擬穴青蟹軟殼蟹與硬殼蟹營養(yǎng)品質(zhì)和風(fēng)味差異綜合比較分析

劉 曉 陸智斌 劉 磊,* 葉央芳 母昌考 劉長軍 王春琳

(1 寧波大學(xué)海洋學(xué)院, 浙江 寧波 315211；2 浙江象山縣水產(chǎn)技術(shù)推廣站， 浙江 寧波 315700)

擬穴青蟹(Scyllaparamamosain)隸屬于甲殼綱(Crustacea)十足目(Decapoda)梭子蟹科(Portunidae)青蟹屬(Scylla)，是分布在東南亞各國和其他印度洋、太平洋沿岸國家的一種重要經(jīng)濟(jì)蟹類[1-2]。2018年我國擬穴青蟹養(yǎng)殖產(chǎn)量約為15.7萬t[3]。然而，由于擬穴青蟹外殼堅硬，攻擊性強(qiáng)，給消費者食用帶來諸多不便[4]。軟殼蟹即剛完成蛻殼后尚未硬化階段的蟹。與普通硬殼蟹相比，軟殼蟹無攻擊性，潔凈無污染，可整體食用，市場前景極其廣闊[5]。軟殼蟹生產(chǎn)已成為青蟹產(chǎn)業(yè)提升的一個重要方向。

目前，除擬穴青蟹外，美洲藍(lán)蟹 (Callinectessapidus)、鋸緣青蟹(Scyllaserrata)、雪蟹(Chinoecetesopilio)、紅星梭子蟹(Portunussanguinolentus)和三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)等均可以生產(chǎn)成軟殼蟹。根據(jù)現(xiàn)已報道的軟殼蟹營養(yǎng)物質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)，不同蟹類在蛻殼后營養(yǎng)物質(zhì)組成呈現(xiàn)差異變化，如三疣梭子蟹在蛻殼后，蛋白質(zhì)和脂類含量比硬殼蟹低，但氨基酸和脂肪酸水平卻與硬殼蟹相當(dāng)，值得關(guān)注的是三疣梭子蟹軟殼蟹的鈣含量顯著高于硬殼蟹[6-7]。同樣，中華絨螯蟹在蛻殼后，粗脂肪含量明顯降低，而氨基酸含量卻無顯著變化[8]。與上述兩種蟹不同的是，紅星梭子蟹軟殼蟹的蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂類、礦物質(zhì)和氨基酸含量均低于硬殼蟹[9]，雪蟹[10]和美洲藍(lán)蟹[11]的軟殼蟹肌肉蛋白質(zhì)含量也低于硬殼蟹。上述研究表明，蟹在蛻殼前后營養(yǎng)物質(zhì)組成會發(fā)生改變，但是不同品種的蟹變化規(guī)律各有特點。目前已有針對硬殼和軟殼擬穴青蟹營養(yǎng)研究的氨基酸比較[12]和代謝組學(xué)分析[13]等，研究發(fā)現(xiàn)擬穴青蟹軟殼蟹可食組織(肌肉和肝胰腺)的小分子營養(yǎng)物質(zhì)含量會隨著蛻殼時間的延長而逐漸減少，但未能詳細(xì)掌握對營養(yǎng)和風(fēng)味具有重要貢獻(xiàn)的其他營養(yǎng)物質(zhì)，如礦物質(zhì)元素、脂肪酸、揮發(fā)性物質(zhì)等在蛻殼前后的差異。具體哪個時間點的軟殼蟹營養(yǎng)成分和風(fēng)味最佳，尚鮮有研究，且擬穴青蟹蛻殼前后營養(yǎng)品質(zhì)變化特點也鮮有報道。

本研究擬通過對擬穴青蟹蛻殼后不同時間點軟殼蟹和硬殼蟹肌肉和肝胰腺中水分、灰分、5種礦物質(zhì)元素、17種氨基酸含量、脂肪酸和揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行測定和比較，分析軟殼蟹殼硬化過程中可食組織的水分、灰分、氨基酸、礦物質(zhì)元素、脂肪酸和揮發(fā)性物質(zhì)變化規(guī)律，明確在最佳收集時間段內(nèi)不同時間點軟殼蟹和硬殼蟹營養(yǎng)和風(fēng)味物質(zhì)的差異，以期為軟殼蟹生產(chǎn)、營養(yǎng)和風(fēng)味評價、市場價值評估提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

通過室內(nèi)蟹公寓養(yǎng)殖生產(chǎn)制備試驗用軟殼蟹(圖1-A、B)，選用硬殼蟹體質(zhì)量為160.00±31.11 g。生產(chǎn)用水需進(jìn)行沉淀、過濾、消毒、增氧等處理，軟殼蟹生產(chǎn)水溫25～27℃，生產(chǎn)鹽度25%，生產(chǎn)期間控制環(huán)境條件基本一致。分別在擬穴青蟹蛻殼前48 h(TQ，背部甲殼與腹部甲殼之間出現(xiàn)明顯裂痕，圖1-C)、蛻殼0 h(圖1-D、E)、蛻殼后6、12、24和48 h取樣，每個時間點隨機(jī)取3只，每只個體均取肌肉和肝胰腺。樣品取得后充氮氣密封，立即放入-80℃冰箱儲存，用于相關(guān)指標(biāo)的測定。

圖1 擬穴青蟹軟殼蟹生產(chǎn)設(shè)備和取樣照片

1.2 儀器與設(shè)備

1260高效液相色譜儀，美國Agilent公司；101-2AB電熱鼓風(fēng)干燥箱，天津泰斯特儀器有限公司；MTN-5800氮吹儀，天津奧特賽恩斯儀器有限公司；Trace1310 ISQ氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀、ICP-MS電感藕合等離子質(zhì)譜，美國Thermo Fisher Scientific公司；HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司；ICP-OES optima 8000電感耦合等離子光譜儀，美國Perkin Elmer公司；WX-8000微波消解儀，上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司；Dura series超純水處理系統(tǒng)，上海和泰儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 水分和灰分含量測定 采用常壓干燥法測定水分[14]，高溫灼燒法測定灰分[15]。

1.3.2 氨基酸含量測定 氨基酸含量的測定參照GB/T 5009.124 -2016[16]，取適當(dāng)質(zhì)量的樣品于水解管中，加入20 mL 6 mol·L-1的HCl溶液，采用高效液相色譜儀測定。

1.3.3 脂肪酸含量測定 參考劉磊等[17]的方法，稱取適量均勻試樣，以十九烷酸甲酯為內(nèi)標(biāo)，采用氣相色譜-質(zhì)譜連用儀測定脂肪酸含量。

1.3.4 頂空固相微萃取及氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(headspace solidphase microextraction-gas-chromatography-mass spectrometry, HS-SPME-GC-MS)檢測 參考王玨等[18]的方法并稍作修改，稱取3.00 g樣品置于頂空瓶中，迅速密封。于80℃水浴平衡30 min，80℃萃取30 min。進(jìn)樣口解吸5 min。

GC條件：色譜柱 HP-5 MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，載氣為氦氣，不分流，流速1.0 mL·min-1，進(jìn)樣口溫度250℃，升溫程序：初始溫度35℃，保持2 min，以5℃·min-1升至230℃，保持5 min。

MS參數(shù)：離子源溫度230℃，離子源EI，四級桿溫度180℃。

采集到的質(zhì)譜圖利用計算機(jī)譜庫進(jìn)行檢索，鑒定樣品中的揮發(fā)性成分，利用峰面積歸一化法分析各成分的相對含量[19-20]。

1.3.5 礦物質(zhì)元素含量測定 參照GB 5009.268 -2016[21]中電感耦合等離子質(zhì)譜法測定Ca、Mg、Fe、Se和Zn礦物質(zhì)元素含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，Origin 2018軟件作圖，SPSS 22.0軟件對擬穴青蟹蛻殼前后不同時間點水分、灰分、氨基酸、脂肪酸、礦物質(zhì)元素和揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差計算、單因素方差分析(one-way ANOVA)和差異顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 擬穴青蟹蛻殼前后不同時間點水分和灰分變化分析

由圖2可知，擬穴青蟹軟殼蟹肌肉和肝胰腺各時間點水分含量顯著高于硬殼蟹(P<0.05)；軟殼蟹肌肉中各時間點水分含量無顯著差異；蛻殼后6 h與蛻殼后0、48 h軟殼蟹肝胰腺水分含量差異顯著(P<0.05)，蛻殼后其他時間點軟殼蟹水分含量變化較小。

注：TQ:脫殼前。不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

由圖3可知，在軟殼蟹各時間點中，肝胰腺的灰分含量是肌肉的2倍多，硬殼蟹的灰分含量顯著高于軟殼蟹(P<0.05)，蛻殼后0～6 h，肌肉灰分含量緩慢上升；肝胰腺作為擬穴青蟹的主要代謝和儲藏器官，在擬穴青蟹蛻殼的代謝過程中發(fā)揮著重要的作用，蛻殼后12 h軟殼蟹肝胰腺組織中的灰分含量急劇增加，可能是因為隨著蛻殼時間的延長，殼硬化過程需要肝胰腺組織物質(zhì)積累和代謝，然而12 h后，隨著蛻殼時間延長肝胰腺中灰分含量又下降。

圖3 擬穴青蟹蛻殼前后灰分含量變化

2.2 擬穴青蟹蛻殼前后不同時間點肌肉和肝胰腺組織中氨基酸組成成分分析

由表1可知，所測17種氨基酸在蛻殼前后擬穴青蟹肌肉組織中均檢出，除丙氨酸，硬殼蟹的16種氨基酸含量均高于軟殼蟹；在硬殼蟹肌肉17種氨基酸中，谷氨酸含量最高，其次是天冬氨酸，蛋氨酸含量最低。

表1 擬穴青蟹蛻殼前后肌肉中氨基酸含量

肝胰腺作為甲殼類消化吸收和營養(yǎng)供應(yīng)核心，是青蟹參與代謝的主要器官[22]。由表2可知，硬殼蟹肝胰腺谷氨酸含量最高，其次是天冬氨酸，蛋氨酸含量最低。除肝胰腺中胱氨酸和丙氨酸外，硬殼蟹其他氨基酸含量均高于軟殼蟹。蛻殼后6 h軟殼蟹肝胰腺組織中有14種氨基酸均比其他時間點含量高。其中，丙氨酸是呈甜味氨基酸，因此，丙氨酸可能是硬殼蟹和軟殼蟹肝胰腺甜味差異的主要貢獻(xiàn)者之一[17]。

表2 擬穴青蟹蛻殼前后肝胰腺中氨基酸含量

2.3 擬穴青蟹蛻殼前后不同時間點礦物質(zhì)元素在肌肉和肝胰腺組織中成分分析

由表3、4可知，擬穴青蟹肌肉和肝胰腺組織中5種礦物質(zhì)元素均有檢出，Mg和Fe元素含量在蛻殼0 h最高，在蛻殼后0～6 h均呈下降趨勢；各礦物質(zhì)元素在肌肉和肝胰腺中含量和變化趨勢不同，肌肉組織中Mg含量高于其他礦物質(zhì)元素，尤其是蛻殼0 h含量最高(462.33 mg·kg-1)； 在肝胰腺組織中，Ca含量最高，蛻殼0 h含量(11 550.00 mg·kg-1)顯著高于蛻殼后其他時間點(P<0.05)。表明與硬殼蟹相比，蛻殼0 h軟殼蟹肌肉和肝胰腺Ca、Mg含量豐富，且全身可食，適合小孩和老年人食用[6]。

表3 擬穴青蟹蛻殼前后肌肉中礦物質(zhì)元素含量

2.4 擬穴青蟹蛻殼前后過程中脂肪酸組成成分與含量變化

由表5可知，擬穴青蟹肌肉組織共檢出30種脂肪酸，從總量來看，C22:6n3在蛻殼前后高達(dá)7 476.08 mg·kg-1，約占肌肉總脂肪酸37%，其次是C20:5n3和C22:1n9，高含量的C22:6n3和C22:1n9在軟殼蟹各時間點無顯著性差異(P>0.05)，C20：5n3在蛻殼后24 h顯著高于蛻殼0 h(P<0.05)?？偟膩砜矗琒FA、MUFA和EPA+DHA總量在蛻殼前后并無顯著差異，∑PUFA蛻殼0 h時降低，在蛻殼后24 h含量最高，且在脂肪酸風(fēng)味上優(yōu)于蛻殼后其他時間點。

如表6所示，蛻殼前后肝胰腺共檢出32種脂肪酸，碳鏈長度在12～24C之間，含有主要必需脂肪酸C18：2n6[亞油酸(linoleic acid，LA)]、C18：3n3[亞麻酸(linolenic acid,LNA)]、C20：4n6[花生四烯酸(arachidonic acid,ARA)]、C20：5n3[二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)]、C22：6n3[二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)]，不同樣品間脂肪酸種類有一定的差異；本研究測得的脂肪酸含量與已有的擬穴青蟹脂肪酸含量測定研究相比[22]較高，其中C22：6n3在蛻殼前后的肝胰腺中總量高達(dá)268 396 mg·kg-1，約占所有測出脂肪酸含量的53%，其次是C16：0和C20：5n3；從脂肪酸的組成特點來看，在擬穴青蟹蛻殼前后的過程中SFA含量最高的是C16：0，MUFA中C18：1n9C含量最高，PUFA中C22：6n3含量最高。HUFA在蛻殼0 h較蛻殼前上升，表明HUFA在蛻殼過程中可能主要作為能源物質(zhì)提供所需能量，而在蛻殼后減少，表明HUFA可能轉(zhuǎn)移出肝胰腺，且在新膜構(gòu)建中被消耗，而在蛻殼后12～48 h含量逐次增加，表明其補(bǔ)充可能來自攝食[23]。上述結(jié)果表明，SFA和MUFA可能作為輔助能源物質(zhì)參與蛻殼和殼硬化過程。

表6 擬穴青蟹蛻殼前后肝胰腺中脂肪酸含量

2.5 擬穴青蟹蛻殼前后不同時間點肌肉和肝胰腺組織中揮發(fā)性物質(zhì)和風(fēng)味分析

肌肉和肝胰腺組織中分別檢出248和190種揮發(fā)性風(fēng)味化合物，明顯高于中華絨螯蟹[24]和蝦類[25]的檢測結(jié)果(P<0.05)。擬穴青蟹硬殼蟹與軟殼蟹主要揮發(fā)性物質(zhì)見表7、8。本研究檢測的揮發(fā)性化合物主要為烷烴類化合物，該類化合物氣味閾值較高，對氣味形成貢獻(xiàn)較小，其中1,2,4-三乙基環(huán)己烷、7,11-二甲基-3-亞甲基-1,6,10-十二碳三烯、2,3,4-三甲基正己烷在蛻殼前到剛蛻殼時的肌肉中相對含量較高。在肝胰腺組織中，3,5,5-三甲基-1-己烯，4-甲基-1,3-戊二烯、2-Methylenebicyclo[2，2，1]-heptane在剛蛻殼時可能對軟殼蟹風(fēng)味貢獻(xiàn)較大。醛類化合物一般具有刺激性氣味，如小分子的甲醛、乙醛等，但有些醛類并未檢測到具體的氣味，但它們是某些雜環(huán)風(fēng)味化合物的前體，如苯甲醛被認(rèn)為是肉香味重要的揮發(fā)性成分，且具有杏仁香、堅果香[26-27]，且在蛻殼后12 h含量比硬殼蟹含量高。醇類自身的閾值對食品風(fēng)味的貢獻(xiàn)很小，在剛蛻殼和蛻殼后6 h的肝胰腺中正辛醇、3-正癸醇含量較高，可能對軟殼蟹風(fēng)味貢獻(xiàn)較大。酮類化合物一般具有清香和果香味，3-壬酮、2-甲基-3-辛酮分別在蛻殼后6和0 h的軟殼蟹肝胰腺中檢測到。在肝胰腺和肌肉組織中檢測到的酯類化合物大多具有花香、果香、酒香或蜜香香氣，對風(fēng)味貢獻(xiàn)不大。在酚類化合物中，苯酚具有某種藥味，可能對風(fēng)味有負(fù)面影響[26]。另外，一些芳香族化合物對硬殼蟹和軟殼蟹風(fēng)味影響程度需進(jìn)一步探究。

表7 擬穴青蟹蛻殼前后肝胰腺組織揮發(fā)性香氣化合物及相對含量

3 討論

本研究通過分析擬穴青蟹蛻殼前后水分和灰分變化發(fā)現(xiàn)，軟殼蟹的水分含量顯著高于硬殼蟹，這與 Mizuta等[8]的結(jié)果一致；軟殼蟹肝胰腺組織的灰分含量顯著低于硬殼蟹(P<0.05)。蛻殼后6 h的軟殼蟹肝胰腺組織中有14種氨基酸比其他時間點含量高，其中存在差異的呈味氨基酸有甘氨酸、精氨酸和亮氨酸，這與Jiang等[28]的研究結(jié)果一致。其中甘氨酸和精氨酸對蟹的甜味有重要貢獻(xiàn)[29]，在蛻殼后6 h的肝胰腺組織中含量最高，但與蛻殼后其他時間點差異不顯著。蛻殼后6 h軟殼蟹肌肉組織中的丙氨酸含量明顯高于其他蛻殼前后時間段，是風(fēng)味上較其他時間段更加鮮甜的原因，丙氨酸可作為擬穴青蟹軟殼蟹肝胰腺甜味的特征氨基酸。與正常青蟹的氨基酸含量相比[7]，本研究所測可食組織氨基酸含量整體偏低，可能是因為擬穴青蟹在蛻殼前不進(jìn)食、蛻殼過程中需要大量物質(zhì)代謝和能量消耗。

Ca、Mg、Fe、Zn和Se是人體所需礦物質(zhì)[30]，而蟹類可提供人體所需的各種礦物質(zhì)元素，尤其是可食組織Ca含量相較其他動物產(chǎn)品異常豐富[6,31]。擬穴青蟹蛻殼后肝胰腺和肌肉中5種礦物質(zhì)元素含量在蛻殼0 h至蛻殼后6 h降低，與黃朝輝等[31]研究三疣梭子蟹軟殼蟹礦物質(zhì)的結(jié)果一致[31]。甲殼類個體的生長伴隨著蛻殼，而蛻殼會導(dǎo)致Ca大量流失，新外殼鈣化過程中需要更新補(bǔ)充Ca，本研究所測肝胰腺Ca含量在硬殼和蛻殼后各時間點變化為上述現(xiàn)象提供了數(shù)據(jù)支持。另外，Se是生物體所必需的微量元素, 已有研究表明，Se對水產(chǎn)動物的生長性能、抗氧化能力和免疫功能等都具有重要的作用[32]。本研究結(jié)果顯示蛻殼前到蛻殼后6 h 2種組織中Se含量降低，之后逐漸上升，可能與蛻殼后擬穴青蟹殼硬化過程中抗氧化和免疫力的變化有關(guān)，但需進(jìn)一步研究證實。

已有研究表明，蟹類肝胰腺中儲存的脂類是擬穴青蟹蛻殼過程中主要能量來源物質(zhì)之一，因此在蛻殼前期會儲存有關(guān)的脂質(zhì)以備后續(xù)新的外骨骼形成及停食期間新陳代謝所需[33]。本研究結(jié)果表明，蛻殼后0～12 h軟殼蟹脂肪酸總量呈下降趨勢，可能是由于青蟹蛻殼時需要消耗更多的能量重新構(gòu)建內(nèi)表皮及其他生理活動，蛻殼后24～48 h呈上升趨勢，這一時間階段殼硬化基本完成，隨著攝食正常進(jìn)行，脂肪酸含量升高，已經(jīng)開始積累肝胰腺脂類物質(zhì)為下一次蛻皮做準(zhǔn)備。C20:4n6、C20:5n3和C22:6n3是磷脂的重要組成部分，是海產(chǎn)動物體內(nèi)的重要脂肪酸，關(guān)系到幼體的蛻皮、生長和成活，是蝦蟹類生長發(fā)育過程中的必需脂肪酸[34-36]。另有研究表明，攝入充足的n-3和n-6脂肪酸對兒童青少年的身體發(fā)育具有重要作用[37]。本研究發(fā)現(xiàn)上述3種物質(zhì)在蛻殼0 h軟殼蟹中含量最高，說明該時間點的軟殼蟹營養(yǎng)價值高。

在揮發(fā)性物質(zhì)中，烷烴類的來源較復(fù)雜，可能來自于脂質(zhì)熱降解產(chǎn)物或烷基自由基的脂質(zhì)氧化和類胡蘿卜素的分解[38]，某些支鏈烷烴仍具有一定的風(fēng)味, 如2, 4, 10, 14-四甲基-十五烷、2, 6, 10, 14-四甲基-十五烷等具有一種清香味[39]，戊醛、己醛、庚醛、壬醛和葵醛被認(rèn)為是淡水魚肉中土腥味的主要成分。在本研究中蛻殼后6～12 h檢出的上述醛類物質(zhì)含量較低。在中華絨螯蟹[26]的蟹肉中，共有3種酮類被檢測出來，分別為 3-壬酮、2-甲基-3-辛酮和6-甲基-5-庚烯-2 酮，其中3-壬酮和6-甲基-5-庚烯-2酮也曾在熟的小龍蝦中被檢測到[27]，在擬穴青蟹蛻殼前后不同時間點中，酮類物質(zhì)只有0～6 h軟殼蟹中檢測到，說明蛻殼后0～6 h軟殼蟹風(fēng)味上優(yōu)于硬殼蟹和其他時間點的軟殼蟹。然而，如何保證擬穴青蟹在蛻殼后及市場流通過程中保持風(fēng)味最佳狀態(tài)，還要根據(jù)實際軟殼蟹儲運方式進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

本研究對擬穴青蟹在蛻殼前后不同時間點的水分、灰分、氨基酸、不飽和脂肪酸、礦物質(zhì)元素、部分揮發(fā)性化合物含量進(jìn)行了測定與分析。結(jié)果表明，擬穴青蟹硬殼蟹和不同時間點軟殼蟹營養(yǎng)物質(zhì)和風(fēng)味具有一定差異。軟殼蟹各時間點水分含量高于硬殼蟹(P<0.05)；所測氨基酸含量在蛻殼前后總體差異不顯著，但在蛻殼后6 h氨基酸含量總體高于蛻殼后其他時間點；在礦物質(zhì)元素中，肝胰腺組織中Ca含量在蛻殼0 h顯著高于其他蛻殼后時間點(P<0.05)。蛻殼0 h風(fēng)味物質(zhì)總數(shù)多于蛻殼前后其他時間點；擬穴青蟹蛻殼0 h脂肪酸含量最高，部分對風(fēng)味有貢獻(xiàn)的揮發(fā)性物質(zhì)僅在0～6 h軟殼蟹中檢測到。綜上表明，0～6 h軟殼蟹在營養(yǎng)和風(fēng)味上總體優(yōu)于蛻殼后其他時間點，是制取軟殼蟹的最佳時間。