4个文蛤群体鲜味物质比较分析

王 超, 陈爱华, 姚国兴, 曹 奕, 吴杨平, 张 雨, 蔡永祥



4个文蛤群体鲜味物质比较分析

王 超1, 2, 陈爱华1, 姚国兴1, 曹 奕1, 吴杨平1, 张 雨1, 蔡永祥1

(1. 江苏省海洋水产研究所, 江苏南通226007; 2. 上海海洋大学水产与生命学院, 上海201306)

以江苏文蛤()为研究对象, 采集红壳色文蛤原种、黄壳色文蛤原种、红壳色文蛤选育F1、红壳色文蛤选育F24个群体, 检测其主要非挥发性鲜味物质成分单磷酸腺苷(AMP)、单磷酸鸟苷(GMP)、次黄嘌呤核苷酸(IMP)、琥珀酸、游离氨基酸、无机离子(Na+、K+、Cl–、PO43–)的含量, 并通过味道强度值(TAV)评价其呈味作用。鉴于核苷酸与氨基酸在呈味方面的协同效应, 采用味精当量(EUC)评价不同文蛤群体的鲜味品质。结果表明, 文蛤软体组织中AMP、琥珀酸、谷氨酸、精氨酸、丙氨酸、Na+、K+、Cl–的TAV值大于1, 是文蛤鲜味的主要贡献者; 红壳色文蛤原种的鲜味强度最大(4.92 g/100g), 其子代红壳色文蛤F1(4.08 g/100g)、红壳色文蛤F2(4.09 g/100g)稍有降低, 但仍显著高于黄壳色文蛤原种(3.34 g/100g)(<0.05), 表明江苏红壳色文蛤在鲜味品质方面具有相对稳定的较高品质。

文蛤(); 红壳色; 黄壳色; 选育; 鲜味物质

文蛤()隶属于软体动物门(Mollusca)、瓣鳃纲(Lamellibranchia)、帘蛤目(Veneroida)、帘蛤科(Veneridae)、文蛤属, 是我国重要的海产经济贝类之一。文蛤营养丰富, 肉味鲜美, 被历代帝王将相和文人墨客视为珍馐, 更受到广大百姓的喜爱, 素有“天下第一鲜”之美誉。目前关于文蛤物质成分的研究, 主要集中在常规营养物质分析[1-3]、药用活性成分分析[4-8], 微量元素[9]及重金属[10]分析方面, 为文蛤的营养品质及药用价值等提供了科学的数据。然而, 对于被人们所熟知的鲜味方面却研究较少。杨晋等[11]通过阐述文蛤的一般营养成分、脂肪酸组成、游离氨基酸、无机离子等, 分析了文蛤中营养成分对风味的贡献。陈德慰等[12]研究了广西北部湾牡蛎()、文蛤、波纹巴非蛤()3种贝类的呈味核苷酸、糖原等的含量, 并比较了三者之间的差异。而针对文蛤的鲜味物质分析及不同壳色及其选育后代文蛤的鲜味物质差异比较则未见报道。

在贝类研究中发现, 壳色是一种可稳定遗传的表型性状[13]。文蛤自然群体以黄壳色居多, 但红壳色文蛤因其鲜艳的色彩而备受消费者的青睐。据报道, 红壳色文蛤在日本市场的售价远高于其他壳色文蛤, 但在自然界的存量只有1%~3%[14]。因此, 江苏省文蛤良种场已开展红壳色文蛤育种研究[15-16]。文章通过对江苏文蛤红、黄两种壳色以及红壳色文蛤自繁选育F1、F2的主要非挥发性鲜味物质成分单磷酸腺苷(adenosine monophosphate,AMP)、单磷酸鸟苷(guanosine monophosphate, GMP)、次黄嘌呤核苷酸(hypoxanthine nucleotide, IMP)、琥珀酸、游离氨基酸、无机离子(Na+、K+、Cl–、PO43–)的含量进行定量检测, 分析两种壳色文蛤及红壳色选育子代的鲜味品质差异, 以期为文蛤良种选育及文蛤在调味产品开发方面的应用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料及主要仪器

试验文蛤样品于2015年9月12日取自江苏省文蛤良种场保种及选育的江苏南通文蛤, 其中红、黄2种壳色文蛤原种为2012年10月从南通自然海区采集, 之后与选育的红壳色文蛤F1(2010)、F2(2011)群体在同等条件下养殖。4个文蛤群体各取15 个, 规格如下: 红壳色文蛤原种: (5.55±0.51) cm、黄壳色文蛤原种: (5.54±0.76) cm、红壳色文蛤F1: (4.82±0.38) cm、红壳色文蛤F2: (4.08±0.50) cm。在蓄水池中暂养2 d, 清洗后运至实验室手工去壳, 取软体部分, 绞碎匀浆, –20℃储藏备用。

主要仪器: Agilent 1260高效液相色谱仪、Agilent 1100高效液相色谱仪、Spectr AA-220/220Z型原子吸收分光光度计、UV2100型紫外可见分光光度计。

1.2 试验方法

1.2.1 游离氨基酸的测定

精确称取5.00 g样品, 加入25 mL 5%的三氯乙酸, 超声提取50 min, 过滤, 取1 mL液体, 4℃、10000 r/min条件下离心10 min, 取样0.4 mL, Agilent 1100高效液相色谱仪测定氨基酸组成和含量。色谱条件: 安捷伦250 mm×4.6 mm 色谱柱, 柱温 40℃, 流速1.0 mL/min。流动相A: 20 mmol醋酸钠; 流动相B: 20 mmol 醋酸钠︰甲醇︰乙腈=1︰2︰2(/)。检测波长: 338 nm。

1.2.2 核苷酸的测定

精确称取5.00 g样品, 加入20 mL 8%的冷高氯酸溶液均质匀浆, 在冷水环境下超声提取5 min, 4℃、10000 r/min条件下离心20 min, 取上清液, 沉淀物重复提取一次, 合并上清液。用 1 mol/L和5 mol/L的氢氧化钾溶液调节pH至6.5~6.8, 4℃下静置30 min以沉淀高氯酸钾, 4℃、10000 r/min条件下离心10 min, 将上清液用水定容至25 mL, 取1 mL待用, Agilent 1260高效液相色谱仪测定。HPLC色谱条件: Diamonsil C18色谱柱(4.6 mm×250 mm), 柱温: 30℃, 流动相: 甲醇/水/磷酸 (5︰95︰0.05) , 流速: 0.8 mL/min, 进样量: 5 μL, 检测波长: 254 nm。

1.2.3 琥珀酸的测定

精确称取3.00 g样品, 加入20 mL蒸馏水, 超声提取25 min, 4℃静置30 min左右, 4℃、10000 r/min条件下离心10 min。保留上清液并定容至25 mL, 取1 mL待用, Agilent 1260高效液相色谱仪测定。HPLC色谱条件: Diamonsil C18色谱柱(4.6 mm×250 mm), 柱温: 30℃, 流动相: 甲醇/水/磷酸 (5: 95: 0.05) , 流速: 0.8 mL/min, 进样量: 5 μL, 检测波长: 210 nm。

1.2.4 无机离子的测定

Na+、K+的测定: 火焰发射光谱法(GB/T 5009.91- 2003)。

Cl–的测定: 硝酸银沉淀法(GB/T 12457-2008)。

PO43–的测定: 钼蓝比色法(GB/T 5009.87-2003)。

以上实验的高效液相色谱及原子吸收光谱送江南大学食品科学与技术国家重点实验室检测。

1.3 数据分析方法

1.3.1 味道强度值与味精当量

味道强度值(Taste Activity Value, TAV): 呈味物质在样品中的含量与其味道阈值的比值。当TAV>1时, 该呈味物质对样品的呈味有贡献, 其值越大贡献越大, 反之亦然。

味精当量(Equivalent Umami Concentration, EUC): EUC表示呈味核苷酸与鲜味氨基酸混合物协同作用产生的鲜味强度相当于产生相同鲜味强度所需单一味精的量。

公式1: EUC=Sii+1218(Sii)(Sjj)

式中: EUC为味精当量(g/100g);i为鲜味氨基酸(Asp或Glu)的量(g/100g);i为鲜味氨基酸对谷氨酸钠(MSG)的相对鲜度系数(Glu为1; Asp为0.077);j为呈味核苷酸(5′-AMP、 5′-IMP、5′-GMP)的量(g/100g);j为呈味核苷酸对IMP的相对鲜度系数(5′-AMP为0.18、5′-IMP为1、5′-GMP为2.3); 1218是协同作用常数。

1.3.2 统计分析

每组数据平行测定3次, 采用 SPSS21.0软件进行单因素方差分析, 并用Duncan法进行多重比较, 结果用平均值±标准偏差表示, 显著性水平=0.05。

2 结果与分析

2.1 游离氨基酸

如表1所示, 红壳色文蛤原种的游离氨基酸总量最高(416.82 mg/100g), 其次是红壳色文蛤F1(373.17 mg/100g)、红壳色文蛤F2(368.03 mg/100g), 黄壳色文蛤原种最低(363.19 mg/100g)。在检测的17种游离氨基酸中, Glu是呈鲜味氨基酸, 其含量最高, 且具有较低的味道阈值, 在4种文蛤中平均TAV值达到3.16, 表明Glu对文蛤的鲜味具有重要贡献。Asp、Gly、Ala是呈鲜甜味氨基酸, 三者中Ala含量最高, 平均TAV值达到1以上, 是文蛤鲜味的主要贡献者, Asp、Gly由于味道阈值较高, 导致TAV值偏低, 未能表现出直接呈鲜味作用。可见文蛤中直接呈鲜味的氨基酸为Glu、Ala, 此二者在红壳色文蛤原种及其F1、F2中的含量均显著高于黄壳色文蛤原种, 其中, 红壳色文蛤原种的Glu含量最高, 红壳色文蛤F2的Ala含量最高。4种文蛤鲜味氨基酸总量(Asp、Glu、Gly、Ala)均占总游离氨基酸量的50%以上, 红壳色文蛤原种及其F1、F2的鲜味氨基酸量显著高于黄壳色文蛤原种, 红壳色文蛤原种显著高于红壳色文蛤F1、F2, 红壳色文蛤F1、F2之间差异不显著。

Arg是带有微甜的苦味氨基酸, 其苦味可被氯化钠、谷氨酸钠或AMP掩饰。Arg具有提鲜作用[17], 并能够赋予海鲜一个适宜的整体风味。如表1所示, Arg的含量仅次于Glu, 其平均TAV值为1.32, 对文蛤的鲜味具有明显增强作用。Ser、Thr、Cys、Pro是甜味氨基酸, His、Tyr、Val、Met、Phe、Ile、Leu、Lys是苦味氨基酸, 但它们的TAV值均小于1, 对文蛤的呈味作用并不明显。

表1 4种文蛤的游离氨基酸含量和TAV值(以湿重计)

注: FAA: 游离氨基酸; UAA: 鲜味氨基酸(Asp、Glu、Gly、Ala); a, b, c, d代表群体间显著性差异(<0.05 )

2.2 呈味核苷酸与味精当量

游离氨基酸和呈味核苷酸是水产品的主要鲜味物质, 同时, 二者之间的协同效应可显著增加鲜味。由表2可知, 4种文蛤均检测出AMP、GMP、IMP , 其中AMP的含量最高, TAV>1, 是主要呈味核苷酸, 而红壳色文蛤的含量显著高于黄壳色文蛤, 红壳色文蛤F1含量最高(61.21 mg/100g)。GMP和IMP本身具有强烈的鲜味, 但含量较低, TAV<1, 直接呈味作用不明显, 在红壳色文蛤原种中的含量显著高于其他3种文蛤。另外, AMP和IMP之间具有协同作用, 当存在较低浓度的IMP时, AMP的鲜味和甜味得到增强[18]。

表3用EUC来表示4种文蛤的呈味氨基酸和呈味核苷酸的协同增鲜作用。EUC值从高到低依次为红壳色文蛤原种(4.92 g/100g)、红壳色文蛤F2(4.09 g/100g) 、红壳色文蛤F1(4.08 g/100g)、黄壳色文蛤原种 (3.34 g/100g)。红壳色文蛤原种及其F1、F2的EUC显著高于黄壳色文蛤原种, 其中红壳色文蛤原种显著高于红壳色文蛤F1、F2, 红壳色文蛤F1、F2之间没有显著性差异。从味精当量来看, 红壳色文蛤原种的鲜味度最高, 其选育子代鲜味虽有所下降, 但仍显著高于黄壳色文蛤原种, 表明红壳色文蛤的鲜味品质优于黄壳色文蛤, 且具有相对稳定的遗传特征。

表2 4种文蛤的呈味核苷酸含量和TAV值(以湿重计)

注: a, b, c代表群体间显著性差异(<0.05 )

表3 4种文蛤的味精当量(以湿重计)

注: a, b, c代表群体间显著性差异(<0.05 )

2.3 琥珀酸与无机离子

琥珀酸是食品中的强力鲜味剂, 大量存在于海产贝类中, 是贝类特征滋味形成的主要有机酸。由表4可知, 黄壳色文蛤原种琥珀酸含量最高(139.47 mg/100g),其次是红壳色文蛤原种(105.10 mg/100g), 红壳色F1(86.36 mg/100g)、F2(72.36 mg/100g)含量相对较低。黄壳色文蛤的琥珀酸含量显著高于红壳色文蛤, 红壳色文蛤选育后F1、F2含量下降。琥珀酸在4种文蛤中的TAV值较高, 对文蛤的特征滋味形成具有重要贡献。

无机离子是海产品中必不可少的辅助呈味成分, Na+的减缺导致贝类甜味、咸味、鲜味和特征风味的明显劣化, K+的减缺将导致贝类的鲜味和风味降低, 而Cl–的减缺使合成浸出物几乎无味, PO43–对呈味起修饰作用, 其缺失使甜味、咸味、鲜味均稍有下降。由表5可知, Na+平均含量为492.31 mg/100g, K+平均含量为172.25 mg/100g, Cl–平均含量为565.54 mg/100g, PO43–平均含量为103.30 mg/100g。四种无机离子含量丰富, 其中Na+、K+、Cl–的TAV>1, PO43–的TAV值也接近1, 不会因缺失造成文蛤的鲜味下降。

3 讨论

3.1 文蛤的主要非挥发性鲜味物质组成

大量研究表明, 鲜味同酸、甜、苦、咸一样, 属基本味感之一[19-20], 鲜味物质是能产生这种味感的物质。海产品又称“海鲜”, 鲜味物质丰富, 其中氨基酸、核苷酸、有机酸是其鲜味形成的共同物质基础。另外, 鱼、虾、蟹、贝等不同海产品还含有呈现不同特征的其他辅助呈味物质, 各类鲜味物质的构成及相互作用形成它们特有的滋味。海产贝类味道鲜美, 风味独特, 历来受到国内外研究者的重视。有研究表明, 菲律宾蛤仔()的特征滋味由AMP、Glu、Gly、Arg、琥珀酸等特征风味及Na+、K+、Cl–等无机成分辅助作用构成[21]。扇贝(Pectinidae)的有效鲜味成分为AMP、Glu、Ala、Arg、Gly、Na+、K+、Cl–[22]。该研究中, 检测到文蛤软体组织含有鲜味核苷酸AMP、GMP、IMP, 鲜味氨基酸Asp、Glu、Ala、Gly、Arg等, 辅助呈味离子Na+、K+、Cl–、PO43–以及特征滋味成分琥珀酸。其中, AMP、琥珀酸、Glu、Ala、Arg、Na+、K+、Cl–的味道强度值大于1, 对文蛤鲜味起主要贡献作用, 是文蛤的有效鲜味成分。

表4 4种文蛤的琥珀酸含量和TAV值(以湿重计)

注: a, b, c, d代表群体间显著性差异(<0.05 )

表5 4种文蛤的无机离子含量和TAV值(以湿重计)

注: a, b, c, d代表群体间显著性差异(<0.05 )

该研究所检测文蛤四种无机离子含量与杨晋等[11]的研究结果在同一水平, 主要呈鲜味游离氨基酸Asp、Glu、Gly、Arg等与陈德慰等[12]的研究结果处于同一水平, 文蛤中琥珀酸的含量则未见报道。关于呈味核苷酸, 陈德慰等[12]在文蛤中仅检测到AMP (14.8 mg/100g), 与该研究存在一定的差异。一方面可能是文蛤生长环境以及采样季节不同造成的; 另一方面, 前者在样品处理中去除内脏, 而该研究考虑到人们对文蛤的食用习惯保留了全部软体组织, 可能提高了相关物质及催化酶的含量, 使结果产生差异。另外, 该研究在4种文蛤中均检测到IMP的存在。动物被宰杀后, 体内的分解代谢仍会继续, 肌肉中ATP的降解过程如图1所示, 若按途径A降解容易积累IMP, 按途径B降解容易积累AMP。一般认为, 贝类和章鱼等软体动物按途径B分解ATP[21], 因此在贝类中不会积累IMP。但在冰藏牡蛎[23]、冰藏缢蛏()[24]的研究中发现有IMP的积累, 刘云等[25]在长牡蛎()、栉孔扇贝()、中国蛤蜊()中也检测到IMP。刘亚等[26]通过研究认为, 马氏珠母贝()同时存在着A、B两条途径。从以上研究可推测贝类ATP的降解可能存在着A、B两条途径, 是否存在 A途径主要取决于腺苷酸脱氨酶的活性。该研究中文蛤积累了大量AMP与少量IMP, 表明文蛤ATP的降解以B途径为主, A途径为辅。

注: ATP, 三磷酸腺苷; ADP, 二磷酸腺苷; AMP, 一磷酸腺苷; IMP, 次黄嘌呤核苷酸; HxR, 肌苷(次黄嘌呤核苷); AdR, 腺嘌呤核苷酸; Hx, 次黄嘌呤

3.2 4种文蛤鲜味差异比较

文蛤的主要鲜味氨基酸Glu、Ala以及主要呈味核苷酸AMP在红壳色文蛤中的含量显著高于黄壳色文蛤, 而琥珀酸的含量则为黄壳色文蛤显著高于红壳色文蛤。结合味精当量分析, 江苏红壳色文蛤原种鲜味最优、其次是红壳色文蛤F1、F2, 江苏黄壳色文蛤原种鲜味强度相对较低, 但黄壳色文蛤在琥珀酸特征性滋味上强于红壳色文蛤。4种文蛤的平均EUC值为4.11 g/100g, 高于波纹巴非蛤(2.7 g/100g)和牡蛎(3.2 g/100g)[12], 鲜味度和中华绒螯蟹(4.29 g/100g)[27]几乎相当, 其中江苏红壳色文蛤原种的EUC为4.92 g/100g,超过中国对虾(4.59 g/100g)[28]。经过选育, 红壳色文蛤F1鲜度有所下降, F2趋于稳定, 但仍显著高于黄壳色文蛤(<0.05), 表明通过红壳色文蛤选育能够得到优于黄壳色文蛤的鲜味性状。该研究中红壳色文蛤原种与黄壳色文蛤原种均为自然海区采集后保种养殖, 生活环境基本一致, 其差异可排除环境因素, 关于物质积累与壳色形成的关系还有待进一步研究。而红壳色文蛤F1、F2自繁育以来一直处于人工养殖状态。摄食饵料、养殖密度等条件与自然海区相比均呈现劣势, 可能是其鲜味物质积累低于红壳色文蛤原种的原因。

综上可知, 文蛤是一种味道鲜美的海产品。基于红壳色文蛤的较高鲜味度、红壳色文蛤在自然界的低存量及较高的市场价值, 该研究认为江苏红壳色文蛤选育具有广阔的应用前景。在调味品开发方面, 江苏红壳色文蛤在鲜味氨基酸、核苷酸的制备上具有优势, 而贝类特征性滋味成分琥珀酸的制备则选用黄壳色文蛤最佳。

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(本文编辑: 康亦兼)

Comparison and analysis of umami substances of fourpopulations

WANG Chao1, 2, CHEN Ai-hua1, YAO Guo-xing1, CAO Yi1, WU Yang-ping1, ZHANG Yu1, CAI Yong-xiang1

(1. Jiangsu Marine Fisheries Research Institute, Nantong 226007, China; 2. College of Fisheries and Life, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

This study evaluated protospecies populations of, collected from Jiangsu province, with red shell color and yellow shell color and F1and F2populations with red shell color to detect the primary non-volatile flavor substance components. Contents of nucleotides (AMP, GMP, IMP), succinic acid, free amino acids, inorganic ions (Na+, K+, Cl–, PO43–) were determined and their flavor roles were evaluated by taste intensity value (TAV). Because of the synergies between nucleotides and amino acids in terms of flavor, equivalent umami concentration (EUC) was used to evaluate the quality of flavor of differentpopulations. Results showed that the TAV of AMP, succinic acid, Glu, Arg, Ala, Na+, K+, and Cl–was greater than 1; thus, they were the major flavor contributors in; protospecies populations with red shell color had the maximum flavor intensity (4.92 g·100 g–1), followed by their progeny F1(4.08 g·100 g–1) and F2(4.09 g·100 g–1) whose TAVs were slightly lower but still significantly higher than that of protospecies populations with yellow shell color (3.34 g·100 g–1)(< 0.05), indicating thatpopulations with red shell color from Jiangsu have a relatively stable high quality in terms of flavor. This studyprovides a theoretical basis for breeding and application in the development of seasoning products of.

; red shell color; yellow shell color; breeding; umami substances

Dec. 25, 2015

S917.4

A

1000-3096(2016)09-0045-08

10.11759/hykx20151225003

2015-12-25;

2016-04-06

江苏省科技厅重点研发项目 (BE2015324), 江苏省水产三新工程项目(D2014-16); 江苏省属公益类科研院所能力提升项目(BM2015017); 江苏省水产良种保种和亲本更新项目(BZ2015, 2016); 南通市农业科技创新项目(HL2014007)

王超(1990-), 男, 河南信阳人, 硕士研究生, 从事贝类增养殖学研究, E-mail: wangchao7198@163.com; 陈爱华, 通信作者, 研究员, 电话: 0513-85228272, E-mail: chenah540540@aliyun.com

[Foundation: Key Research and development Project of Jiangsu Science and Technology Department, No. BE2015324; Aquatic Three Innovations Project of Jiangsu Province, No. D2014-16; Jiangsu Provincial Public Scientific Research InstitutionAbility Enhancement Project, No. BM2015017; Aquatic Breed Conservation and Parent Update Project of Jiangsu Province, No. BZ2015, 2016; Agriculture Science and Technology Innovation Project of Nantong, No. HL2014007]