不同產(chǎn)地熟制中華絨螯蟹肉揮發(fā)性成分分析

顧賽麒，張晶晶，王錫昌，陶寧萍，吳 浩

(上海海洋大學，上海201306)

中華絨螯蟹俗稱大閘蟹，又稱河蟹、毛蟹，是中國傳統(tǒng)名貴水產(chǎn)品之一。不同產(chǎn)地的中華絨螯蟹由于其生長環(huán)境(水質、餌料等)的不同，會導致其風味品質存在一定差異性。近二十年來，國外對蟹類揮發(fā)性風味成分已做了一定研究，但主要集中在藍蟹和雪蟹這兩個品種上［1-2］。國內(nèi)一些專家學者對中華絨螯蟹、青蟹等蟹類的揮發(fā)性成分也進行了報道，但其前處理方法多集中在同時蒸餾萃取(SDE)［3］和固相微萃取(SPME)［4］兩種傳統(tǒng)方法上。SDE法由于提取溫度較高、提取時間長，容易造成某些易揮發(fā)性風味成分的流失;而SPME法由于受涂層材料的限制而造成揮發(fā)物的吸附效果有限?；谏鲜鲈?，本研究采用了一種新型的吸附介質——MonoTrap對不同產(chǎn)地的中華絨螯蟹蟹肉揮發(fā)性成分進行了研究。

根據(jù)吸附性質的不同可將吸附劑分為無機吸附劑和有機多孔聚合物吸附劑兩大類［5］。前者包括活性炭、石墨化碳黑以及碳分子篩等，而后者有Tenax、PoraPak、Chromosorb以及Amberlite等。固相萃取整體捕集劑(MonoTrap)是集硅膠、活性炭和ODS等材料為一體的高交聯(lián)性新型吸附劑，可用于極性和非極性以及高沸點和低沸點化合物的提取，可將這種吸附模式稱之為Monolithic material sorptive extraction (MMSE)［6］，其對氣體樣品的吸附效率較高。日本GL科學實驗室已經(jīng)將MMSE法應用到植物、咖啡、芝麻油、乳制品的香氣成分的提?。?］。本文創(chuàng)新性地利用固相萃取整體捕集劑(MonoTrap)作為揮發(fā)性物質的吸附材料，并結合二級熱脫附結合氣相色譜-質譜法(GC-MS)對松江、陽澄湖和崇明三產(chǎn)地的熟制中華絨螯蟹肉揮發(fā)性成分進行研究分析，并采用相對氣味活性值(ROAV)確定了三種產(chǎn)地蟹肉的主體呈香化合物，以期能為今后進一步探討氣味形成機理提供一定理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

中華絨螯蟹 一級雄性活蟹(規(guī)格為142～157g/只，共20只)，2012年11月上旬購自蘇州市陽澄湖某中華絨螯蟹養(yǎng)殖基地?；钚凡稉坪罅⒓从寐槔K扎緊(防止其劇烈掙扎造成營養(yǎng)物消耗)，置于底部鋪冰的泡沫箱內(nèi)，迅速運回實驗室。

固相萃取整體捕集劑MonoTrap RCC18(2.9mm ×5mm，孔徑1mm)日本GL sciences公司;7890A-5975C氣相色譜-質譜聯(lián)用儀 美國Agilent公司;熱脫附器(TDU)、多功能進樣器(MPS)、具有PTV的冷卻型進樣口(CIS)、玻璃襯管 德國Gerstel公司;超低溫冰箱 艾本德(上海)國際貿(mào)易有限公司; SW-CJ-1CU雙人單面超凈工作臺 上海松泰凈化科技有限公司。

1.2 樣品前處理方法

洗去中華絨螯蟹體表污垢并用毛巾擦拭干凈，放入不銹鋼蒸鍋內(nèi)蒸制30min。取出蒸熟蟹樣，冷卻至室溫，打開頭胸甲，手工剝離其肌肉，用經(jīng)消毒處理(刀片于火焰灼燒10s后，紫外輻照30m in)的絞肉機將其粉碎，封裝于鋁箔袋中，于-80℃超低溫冰箱中貯存。

1.3 萃取方法

樣品于4℃下解凍，取5.00±0.01g解凍后樣品裝于20m L頂空瓶內(nèi)。將9個MonoTrap RCC18(下文以MTRCC18表示)用固定裝置相連后，放入頂空瓶中，使MTRCC18始終位于樣品上方。將頂空瓶置于沸水浴中60m in，使MTRCC18對蟹肉中揮發(fā)性成分萃取完全。待萃取完畢后，將全部MTRCC18與固定裝置分離，迅速裝入熱脫附管，由前處理平臺(MPS)將全部MTRCC18轉移至熱脫附器(TDU)中進行熱脫附。

1.4 儀器參數(shù)

TDU條件:不分流模式，起始溫度 60℃，以180℃/m in升至240℃，保留6min。CIS條件:液氮制冷，起始溫度-40℃，平衡30s，以12℃/s升至270℃，保留15m in。色譜柱條件:DB-5MS彈性毛細管柱(60m×0.32mm×1μm)，不分流模式。起始溫度40℃，無保留;以5℃/min升至100℃，無保留;以2℃/m in升至 180℃，無保留;以 5℃/m in升至240℃，保留5m in。載氣為氦氣，流量1.2m L/m in，汽化室溫度240℃。質譜條件:電子轟擊(EI)離子源，電子能量70eV，離子源溫度為200℃。

1.5 數(shù)據(jù)處理

1.5.1 定性分析 揮發(fā)性成分通過 NIST 2008和W iley譜庫進行定性，僅報道正反匹配度均大于800 (最大值為1000)的結果，并同時計算其保留指數(shù)(RI)，保留指數(shù)計算公式如下:RI=100×{［Rt(x)-Rt(n)］/［Rt(n+1)-Rt(n)］+n}，其中Rt(x)、Rt(n)及Rt(n+1)分別為待測揮發(fā)性成分、含n個碳原子正構烷烴及n+1個碳原子正構烷烴的保留時間。

1.5.2 定量分析 由面積歸一化法求得各揮發(fā)性成分的相對百分含量［8］。

1.5.3 主體呈香化合物的確定 參照劉登勇等的方法［8］，采用相對氣味活性值(ROAV)法來確定揮發(fā)性成分中的主體呈香化合物。具體步驟如下:在所有揮發(fā)物中，定義對樣品總體風味貢獻最大的組分其ROAVstan=100，則其他組分的 ROAVi=(Ci/Cstan)/ (Ti/Tstan)×100。其中，Ci、Ti為各個組分的相對百分含量和感受閾值;Cstan、Tstan為對樣本總體風味貢獻最大組分的相對百分含量和感受閾值。顯然，ROAV值越大表明該組分對樣品總體風味貢獻程度越大。由ROAV計算公式可知，所有組分的ROAV≤100，其中ROAV≥1的組分可認為對樣本總體風味貢獻顯著，是該樣本的主體呈香化合物。

2 結果與分析

2.1 三產(chǎn)地中華絨螯蟹肉中揮發(fā)性成分的鑒定

本研究采用新型吸附介質-MTRCC18，對采自松江、陽澄湖、崇明的一級雄性中華絨螯蟹肉中的揮發(fā)性成分進行檢測，所得結果見表1。三產(chǎn)地中華絨螯蟹肉中共鑒定出81種物質，其中松江、陽澄湖和崇明蟹肉中分別鑒定出65、67和73種物質。進一步分析表1可知，3-甲基丁醛等57種物質在三產(chǎn)地蟹肉中被共同檢出;2，4-辛二烯等3種化合物只在松江蟹肉中被檢出，4-甲基-3-戊烯醛只在陽澄湖蟹肉中被檢出，而2-丁烯醛等9種化合物只在崇明蟹肉中被檢出。于慧子等［3］及陳舜勝等［4］采用同時蒸餾萃取法(SDE)和頂空固相微萃取法(HS-SPME)分別從中華絨螯蟹肉中鑒定出了60種和40種揮發(fā)性成分。將本研究與于慧子等［3］及陳舜勝等［4］的結果進行對比后發(fā)現(xiàn)，共有戊醛、己醛、庚醛、苯甲醛、壬醛、對二甲苯、萘、三甲胺和檸檬烯這8種物質同時被檢出，其可能是中華絨螯蟹較為典型的揮發(fā)性風味成分。此外，與傳統(tǒng)的SDE和SPME法相比，MTRCC18萃取得到的化合物種類更多，尤其是呋喃、吡嗪、吡咯和吡啶等雜環(huán)類物質。

2.2 三產(chǎn)地中華絨螯蟹肉中主體呈香化合物的篩選

表2展示了三產(chǎn)地中華絨螯蟹肉的主體呈香化合物(ROAV≥1)。由表2可知，松江、陽澄湖和崇明三產(chǎn)地蟹肉中分別檢測到15、15和18種主體呈香化合物，其中14種物質為三產(chǎn)地蟹肉所共有。包括9種醛類化合物:3-甲基丁醛(堅果味)、2-甲基丁醛(堅果味)、己醛(魚腥味，青草味)、4-庚烯醛(油脂味)、庚醛(魚干味)、苯甲醛(杏仁味)、辛醛(脂肪味)、壬醛(脂肪味)、癸醛(青草味，脂肪味);2種呋喃類化合物:2-乙基呋喃(橡膠味)、2-戊基呋喃(豆

味);2種含氮類化合物:三甲胺(魚腥味)、3-乙基-2，5-二甲基吡嗪(堅果味);1種醇類化合物: 1-辛烯-3-醇(青草味、魚腥味)。

表1 三產(chǎn)地中華絨螯蟹肉中的揮發(fā)性成分Table1 Volatile compounds in meat of Chinesemitten crab farmed in three regions

續(xù)表

圖1 三產(chǎn)地中華絨螯蟹肉揮發(fā)性成分總離子圖Fig.1 Total ion chromatogram of volatile compounds in meat of Chinesemitten crab farmed in three regions

除三產(chǎn)地蟹肉共有的14種主體呈香化合物外，另有4種主體呈香化合物在崇明蟹肉中被單獨檢測到，分別為:2-丁烯醛(刺鼻味)、1-戊烯-3-酮(刺鼻味)、2-癸酮(烤味)和2-戊基吡啶(油味)。無任何主體呈香化合物在松江或陽澄湖蟹肉中被單獨檢測到。

2.3 三產(chǎn)地中華絨螯蟹肉中揮發(fā)性風味成分的探討

通常認為飽和的直鏈醛有令人不快的刺激性氣味，多由多不飽和脂肪酸氧化生成，是食品中氧化風味的重要來源。本研究中從三產(chǎn)地蟹肉中檢測到了多種飽和直鏈醛，如己醛、庚醛、辛醛、壬醛和癸醛等，其常被認為是淡水魚肉中土腥味的主要成分。據(jù)相關報道，壬醛在藍蟹中含量較低，卻多次在中華絨螯蟹中被大量檢測到，這可能也是造成淡水蟹腥味的原因之一［12］。苯甲醛被認為是肉香味的重要成分，具有令人愉快的堅果香，曾被鑒定為是小龍蝦尾肉和消毒蟹肉中一種重要的風味揮發(fā)物［12］。3-甲基丁醛閾值較低，對蟹肉風味也可能有較大的貢獻［13］。三甲胺具有氨味和魚腥味，是海鮮類產(chǎn)品的重要風味化合物，對蟹肉的整體風味起著重要作用［12］。萘一般具有樟腦球的氣味，在龍蝦和螃蟹中也被檢出，該成分被認為是螃蟹所生活的環(huán)境所造成的［14］。本次實驗在松江和陽澄湖的蟹肉中檢測出了2，6-二甲基萘，這可能與蟹樣的生長環(huán)境有關。

呋喃類被發(fā)現(xiàn)存在于煮熟的或消毒的甲殼類肉中，共有6種呋喃類化合物在本次研究中被檢測到。如主體香氣成分中的2-乙基呋喃［13］在稀溶液中被報道有甜的芳香，但可能也有焦香味。2-戊基呋喃在前人對蝦、蟹的風味研究中也曾被鑒定到，據(jù)報道其對風味有一定的負面影響［15］。2-戊基呋喃的閾值相對較低，具有蔬菜芳香，其可作為肉品脂質氧化的指示物，對肉品的整體風味作用巨大［16］。

醇類化合物一般閾值較高，對食品風味的貢獻較小，除非以高濃度或不飽和形式存在。1-辛烯-3-醇是一種亞油酸的氫過氧化物的降解產(chǎn)物，閾值較低，具有類似蘑菇香［12］，廣泛存在于淡水魚和咸水魚中，筆者和金燕等人［15］均在中華絨螯蟹肉中檢測出該成分。

烷烴類化合物具有較高的閾值，對樣品總體風味貢獻不大，但某些支鏈烷烴仍具有一定的風味，如2，4，10，14-四甲基-十五烷，該物質在中華絨螯蟹及鋸緣青蟹中均曾被檢出，具有清香味［17］。

吡嗪類、吡咯類等含氮化合物在本次研究中被大量檢測到。吡嗪類化合物在烤蝦中含量較高［18］，對蒸煮螃蟹的風味貢獻較大。該類物質通常給食物提供一種濃烈的堅果香氣。于慧子等人在中華絨螯蟹肉中檢測到了吡嗪、2，5-二甲基吡嗪和2-甲基吡嗪三種物質。本次研究除檢測到以上3種吡嗪外，還檢測到了3-乙基-2，5-二甲基吡嗪、甲基吡嗪、乙基吡嗪、2，3-二甲基吡嗪、三甲基吡嗪這5種吡嗪類化合物，其中3-乙基-2，5-二甲基吡嗪對三產(chǎn)地蟹肉風味貢獻顯著。兩種吡咯類化合物在本次研究中也被檢測到，金燕等人［15］在湖蟹中也檢測到了一定含量的吡咯，吡咯雖然不具有烷基吡嗪那樣濃郁的堅果香氣，但可能貢獻一種甜且微弱焦香的風味特征［12］。

含硫化合物常見于各類甲殼類動物肉的揮發(fā)性成分，雜環(huán)含硫化合物更是在肉類風味形成過程中起著至關重要的作用［12］。噻吩類及噻唑類是兩類較為典型的含硫化合物，在本次研究中被檢測到。2-甲基噻吩是氨基酸降解產(chǎn)物，被鑒定存在于消毒蟹肉中，具有類似洋蔥的氣味［12］。2-乙酰基噻唑據(jù)報道在小龍蝦尾肉中大量存在，具有濃烈的肉香味［19］。由表1可知，2-甲基噻吩和2-乙?；邕蜻@兩種對肉香味貢獻巨大的化合物在陽澄湖蟹肉中含量最高，這可能導致陽澄湖蟹的肉香味較為突出。

3 結論

采用固相萃取整體捕集劑MonoTrap RCC18并結合GC-MS聯(lián)用，在松江、陽澄湖和崇明三產(chǎn)地中華絨螯蟹肉中分別鑒定出65、67和73種揮發(fā)性成分，總計81種化合物。結合相對氣味活性值法，從81種化合物中篩選得到了19種ROAV≥1的主體呈香物質，其中3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、己醛、4-庚烯醛、庚醛、苯甲醛、辛醛、壬醛、癸醛、2-乙基呋喃、2-戊基呋喃、三甲胺、3-乙基-2，5-二甲基吡嗪和1-辛烯-3-醇這14種物質是三產(chǎn)地蟹肉共有的主體香氣成分;而2-丁烯醛、1-戊烯-3-酮、2-癸酮和2-戊基吡啶這4種物質是崇明蟹肉獨有的主體香氣成分。

［1］Chung H Y，Chen F，Cadwallader K R.Cooked blue crab claw meat aroma compared with lump meat［J］.Journal of Food Science，1995，60(2):289-291.

［2］Cha Y J，Cadwallader K R，Baek H H.Volatile flavor components in snow crab cooker effluent and effluent concentrate［J］.Journal of Food Science，1993，58(3):525-530.

［3］Yu H Z，Chen SS.Comparison of volatile flavor components in cooked Chinese mitten crab meat and crab spawn［J］.Food Science，2011，32(8):267-271.

［4］陳舜勝，蔣根棟.中華絨螯蟹蟹肉揮發(fā)性風味成分分析［J］.食品科學，2009，30(20):308-311.

［5］程偉娜.吸附熱解吸法在樣品揮發(fā)性組分分析中的應用研究［D］.杭州:浙江大學，2008.

［6］Gilart N，Cormack PA G，MarcéR M，et al.Preparation of a polarmonolithic coating for stir bar sorptive extraction of emerging contaminants from wastewaters［J］.Journal of Chromatography A，2013，1295:42-47.

［7］Sato A，Sotomaru K，Takeda M.A novel approach for aroma components analysis using amonolithic hybrid adsorbentas a new generationmedium“MonoTrap”［EB/OL］.［2013-07-01］.http://www.atasgl.com/monotrap/poster_monotrap_ISEO2009.pdf

［8］劉登勇，周光宏，徐幸蓮.確定食品關鍵風味化合物的一種新方法:"ROAV"法［J］.食品科學，2008，29(7):370-374.

［9］ Giri A，Osako K，Ohshima T.Identification and characterisation ofheadspace volatiles of fishmiso，a Japanese fish meat based fermented paste，with special emphasis on effect of fish species and meat washing［J］.Food Chemistry，2010，120 (2):621-631.

［10］Schiffman S S，Bennett J L，Raymer J H.Quantification of odors and odorants from swine operations in North Carolina［J］.Agricultural and Forest Meteorology，2001，108(3):213-240.

［11］Leffingwell JC.Odor and flavor detection thresholds in water (in parts per billion)［EB/OL］.［2013-07-01］http://www.leffingwell.com/odorthre.htm

［12］Shahidi F.Flavor ofmeat，meat products and seafoods［M］.London:Blackie Academic＆Professional，1998.

［13］孫寶國.食用調(diào)香術［M］.北京:化學工業(yè)出版社，2003.

［14］Cadwallader K R，Tan Q，Chen F，et al.Evaluation of the aroma of cooked spiny lobster tailmeat by aroma extract dilution analysis［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1995，43 (9):2432-2437.

［15］金燕.蟹肉風味的研究［D］.杭州:浙江工商大學，2011.

［16］張娜.中華絨螯蟹風味物質的研究［D］.無錫:江南大學，2008.

［17］Tanchotikul U，Hsieh T C Y.Analysis of volatile flavor components in steamed rangia clam by dynamic headspace sampling and simultaneous distillation and extraction［J］.Journal of Food Science，1991，56(2):327-331.

［18］Baek H H，Cadwallader K R.Character-impact aroma compounds of crustaceans［C］.Flavor and lipid chemistry of seafoods.Washington DC:1997:85-94.

［19］Cadwallader K R，Tan Q，Chen F，et al.Evaluation of the aroma of cooked spiny lobster tailmeat by aroma extract dilution analysis［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1995，43 (9):2432-2437.