稻漁共生水產(chǎn)品品質(zhì)特性研究進(jìn)展

藍(lán)雨絲 范廣宇 吳勝軍*

（1 江蘇省海洋生物資源與環(huán)境重點實驗室/江蘇海洋大學(xué), 江蘇 連云港 222005；2 江蘇海洋生物產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)合創(chuàng)新中心，江蘇 連云港, 222005；3江蘇海洋生物技術(shù)重點建設(shè)實驗室，江蘇 連云港 222005；4江蘇海洋大學(xué)海洋食品與生物工程學(xué)院，江蘇 連云港 222005；5連云港海關(guān)綜合技術(shù)中心，江蘇 連云港,222042；第一作者：lanyusi0707@163.com；*通信作者：wushengjun008@sina.com）

在全球人口不斷增加、土地資源有限的情況下，以可持續(xù)發(fā)展方式滿足人們的食物需求，對全球農(nóng)業(yè)構(gòu)成巨大挑戰(zhàn)[1]，尤其是在人口基數(shù)大的發(fā)展中國家。而傳統(tǒng)的集約化糧食生產(chǎn)和水產(chǎn)養(yǎng)殖會帶來環(huán)境污染、自然資源衰竭等負(fù)面影響，阻礙糧漁生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展[2-5]。為克服這些問題，稻漁綜合種養(yǎng)模式作為一種可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)形式備受關(guān)注[4,6-7]。許多學(xué)者對稻漁共生模式的生態(tài)效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)、作物產(chǎn)量等方面進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)此種模式不僅可以減少農(nóng)業(yè)活動對環(huán)境的負(fù)面影響，增加經(jīng)濟(jì)收入，還可以為人們提供優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的有機(jī)水稻和水產(chǎn)品[8]，使人們在獲得足夠食物的同時還可以補充額外的動物蛋白，增加膳食營養(yǎng)。

水產(chǎn)品品質(zhì)特性通常包括肌肉營養(yǎng)成分（蛋白質(zhì)、脂肪、水分、灰分、氨基酸、脂肪酸等）、風(fēng)味物質(zhì)（肌苷酸、鮮味氨基酸等）、肌肉結(jié)構(gòu)（肌纖維）和物理性質(zhì)（色度、硬度、內(nèi)聚性、咀嚼性、回復(fù)性、剪切力等）[9]?？梢岳冒被岱治鰞x、電子鼻、電子舌、顯微鏡、質(zhì)構(gòu)儀、色差分析儀等先進(jìn)手段對水產(chǎn)品進(jìn)行品質(zhì)評定[10]。一般地，水產(chǎn)品口感受其肌肉結(jié)構(gòu)、質(zhì)構(gòu)等影響較大，通常將肌肉營養(yǎng)成分含量高、氨基酸評分高、鮮味物質(zhì)濃度高、顏色鮮亮的水產(chǎn)品視為優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品。然而，關(guān)于稻漁共生模式中水產(chǎn)品品質(zhì)的研究還不夠深入，特別是其品質(zhì)與腸道微生物之間關(guān)系的相關(guān)研究。因此，對稻漁共生模式中的水產(chǎn)品進(jìn)行品質(zhì)與微生物的綜合性研究對于利用微生物進(jìn)行農(nóng)業(yè)管理、科學(xué)喂養(yǎng)水產(chǎn)品并提高其品質(zhì)、引導(dǎo)人們合理選擇膳食具有重大意義，有助于推動稻漁共生模式的發(fā)展，為生態(tài)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 稻漁共生模式

稻漁共生模式亦稱作稻漁綜合種養(yǎng)模式，在我國具有悠久的發(fā)展歷史[11]。此模式中，水稻為水產(chǎn)品提供庇護(hù)場所，同時水產(chǎn)品通過覓食行為捕捉田間害蟲、啃食雜草，有效防止病蟲害的發(fā)生；此外，水產(chǎn)品的糞便能夠為水稻提供養(yǎng)分，減少或避免化肥農(nóng)藥的使用，提高稻田資源利用率和轉(zhuǎn)化率[12-14]，改善稻田生態(tài)環(huán)境，具有高質(zhì)、高效、穩(wěn)產(chǎn)、節(jié)源的特點[15-17]。隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場需求的增長，我國政府在“十三五”期間出臺多項政策，大力推動稻漁綜合種養(yǎng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，稻漁綜合種養(yǎng)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)量不斷提高[18]，相比于“十二五”末，“十三五”末稻漁綜合種養(yǎng)面積和水產(chǎn)品產(chǎn)量分別增加70.65%和108.83%。

2 稻漁共生模式對水產(chǎn)品品質(zhì)的影響

稻漁綜合種養(yǎng)模式不僅能提高糧漁產(chǎn)量，還能對水產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生影響。對于水產(chǎn)品來說，養(yǎng)殖環(huán)境、營養(yǎng)攝入情況、腸道微生物及各因素的相互作用[19]是影響其品質(zhì)的主要原因，一般體現(xiàn)在水產(chǎn)品的鮮味、肌肉品質(zhì)、口感和個體健康等方面。因此，水產(chǎn)品可食用部分肌肉的營養(yǎng)物質(zhì)、鮮味物質(zhì)含量以及肌肉纖維密度等參數(shù)是判斷其品質(zhì)的依據(jù)。

2.1 稻漁共生模式對水產(chǎn)品產(chǎn)量的影響

稻漁共生模式對糧漁產(chǎn)量、農(nóng)民收入、生態(tài)改善等方面均能產(chǎn)生積極影響。研究發(fā)現(xiàn)，稻漁共生模式可以提高水產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)[20-21]?！吨袊緷O綜合種養(yǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》顯示，2021 年全國范圍內(nèi)產(chǎn)自稻漁共生模式的水產(chǎn)品產(chǎn)量比2020 年增加30.77 萬t，同比增長9.47%[22]。

2.2 稻漁共生模式對水產(chǎn)品肌肉營養(yǎng)成分的影響

在植物和魚類的生態(tài)共育系統(tǒng)中，魚類糞便富含有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)，可以被植物利用，并且稻田中豐富的微生物會通過魚類覓食行為進(jìn)入其體內(nèi)，與傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式相比，能夠更好地提高魚類生長性能、肌肉質(zhì)量和口感[23-25]。稻蝦模式有利于促進(jìn)蝦體內(nèi)脂肪酸的合成，能夠有效預(yù)防老年人的心腦血管疾病，促進(jìn)兒童的生長發(fā)育，對人體健康有益[26]。對稻蝦模式和池塘養(yǎng)殖模式中蝦的營養(yǎng)成分進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，稻蝦模式中的蝦不飽和脂肪酸相對含量（66.27%）是池塘養(yǎng)殖模式（55.04%）的1.2 倍[27]。此外，利用氨基酸計分法與相關(guān)性分析對蝦肉蛋白質(zhì)和脂肪酸進(jìn)行評估可知，來自稻蝦模式的蝦比池塘養(yǎng)殖模式中的蝦擁有更高質(zhì)量的蛋白質(zhì)，并且容易通過體內(nèi)轉(zhuǎn)化合成更多的脂肪酸[28]。這從一個新的角度表明，稻蝦模式能夠提供營養(yǎng)價值更高的水產(chǎn)品，為人們提供了更優(yōu)質(zhì)的膳食選擇。

2.3 稻漁共生模式對水產(chǎn)品風(fēng)味物質(zhì)的影響

生長于稻漁共生模式下的水產(chǎn)品擁有更為鮮甜的滋味。肌苷酸對魚類的滋味起到主要貢獻(xiàn)作用，是魚類重要的呈味核苷酸物質(zhì)[29]。對稻田養(yǎng)殖禾花鯉的肌肉營養(yǎng)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，稻魚模式中禾花鯉EPA 與DHA的總相對含量比池塘養(yǎng)殖模式增長了94.00%，且禾花鯉所含的肌苷酸含量（58.94 mg/100 g）遠(yuǎn)高于后者（＜1.00 mg/100 g）[9]。利用氨基酸全自動分析儀對不同養(yǎng)殖模式中的小龍蝦進(jìn)行游離氨基酸分析可知，稻蝦模式中小龍蝦的鮮味氨基酸總量是池塘養(yǎng)殖模式的1.38 倍，且精氨酸、組氨酸、丙氨酸的味覺活度值（TAV值）均高于池塘養(yǎng)殖模式[30]。

2.4 稻漁共生模式對水產(chǎn)品肌肉結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)的影響

不同模式水產(chǎn)品之間的肌肉纖維存在顯著差異，除此之外，稻漁綜合種養(yǎng)模式的地理環(huán)境不同，對水產(chǎn)品產(chǎn)生的影響也會存在差異。在稻魚模式中羅非魚的肌肉纖維面積（657.28 μm2）比池塘養(yǎng)殖模式（415.37 μm2）高58.24%，但其肌肉纖維密度（883.75 cell/mm）卻比池塘養(yǎng)殖模式（1 058.62 cell/mm）低16.52%，兩者間均存在顯著差異[21]。已有研究表明，高海拔稻田里的鯽魚在彈性（0.835）、咀嚼度（1 025）、膠粘性（1 227）和硬度值（2 740）分別是低海拔池塘養(yǎng)殖模式鯽魚的1.04 倍、1.39 倍、1.30 倍和1.45 倍[31]。因此，對于高海拔地區(qū)的農(nóng)戶來說，利用地理優(yōu)勢開展稻漁綜合種養(yǎng)，能夠提升水產(chǎn)品肌肉口感，獲得更優(yōu)質(zhì)的水產(chǎn)品。

綜上所述，稻漁共生模式下養(yǎng)殖的水產(chǎn)品擁有較佳的口感、優(yōu)質(zhì)的肌肉品質(zhì)以及較高的營養(yǎng)價值。這可能與稻漁共生模式特殊的生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)。在此生態(tài)系統(tǒng)中，水稻、水生動物、浮游動植物和微生物之間存在較多的互利共生關(guān)系，并且彼此之間的協(xié)作關(guān)系大于競爭關(guān)系，為生活在該生態(tài)系統(tǒng)中的生物創(chuàng)造了一個良好的生存環(huán)境。

3 稻漁綜合種養(yǎng)模式對水產(chǎn)品腸道微生物的影響

腸道微生物對于宿主來說具有重要意義，宿主的疾病狀態(tài)、營養(yǎng)代謝、免疫應(yīng)答、行為等均受其影響[19,32-34]，而這些因素也是決定水產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵。因此，研究稻漁共生模式中水產(chǎn)品的腸道微生物與其品質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)具有一定的必要性。

3.1 稻漁共生模式對水產(chǎn)品腸道微生物多樣性的影響

稻漁共生模式可以提高水產(chǎn)品腸道微生物的多樣性，能夠聚集更多有益菌，促進(jìn)水產(chǎn)品生長發(fā)育，使其更好適應(yīng)生存環(huán)境，提高抗病力。對生活在不同養(yǎng)殖系統(tǒng)下的中華鱉進(jìn)行微生物組學(xué)分析可知，稻鱉模式的中華鱉腸道微生物Shannon 指數(shù)以及系統(tǒng)發(fā)育多樣性均顯著高于池塘養(yǎng)殖模式，即稻漁綜合種養(yǎng)模式中華鱉的腸道微生物α 多樣性和β 多樣性均顯著高于池塘養(yǎng)殖模式[35]。

3.2 稻漁共生模式對水產(chǎn)品腸道微生物群落結(jié)構(gòu)的影響

稻漁共生模式能夠降低有害菌在水產(chǎn)品腸道中的豐度，促進(jìn)水產(chǎn)品健康成長，同時還可以聚集更多有益菌，擁有更多相對豐度高于池塘養(yǎng)殖模式的有益微生物。有研究發(fā)現(xiàn)，稻蝦模式下蝦腸道內(nèi)Listeria monocytogenes的豐度低于池塘養(yǎng)殖模式[36]，此菌會引起腸胃炎、敗血癥等疾病，影響宿主健康。在不同養(yǎng)殖模式下，水產(chǎn)品腸道中有益的微生物優(yōu)勢菌群存在顯著差異[37]，相比于池塘集約化養(yǎng)殖，稻鱉模式下的中華鱉腸道內(nèi)乳酸桿菌和雙歧桿菌的相對豐度更高，這兩種菌可以調(diào)節(jié)、修復(fù)腸道內(nèi)環(huán)境，增強(qiáng)宿主免疫力[35]。利用16s rRNA 測序法對養(yǎng)殖于不同模式的蝦腸道微生物進(jìn)行檢測分析發(fā)現(xiàn)，相比池塘養(yǎng)殖模式，稻蝦模式養(yǎng)殖的蝦腸道中與營養(yǎng)吸收和能量代謝相關(guān)的微生物群落結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定[38]。

3.3 稻漁共生模式對水產(chǎn)品腸道微生物功能特性的影響

相比于池塘集約化養(yǎng)殖，稻漁共生模式的水產(chǎn)品腸道微生物有較高的豐富性、多樣性和群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還擁有更多正向促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的微生物功能。生活在具有高微生物多樣性環(huán)境里，有助于提高水產(chǎn)品腸道微生物多樣性。對稻魚模式中的魚腸道微生物和環(huán)境微生物進(jìn)行對比分析發(fā)現(xiàn)，魚腸道的細(xì)菌種類和表層土壤（0~10 cm）的細(xì)菌種類之間存在495 個共有OTU，相似度為30.52%[6]。由于水產(chǎn)品在攝食過程中會擾動周圍環(huán)境，使環(huán)境微生物（如土壤、水體微生物等）隨食物進(jìn)入其腸道，因此在稻漁共生模式中水生動物的腸道微生物和稻田環(huán)境微生物之間存在一定相似性。利用PICRUSt 測定稻蝦模式和池塘養(yǎng)殖模式下的蝦腸道細(xì)菌功能，發(fā)現(xiàn)這兩種模式的蝦腸道細(xì)菌功能主要在碳代謝、甲烷代謝、氧化磷酸化和光合作用上存在顯著差異[39]。黃錦[40]在研究稻蝦共生模式下不同施肥方式對克氏原螯蝦腸道微生物的影響時發(fā)現(xiàn)，施加混合肥（有機(jī)肥和雞糞）的稻田土壤微生物多樣性高于僅施用有機(jī)肥的稻田，且克氏原螯蝦腸道菌群多樣性更高，狀態(tài)更穩(wěn)定。這是因為混合肥給土壤帶來了較多的營養(yǎng)元素，可以促進(jìn)微生物的生存，所以微生物多樣性較高，水產(chǎn)品腸道菌群多樣性也隨之提高。

綜上所述，與集約化養(yǎng)殖模式相比，稻漁共生模式具有豐富的微生物多樣性和穩(wěn)定的菌群結(jié)構(gòu)，其生態(tài)系統(tǒng)比池塘集約化養(yǎng)殖模式更為復(fù)雜。在作物和水產(chǎn)品的相互作用下，稻漁共生模式有助于有益微生物在水產(chǎn)品腸道內(nèi)聚集，促進(jìn)水產(chǎn)品更好進(jìn)行營養(yǎng)吸收與能量代謝。此外，該模式還可以提高水產(chǎn)品的抗病能力，降低潛在病原體在其體內(nèi)定殖風(fēng)險。因此，生存在稻漁共生模式下的水產(chǎn)動物擁有更高的健康水平和更強(qiáng)的營養(yǎng)吸收能力，這可能會間接改善或提升水產(chǎn)品品質(zhì)。

4 總結(jié)

稻漁共生模式可以將水稻種植和水產(chǎn)品養(yǎng)殖進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，把傳統(tǒng)的水稻種植模式和水產(chǎn)品養(yǎng)殖模式從單一結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成種養(yǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)，不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)型，而且還能實現(xiàn)糧漁互利，提高收益，滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。從目前的研究可知，稻漁共生模式對水產(chǎn)品的品質(zhì)和腸道微生物均能產(chǎn)生影響，特別是在水產(chǎn)品的呈味物質(zhì)、營養(yǎng)價值、肌肉質(zhì)構(gòu)、肌肉纖維和腸道微生物的群落結(jié)構(gòu)多樣性、穩(wěn)定性以及功能特性等方面，與傳統(tǒng)集約化養(yǎng)殖模式存在顯著差異，并且稻漁共生模式能夠獲得肉質(zhì)佳、口感佳、營養(yǎng)高的優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品。一般而言，水產(chǎn)品生長發(fā)育水平關(guān)系其品質(zhì)的好壞，并且其疾病狀態(tài)、營養(yǎng)代謝水平、免疫水平等因素都是保證水產(chǎn)品健康生長發(fā)育的關(guān)鍵，而這些因素恰好受到腸道微生物的影響。因此，研究稻漁共生模式中水產(chǎn)品品質(zhì)與其腸道微生物之間的關(guān)聯(lián)，利用微生物對種養(yǎng)農(nóng)業(yè)進(jìn)行調(diào)控，不僅可以維持稻漁生態(tài)系統(tǒng)中的互利共生關(guān)系，也能夠提高水產(chǎn)品品質(zhì)，成為促進(jìn)稻漁共生模式可持續(xù)發(fā)展的強(qiáng)勁動力。