加热过程中中华绒螯蟹性腺内脂肪酸的变化

倪逸群,吴 娜,王锡昌

(上海海洋大学食品学院,上海 201306)



加热过程中中华绒螯蟹性腺内脂肪酸的变化

倪逸群,吴 娜,王锡昌*

(上海海洋大学食品学院,上海 201306)

利用GC-MS测定中华绒螯蟹性腺中脂肪酸组成,系统考察不同加热时间对中华绒螯蟹性腺中脂肪酸组成变化的影响。研究得出:中华绒螯蟹性腺内主要为长链脂肪酸,其中C18∶1n-9c的含量最高,且不饱和脂肪酸含量大于饱和脂肪酸含量。在蒸煮时间变化范围内,其脂肪酸呈现出较为一致的变化规律,饱和脂肪酸呈上升趋势,多不饱和脂肪酸呈下降趋势,而单不饱和脂肪酸呈波动趋势,其中变化最大的为雄蟹中的C18∶3n-6及C22∶1n-9,分别在60 min和90 min时,比生鲜样品下降了82.22%和82.52%。实验表明雄蟹性腺在对风味的研究上,具有更高的研究价值。

气相色谱-质谱法(GC-MS),加热过程,脂肪酸,中华绒螯蟹,风味

中华绒螯蟹又名河蟹,为中国传统名贵水产品,主要有三大可食部位:肌肉、肝胰腺和性腺。其中,性腺所含的不饱和脂肪酸含量相比肝胰腺与肌肉中的更高[1],俗语说“九雌十雄”,意指农历九月与十月份分别为雌蟹与雄蟹性腺最为饱满的时期,食用品质最佳,可见性腺对大闸蟹整体风味十分重要。

河蟹蒸煮时溢出的香气物质是构成河蟹独特风味的重要原因之一,河蟹的香气物质主要包括:醛类、酮类、醇类、呋喃类、含氮类和烷烃类等,其中烯醛和二烯醛等不饱和醛类物质对河蟹的香气贡献显著,它们主要为脂类或脂肪酸的氧化降解产物[2],因此河蟹体内的脂类和脂肪酸组成对其香气形成可能具有极其重要的作用[3]。研究表明,磷脂、甘油三酯和游离脂肪酸是脂质中对香气贡献最大的三种组分[4-5]。其中游离脂肪酸最易氧化降解,但其含量较低,磷脂比甘油三酯中的不饱和脂肪酸多,更易发生降解,因而对香气的形成更为重要。由于河蟹三大可食部位中性腺内的磷脂占比相对于肝胰腺和肌肉的更高[6-7],因此深入探讨河蟹性腺蒸煮过程中的关键脂质代谢与香气物质形成的关系,才能进一步解析河蟹香气物质的形成机制。

在前人研究中[8-12],曾对中华绒螯蟹性腺加热过程中脂肪酸的变化与香气物质之间的关系有所报道,初步推断河蟹蒸制过程中的关键产香组织可能来源于脂质热氧化降解,但其将中华绒螯蟹性腺及肝胰腺的混合物定义为性腺,而这两者之间的极性脂与中性脂含量差异较大,可能会对本文实验造成影响。鉴于此,本文进一步分离出中华绒螯蟹纯性腺,并对其中的SFA,MUFA及PUFA在加热过程中的变化进行初步探讨,以期确定中华绒螯蟹性腺油脂最佳氧化时间及适宜实验原料,为进一步解析油脂氧化机制做前期准备。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

中华绒螯蟹:特级雄性(约为200 g/只)、雌性(约150 g/只)活蟹各20只,2013年11月购自苏州市阳澄湖某中华绒螯蟹养殖基地。活蟹捕捞后立即用棉线扎紧,置于底部铺冰的泡沫箱内,迅速运回实验室。

所用试剂为三氯甲烷、甲醇、氢氧化钠、氯化钠(均为分析纯) 国药集团化学试剂公司;正己烷(色谱级),37种脂肪酸甲酯混标 上海安谱科学仪器有限公司;14% BF3-CH3OH溶液 美国Supelco公司。

Agilent 6890/5975B-GC/MSD型气相色谱-质谱联用仪 美国安捷伦仪器公司;SHIMADZU AUY220 型电子天平 上海安谱科学仪器有限公司;TDL-40B型低速离心机 上海安亭科学仪器厂;SENCO GG17 型旋转蒸发仪 上海申生科技有限公司;DZKW-4 电子恒温水浴锅 北京中兴伟业仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品前处理 洗去中华绒螯蟹体表污垢后,用布擦拭干净,打开头胸甲,手工剥离其性腺,均质后封装于铝箔袋中,于-40 ℃超低温冰箱中贮存。

1.2.2 性腺中油脂的提取 分别取不同性别中华绒螯蟹性腺30 g于锥形瓶中,参照Bligh-Dyer[13]法,添加100 mL三氯甲烷、200 mL甲醇及80 mL去离子水,室温下搅拌20 h后,加入100 mL三氯甲烷和去离子水,离心分离后取下层于圆底烧瓶内,70 ℃水浴真空旋蒸,脱去有机溶剂得淡黄色油脂。

1.2.3 样品油的加热处理 称取0.2 g油脂分别装入6个磨口烧瓶中,在100 ℃下加热0、20、40、60、90、120 min后,放入冰水浴中,迅速终止反应,待完全冷却后进行下一步实验。

1.2.4 脂肪酸混标及内标溶液的配制 准确量取2.50 mL正己烷,溶解25 mg 37种脂肪酸甲酯,配制成10 mg/mL标准品储备液。精密称取50 mg C19∶0标准品于5 mL容量瓶中,用正己烷定容后混匀,配制成10 mg/mL内标储备液,待用。

1.2.5 脂肪酸甲酯化 在圆底烧瓶中加入5 mL 0.5 mol/L氢氧化钠-甲醇溶液,混匀后连接冷凝回流装置,于100 ℃水浴中加热,每隔30～60 s摇晃一次圆底烧瓶,5 min后从冷凝管顶部加入2 mL 14% BF3-CH3OH溶液后再反应5 min,最后加入2 mL正己烷回流萃取2 min,冷却至室温后转移至20 mL具塞试管,加入10 mL饱和NaCl溶液混合,静置后取上层清液过有机相滤膜后保存在气相进样瓶内,以备分析。

1.2.6 GC-MS联用分析色谱条件 色谱柱条件:Agilent SP-2560(100 m×0.25 mm i.d×0.2 μm)强极性(氰丙基聚硅氧烷)色谱柱,柱初温为140 ℃,无保留,以10 ℃/min升温速率升至200 ℃,保持3 min,然后以0.8 ℃/min升温至220 ℃,无保留,再以10 ℃/min升温至280 ℃,接着以10 ℃/min降温至240 ℃;载气为He;柱流速:1 mL/min,不分流;进样量1 μL。质谱条件:EI离子源,电子能量70 eV,灯丝发射电流为200 μA,离子源温度为230 ℃,检测器电压1576 V。

1.3 数据处理

1.3.1 定性分析 本实验采用谱库与37种脂肪酸甲酯混标保留时间对照法定性。

谱库定性:将各脂肪酸甲酯化样品分别用GC-MS进行分析。根据GC-MS总离子流图中各色谱峰相应的质谱图,经质谱库NIST 2008和Wiley谱库确认(正反匹配度均大于800的鉴定结果才予以采纳)。

脂肪酸甲酯混标定性:C4∶0,C6∶0,C8∶0,C10∶0,C11∶0,C12∶0,C13∶0,C14∶0,C14∶1,C15∶0,C15∶1,C16∶0,C16∶1,C17∶0,C17∶1n7,C18∶0,C18∶1n9t,C18∶1n9c,C18∶2n9c,C18∶2n9t,C18∶3n3,C18∶3n6,C20∶0,C20∶1n9,C21∶0,C20∶2n6,C22∶0,C22∶1n9,C20∶3n3,C20∶3n6,C20∶4n6,C23∶0,C22∶2n6,C24∶0,C20∶5n3,C24∶1n9,C22∶6n6。

1.3.2 定量分析 将上述色谱条件下测试试样峰面积与内标物峰面积比较法进行定量。样品中单种脂肪酸的含量计算方法如下:

式中,Xi:样品中脂肪酸i的含量,mg/100 g;Fi:脂肪酸甲酯i的响应因子;Ai:样品中脂肪酸甲酯i的峰面积;AC19∶0:样品中加入的内标物(十九烷酸甲酯)的峰面积;Cc19∶0∶C19∶0的浓度,mg/mL;VC19∶0:样品中加入的内标物十九烷酸的体积,mL;1.047:十九烷酸转化为十九烷酸甲酯的转换系数;m:样品质量,g;FFAMEi-FAi:脂肪酸甲酯转换成脂肪酸的转换系数。

以平均值±标准偏差(mean±SD)(n=3)的形式表示。数据采用SPSS20.0统计软件进行处理,利用单因素方差分析(One-Way ANOVA)检验差异显著性,p<0.05为具有显著性差异。

2 结果与讨论

2.1 加热过程中关键脂肪酸的组成变化

表1 不同加热时间雌性中华绒螯蟹性腺内关键SFA的变化(mg/100 g)

Table 1 Important saturated fatty acid composition in gonad of female Chinese mitten crab (Eriocheirsinensis)at different cooking time(mg/100 g)

SFA加热时间(min)020406090120C16∶01509±004a1812±060d1730±053b1551±009a1764±005bc1795±034cdC17∶0085±004a092±006a116±025b086±000a092±000a088±002aC18∶0310±008a351±015a340±010a332±003a352±002a344±006aC20∶0018±001a022±001b023±002c019±001a023±001c020±001bc

注:表示为平均数±标准方差,字母表示不同加热时间下,同一脂肪酸变化显著性差异程度(p<0.05),未标字母的表示无显著性差异,表2～表6同。

表2 不同加热时间雄性中华绒螯蟹性腺内关键SFA的变化(mg/100 g)

Table 2 Important saturated fatty acid composition in gonad of male Chinese mitten crab (Eriocheirsinensis)at different cooking time(mg/100 g)

SFA加热时间(min)020406090120C13∶0001±000a005±000b004±000b001±000a004±000b004±000bC14∶0264±001a276±002ab265±006a292±024b265±000a269±007aC16∶01779±005a1901±046b1781±039a1922±078b1796±027a1821±041aC17∶0098±000b099±000a116±002c103±002bc100±001a100±001aC18∶0381±017a383±000b392±003bc387±003b402±002c404±005cC22∶0021±003a024±000b023±001a021±002b026±000a024±001a

表3 不同加热时间雌性中华绒螯蟹性腺内关键MUFA的变化(mg/100 g)

Table 3 Important monounsaturated fatty acid composition in gonad of female Chinese mitten crab(Eriocheirsinensis)at different cooking time(mg/100 g)

MUFA加热时间(min)020406090120C14∶1032±002b035±000bc033±002b029±000a034±000b034±000bC16∶1n-71216±011c1226±018c1199±032c1063±002a1164±003b1224±012cC18∶1n-9c3244±010b3312±128be3263±021bc3946±012a3342±001cde3278±019bdC20∶1n-9240±002a356±013cd363±001d328±010b250±001a349±009cC22∶1n-9044±001a025±021b046±000a050±003c017±001b017±001b

选择在加热过程中变化较为显著及含量较多的脂肪酸为关键脂肪酸,将脂肪酸分为饱和脂肪酸,单不饱和脂肪酸及多不饱和脂肪酸以进一步比较分析。

2.1.1 加热时间对雌、雄蟹性腺中关键饱和脂肪酸含量的影响 在表1对雌蟹性腺内SFA的比较中可以看出,加热前后C16∶0在雌蟹性腺SFA中含量最高,其含量在加热20 min时上升到最大值,增加了20.08%,随后降低;C17∶0在加热40 min后,比生样增加了36.47%;C18∶0含量在SFA中仅次于C16∶0,在加热过程中无显著性变化;C20∶0含量很少,在加热40 min和90 min时有显著上升,这一结果与和丽媛[14]研究禽蛋在不同加热时间的饱和脂肪酸含量变化结果相似,说明加热对SFA含量有影响。

表2表示的是雄蟹性腺在不同加热时间内SFA的变化,其中C13∶0的含量很少,但是在加热20 min时有显著上升;C14∶0总体含量仅次于C16∶0和C18∶0,在加热60 min时有显著上升,增长了10.6%;C16∶0在加热20 min时显著上升,增长了6.86%,60 min时达到最高,比加热前增长了8.03%;C17∶0在加热40 min时增长了18.36%,为最大值;C18∶0含量在加热前后有显著差异,在加热120 min时达到最大值;C22∶0变化趋势与C16∶0相似。

对表1和表2进行比较分析,可以看出在加热过程中,雄蟹性腺关键SFA种类明显多于雌蟹,且C16∶0含量都是最高的,在加热后,SFA含量都呈上升趋势,这一结果与Ariasa[15]用微波加热处理沙丁鱼的结果相似,推测可能是源于脂肪酸的氧化[16],因此进行接下来对MUFA和PUFA的分析,以期进一步进行验证。

2.1.2 加热时间对雌、雄蟹性腺中关键单不饱和脂肪酸含量的影响 表3表示为雌性中华绒螯蟹性腺内关键MUFA含量随加热时间的变化,总体来说MUFA含量呈波动性变化,具体分析可以看出C18∶1n-9c的含量显著高于其余MUFA;C14∶1和C16∶1n-7的含量在加热60 min时显著降低,分别降低9.38%和12.58%, 而C18∶1n-9c和C22∶1n-9在加热60 min时显著上升,这可能是由于长链PUFA在加热条件下先氧化成MUFA,而后期随着加热时间的延长,MUFA含量又下降,可能是继续裂解成小分子化合物导致的[17],具体原因可进一步建立热氧化体系进行研究。

表4 不同加热时间雄性中华绒螯蟹性腺内关键MUFA的变化(mg/100 g)

Table 4 Important monounsaturated fatty acid composition in gonad of male Chinese mitten crab (Eriocheirsinensis)at different cooking time(mg/100 g)

MUFA加热时间(min)020406090120C16∶1n-71128±026c1151±004cd1116±011bc1187±056d1073±001ab1062±018aC18∶1n-9c2762±154a2850±033b2804±021a2832±007b2865±010b2880±009aC20∶1n-9363±020a310±001c336±004d308±018c237±001b232±004bC22∶1n-9103±009a076±002c087±005a083±006c018±002b015±001bC24∶1n-9051±005de035±001a047±007bce041±005ab044±000bcd041±002ac

表5 不同加热时间雌性中华绒螯蟹性腺内关键PUFA的变化(mg/100 g)

Table 5 Important polyunsaturated fatty acid composition in gonad of female Chinese mitten crab(Eriocheirsinensis)at different cooking time(mg/100 g)

PUFA加热时间(min)020406090120C18∶2n-9c1154±003c1148±003b1047±038b1026±009ab1021±001a1020±010aC20∶2n-6137±001c133±007bcd128±013cd117±002b107±002ab106±002aC20∶4n-6228±002c227±007c218±012b195±002b175±001c173±003cC20∶5n-3381±000c380±008c375±002b332±006b302±001a300±007aC22∶6n-6404±002c401±001c396±011bc391±010b304±005a294±008a

表6 不同加热时间雄性中华绒螯蟹性腺内关键PUFA的变化(mg/100 g)

Table 6 Important polyunsaturated fatty acid composition in gonad of male Chinese mitten crab (Eriocheirsinensis)at different cooking time(mg/100 g)

PUFA加热时间(min)020406090120C18∶2n-9c1061±038c946±033b943±023b891±000a890±006a889±037aC18∶3n-6045±001c038±000bc035±002b008±000a008±000a007±001aC20∶4n-6219±007c196±002bc187±002b185±009b106±001a105±003aC20∶5n-3393±005c376±001b370±007b353±016a352±005a351±001aC22∶6n-61125±054c1001±034c938±081bc925±093b921±009a920±007a

从表4中分析得出,雄性中华绒螯蟹MUFA中,C18∶1n-9c含量最高,但仍未超过雌蟹中C18∶1n-9c含量,其次为C16∶1n-7和C20∶1n-9,其中C16∶1n-7在加热90 min时与60 min相比显著下降9.6%;C18∶1n-9c的含量随着加热时间而上升;C20∶1n-9加热后整体是下降的,在加热90 min时有显著性差异;C24∶1n-9变化规律性不强,在加热20 min时有显著下降;值得一提的是,C22∶1n-9在加热90 min时有显著下降,下降了82.52%,说明加热90 min对C22∶1n-9有直接影响。

2.1.3 加热时间对雌、雄蟹性腺中关键多不饱和脂肪酸含量的影响 表5表示的是不同加热时间雌蟹性腺中关键PUFA含量的变化,由表可知各PUFA总体变化趋势是下降的,其中C18∶2n-9c的含量最高,在加热120 min时与生样相比减少了11.61%;同一时期C20∶2n-6也显著下降,与生样相比减少了14.6%;C20∶4n-6、C20∶5n-3与C22∶6n-6均在90 min时下降最明显,分别下降了23.25%、20.73%和24.01%。这一结果与N.Gerber等[18]研究肥肉加工对肉制品实际营养的结果相似,证明多不饱和脂肪酸对氧化更敏感。

分析比较表6中雄蟹性腺内PUFA含量随时间的变化可知,含量最高的为C22∶6n-6,其次是C18∶2n-9c,具体比较加热时间与PUFA含量的关系可知,C18∶2n-9c,C18∶3n-6和C20∶5n-3在加热60 min时与原样相比有显著降低,分别下降了16.02%、82.22%和10.18%;而C20∶4n-6和C22∶6n-6在加热90 min时比原样显著降低了51.60%和18.13%。

比较分析表5和表6可知,在加热过后雌雄蟹的PUFA含量都有所减少,其中雄蟹n-3系列脂肪酸含量高于雌蟹,研究表明n-3系列相比其他脂肪酸可产生更多的挥发性降解产物[19];并且在雄蟹中检测出C22∶6n-6含量远远高于雌蟹中的,由于不饱和度也会对风味产生重要影响[20],因此在对风味的研究上,雄蟹性腺具有更高的研究价值。

3 结论与展望

本研究表明,中华绒螯蟹性腺内主要为长链脂肪酸,且UFA含量大于SFA含量,为中华绒螯蟹的良好风味提供充足来源。雄蟹中n-3系列脂肪酸含量高于雌蟹,且雄蟹C22∶6n-6含量显著高于雌蟹,而加热后变化趋势一致,从而证明雄蟹性腺具有更高的风味研究价值。在加热过程中,SFA呈上升趋势,PUFA呈下降趋势,而MUFA含量呈波动趋势,具体原因可进一步建立热氧化体系进行研究。雌雄蟹性腺在加热过程中MUFA变化种类的数目是一样的,但具体类别有所不同,含量最多的都是C16∶1n-7和C18∶1n-9c。在加热时间上,雌蟹在加热90 min时PUFA含量显著降低,而雄蟹在加热60 min时有较为明显的下降,因此推测雌雄蟹性腺内蟹油分别在加热90 min和60 min时会产生较多香气物质,为进一步解析油脂氧化机制提供参考依据。

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Changes of fatty acids composition in gonad of Chinese mitten crab(Eriocheirsinensis)during heating process

NI Yi-qun,WU Na,WANG Xi-chang*

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

ThechangesoffattyacidcompositioningonadoffemaleandmaleChinesemittencrab(Eriocheir sinensis)atdifferentcookingtimewereinvestigatedbygaschromatography-massspectrometry.Theresultsshowedthatlongchainfattyacidswerethemainpartofgonad,mostoftheamountwasC18∶1n-9c,andtheamountofunsaturatedfattyacidswaslargerthansaturatedfattyacids.Duringcooking,thefattyacidschangedconsistently.Thesaturatedfattyacidsshowedarisingtrend,thepolyunsaturatedfattyacidsshowedadownwardtrend,whilethemonounsaturatedfattyacidschangedfluctuating.ThedataindicatedthatC18∶3n-6andC22∶1n-9weredeclinedby82.22%and82.52%atthetimeof60minand90min,respectivelycomparedwiththerawsample.Fromtheflavorpointofview,thegonadofmaleChinesemittencrabhasgreatvalueinstudyandresearch.

gaschromatographymassspectrometer;heatingprocessing;fattyacids;Chinesemittencrab;flavor

2016-04-27

倪逸群(1992-)，女，硕士在读，研究方向：食品风味，E-mail:qunqunnemo@163.com。

*通讯作者:王锡昌(1964-)，男，博士，教授，研究方向：食品风味与品质评价，E-mail:xcwang@shou.edu.cn。

国家自然科学基金资助项目(31471608)。

TS222+.3

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1002-0306(2016)19-0096-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.19.010