張家奇,張 龍,王錫昌

(上海海洋大學食品學院,上海 201306)

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稻田養(yǎng)殖和池塘養(yǎng)殖對中華絨螯蟹滋味品質的影響

張家奇,張 龍,王錫昌*

(上海海洋大學食品學院,上海 201306)

為探討不同養(yǎng)殖方式與中華絨螯蟹呈味特性之間的關系,對稻田養(yǎng)殖和池塘養(yǎng)殖的中華絨螯蟹的性腺、肝胰腺、體肉滋味指標進行分析討論。測定了兩種養(yǎng)殖方式下中華絨螯蟹三種部位中游離氨基酸和呈味核苷酸的含量,采用味道強度值(TAV)和味精當量(EUC)對這些成分的呈味強度進行評價。并結合智能感官(電子舌)和人工感官進行綜合分析其滋味品質。結果表明:在總游離氨基酸方面,肝胰腺:稻田<池塘,體肉:稻田>池塘,性腺:稻田♂>池塘♂,稻田♀<池塘♀。其中,稻田蟹的苦味氨基酸遠小于池塘蟹;在呈味核苷酸方面,與池塘蟹相比,稻田蟹雌雄體肉和雌性腺的EUC高,而雌雄肝胰腺EUC值低,EUC的TAV值全>1,且體肉中味精當量TAV稻田蟹均略高于池塘蟹;在電子舌主成分分析方面,兩者間區(qū)分良好,雌蟹的區(qū)分度高于雄蟹,兩種養(yǎng)殖方式的差異更明顯的體現(xiàn)在雌蟹上;最后結合人工感官分析,感官評價中稻田蟹肝胰腺的苦味強度明顯低于池塘蟹,稻田蟹肝胰腺的整體喜好性高于池塘蟹。

稻田養(yǎng)殖,池塘養(yǎng)殖,中華絨螯蟹,滋味品質

中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)又稱大閘蟹,我國的養(yǎng)殖從80年代起步,經(jīng)過三十多年的發(fā)展,已有20多個省、區(qū)、市開展了中華絨螯蟹養(yǎng)殖,中華絨螯蟹養(yǎng)殖已成為我國淡水漁業(yè)的主要產(chǎn)業(yè)之一。因為其營養(yǎng)價值高、風味獨特是一種經(jīng)濟價值很高的商品。稻田養(yǎng)殖作為一種新型的養(yǎng)殖方式,根據(jù)稻田養(yǎng)魚的規(guī)范進行的,不僅解決了河蟹生長后期光照不足的問題,還擴大了河蟹活動空間,稻田水位適宜,光照條件較好,溶氧量充足,天然餌料豐富,病害少,稻田具有良好的生態(tài)環(huán)境,成本低,效益高的特點[1],近些年養(yǎng)殖比例逐漸增加。

表1 感官評定評分標準Table 1 Sensory evaluation criterion

國內有關中華絨螯蟹稻田養(yǎng)殖的研究多集中在環(huán)境、經(jīng)濟、技術以及產(chǎn)量上,董艷等[2]研究表明,養(yǎng)蟹稻田開挖環(huán)溝能夠改善稻田水溫,尤其是在高溫時節(jié),給河蟹提供躲避高溫的場所;王兆榮[3]提出養(yǎng)蟹稻田水稻采用旱育稀植技術可以節(jié)省土地、肥料和農藥投入,減少人工,經(jīng)濟效益顯著;李應森等[4]研究表明,稻田生態(tài)條件主要理化因子基本符合養(yǎng)蟹要求,適宜的稻田水溫、營養(yǎng)與密度有利于幼蟹的性腺發(fā)育。然而,關于品質方面的研究較少。據(jù)報道,不同產(chǎn)地大閘蟹因其養(yǎng)殖環(huán)境的不同會導致其自身滋味有所區(qū)別[5],尤其是池塘蟹的生物餌料攝入量往往不足,可能會影響營養(yǎng)物質在蟹內的積累,導致中華絨螯蟹的滋味有所差異。

游離氨基酸與呈味核苷酸是重要的滋味物質之一。以往的研究中[6],評價滋味物質對中華絨螯蟹整體滋味的貢獻最常用的方法是計算滋味活度值(TAV)法,此外,味精當量(EUC)是國際上一種分析食品鮮味強度的方法。電子舌作為近十年來興起的一種檢測味覺品質的新技術[7],具有重復性、高靈敏性、可靠性等優(yōu)勢。食品感官評價[8-9]是一門測量科學,精度、準確度、敏感性也在考慮之內,而且在任何實驗操作中也希望重復實驗能得到相同的結果[10-11]。為研究兩種養(yǎng)殖方式中華絨螯蟹滋味品質,本研究采用游離氨基酸、呈味核苷酸、電子舌檢測法以及人工感官評價法對中華絨螯蟹的滋味品質進行綜合分析,并分析比較TAV和EUC值,對其呈味強度進行評價,進而探明兩種養(yǎng)殖方式對其滋味品質的影響差異,為稻田養(yǎng)殖提供可參考的理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

樣品于2014年11月采自上海金山開太魚文化發(fā)展有限公司,稻田中華絨螯蟹和池塘中華絨螯蟹雌雄各30只,平均體重雌蟹90～110 g,雄蟹150～165 g。

三氯乙酸和高氯酸均為分析純 國藥集團化學試劑有限公司;氫氧化鈉和氫氧化鉀均為優(yōu)級純 國藥集團化學試劑有限公司;磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀均為色譜純 上海安譜科學儀器公司;17種氨基酸混標均為色譜純 中國計量科學研究院化學計量與分析科學研究所;3種核苷酸標品均為色譜純 上海安譜科學儀器公司;實驗用水為超純水。

L-8800型氨基酸自動分析儀 日本日立制作所;W2690/5型高效液相色譜儀 美國Waters公司;Avanti J-26 XP型臺式真空冷凍離心機 美國貝克曼公司;GL Inertsil ODS-3液相柱(250 mm×4.6 mm,5 μm) 上海安譜科學儀器公司;電子舌 法國阿爾法莫斯儀器公司。

1.2 樣品制備

活體解剖前,清洗中華絨螯蟹,將中華絨螯蟹體表水份用吸水紙擦干,用電子稱稱重。打開甲殼,分離肝臟、性腺,稱重后混合,蒸熟分離出來的性腺、肝胰腺以及未分離的體肉。剪開頭胸甲底部內骨骼,刮出體肉,分別將新鮮的體肉、肝臟和性腺均質。取兩種養(yǎng)殖方式的中華絨螯蟹雌、雄蟹的性腺、肝胰腺、體肉進行滋味分析。

1.3 指標測定方法

1.3.1 人工感官評價條件 實驗中對兩種蟹的體肉、性腺、肝胰腺進行滋味評分。有13位感官評價員參與實驗,其中9名女性和4名男性,平均年齡為(24±2)歲,均來自上海海洋大學食品營養(yǎng)與品質評價實驗室。在22 ℃的環(huán)境下進行感官實驗,分別將剝好的體肉、性腺、肝胰腺分給各位感官員,感官員分別對滋味喜好性進行打分,甜味、鮮味、苦味進行強度打分(標準見表1),感官員之間用隔間隔開并單獨進行實驗,使實驗過程不受外界因素的影響。

1.3.2 電子舌 參照張晶晶[12]的方法略做改動。本實驗采用法國Alpha M.O.S公司研制的ASTREE電子舌系統(tǒng),取5.00 g樣品加入30 mL超純水均質后,超聲4 min,靜止30 min,冷凍離心(15000 r/min,15 min,4 ℃)上清液過濾,于100 mL容量瓶定容,進行電子舌測定。

1.3.3 游離氨基酸 根據(jù)付娜等[13]的方法稍作修改,所有操作均在4 ℃下進行。稱取1.00 g左右的樣品,加入15 mL 5%三氯乙酸溶液,勻漿后靜置1 min,在4 ℃冰箱中靜置2 h待樣品沉淀后,吸取10 mL上清液冷凍離心15 min,定容至10 mL,用0.22 μm的水相濾膜過濾,最后用氨基酸自動分析儀檢測樣品中的游離氨基酸的種類與含量,樣品做3次平行實驗。

表2 HPLC法檢測核苷酸的梯度洗脫程序Table 2 HPLC gradient elution program for nucleotide analysis

1.3.4 核苷酸 參照王亞會的方法[14],稱取3.00 g左右的樣品,加入30 mL 5%高氯酸溶液,勻漿2 min,超聲5 min,冷凍離心10 min,上清液轉移,沉淀加10 mL高氯酸,重復上述步驟,合并上清液,調pH到5.75,定容到50 mL,HPLC分析,流動相K2HPO4與KH2PO4混合與甲醇做流動相。

表3 中華絨螯蟹不同組織中游離氨基酸組成及含量(mg/g)Table 3 Composition and content of free amino acids in different tissues of Eriocheirsinensis(mg/g)

HPLC條件:色譜柱:GL Inertsil ODS-3液相柱:250 mm×4.6 mm,柱溫30 ℃;流速1 mL/min;進樣量10 μL;紫外檢測器檢測波長:245 nm。流動相A為甲醇,B為1.7011 g磷酸二氫鉀與2.1773 g磷酸氫二鉀定容到1 L的溶液,并用高氯酸調節(jié)pH至5.75,高效液相色譜儀的梯度洗脫程序見表2。

1.3.5 味道強度值 (Taste Activity Value,TAV)指樣品中各呈味物質的測定值與該物質味道閾值之比。通常認為,當TAV大于1時,該物質對樣品呈味有重要影響,并且數(shù)值越大,貢獻越大[15]。

1.3.6 氨基酸與核苷酸的協(xié)同效應 一味精當量(Equivalent Umami Concentration,EUC)表示鮮味氨基酸與呈味核苷酸混合物協(xié)同作用所產(chǎn)生的鮮味強度相當于多少濃度的單一味精所產(chǎn)生的鮮味強度[14],其中呈味核苷酸包括5′-IMP,5′-GMP,5′-AMP和5′-XMP,鮮味氨基酸除了谷氨酸外還包括天冬氨酸。用方程式表示為:EUC=∑aibi+1218(∑aibi)(∑ajbj)。其中:EUC:味精當量(g MSG/100 g);ai鮮味氨基酸(Asp、Glu)的含量(g/100 g);bi鮮味氨基酸相對于MSG的相對鮮度系數(shù)(Glu:1,Asp:0.077);aj呈味核苷酸(GMP、IMP、AMP)的含量(g/100 g);bj呈味核苷酸相對于IMP的相對鮮度系數(shù)(IMP:1,GMP:2.3,AMP:0.18,);1218為協(xié)同作用系數(shù)。

1.3.7 數(shù)據(jù)處理 用SPSS 19.0軟件的單因素方差(One-Way ANOVA)分析各個指標,以平均值±標準偏差(Mean values±S.D.)表示,p<0.05作為差異顯著的要求,用*表示,用畫圖軟件作圖。

2 結果與討論

2.1 稻田蟹和池塘蟹的游離氨基酸組成

游離氨基酸在中華絨螯蟹的呈味中占有重要作用,每種游離氨基酸的味道特征和閾值不同,一般呈現(xiàn)苦味、甜味、鮮味,但是不同的氨基酸共同作用又會出現(xiàn)新的特征味道。為了客觀評價氨基酸的滋味貢獻,利用TAV方法對其進行分析評價,TAV值結果見表4。

續(xù)表

注:*表示有顯著性差異(p<0.05),表4、表5同。首先,從總游離氨基酸含量可知,肝胰腺:稻田<池塘,體肉:稻田>池塘,性腺:池塘♂>稻田♂,池塘♀<稻田♀。雄蟹性腺中各氨基酸含量相差不大,雄蟹肝胰腺中含量較高的有Pro和Arg,雄蟹體肉中含量較高的有Gly、Ala、Arg和Pro;雌蟹性腺中含量較高的有Arg和Pro,雌蟹肝胰腺中含量較高的有Ala、Arg和Pro,雌蟹體肉中含量較高的有Gly、Ala、Arg和Pro。池塘蟹肝胰腺氨基酸總量多,主要是苦味氨基酸含量較多,可能是由于生物餌料攝入不足,生長環(huán)境較差。

表4 中華絨螯蟹不同組織中游離氨基酸的閾值和滋味活度值Table 4 Threshold and taste activity of free amino acids in different tissues of Eriocheirsinensis

當TAV值>1時說明該物質有貢獻,在中華絨螯蟹各部位中,TAV值較高的氨基酸肝胰腺中有Glu、Ala、Val、Met、Phe、Lys、His、Arg;雄蟹性腺中有Glu、Ala(僅池塘蟹)、His,雌蟹性腺中有Glu、Ala、Lys、His、Arg;肌肉中有Glu、Gly、Ala、Arg、Pro,它們的滋味類型主要是甜味、苦味與鮮味。對于稻田蟹和池塘蟹的體肉來說,TAV值>1的有Ala、Gly、Arg、Glu,它們的滋味屬性是甜味和鮮味,Ala有顯著性差異,且對稻田蟹的貢獻大于池塘蟹;對于稻田蟹和池塘蟹的肝胰腺來說,TAV值>1但沒有顯著性差異的是Arg,TAV值大于1且有顯著性差異的是Val、Lys、His,三種都是苦味氨基酸,且含量都是稻田蟹小于池塘蟹;對于稻田蟹和池塘蟹的性腺來說,雄蟹性腺中TAV值>1的只有Glu和His兩種,并且兩種的含量不高,而且都沒有顯著性差異,所以游離氨基酸對雄蟹性腺的滋味影響程度不高,雌蟹性腺中,TAV值>1且有顯著性差異的只有Arg(p<0.05)。

續(xù)表

呈味游離氨基酸的組成和含量(Glu,Asp,Gly,Ser,Ala和Pro)與鮮美程度有顯著的相關性[16]。比如,Asp和Glu是呈鮮味的特征氨基酸,甘氨酸和丙氨酸是呈甜味的特征氨基酸,絲氨酸和脯氨酸與甜味有關[17]。但Phe和Tyr為呈苦味的特征氨基酸[18]。雖然Arg具有苦味,但是大量的Arg在風味體系中有提升鮮味和口感的持續(xù)性復雜性和濃厚感的作用[19]。大量研究證實其在水產(chǎn)品整體滋味中的貢獻巨大,而且表現(xiàn)為積極的正相關[20]。這些游離氨基酸對其滋味貢獻較大,且陳德慰[21]測定陽澄湖中華絨螯雄蟹肌肉中游離氨基酸總含量為2085 mg/100 g。其與稻田雄蟹相近,稻田養(yǎng)殖還可以提供良好的營養(yǎng)。

表5 呈味核苷酸的含量、味精當量及TAV值Table 5 Content of flavor nucleotides,MSG equivalent and TAV value

2.2 稻田蟹和池塘蟹的呈味核苷酸組成及含量

呈味核苷酸作為河蟹鮮味的另一重要來源,特別是IMP和GMP及其與鮮味游離氨基酸的協(xié)同增鮮作用。AMP與IMP有協(xié)同增效的作用,當有低濃度的IMP存在時,即使低濃度的AMP也能呈現(xiàn)出鮮味,并使甜味增加;甜味氨基酸如L-丙氨酸,L-絲氨酸和甘氨酸與IMP能發(fā)生協(xié)同增效作用,使鮮味增強。AMP的味道特點與其濃度有關,在低濃度(50～100 mg/100 mL)時,AMP僅具有甜味,沒有鮮味,當濃度高于100 mg/100 mL時,其甜味逐漸降低,而鮮味逐漸加強[22-24]。

稻田蟹和池塘蟹各部位含量最高的均為AMP。體肉中TAV值>1的是AMP;雌蟹性腺中TAV值>1的是AMP、IMP和GMP,雄蟹性腺中呈味核苷酸TAV都<1;肝胰腺中TAV值>1的只有池塘雌蟹的AMP。稻田雌蟹性腺的EUC值>池塘雌蟹;稻田蟹體肉的EUC>池塘蟹;稻田蟹肝胰腺的EUC<池塘蟹。EUC的TAV值全大于1,體肉中TAV稻田蟹均略高于池塘蟹,但是仍低于陽澄湖中華絨螯蟹[21]。

體肉中稻田雌蟹的AMP含量顯著高于池塘雌蟹,性腺中稻田雌蟹的IMP顯著低于池塘雌蟹,可能是由于生存環(huán)境的不同,蟹的發(fā)育速度不同,核苷酸積累速度不同[19]。肝胰腺中稻田雌蟹的AMP顯著低于池塘雌蟹。而雄蟹沒有顯著性差異,可能是由于采集月份是雄蟹的成熟期,雄蟹的發(fā)育快于雌蟹[25]。性腺中雌雄之間的差異較大,呈味核苷酸對雌蟹的貢獻遠大于雄蟹。呈味核苷酸對肝胰腺幾乎沒有貢獻。

圖1 兩種養(yǎng)殖方式下中華絨螯蟹各組織的電子舌主成分分析圖Fig.1 The principal component analysis of electronic tongue in different tissues of Chinese mitten crab Eriocheirsinensis under two cultivation methods注:▲為稻田蟹,●為池塘蟹,A肝胰腺♀,C體肉♀,E性腺♀;B肝胰腺♂,D體肉♂,F性腺♂。

2.3 稻田蟹和池塘蟹的電子舌分析

中華絨螯蟹各可食部位滋味輪廓PCA結果見圖1。表基于兩類指標對PCA結果進行了評價:第1、第2主成分方差貢獻率之和主要反映了樣本整體差異性信息在主成分平面上的完整程度,其值越大表明樣本整體差異性信息遺失的越少。判別指數(shù)(discrimination index,DI)體現(xiàn)了不同類別樣品滋味輪廓的區(qū)分度[12]。

從圖中可知各部位區(qū)分明顯,各部位均是PC2有差異。PC1與PC2的貢獻率之和均大于99%,樣品信息比較完整的顯示在PCA圖中,肝胰腺的電子舌主成分分析圖,雌雄蟹的區(qū)分指數(shù)均大于85,電子舌對兩種養(yǎng)殖方式能良好區(qū)分;體肉的電子舌主成分分析圖,區(qū)分指數(shù)均大于85,兩組樣品的數(shù)據(jù)采集點能被電子舌較好的區(qū)分開;兩種養(yǎng)殖方式對性腺的整體滋味輪廓影響較大,雄蟹區(qū)分指數(shù)為84,雌蟹區(qū)分指數(shù)為86。除雄蟹性腺外各部位DI大于85,說明區(qū)分良好,表明其滋味輪廓明顯,雌蟹的區(qū)分度高于雄蟹,兩種養(yǎng)殖方式的差異更明顯的體現(xiàn)在雌蟹上。可能與中華絨螯蟹后期性腺的快速發(fā)育有關。

2.4 稻田蟹和池塘蟹的滋味人工感官評價

雄蟹性腺中稻田蟹的甜味強度略低于池塘蟹,雌蟹性腺中稻田蟹的鮮味強度略高于池塘蟹,雄蟹體肉的各味道強度沒有顯著差異(p>0.05),雌蟹體肉中稻田蟹的鮮味甜味強度略高于池塘蟹,肝胰腺中稻田蟹的滋味強度明顯低于池塘蟹,池塘蟹的甜味強度略高于池塘蟹。體肉與性腺的喜好性沒有差異,肝胰腺的喜好性是稻田蟹大于池塘蟹。

圖2 中華絨螯蟹各部位的滋味感官評價雷達圖Fig.2 Taste sensory evaluation radar map of various parts of Eriocheirsinensis注:滋味進行喜好性評分,7分=最喜好,1=最不喜好,苦味甜味鮮味進行強度評分, 7=感官強度最強,1=感官強度最弱,●為池塘蟹,▲為稻田蟹。

在人工感官中,稻田雌蟹性腺的鮮味明顯高于池塘蟹,與前面EUC值相一致,肝胰腺的喜好性是稻田蟹高于池塘蟹,可能是由于池塘蟹的苦味強度較高,與前面游離氨基酸的含量和TAV值相對應;池塘雄蟹性腺的甜味強度高于稻田雄蟹,可能是因為Ala含量差異引起的;與電子感官相比,人工感官能更具體的區(qū)分各部位的差異,各雷達圖均有較明顯差異,各部位都有較好的區(qū)分程度。

3 結論

本研究通過分析討論稻田養(yǎng)殖和池塘養(yǎng)殖的中華絨螯蟹的性腺、肝胰腺、體肉滋味指標探討不同養(yǎng)殖方式與中華絨螯蟹呈味特性之間的關系。總體來看,稻田養(yǎng)殖的中華絨螯蟹滋味品質優(yōu)于池塘養(yǎng)殖中華絨螯蟹。稻田蟹肝胰腺游離氨基酸中的苦味氨基酸Val、Lys、His的含量遠小于池塘蟹(p<0.05);稻田蟹和池塘蟹各部位呈味核苷酸含量最高且TAV值>1的均為AMP,且含量遠高于IMP和GMP,為主要的核苷酸呈味來源;各部位電子舌主成分分析均在PC2有差異,PC1與PC2的貢獻率之和均大于99%,DI均大于等于84,說明能夠良好區(qū)分稻田蟹和池塘蟹,且雌蟹的區(qū)分度高于雄蟹,兩種養(yǎng)殖方式的差異更明顯的體現(xiàn)在雌蟹上;人工感官分析中,肝胰腺的區(qū)分度最高,稻田蟹肝胰腺的苦味強度顯著低于池塘蟹,稻田蟹肝胰腺的整體喜好性顯著高于池塘蟹(p<0.05)。

綜上可知,稻田養(yǎng)殖的中華絨螯蟹滋味品質優(yōu)于池塘養(yǎng)殖中華絨螯蟹,可能稻田養(yǎng)殖環(huán)境更適宜中華絨螯蟹滋味物質的積累。稻田養(yǎng)殖作為一種生態(tài)養(yǎng)殖,能夠最大限度地利用資源,減少浪費,在保證蟹的質量又保證了水稻的質量,同時又不污染環(huán)境,提升經(jīng)濟效益。

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Effects of rice culture and pond cultureon the quality of Chinese mitten crab(Eriocheirsinensis)

ZHANG Jia-qi,ZHANG Long,WANG Xi-chang*

(College of Food Science and Technology,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)

In this study,the indexes of the gonad,hepatopancreas and body muscle of Chinese mitten crab(Eriocheirsinensis)from rice culture and pond culture were analyzed,for exploring the relationship between the different cultivation methods and the taste profile of Chinese mitten crab.The content of flavor amino acids and nucleotides of three issues of Chinese mitten crab from different cultivation modes were determined by taste intensity value(TAV)and equivalent umami concentration(EUC)to evaluate the equivalent strength of these components,combined with intelligent sensory(electronic tongue)and artificial sensory analysis to evaluate taste quality synthetically. The results indicated that the order of free amino acid content in hepatopancreas,muscle,gonad were rice crabpond crab,and rice male crab>pond male crab,pond female crab

rice culture;pond culture;Eriocheirsinensis;taste quality

2016-12-29

張家奇(1990-)，男，碩士在讀，研究方向：食品風味，E-mail:qiclose@163.com。

*通訊作者:王錫昌(1964-)，男，博士，教授，研究方向：食品風味與品質評價，E-mail:xcwang@shou.edu.cn。

上海市農委中華絨鰲蟹產(chǎn)業(yè)技術體系(D-8003-10-0208)；國家自然基金(31471608)。

TS254.1

A

1002-0306(2017)13-0229-08

10.13386/j.issn1002-0306.2017.13.044