河蟹分割加工邊角料的營養(yǎng)成分分析及品質(zhì)評價

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1.合肥工業(yè)大學食品與生物工程學院 安徽合肥 230009 2.安徽省農(nóng)產(chǎn)品精深加工重點實驗室 安徽合肥 230009 3.農(nóng)產(chǎn)品生物化工教育部工程研究中心 安徽合肥 230009

河蟹(Eriocheir sinensis)屬節(jié)肢動物門、甲殼綱、十足目、方蟹科、絨螯蟹屬，是一種重要的淡水養(yǎng)殖經(jīng)濟蟹類，廣泛分布于我國沿海、江河、湖泊地區(qū)[1]。近年來，河蟹的養(yǎng)殖規(guī)模迅速擴大，2017年全國總產(chǎn)量已經(jīng)達到了75.09萬t[2]。河蟹味道鮮美且營養(yǎng)價值高，深受廣大消費者的喜愛，但是由于鮮活的河蟹受生長季節(jié)和壽命的限制，不能長期供應市場。為了滿足市場供應以及消費者的需求，在河蟹上市的季節(jié)，部分小規(guī)格河蟹被分割加工成蟹鉗、蟹腿、蟹柳、蟹黃和蟹粉等速凍產(chǎn)品，與此同時也產(chǎn)生了大量的加工下腳料和邊角料[3]。

河蟹下腳料是指河蟹加工過程中產(chǎn)生的廢棄物，主要包括蟹殼、蟹腳和內(nèi)臟[4]等，而邊角料則是指加工河蟹產(chǎn)品過程中所剩下的殘渣，主要包括碎屑肉、碎蟹黃或蟹膏、腹膜、碎骨等。目前河蟹邊角料和下腳料僅被用于生產(chǎn)飼料或直接廢棄，利用價值極低。這不僅限制了蟹類產(chǎn)品附加值的提升以及加工規(guī)模的總量，造成水產(chǎn)資源的浪費，大量廢棄物還導致了嚴重的環(huán)境污染。如今，對于蟹加工廢棄物的研究主要集中在對其下腳料的綜合利用上，且主要為海蟹。李麗[5](2018)等研究了從蟹加工下腳料中提取甲殼素的新工藝，發(fā)現(xiàn)用H2O2脫色后的甲殼素品質(zhì)更佳。劉光明[6](2009)等以海蟹下腳料為原料，研究了一種營養(yǎng)豐富、風味獨特且過敏原性低的海鮮調(diào)味料的制備工藝。范建鳳[7](2009)等以梭子蟹下腳料為原料，研究了抗氧化肽的制備工藝。而關(guān)于我國盛產(chǎn)的淡水河蟹加工邊角料的營養(yǎng)品質(zhì)卻未曾有過研究文獻報道。

由于河蟹邊角料中含有碎蟹肉、碎蟹黃或蟹膏等多種可食物質(zhì)，相對于下腳料而言，其營養(yǎng)價值更高，也更值得進一步開發(fā)利用。因此，為進一步了解河蟹邊角料的營養(yǎng)價值，本文以河蟹分割加工產(chǎn)生的邊角料為研究對象，對其基本營養(yǎng)成分、氨基酸、礦物質(zhì)元素及脂肪酸組成進行了測定與分析，以期為河蟹分割加工產(chǎn)品的全面綜合開發(fā)利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

河蟹邊角料由安徽省明光市永言水產(chǎn)食品有限公司提供。將邊角料流水解凍后量于冷凍干燥機內(nèi)進行冷凍干燥，干燥完的樣品經(jīng)粉碎后混勻，干燥密封保存?zhèn)溆谩?/p>

硫酸銅、硫酸鉀、濃硫酸、氫氧化鉀、石油醚、乙酸鎂、濃鹽酸、磺基水楊酸、三氯甲烷、甲醇、氯化鈉和硫酸鈉均為分析純，購自國藥集團化學試劑北京有限公司；硝酸和高氯酸為優(yōu)級純，正己烷為色譜純，購自合肥美豐化工儀器有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

GC7890A氣相色譜儀(美國安捷倫科技公司)、L-8900氨基酸全自動分析儀(日本Hitachi公司)、DRZ-4馬弗爐(上海實驗電爐廠)、T18高速分散器(德國IKA公司)、HZ-2兩孔數(shù)顯水浴鍋(江蘇金壇市環(huán)宇科學儀器廠)、FD-1B-50冷凍干燥機(北京博醫(yī)康實驗儀器有限公司)、CT-15RT臺式高速冷凍離心機(上海天美生化儀器設(shè)備工程有限公司)、FA1104N電子分析天平(上海民橋精密科學儀器有限公司)、ICAP-7400電感耦合等離子發(fā)射光譜儀(美國賽默飛世爾科技公司)。

1.3 檢測方法

1.3.1 基本營養(yǎng)成分的測定

水分含量測定：直接干燥法，參考GB5009.3-2016。

灰分含量測定：高溫灰化法，參考GB5009.4-2016。

脂肪含量測定：索氏提取法，參考GB/T14772-2016。

蛋白質(zhì)含量測定：凱氏定氮法，參考GB/T5009.5-2016。

1.3.2 氨基酸組成測定

準確稱取樣品0.1g(經(jīng)冷凍干燥后)，移至15mL安培瓶中，加入5mL6mol/LHCl，用氮氣充滿安培瓶，在酒精噴燈下快速密封，再置于130℃的烘箱中，水解6h至水解完全，取出經(jīng)室溫冷卻后移至100mL容量瓶中，用蒸餾水定容至100mL(用蒸餾水反復洗滌安培瓶三次)，然后混勻從中取1～2mL水解液，進行冷凍干燥，取出冷凍干燥后的樣品并加入1mL 0.02mol/L HCl(色譜純)溶解，然后用孔徑為0.22μm的水相微孔濾膜過濾該溶液，并將過濾后的溶液置于4℃冰箱備用。用氨基酸全自動分析儀測定。

1.3.3 氨基酸評價方法

根據(jù)FAO/WHO共同修正的理想蛋白質(zhì)中必需氨基酸評分標準模式(%，干重計)[8]，中國預防醫(yī)學科學院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所提出的全雞蛋蛋白質(zhì)氨基酸模式(%，干重計)[9]，對河蟹邊角料營養(yǎng)品質(zhì)進行評價。氨基酸評分(AAS)、化學評分(CS)、必需氨基酸指數(shù)(EAAI)[10]按以下的公式計算。

AAS=

式中，n為必需氨基酸個數(shù)；a-i為樣品中蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量(%，干重計)；ae-ie為全雞蛋蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量(%，干重計)。

1.3.4 礦物質(zhì)元素組成測定

準確稱取樣品0.1g(經(jīng)冷凍干燥后)，置于100mL帶有表面皿的燒杯中，加入5mL濃硝酸(優(yōu)級純)和5mL高氯酸(優(yōu)級純)，蓋上表面皿，在可控溫電爐上進行加熱消解，至溶液為澄清且約剩1～2mL即停止加熱，經(jīng)室溫冷卻后將溶液轉(zhuǎn)入25mL容量瓶中進行定容，使用蒸餾水清洗燒杯三次，并將清洗液轉(zhuǎn)入25mL容量瓶中定容，搖勻后備用。最后采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定。

1.3.5 脂肪酸組成測定

準確稱取樣品0.5g(經(jīng)冷凍干燥后)置于100mL燒杯中，加入10mL氯仿-甲醇溶液浸提0.5h，浸提液用濾紙過濾至250mL蒸餾瓶中，殘渣再用10mL氯仿-甲醇溶液浸提一次，同樣回收濾液于蒸餾瓶中，將濾液置于旋蒸儀上蒸干，得到粗脂肪。向蒸餾瓶中加入1mol/LKOH-CH3OH溶液4mL，置于水浴鍋中皂化30min，至油珠完全消失，冷卻后加入12.5%H2SO4-CH3OH溶液40mL，再于60℃水浴上酯化5min，冷卻，移至分液漏斗中，加入45mL蒸餾水，再加入正己烷3mL，震蕩混勻，靜置10min，移除下層水相，加入4mL，飽和氯化鈉溶液，洗滌3次，移取上清液，再加入1.0g無水硫酸鈉，在4 000～5 000r/min條件下離心10min，取上清液用0.22μm微孔濾膜過濾后，待GC分析。

1.4 統(tǒng)計分析

采用Excel 2010和SPSS 17.0對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本營養(yǎng)成分

河蟹邊角料的基本營養(yǎng)成分(鮮樣)見表1，其粗蛋白含量為13.80%、脂肪為9.74%、水分為71.42%、灰分為2.14%。

表1 河蟹邊角料及其它水產(chǎn)品基本營養(yǎng)成分(鮮樣/%)

常見雞蛋粗蛋白含量約為13%[11]，魚肉約為17%，蝦蟹肉約為18%。河蟹邊角料粗蛋白含量雖然低于魚蝦蟹等常見水產(chǎn)品中的粗蛋白含量，但略高于雞蛋中的粗蛋白含量。同時，邊角料中的脂肪含量高達9.74%，遠高于魚肉(0.94%)、蟹肉(0.81%)以及常見禽肉中的脂肪含量，可能是由于邊角料中含有脂肪含量部分的蟹黃或蟹膏成分所導致的。河蟹邊角料水分含量略低于魚蟹等常見水產(chǎn)品，而灰分含量則略高于它們。由此可見，河蟹邊角料中含有豐富的蛋白和脂質(zhì)或礦質(zhì)資源，具有很高的利用價值。

2.2 氨基酸組成與評價

河蟹邊角料氨基酸組成見表2。

由表2可知，河蟹邊角料中共檢測出18種氨基酸，其中必需氨基酸8種，含量為54.01mg/g(鮮樣)，占氨基酸總量的37.94%，非必需氨基酸10種，含量為88.34mg/g(鮮樣)，占氨基酸總量的62.06%，比例接近WHO/FAO推薦的理想蛋白質(zhì)模式(EAA/TAA在40%左右，NEAA/TAA在60%左右[8])，表明河蟹邊角料具有良好的氨基酸組成比例，營養(yǎng)價值高。谷氨酸不僅能在肝臟、肌肉及大腦等組織出現(xiàn)中毒現(xiàn)象時參與其中進行解毒，還可參與腦組織活動刺激腦部興奮[12]；天冬氨酸是良好的營養(yǎng)增補劑，既能緩解疲勞又可以用于預防心臟病、高血壓等疾病[13]；亮氨酸可以平衡機體能量代謝功能，對于肥胖癥、高血脂癥具有防治作用[14]，而賴氨酸則是食物中最容易缺乏的氨基酸，它能促進鈣的吸收，有利于形成膠原和結(jié)締組織，緩解疲勞[15]。在河蟹邊角料的氨基酸組成中，谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸以及賴氨酸均為優(yōu)勢氨基酸，它們的總量達到了總氨基酸含量的40.03%，表明河蟹邊角料具有一定的藥用價值。同時，在河蟹邊角料中，甘味氨基酸(丙氨酸、甘氨酸)和鮮味氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸)占氨基酸總量的36.28%，雖然略低于蟹肉(39.05%[16])和蝦肉(40.63%[17])中呈味氨基酸的含量，但仍賦予了河蟹邊角料濃郁的鮮味，是制備調(diào)味料的極佳材料。

表2 河蟹邊角料氨基酸組成

Table 2 Amino acid composition in thescraps ofEriocheir sinensis

氨基酸鮮樣/mg·g-1干樣/mg·g-1蛋氨酸Met3.16±0.0511.05±0.18異亮氨酸Ile6.64±0.1123.25±0.39亮氨酸Leu10.80±0.3437.79±1.17纈氨酸Val8.32±0.0429.10±0.16蘇氨酸Thr6.46±0.1422.60±0.49賴氨酸Lys9.50±0.2733.23±0.96苯丙氨酸Phe7.92±0.4427.72±1.56色氨酸Trp1.21±0.034.24±0.12必需氨基酸EAA54.01±1.42188.98±5.03酪氨酸Tyr6.28±0.2821.97±0.96半胱氨酸Cys1.65±0.085.76±0.28組氨酸His5.97±0.2520.89±0.87精氨酸Arg10.01±0.2235.01±0.78谷氨酸Glu20.30±0.1871.03±0.62天冬氨酸Asp16.38±0.3857.31±1.32丙氨酸Ala8.04±0.1128.13±0.38甘氨酸Gly6.93±0.2024.25±0.68絲氨酸Ser4.27±0.0914.94±0.30脯氨酸Pro8.51±0.0929.76±0.30非必需氨基酸NEAA88.34±1.88309.05±6.49氨基酸總量TAA142.35±3.30498.03±11.52EAA/TAA/%37.9437.94NEAA/TAA/%62.0662.06

表3 河蟹邊角料必須氨基酸組成評價

以氨基酸評分(AAS)、化學評分(CS)及必需氨基酸指數(shù)(EAAI)對河蟹邊角料蛋白質(zhì)中的必需氨基酸進行評價，結(jié)果見表3。由表中的AAS和CS值可知，Met+Cys的AAS和CS值最低(分別為0.48和0.27)，為河蟹邊角料的第一限制氨基酸。其它必需氨基酸的AAS值均大于0.5，CS值也都接近0.5，表明河蟹邊角料中的必需氨基酸種類較為齊全，且組成比例基本上能滿足人體的需求模式，即FAO/WHO氨基酸評分標準模式。EAAI是評價蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的常用指標之一。河蟹邊角料的EAAI為43.78，雖然低于南美白對蝦(51.20)[17]和鱖魚(60.82)[18]，但基本上能夠滿足人體所需的營養(yǎng)需求。綜上可知，河蟹邊角料中的蛋白品質(zhì)雖然不及常見水產(chǎn)品高，但仍然具有很高的價值。

2.3 礦物質(zhì)組成與評價

河蟹邊角料與其它水產(chǎn)品礦物質(zhì)含量比較(鮮樣)見表4。

表4 河蟹邊角料與其它水產(chǎn)品礦物質(zhì)含量比較(鮮樣)

#為常量元素，*為微量元素。

礦物元素是人體必不可少的營養(yǎng)物質(zhì)，當它們?nèi)笔Щ虿蛔銜r會導致某些疾病甚至引起身體功能的紊亂[21]。由表4所示，河蟹邊角料中富含鈉、鉀、鈣和磷等多種常量元素，尤其是鈣，其含量遠高于蟹肉和魚肉松中的鈣含量，這可能是由于邊角料中含有少量較高鈣含量的碎蟹骨成分所導致的。鈣是骨骼和牙齒的重要組成成分，參與細胞代謝，維持神經(jīng)和肌肉的活動及體液平衡[22]，因此豐富的鈣含量賦予了河蟹邊角料較高的營養(yǎng)價值。同時，河蟹邊角料中還含有一定量的鐵、銅、鋅、錳和硒等微量元素。

研究證實，微量元素與健康的關(guān)系非常密切，鐵參與血紅細胞、肌紅蛋白、細胞色素等的合成，是一種重要的酶系統(tǒng)組分[23]；銅和鋅被公認為人體內(nèi)不可或缺的微量元素，有利于提升人體免疫功能、防治相關(guān)疾病的發(fā)生[24]；錳是酶的重要組成部分，具有催化劑和抗氧化劑的重要作用[25]；而硒則是人體必需的礦質(zhì)元素，在抗衰老和抗癌方面起著積極的作用[26]。綜上可知，河蟹邊角料中含有大量人體必需的常量元素和微量元素，可作為良好的礦質(zhì)補充劑。

2.4 脂肪酸組成與評價

河蟹邊角料脂肪酸組成(鮮樣)見表5。

表5 河蟹邊角料脂肪酸組成(鮮樣)

由表5可知，從河蟹邊角料中共檢測出15種脂肪酸，其中飽和脂肪酸5種，總量為20.85 mg/g，單不飽和脂肪酸(MUFA)5種，總量為40.17 mg/g，多不飽和脂肪酸(PUFA)5種，總量為23.82 mg/g。飽和脂肪酸中以十六碳酸(棕櫚酸)為主，占飽和脂肪酸總量的77.12%。研究表明，棕櫚酸能降低血清中的膽固醇含量，有效降低冠心病和高脂血癥的發(fā)病率[27]。因此，從SFA的角度來評價，河蟹邊角料有利于人體健康。不飽和脂肪酸(USFA)由MUFA和PUFA共同構(gòu)成，在河蟹邊角料中USFA的含量占總量的75.42%，其中MUFA和PUFA分別占47.35%和28.08%。MUFA中以十八碳一烯酸和十六碳一烯酸為主，兩者的含量占到MUFA總量的92.95%。十八碳一烯酸(油酸)能有效降低血清總膽固醇含量，亦能有效減少機體內(nèi)的氧化應激產(chǎn)物，降低機體的過度性炎癥反應，有利于機體健康[28]，十六碳一烯酸(棕櫚油酸)可以緩解肥胖、高血脂、高血糖和炎癥等多種代謝疾病[29]。而PUFA中則以亞油酸為主，占PUFA總量的71.24%。亞油酸可以有效降低血液中膽固醇含量，并具有抗血栓的功能[30]。另外，河蟹邊角料中還含有花生四烯酸、EPA和DHA等人體不可缺少的不飽和脂肪酸。二十碳四烯酸(花生四烯酸)不僅在炎癥中發(fā)揮重要作用，而且與氧化應激關(guān)系密切[30]。EPA能促進神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育，改善大腦功能，提高記憶力，并能有效調(diào)節(jié)血脂和血糖，預防血栓、動脈粥樣硬化等心腦血管疾病[28]，而DHA則能促進嬰幼兒的大腦發(fā)育、抗炎和抗癌[31]。從USFA的角度來評價，河蟹邊角料對人體的心腦血管健康有積極意義。綜上可知，無論從飽和脂肪酸還是不飽和脂肪酸的角度來分析，河蟹邊角料都具有很高的營養(yǎng)和藥用價值，值得進一步開發(fā)利用。

3 結(jié)論

通過對河蟹邊角料相關(guān)營養(yǎng)成分的分析，結(jié)果表明：河蟹邊角料含有豐富的蛋白質(zhì)和脂肪，蛋白質(zhì)中氨基酸種類齊全，組成比例和評分均能滿足人體營養(yǎng)需求，且鮮味氨基酸含量豐富，可作為人體所需的蛋白質(zhì)來源和制備香料。脂肪中不飽和脂肪酸含量高，占總量的75.42%，且含有大量人體必需脂肪酸，對心腦血管健康有積極意義，今后可作為提取蟹油的原料。同時，河蟹邊角料中富含鉀、鈉、鈣、磷等多種常量元素，以及一些人體必需的微量元素，是良好的礦質(zhì)來源?？傊?，河蟹邊角料具有極高的營養(yǎng)價值，值得進一步綜合開發(fā)利用。