的45%–60%，通常作为废弃物排放，造成环境负担。这些副产物富含蛋白质、脂质、维生素、矿物质、类胡萝卜素及几丁质等活性成分，具备抗氧化、抗菌、抗高血压及抗炎等多种生物活性，可作为天然安全的食品或饲料添加剂，或功能食品的关键组分。此外，虾类可食部富含优质蛋白与必需氨基酸，有助于纠正蛋白质缺乏、促进儿童生长发育、参与免疫防御及能量代谢；虾油中的不饱和脂肪酸对预防心血管疾病具有健康益处。
然而，虾类也可能从环境中富集铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）、钴（Co）、镍（Ni）、铬（Cr）及砷（As）等重金属污染物。这些污染物可通过火山喷发、生活污水、工业及农牧业活动进入水体，经食物链生物累积与生物放大，对人类健康造成睾丸损伤、红细胞损害、癌症、皮肤及心血管疾病、不孕症及脑损伤等多重危害。
尽管喀麦隆虾类产量可观，但关于南方滨对虾（Penaeus notialis）与特纳氏美人虾（Callianassa turnerana）这两种当地消费虾类的可食部及副产物中重金属水平、脂肪酸与氨基酸谱的科学数据极为匮乏，限制了其在人类营养与对抗营养不良中的应用，也制约了副产物高值化利用的经济潜力。因此，本研究旨在系统评估这两种虾类可食部与副产物的营养价值与重金属含量，为虾类废弃物的资源化利用（如生物肥料、动物饲料原料、几丁质/壳聚糖来源及其他生物活性化合物提取）提供科学依据。
二、研究方法概述
研究人员于2025年8月雨季在喀麦隆杜阿拉海军基地市场采购新鲜虾样，每种各12.5 kg，经筛选后每种保留10.5 kg（约200只），由喀麦隆畜牧、渔业与动物产业部兽医服务处依据FAO鱼类鉴定表进行物种鉴定。样品分为三批进行生物学重复，分离可食部与副产物。采用燃烧法测定蛋白质含量（氮×6.25），Bligh-Dyer法提取脂质，AOAC法测定灰分，差减法计算碳水化合物，Simpson法测定总类胡萝卜素。矿物质与重金属经干灰化后用原子吸收分光光度计测定，脂肪酸甲酯化后通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析，氨基酸经盐酸水解后用超高效液相色谱（UHPLC）结合二极管阵列检测器（DAD）测定。
三、研究结果
3.1 基本营养成分与总类胡萝卜素含量
可食部水分含量（62.08%–79.56%）显著高于副产物（59.37%–68.39%），P. notialis 含水量更高。可食部蛋白质含量（13.40%–14.32%）显著高于副产物（11.51%–12.40%），表明两种虾均为良好蛋白质来源。P. notialis 副产物脂质含量最高（3.22%），而 C. turnerana 可食部脂质含量最高（13.63%）。副产物灰分与碳水化合物含量显著高于可食部，前者因含壳质矿物，后者因含几丁质。总类胡萝卜素含量范围为6.85 μg/g（P. notialis 可食部）至22.74 μg/g（C. turnerana 可食部），与脂质含量一致。
3.2 矿物质含量
钙（Ca）是所有样品的主要矿物质（1008.27–3056.70 mg/100g干重），副产物中含量显著更高。磷（P）含量在不同样品间差异显著，P. notialis 副产物与 C. turnerana 可食部分别富含磷。钠（Na）与钾（K）含量范围分别为203.61–2627.43 mg/100g与370.72–1075.88 mg/100g。可食部Na/K比值（2.30–2.44）高于副产物（0.33–0.37），提示高血压患者宜食用副产物，而有烧心、呕吐、腹泻症状者宜食用可食部。镁（Mg）在可食部与副产物中含量分别为273.53–501.94 mg/100g与728.70–861.29 mg/100g。铁（Fe）、锌（Zn）、铜（Cu）、锰（Mn）含量范围分别为10.42–37.06、7.32–10.62、3.20–5.36、0.85–4.51 mg/100g干重，副产物中Fe、Zn、Mn含量显著更高。所有微量元素含量均超过FAO/WHO规定的可接受范围。
3.3 重金属含量
重金属含量在种间与部位间差异显著。镉（Cd）、铅（Pb）、汞（Hg）、砷（As）、铬（Cr）、钴（Co）、镍（Ni）含量范围分别为0.36–2.17、0.26–1.70、0.31–0.70、0.28–0.62、0.19–0.64、0.08–0.10、0.56–1.20 mg/kg。C. turnerana 重金属含量总体更高，副产物中重金属含量显著高于可食部。多项重金属含量超过FAO/WHO允许限值（Pb、Cd、As、Hg各0.50 mg/kg，Cr 0.8 mg/kg，Ni 0.4 mg/kg）。
3.4 脂肪酸组成
共鉴定出18种脂肪酸。饱和脂肪酸（SFA）以棕榈酸（16:0，29.31%–32.04%）、硬脂酸（18:0，2.12%–9.45%）与肉豆蔻酸（14:0，3.94%–8.50%）为主，总SFA（ΣSFA）为40.26%–51.82%。单不饱和脂肪酸（MUFA）以棕榈油酸（16:1ω7，7.08%–15.97%）与油酸（18:1ω9，16.82%–23.08%）为主，ΣMUFA为25.28%–38.53%，C. turnerana 中含量显著更高。多不饱和脂肪酸（PUFA）总量为17.93%–26.16%，ω3（13.74%–18.90%）高于ω6（4.19%–7.56%）。主要ω3 PUFA包括α-亚麻酸（ALA，18:3 n-3，2.37%–6.75%）、二十碳五烯酸（EPA，20:5 n-3，3.95%–5.83%）与二十二碳六烯酸（DHA，22:6 n-3，2.11%–10.40%）；主要ω6 PUFA为亚油酸（LA，18:2 n-6，1.60%–4.45%）与花生四烯酸（ARA，20:4 n-6，0.78%–2.08%）。ω3/ω6比值（2.46–3.78）、ΣMUFA/ΣSFA比值（0.48–0.89）与ΣPUFA/ΣSFA比值（0.41–0.59）均显示这些油脂具有预防代谢与心血管疾病的潜力。
3.5 氨基酸组成
共检出18种氨基酸。必需氨基酸（EAA）总量在可食部（14.24–28.30 g/100g干重）高于副产物（11.35–17.06 g/100g干重），P. notialis 的ΣEAA更高。亮氨酸（leucine）与赖氨酸（lysine）是主要EAA。非必需氨基酸（NEAA）总量为16.83–41.73 g/100g干重，谷氨酸（glutamic acid，3.76–8.63 g/100g）、天冬氨酸（aspartic acid，3.24–7.28 g/100g）与精氨酸（arginine，2.31–6.51 g/100g）为主要NEAA，可食部中含量显著更高。EAA/NEAA比值为67.42%–76.91%，超过印度国家卫生研究所（INH）推荐的60%标准。
四、总结与结论
研究表明，P. notialis 与 C. turnerana 的可食部与副产物是蛋白质、矿物质（Ca、P、Na、K）及类胡萝卜素的良好来源，富含必需氨基酸（赖氨酸、亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸等）以及单不饱和脂肪酸（棕榈油酸、油酸）与多不饱和脂肪酸（LA、ALA、ARA、EPA、DHA）。然而，这些虾类体内也含有可能对人体健康有害的重金属。根据研究趋势，可食部适用于人类营养，而虾类副产物可通过用作生物肥料、动物饲料原料等方式实现资源化利用，同时有助于减轻环境污染。研究人员建议政府通过财政支持渔业发展，促进这些虾类的消费，以减少用于进口国内无法生产鱼类的资金外流，保障经济增长。未来研究方向包括：评估副产物及油脂对大鼠体内蛋白质消化率及肥胖的影响；提取并定量几丁质、壳聚糖及其他生物活性化合物；研究烹饪与保藏技术对可食部营养价值的影响。
