江浙地區(qū)中華絨螯蟹氨基酸圖譜數(shù)據(jù)庫的建立

摘要 ［目的］研究江浙地區(qū)不同產(chǎn)地（陽澄湖、太湖、洪澤湖、固城湖）中華絨螯蟹氨基酸組成差異，配合先進化學計量學分析，建立用于鑒別不同產(chǎn)地中華絨螯蟹氨基酸圖譜數(shù)據(jù)庫。［方法］樣品用鹽酸水解，凈化后用氨基酸分析儀測定樣品中氨基酸成分。采用ChemPattern軟件對不同產(chǎn)地中華絨螯蟹氨基酸圖譜進行化學計量學分析，建立識別模型。［結果］陽澄湖、太湖、洪澤湖、固城湖4個不同產(chǎn)地之間中華絨螯蟹氨基酸組成具有明顯差異；建立了分類識別模型將不同產(chǎn)地中華絨螯蟹準確鑒別。［結論］該研究建立的不同產(chǎn)地（陽澄湖、太湖、洪澤湖、固城湖）中華絨螯蟹鑒定系統(tǒng)具有簡便、穩(wěn)定、準確、重現(xiàn)性好的優(yōu)點，為江浙地區(qū)中華絨螯蟹的產(chǎn)地判別提供科學的方案。

關鍵詞 中華絨螯蟹；氨基酸；圖譜數(shù)據(jù)庫；江浙地區(qū)

中圖分類號 TS 207 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2024）20-0173-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.20.042

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Establishment of Amino Acid Map Database of Eriocheir sinensis in Jiangsu and Zhejiang Provinces

FANG Zhi-juan，LI Xiao-qin，SHEN Qi-liang et al

（Suzhou Institute for Food Inspection and Testing ，Suzhou，Jiangsu 215104）

Abstract ［Objective］ To study the difference of amino acid composition of Eriocheir sinensis from different habitats （Yangcheng Lake，Taihu Lake，Hongze Lake and Gucheng Lake） in Jiangsu and Zhejiang provinces.With advanced chemometrics analysis，an amino acid map database for identifying Eriocheir sinensis from different habitats was established.［Method］The sample was hydrolyzed by hydrochloric acid，purified and then determined the amino acid composition in the sample by amino acid analyzer.ChemPattern software was used to make chemometric analysis on amino acid profiles of Eriocheir sinensis from different habitats，and a recognition model was established.［Result］The amino acid composition of Eriocheir sinensis in Yangcheng Lake，Taihu Lake，Hongze Lake and Gucheng Lake was significantly different.We established a sample classification and identification model to accurately identify Eriocheir sinensis from different habitats.［Conclusion］The identification system of Eriocheir sinensis from different habitats （Yangcheng Lake，Taihu Lake，Hongze Lake and Gucheng Lake） established in this paper has the advantages of simplicity，stability，accuracy and good reproducibility.It could provide a scientific scheme for the origin discrimination of Eriocheir sinensis in Jiangsu and Zhejiang provinces.

Key words Eriocheir sinensis;Amino acid;Map database;Jiangsu and Zhejiang provinces

中華絨螯蟹具有較高的經(jīng)濟價值和營養(yǎng)價值，因而頗受人們的喜愛。江浙地區(qū)的中華絨螯蟹產(chǎn)區(qū)主要集中在陽澄湖、太湖、洪澤湖、固城湖等，其中以陽澄湖最為出名［1-3］。知名品牌中華絨螯蟹因其味道鮮美往往供不應求。這也導致近年來假冒原產(chǎn)地大閘蟹的現(xiàn)象越來越嚴重，侵犯了消費者的利益。因此，急需建立客觀、有效的中華絨螯蟹產(chǎn)地判別方法。

目前，常用于判別中華絨螯蟹產(chǎn)地的方法有形態(tài)鑒定［4-7］、生化鑒定［8-11］、元素鑒定［12-14］、電子鼻［15-18］、分子生物學鑒定［19-22］等，但這些判別方法都存在相應的缺點。中華絨螯蟹之所以味道鮮美，最主要的影響因素是游離氨基酸。氨基酸是合成生物體內(nèi)蛋白質的原料來源，其含量會受生長環(huán)境、飼料及養(yǎng)殖方式等影響［23-25］。筆者主要研究了江浙地區(qū)不同產(chǎn)地（如陽澄湖、太湖、洪澤湖、固城湖）中華絨螯蟹氨基酸組成差異，配合先進化學計量學分析，建立了用于鑒別不同產(chǎn)地中華絨螯蟹氨基酸圖譜數(shù)據(jù)庫，為江浙地區(qū)中華絨螯蟹的品質評價、產(chǎn)地判別提供更科學的方案。

1 材料與方法

1.1 試材與試劑 鹽酸，國藥集團化學試劑上海有限公司；甲醇，國藥集團化學試劑上海有限公司；茚三酮，國藥集團化學試劑上海有限公司；鉀鈉緩沖液，賽卡姆（北京）科學儀器有限公司；緩沖液A、B、C、D，賽卡姆（北京）科學儀器有限公司；樣品稀釋液，賽卡姆（北京）科學儀器有限公司；19種氨基酸混標，賽卡姆（北京）科學儀器有限公司。158批次蟹肉樣品，其中38批次陽澄湖蟹、40批次太湖蟹、40批次洪澤湖蟹、40批次固城湖蟹，購買于當?shù)爻小?/p>

1.2 儀器與設備 Sykam S-433D全自動氨基酸分析儀，賽卡姆（北京）科學儀器有限公司；Elix-Aduatage超純水儀，默克密理博有限公司；ME204E電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；電熱恒溫鼓風干燥箱，上海精宏實驗設備有限公司；ChemPattern先進化學計量學系統(tǒng)解決方案軟件，科邁恩（北京）科技有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 蟹肉氨基酸的提取。

稱取蟹肉樣品0.1 g到厭氧水解管中，加入6 mol/L現(xiàn)配鹽酸10 mL，充高純氮60 s，密封。110 ℃恒溫鼓風烘箱中水解22 h，取出后搖勻，冷卻到室溫。準確吸取0.5 mL水解液至蒸發(fā)皿中，水浴60 ℃蒸干。用2 mL樣品稀釋液復溶，過0.22 μm濾膜上機。

1.3.2 色譜條件。

色譜柱為LCA K06/Na柱（150 mm×2XT9P4OBvQ7x5f3MZ2MWiQjZrKO6yLb+4E88jDCw7EE=4.6 mm，7 μm）；洗脫液為緩沖液 A、B、C、D；衍生液為茚三酮反應液；洗脫流速為0.45 mL/min；衍生液流速為0.25 mL/min；檢測波長為570、440 nm。

1.3.3 化學計量學分析。將采集到的158組數(shù)據(jù)導入ChemPattern化學計量學軟件，篩選獲得共有模式，再進行化學計量學圖譜分析。

2 結果與分析

2.1 蟹肉氨基酸圖譜的建立 將4個不同產(chǎn)地（陽澄湖、太湖、洪澤湖、固城湖）的中華絨螯蟹共計158批次按“1.3.1”方法提取蟹肉氨基酸，然后用氨基酸分析儀測定樣品中的氨基酸成分。4個不同產(chǎn)地蟹肉氨基酸圖譜如圖1所示。

2.2 圖譜相似度分析

將4個不同產(chǎn)地蟹肉氨基酸圖譜數(shù)據(jù)導入ChemPattern軟件進行系統(tǒng)分析相似度，從圖2可以看出，陽澄湖、太湖、洪澤湖、固城湖4個不同產(chǎn)地蟹肉氨基酸差異明顯，各自類別能夠歸屬到相應區(qū)域，分離效果較好。

2.3 圖譜多元統(tǒng)計分析 多元統(tǒng)計分析方法常用的有系統(tǒng)聚類分析、主成分分析、偏最小二乘判別分析、自組織映射人工神經(jīng)網(wǎng)絡等［26］。系統(tǒng)聚類分析是按相似度由高到低將不同類的xPtMnLhWuNmTUq9DmJfB5Oq3aPaZNDchDYNe7X+Tlf4=樣品聚成各自的類別，形成一整張清晰的聚類圖［27］。主成分分析的原理是把多個不同的指標轉化為幾個主要的綜合性指標，從而達到降維的目的［28-29］。偏最小二乘判別分

析是對多元線性回歸模型的拓展。自組織映射人工神經(jīng)網(wǎng)絡是將任意維數(shù)的原始數(shù)據(jù)在保持拓撲結構不變的情況下映射到二維空間內(nèi)。

該研究中陽澄湖、太湖、洪澤湖、固城湖4個不同產(chǎn)地蟹肉氨基酸的系統(tǒng)聚類分析如圖3所示。圖3A為一維聚類分析，能夠清楚地反映出樣本的親疏關系；圖3B為二維聚類分析，其顏色代表歸一化法下各個峰所占的面積百分比。由圖3中的顏色歸類發(fā)現(xiàn)，4個不同產(chǎn)地蟹肉氨基酸全部能被很好地區(qū)分開，表明該分析方法能夠為不同產(chǎn)地蟹肉的鑒別提供了充足的理論依據(jù)。

從主成分分析圖譜（圖4）、偏最小二乘判別分析圖譜（圖5）和自組織映射人工神經(jīng)網(wǎng)絡圖譜（圖6）可以看出，4個不同產(chǎn)地蟹肉氨基酸圖譜能很好地被分開，3種不同的分析方法結果完全一致。其中，自組織映射人工神經(jīng)網(wǎng)絡圖譜顯示的樣品位置情況更為直觀可見。

2.4 化學模式識別

將6批次陽澄湖蟹和6批次太湖蟹樣品作為測試集，采用偏最小二乘判別分析（PLS-DA）進行模式識別，測試結果如圖7和表1所示。從表1可以看出，誤識率為0，識別率達100%，表明陽澄湖蟹和太湖蟹均能夠被準確識別。由此可見該試驗建立的模型能夠準確判定相應中華絨螯蟹的類型，是一個穩(wěn)定的評價系統(tǒng)。

3 結論

該研究對江浙地區(qū)不同產(chǎn)地（陽澄湖、太湖、洪澤湖、固城湖）中華絨螯蟹氨基酸組成進行了分析，發(fā)現(xiàn)4個不同產(chǎn)地中華絨螯蟹氨基酸組成具有明顯差異，并采用ChemPattern軟件對不同產(chǎn)地中華絨螯蟹氨基酸圖譜進行化學計量學分析，建立了用于鑒別不同產(chǎn)地中華絨螯蟹氨基酸圖譜數(shù)據(jù)庫。該技術簡便、穩(wěn)定、準確、重現(xiàn)性好，有利于打擊市場上蟹類假冒問題，具有實用價值和經(jīng)濟價值。

參考文獻

［1］ 劉鎖明，張增，楊建新，等.長蕩湖野生中華絨螯蟹肌肉營養(yǎng)成分的分析與評價［J］.水產(chǎn)養(yǎng)殖，202 42（7）：23-28．

［2］ 藺佳良，繆芳芳，蔡江佳，等.中華絨螯蟹不同部位揮發(fā)性物質的研究［J］.核農(nóng)學報，2014，28（2）：259-269.

［3］ 于慧子，陳舜勝.中華絨螯蟹蟹肉和蟹黃中揮發(fā)性風味物質組成［J］.食品科學，201 32（8）：267-271.

［4］ 鄭朝臣，姜濤，駱仁軍，等.不同產(chǎn)地中華絨螯蟹形態(tài)差異的地標點法分析［J］.水產(chǎn)學報，2017，41（12）：1896-1907.

［5］ 康偉，吳廉，劉金生，等.圖們江水系絨螯蟹的形態(tài)差異與遺傳混雜［J］.中國水產(chǎn)科學，2016，23（3）：555-564.

［6］ 何杰，吳旭干，龍曉文，等.池塘養(yǎng)殖和野生長江水系中華絨螯蟹扣蟹形態(tài)學及生化組成的比較研究［J］.水產(chǎn)學報，2015，39（11）：1665-1678.

［7］ 盧義，吳旭干，何杰，等.長江、黃河、遼河水系中華絨螯蟹野生扣蟹的形態(tài)學及生化組成［J］.中國水產(chǎn)科學 ，2016，23（2）：382-395.

［8］ 朱獻輝，楊玲芝，陳舜勝.6個地區(qū)中華絨螯蟹主要呈味成分比較研究［J］.食品工業(yè)，2017，38（4）：274-278.

［9］ 趙恒亮，吳旭干，姜曉東，等.池塘養(yǎng)殖條件下長江、黃河和遼河種群中華絨螯蟹雌體卵巢發(fā)育和營養(yǎng)組成的比較研究［J］.水產(chǎn)學報，2017，41（1）：109-122.

［10］ 龍曉文，吳仁福，麻楠，等.中華絨螯蟹池塘套養(yǎng)與溫室養(yǎng)殖的中華鱉雄體生物學指數(shù)和營養(yǎng)成分比較［J］.中國水產(chǎn)科學，2017，24（1）：100-108.

［11］ 張家奇，張龍，王錫昌.稻田養(yǎng)殖和池塘養(yǎng)殖對中華絨螯蟹滋味品質的影響［J］.食品工業(yè)科技，2017，38（13）：229-236.

［12］ WANG Q J，WU X G，LONG X W，et al.Nutritional quality of different grades of adult male Chinese mitten crab，Eriocheir sinensis［J］.Journal of food science and technology，2018，55（3）：944-955.

［13］ NEDZAREK A，CZERNIEJEWSKI P，DROST A，et al.The distribution of elements in the body of invasive Chinese mitten crabs（Eriocheir sinensis H.Milne-Edwards，1853） from Lake Dabie，Poland ［J］.Journal of food composition and analysis，2017，60：1-9.

［14］ LUO R，JIANG T，CHEN X，et al.Determination of geographic origin of Chinese mitten crab（Eriocheir sinensis）using integrated stable isotope and multi-element analyses［J］.Food chemistry，2019，274：1-7.

［15］ 何珊，藺佳良，張迪駿，等.基于風味的線性判別和雷達圖的中華絨螯蟹溯源［J］.中國食品學報，2018，18（7）：239-246.

［16］ ZHU P Y，DU J，XU B L，et al.Modified unsupervised discriminant projection with an electronic nose for the rapid determination of Chinese mitten crab freshness［J］.Analytical methods，2017，9（11）：1806-1815.

［17］ WU N，WANG X C，TAO N P，et al.Odor profiles of hepatopancreas and gonad of Eriocheir sinensis by sensory analysis，electronic nose，and GC-MS analysis［J］.Fisheries science，2016，82（3）：537-547.

［18］ 邵俊杰，朱昱璇，黃鴻兵，等.不同凍結方式對中華絨螯蟹蟹肉品質的影響［J］.江蘇農(nóng)業(yè)學報，2019，35（2）：429-435.

［19］ 李晶晶，陳麗梅，耿緒云，等.中華絨螯蟹野生群體和不同水系人工選育群體的遺傳多樣性分析［J］.漁業(yè)科學進展，2019，40（6）：105-113.

［20］ LI J，GENG X，CHEN L，et al.Identification and characterization of thirty novel microsatellite DNA markers from the Chinese mitten crab Eriocheir sinensis expressed sequence tags［J］.BMC research notes，2016，9（1）：1-5.

［21］ 劉皓，劉青，吳旭干，等.中華絨螯蟹兩種微衛(wèi)星DNA分型方法的應用比較［J］.生物學雜志，2015，32（1）：90-94.

［22］ 劉青，劉皓，吳旭干，等.長江、黃河和遼河水系中華絨螯蟹野生和養(yǎng)殖群體遺傳變異的微衛(wèi)星分析［J］.海洋與湖沼，2015，46（4）：958-968.

［23］ 秦輝.中華絨螯蟹凍藏品質的研究［D］.無錫：江南大學，2008.

［24］ WANG Z Q，HUANG S，MAO H C，et al.Genetic differentiation analysis of the even and odd year populations of Chinese mitten crab［J］.Journal of Shanghai Ocean University，2013，22（5）：657-664.

［25］ 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.

［26］ 沈麒亮，方志娟，李曉芹，等.MALDI-TOF MS在豬、牛、羊源性成分檢測中的應用［J］.食品工業(yè)，2023，44（9）：311-315.

［27］ 方志娟，李曉芹，張雪婧，等.MALDI-TOF MS在不同禽肉動物源性成分檢測中的研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2023，51 （7）：189-192，195.

［28］ 孫靈霞，陳錦屏，趙改名，等.化學計量學在食品分析中的應用研究進展［J］.食品工業(yè)科技，2012，33（7）：444-448，452.

［29］ 張長勇，張雪婧，紀麗君，等.有機酸指紋圖譜結合化學計量學分析鑒定黃酒的方法研究［J］.食品安全質量檢測學報，2022，13（1）：48-55.