2. 江苏省食品安全与质量控制协同创新中心 江苏 无锡 214122
2. Collaborative Innovation Center of Food Safety and Quality Control in Jiangsu Province, Wuxi, Jiangsu 214122, China
中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)，又名大闸蟹、河蟹、淡水蟹，因其营养丰富、风味独特，深受消费者的喜爱。据《中国渔业统计年鉴2020》统计，蟹类(专指河蟹)产量逐年增长，从2009年的57.42万t增加到2019年的77.87万t，而仅江苏省河蟹产量就达到了36.48万t，位居全国第一，超出排名第二的省份(湖北省产量15.87万t)一倍有余，具有较高的经济价值(农业农村部渔业渔政管理局, 2020)。目前，市场上涌现了很多区域化中华绒螯蟹品牌，但品牌特点没有区分依据，消费者对不同品牌蟹的产品特性及区域特色的关注度越来越高，选择优质中华绒螯蟹已逐渐成为大众消费观念和消费文化。通过市场、网络搜索调查发现，江苏省中华绒螯蟹产区主要集中在阳澄湖、固城湖、太湖和兴化，且这些均是全国知名品牌地理标志中华绒螯蟹(陈加, 2009)。
中华绒螯蟹之所以鲜美，是因为它的含氮化合物(游离氨基酸、核苷酸、有机碱等)和非含氮化合物(无机物、有机酸、糖类等)，其中，对其滋味最重要的是游离氨基酸(FAA)和核苷酸(张家奇等, 2017)；蟹膏、蟹黄含有丰富的脂肪(吴娜, 2017)，且游离脂肪酸(FFA)是重要的风味前体物质和滋味物质，因而也是滋味评价中的一个重要指标(邓文辉等, 2012)。近年来，对中华绒螯蟹的滋味研究主要集中在不同规格、可食部位、加工方式等，而对不同养殖水域、品牌蟹的研究却很少，上海海洋大学和江南大学对中华绒螯蟹研究较多，主要集中在阳澄湖蟹和崇明蟹(顾吉萍, 2009; 郑海波, 2008; 张娜, 2008; 李楠, 2017)。
本研究首先测定阳澄湖、固城湖、太湖和兴化蟹的可食部位得率；之后，利用电子舌测定不同养殖水域蟹的可食部位滋味轮廓，并根据可食率比值作为权重，进而获取不同水域蟹的整蟹可食部位滋味差异；再具体分析滋味物质FAA、呈味核苷酸、FFA，计算味道活度值(TAV)和味精当量(EUC)，对重要滋味贡献物质评价，为中华绒螯蟹食用及品质评价和消费者喜好性原因提供一定参考。
1 材料与方法 1.1 主要原料中华绒螯蟹(阳澄湖、固城湖、太湖、兴化)，由江苏无锡大湖水产产业研发中心提供，雌蟹(150.0±7.5) g和雄蟹(200.0±8.2) g于2019年10月至11月捕捞。沸水蒸15 min熟制，剥离雄/雌蟹肉(体肉、爪肉、螯肉)、蟹膏(雄蟹肝胰腺和性腺)、蟹黄(雌蟹肝胰腺和性腺)。分别混匀装袋，冻藏于–60℃冰箱中，待测。
1.2 主要试剂和设备核苷酸(AMP、GMP、IMP、Hx、HxR)、十三烷酸甲酯标准品购于Sigma公司，美国；三氯乙酸、高氯酸、磷酸、磷酸二氢钾、十二水磷酸氢二钾、氢氧化钠(均为分析纯)等均购于上海国药集团化学试剂有限公司；氨基小柱，上海安普试剂公司。
主要设备包括：MDF-U53V型超低温冰箱(SANYO，日本)；DELTA-320型pH计(梅特勒-托利多仪器上海有限公司)；4K-15型高速冷冻离心机(Sigma，德国)；Agilent 1100氨基酸分析仪(Agilent，美国)；Waters e2695高效液相色谱仪(Waters，美国)；SA402B电子舌(INSENT，日本)；GC-2010气相色谱仪(岛津，日本)；T10均质机(IKA，德国)。
1.3 实验方法 1.3.1 可食率测定和整体滋味差异分析权重确定| $ \begin{array}{c}蟹肉指数(\text{%})=蟹肉重(\text{g)}/体重(\text{g)}\times 100\end{array} $ | (1) |
| $ \begin{array}{c}蟹膏指数(\text{%})=蟹膏重(\text{g})/体重(\text{g})\times 100\end{array} $ | (2) |
| $ \begin{array}{c}蟹黄指数(\text{%})=蟹黄重(\text{g})/体重(\text{g})\times 100\end{array} $ | (3) |
| $ \begin{array}{c}雄蟹可食率(\text{%})=蟹肉指数(\text{%})+蟹膏指数(\text{%}\end{array}) $ | (4) |
| $ \begin{array}{c}雌蟹可食率(\text{%})=蟹肉指数(\text{%})+蟹黄指数(\text{%}\end{array}) $ | (5) |
| $ \begin{array}{*{20}{c}} {M = {f_1}({f_3}{x_1} + {f_4}{x_2}) + {f_2}({f_5}{x_3} + {f_6}{x_4})} \end{array} $ | (6) |
式中，M为整蟹可食部位滋味属性强度；x1、x2、x3和x4分别为雄蟹蟹肉、蟹膏、雌蟹蟹肉、蟹黄的滋味属性强度；f1=雄蟹可食率/雄蟹和雌蟹总可食率；f2=雌蟹可食率/雄蟹和雌蟹总可食率；f3=雄蟹蟹肉指数/雄蟹可食率；f4=蟹膏指数/雄蟹可食率；f5=雌蟹蟹肉指数/雌蟹可食率；f6=蟹黄指数/雌蟹可食率。
1.3.2 电子舌测定样品预处理参照邵洋等(2021)的方法，将蟹肉/蟹膏/蟹黄切碎后，精确称取10 g样品于100 mL离心杯中，加入20 mL去离子水均质2 min，离心(4℃，10 000 g，10 min)取上清液。上述步骤重复操作一次，合并上清液，并用去离子水定容至100 mL，待测；检测方法参照刘洪波等(2020)。Insent SA402B电子舌：选用5个测试传感器，C00、CT0、AAE、AE1和GL1，分别响应苦、咸、鲜、涩和甜味强度值，根据传感器测得溶液电势和参比溶液电势差值，表示滋味的属性强度。
1.3.3 游离氨基酸和呈味核苷酸测定游离氨基酸测定参照Hua等(2020)的方法并略作修改。称取样品1 g，加入5%三氯乙酸(w/v)溶液并均质2 min，定容至25 mL，混匀，常温超声20 min，静置2 h。随后，滤纸过滤所得滤液在15 000 r/min条件下离心30 min。取上清液，用0.22 μm水膜过滤后上机。
呈味核苷酸测定参照Yu等(2018)的方法并略作修改。称取3 g样品于50 mL离心管中，加入7.5 mL，0.6 moL/L高氯酸溶液，均质2 min，4℃，10 000 g离心10 min，取上清液。上述步骤重复一次，合并上清液，并将溶液pH调至6.5~6.8，取上清液，用去离子水定容至25 mL，用0.22 μm水膜过滤后上机。高效液相色谱法(HPLC)条件：采用SVEA C18色谱柱(5 μm, 4.6 mm id×250.0 mm)和Waters 2489紫外可见检测器；检测波长为254 nm；柱温为30℃；进样量为10 μL，流动相为98%磷酸钾缓冲液(0.05 moL/L, pH 6.8)和2%的甲醇。
1.3.4 味道强度值(TAV)及味精当量(EUC)滋味物质的味道强度值(TAV)计算公式如下：
| $ \begin{array}{*{20}{c}} {{\text{TAV}} = \frac{C}{T}} \end{array} $ | (7) |
式中，C为滋味物质的浓度；T为该滋味物质的阈值。
味精当量(EUC)的计算公式如下：
| $ \begin{array}{*{20}{c}} {{\rm{EUC}}({\rm{g MSG/100 g}}) = \sum {{a_i}{b_i} + 1218} \left( {\sum {{a_i}{b_i}} } \right)({a_j}{b_j})} \end{array} $ | (8) |
式中，ai和aj分别为鲜味FAA (Asp、Glu)和鲜味核苷酸(GMP、IMP、AMP)的浓度；bi和bj分别为鲜味FAA和鲜味核苷酸的相对呈鲜系数(Glu为1；Asp为0.077；IMP为1；GMP为2.3；AMP为0.18)；1218为协同作用系数。
1.3.5 游离脂肪酸的测定参照Xu等(2018)的方法并略作修改。称取冷冻干燥后的样品5 g，加入100 μL，1 mg/mL内标十三烷酸甲酯，再加入50 mL 2∶1 (v/v)的氯仿/甲醇溶液，60℃条件下回流萃取2 h，并于45℃下旋转蒸发，加入30 mL石油醚静置，氮吹至溶剂完全挥发，即得总脂，溶解于1 mL氯仿后，注入氨基小柱，利用7 mL 25% (w/w)的乙酸/乙醚溶液分离游离脂肪酸。甲酯化：取50 mg游离脂肪酸，加入2 mL 25%的三氟化硼-甲醇溶液，在60℃下静置20 min，冷却，加入1 mL正己烷，混合2 min，加入1 mL饱和氯化钠溶液，室温静置分层，收集1 μL上层有机相上机。
1.3.6 数据统计分析利用SPSS 19.0软件对所得数据进行统计分析，ANOVA进行方差分析，Ducan法进行多重比较，所有显著性差异分析均在P=0.05的水平下检验；电子舌的主成分分析图(PCA)由SIMCA 14.1分析作图；电子舌滋味雷达图用Origin 8.6作图；其他实验结果均采用平均值±标准差(Mean±SD, n=3)表示。
2 结果与分析 2.1 不同养殖水域中华绒螯蟹可食率比较和整体滋味分析权重确定不同养殖水域中华绒螯蟹的各可食部位指数和总可食率见表 1。太湖蟹可食率最高，雄蟹为(33.08± 0.31)%，雌蟹为(37.65±1.09)%。雄蟹和雌蟹的总可食率约为1∶1；雄蟹总可食率∶雄蟹蟹肉指数∶蟹膏指数约为3∶2∶1；雌蟹总可食率∶雌蟹蟹肉指数∶蟹黄指数约为2∶1∶1，即整体滋味分析时属性强度可表述为[1/2(2/3雄蟹蟹肉滋味属性强度+1/3蟹膏滋味属性强度)+1/2(1/2雌蟹蟹肉滋味属性强度+1/2蟹黄滋味属性强度)]。
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表 1 不同养殖水域中华绒螯蟹各可食部位指数和总可食率 Tab.1 Edible part index and total edible rate of E. sinensis in different regions |
电子舌通过5个传感器的检测(刘洪波等, 2020)，获得了不同水域中华绒螯蟹不同可食部位和整蟹可食部位的滋味信号响应值，并绘制雷达图(图 1)。阳澄湖、固城湖蟹的可食部位甜味响应值明显高于其他2个水域，而太湖、兴化蟹的可食部位鲜味响应值在整蟹可食部位、蟹肉、蟹膏中较高，但同时这2种蟹的苦味也较重。Wang等(2016)比较野外放养蟹、阳澄湖蟹和崇明蟹发现，阳澄湖蟹的甜味FAA显著高于野外放养和崇明蟹，与电子舌阳澄湖蟹甜味强度结果一致。
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图 1 不同养殖水域中华绒螯蟹可食部位电子舌雷达图 Fig.1 Rader chart analysis by electronic tongue for edible parts of E. sinensis in different regions a: 雄蟹蟹肉；b: 雌蟹蟹肉；c: 蟹膏；d: 蟹黄；e: 整蟹可食部位 a: Male crab meat; b: Female crab meat; c: Crab paste; d: Crab yolk; e: Whole edible parts |
由图 2可知，PC1和PC2的累计方差贡献率大于85%，能较完整反映样品的整体信息(Wang et al, 2018)。阳澄湖蟹和固城湖蟹、太湖蟹和兴化蟹滋味轮廓相近，阳澄湖蟹、固城湖蟹和甜味相关性最高，兴化蟹、太湖蟹和鲜味、苦味相关性高，这也说明不同水域蟹滋味有差异，甜味、鲜味、苦味可作为区别不同产地的潜在指标。
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图 2 不同养殖水域中华绒螯蟹可食部位电子舌PCA图 Fig.2 Principal component analysis (PCA) plot by electronic tongue for edible parts of E. sinensis in different regions a: 雄蟹蟹肉；b: 雌蟹蟹肉；c: 蟹膏；d: 蟹黄；e: 整蟹可食部位YL: 阳澄湖；GL: 固城湖；TL: 太湖；XH: 兴化 a: Male crab meat; b: Female crab meat; c: Crab paste; d: Crab yolk; e: Whole edible parts YL: Yangcheng Lake; GL: Gucheng Lake; TL: Tai Lake; XH: Xinghua |
由表 2和表 3可知，4种不同蟹的FAA组成相似，Ala、Gly、Arg和Pro含量较高，但不同水域蟹的呈味FAA含量存在一定的差异。呈甜味FAA有5种(Ser、Ala、Gly、Thr、Pro)，在阳澄湖蟹蟹肉、蟹黄和固城湖蟹蟹膏中含量最高；呈鲜味FAA有2种(Asp、Glu)，在太湖蟹雄蟹蟹肉中为(123.76±6.72) mg/100 g，显著高于其他3个水域蟹含量(P < 0.05)，兴化、太湖蟹蟹膏中含量也较高。以可食率比值为权重分析整蟹可食部位，其中阳澄湖蟹甜味FAA含量最高，为(676.65±1.30) mg/100 g，而太湖蟹中鲜味FAA含量最高，为(98.06±4.07) mg/100 g。
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表 2 不同养殖水域中华绒螯蟹蟹肉游离氨基酸的组成及含量 Tab.2 Composition and content of free amino acids in crab meat of E.sinensis in different regions/(mg/100 g) |
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表 3 不同养殖水域中华绒螯蟹蟹膏和蟹黄游离氨基酸的组成及含量 Tab.3 Composition and content of free amino acids in crab paste and yolk of E.sinensis in different regions(mg/100 g) |
由表 4和表 5可知，AMP、GMP和IMP为主要的3种呈味核苷酸，对甜味和鲜味具有贡献作用，除自身具有鲜味外，还可与其他物质[如谷氨酸钠(MSG)、FAA等)]共同作用，增强蟹的风味(刘天天等, 2018)。其中，AMP含量最高，且其浓度会影响呈味特点，AMP含量小于100 mg/100 g时，水产品呈甜味，AMP含量大于100 mg/100 g时，水产品的鲜味增强而甜味被削弱(陈小雷等, 2020)，蟹肉中AMP的浓度除了固城湖蟹雄蟹蟹肉均大于100 mg/100 g，说明蟹肉以鲜味为主，太湖蟹雄蟹蟹肉和阳澄湖蟹雌蟹蟹肉含量最高；而蟹膏中AMP均小于100 mg/100 g，主要表现甜味，并且IMP和GMP含量都比蟹黄低，说明蟹膏较蟹黄甜，鲜味不突出，3种核苷酸含量之和在固城湖蟹蟹膏和太湖蟹蟹黄最高，以可食率比值为权重分析4个水域整蟹可食部位，3种核苷酸含量在太湖蟹中最高为(353.44± 7.83) mg/100 g。IMP降解产生的HxR和Hx是蟹中的异味物质，呈苦味(Hong et al, 2017)，在蟹黄中除了鲜味贡献核苷酸外，Hx含量也较高，这可能是蟹黄略显苦味的原因，滋味也更加丰富。
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表 4 不同养殖水域中华绒螯蟹蟹肉呈味核苷酸的含量 Tab.4 Content of flavor nucleotide in crab meat of E.sinensis in different regions/(mg/100 g) |
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表 5 不同养殖水域中华绒螯蟹蟹膏和蟹黄呈味核苷酸的含量 Tab.5 Content of flavor nucleotide in crab paste and yolk of E.sinensis in different regions/(mg/100 g) |
TAV值通常用于判定食品中单一组分的滋味强度对其整体风味贡献，即呈味物质的含量与其阈值共同决定了人类对于味道的感知，当TAV > 1，代表该物质对样品有重要影响(曹荣等, 2019)。由表 6可知，不同水域蟹滋味活性物质个数间差异很小，主要有8种，其中，6种氨基酸(Glu、His、Gly、Arg、Ala、Lys)、2种核苷酸(AMP、GMP)，Ala和Arg的TAV值是其他滋味活性物质的数倍，对滋味贡献很大，虽然His、Lys呈苦味，但马海建等(2016)研究发现，His可增强水产品的风味，使某些水产品具有“肉香”的特征，甜味FAA中Gly也可抑制苦味，所以在消费时中华绒螯蟹的苦味特征不明显。
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表 6 不同养殖水域中华绒螫蟹蟹肉滋味活性物质及其TAV值与EUC含量 Tab.6 TAV value and content of EUC based on taste active compounds in crab meat of E.sinensis in different regions |
EUC值用来反映鲜味FAA与呈味核苷酸的协同增鲜效果作用，目前被广泛用来评价食品的鲜味强度。由表 6和表 7可知，EUC值在不同可食部位含量存在差异，太湖蟹雄蟹蟹肉的EUC值[(15.29±2.58) g MSG/100 g]显著高于其他水域蟹(P < 0.05)，阳澄湖蟹雌蟹蟹肉、固城湖蟹蟹膏、蟹黄的EUC值较高。蟹黄的EUC值比蟹膏大，是因为含有较高含量的AMP、GMP，造成了蟹黄、蟹膏滋味的不同。以可食率比值为权重分析不同水域的整蟹可食部位，太湖蟹的EUC值显著高于其他水域[(11.62±0.66) g MSG/100 g] (P < 0.05)。
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表 7 不同养殖水域中华绒螯蟹蟹膏和蟹黄滋味活性物质及其TAV值与EUC含量 Tab.7 TAV value and content of EUC based on taste active compounds in crab paste and yolk of E.sinensis in different regions |
不同养殖水域中华绒螯蟹的FFA含量见表 8，其主要的FFA是饱和脂肪酸(SFA)中的棕榈酸(C16:0)和硬脂酸(C18:0)，单不饱和脂肪酸(MUFA)中的油酸(C18:1)，多不饱和脂肪酸(PUFA)中的亚油酸(C18:2)、二十碳五烯酸EPA(C20:5)和二十二碳六烯酸DHA(C22:6)，与倪逸群等(2016)研究结果一致。不同水域蟹的FFA含量具有一定的差异，在阳澄湖蟹蟹膏和太湖蟹蟹黄含量最高，而在兴化蟹蟹膏、蟹黄的含量最低。
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表 8 不同养殖水域中华绒螫蟹游离脂肪酸含量 Tab.8 Content of free fatty acid in edible parts of E.sinensis in different regions/(mg/100 g) |
其中，尤其是高含量的高不饱和脂肪酸能显著地增加风味(邓文辉等, 2012)，不饱和脂肪酸含量，以阳澄湖蟹蟹膏(1 265.8 mg/100 g)和太湖蟹蟹黄(1 861.69 mg/100 g)含量最高，且雌蟹的含量大于雄蟹，这可能导致蟹黄中风味更加丰富。
王潇等(2019)研究发现，棕桐油酸(C16:1)含量和风味之间存在着较高的正相关关系，蟹膏可食部位，阳澄湖蟹含量最高，其次为固城湖蟹、太湖蟹、兴化蟹；蟹黄中固城湖蟹 > 太湖蟹 > 阳澄湖蟹 > 兴化蟹，且不同养殖水域间含量差异显著(P < 0.05)，各养殖水域中，阳澄湖、固城湖、太湖的C16:1含量较高，由此仅从FFA角度评价得出湖泊养殖蟹(阳澄湖、固城湖、太湖)风味最为丰富，与张彤晴等(2007)比较太湖网围、金坛池塘、固城湖放流、长江野生蟹的FAA含量，得出湖泊放流的中华绒螯蟹最为味美一致。
3 结论综上，太湖蟹可食率最高；阳澄湖蟹和固城湖蟹滋味轮廓相近，太湖蟹和兴化蟹滋味轮廓相近。甜味特征属阳澄湖蟹最为突出，其电子舌PCA分析与甜味属性相关性高，且在蟹肉、蟹黄和整蟹可食部分中甜味FAA含量均最高；而鲜味特征排名根据不同可食部位而异，太湖蟹整体可食部位的鲜味FAA、呈味核苷酸(AMP、IMP、GMP)、EUC值均最高；在总游离脂肪酸方面，湖泊养殖的阳澄湖蟹、固城湖蟹、太湖蟹总游离脂肪酸含量要大于池塘养殖的兴化蟹。本研究结果可为分析中华绒螯蟹养殖水域的来源和消费者的喜好原因提供一定的参考，也对生产优质中华绒螯蟹和进一步促进中华绒螯蟹产业的发展具有较大的现实意义。
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