南极磷虾（Euphausia superba）与脊尾白虾（Exopalaemon carinicauda）营养学特征分析及鲜味评价

曹 荣，赵 玲，孙慧慧，刘 淇*

（中国水产科学研究院黄海水产研究所，山东 青岛 266071）

南极磷虾（Euphausia superba）隶属节肢动物门、软甲纲、磷虾目、磷虾科、磷虾属，广泛分布于环南极大陆架水域[1]。南极磷虾资源量巨大，已成为世界渔业发达国家竞相开发利用的海洋新资源。我国于2009年开始对南极磷虾进行大规模的商业化捕捞和加工，目前的产品类型以虾粉、虾油为主，而即食类、罐头类、干制品等作为普通食品类型的比例相对较低[2]。开展南极磷虾营养组成、鲜味特征、加工特性等方面的研究，可以为新型产品的研发提供参考。

脊尾白虾（Exopalaemon carinicauda）是我国近海重要的经济虾类，隶属节肢动物门、甲壳纲、十足目、长臂虾科、白虾属[3]，成年虾体长约4～5 cm，在体型上与南极磷虾相似。脊尾白虾味道鲜美、肉质细嫩，除直接鲜食外，有很大比例被加工成“虾米”，深受消费者喜爱。与畜禽肉类相比，大多数水产品具有独特的鲜味。目前已有鱼[4]、虾[5]、蟹[6]、贝[7-8]等风味物质与呈味成分方面的研究报道，而有关脊尾白虾鲜味评价的研究还较少。

在世界近海渔业资源普遍衰退的背景下，南极磷虾的开发利用具有战略意义，而目前我国在南极磷虾高效利用方面的基础研究还比较薄弱[9]。本实验选取南极磷虾与脊尾白虾作为研究对象，对2 种体型上类似的虾在营养组成与鲜味方面的异同进行对比分析，研究结果既有助于科学评价南极磷虾这一新兴资源，同时为南极磷虾、脊尾白虾等小型虾的高值化加工利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

南极磷虾，体长3～4 cm，系“南极磷虾资源分布与冷链技术”课题组于2014年5月随辽宁省大连海洋渔业集团“富荣海”号磷虾作业船在南极海域捕捞，捕获后包被冰衣，迅速保存在-30 ℃冰柜中，2014年7月运抵实验室后，继续保存于超低温冰箱中备用。

鲜活脊尾白虾2015年5月采集自青岛市沙子口海鲜码头，体长4～5 cm。采集后立即装入塑料袋，充氧密封条件下1 h内运至实验室，选取活力强的个体进行实验。

三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）、二磷酸腺苷（adenosine diphosphate，ADP）、单磷酸腺苷（adenosine monophosphate，AMP）、肌苷酸（inosine monophosphate，IMP）、次黄嘌呤核苷（hypoxanthine riboside，HxR）和次黄嘌呤（hypoxanthine，Hx）标准品（纯度＞99%）、氨基酸混样标准品（纯度＞99%）、直链脂肪酸甲酯标准品（纯度＞99%） 美国Sigma公司；甲醇、乙腈（均为色谱纯） Merck化工技术（上海）有限公司；其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

L-8800型氨基酸自动分析仪 日本日立公司；GXL-25型高温箱式炉 合肥日新高温技术有限公司；DHG-9423A型电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司；KDN-04A型凯氏定氮仪 杭州绿博仪器有限公司；SZF-06型索氏抽提仪 邦西仪器科技（上海）有限公司；2695型高效液相色谱系统 美国Waters公司；6980N型气相色谱仪、5973型质谱仪 美国Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 基本营养成分测定

采用GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》常压干燥法测定水分含量[10]；采用GB 5009.4—2010《食品中灰分的测定》高温灼烧法测定灰分含量[11]；采用GB 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》凯氏定氮法测定粗蛋白质含量[12]；采用GB 5009.6—2010《食品中脂肪的测定》索氏提取法测定粗脂肪含量[13]。基本营养组成以湿基计。

1.3.2 脂肪酸组成测定

参照楼乔明等[14]的方法，采用氯仿-甲醇法提取总脂，甲酯化后，采用气相色谱-质谱进行分析。气相色谱条件：石英毛细管柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm）；氦气作为载气；压力55 kPa；进样口温度230 ℃；检测器温度250 ℃；升温程序：以3 ℃/s的速率升至210 ℃，保持10 min。质谱条件：电子电离源；电离能量70 eV；质量扫描范围m/z 50～500。

1.3.3 氨基酸含量测定

水解氨基酸含量的测定参照GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸含量的测定》[15]，原料经浓盐酸处理，采用L-8800型氨基酸自动分析仪测定，以干基计。游离氨基酸含量采用磺基水杨酸法处理样品，氨基酸自动分析仪进行测定，以湿基计。

1.3.4 呈味核苷酸含量测定

参照Yamanaka等[16]的方法稍作修改。取样品5.0 g，加入15.0 mL预先冷却的过氯乙酸溶液（质量分数10%），均质后离心，收集上清液，中和至pH 6.5，过0.45 μm滤膜，滤液用高效液相色谱进行测定。

色谱分析条件：色谱柱Shiseido C18SG（4.6 mm×150 mm）；流动相为乙酸、柠檬酸、三乙胺混合溶液，浓度分别为20、20 mmol/L和40.0 mmol/L，pH 5.5；流速0.8 mL/min；柱温40 ℃；紫外检测器，检测波长260 nm；进样量10 μL。比较样品与标准化合物色谱图峰值的保留时间及峰高来确定AMP、IMP、鸟苷酸（guanosine monophosphate，GMP）含量，以湿基计。

1.3.5 滋味活性值（taste active value，TAV）的计算

按公式（1）计算TAV：

1.3.6 味精当量（equivalent umami concentration，EUC）的计算

EUC是呈味核苷酸与鲜味氨基酸之间产生的协同增鲜作用，以同等鲜味所需的谷氨酸单钠（monosodium glutamate，MSG）表示[17]。按公式（2）计算：

式中：1 218为协同作用常数；ai为鲜味氨基酸质量分数/%；bi为鲜味氨基酸相对于MSG的鲜味系数（Glu=1；Asp=0.077）；aj为呈味核苷酸质量分数/%；bj为呈味核苷酸相对于IMP的鲜味系数（AMP=0.18；IMP=1；GMP=2.3）。

1.4 数据处理

采用SPSS 17.0软件对数据进行处理，实验重复2 次，每次设3 个平行，结果以s表示，以P值小于0.05为显著，P值大于0.05为不显著。

2 结果与分析

2.1 基本营养成分测定结果

南极磷虾与脊尾白虾具有典型的水产品营养特征，表现为水分、蛋白含量高。其中，脊尾白虾的基本营养组成与姜巨峰等[18]的研究结果类似。近几年有关南极磷虾营养组成的研究报道较多[19-22]，但数据相差较大，这可能与所选用的实验原料有关。南极磷虾的基本化学成分受捕捞海域、季节、年龄以及性成熟等多种因素的影响[22]，特别是蛋白与脂肪含量随季节呈规律性变化[23]。实验所用南极磷虾原料系5月捕获，蛋白含量相对较低、脂质含量相对较高，这与聂玉晨等[23]的研究结果类似。

如表1所示，南极磷虾与脊尾白虾均属于小型虾类，2 种虾虽然在体长上相近，但基本营养组成有较大差异。与脊尾白虾相比，南极磷虾的粗蛋白含量显著偏低（P＜0.05），而粗脂肪含量显著偏高（P＜0.05）。

表1 南极磷虾与脊尾白虾基本营养组成Table1 General nutritional compositions of E. superba and E. carinicauda

2.2 脂肪酸组成测定结果

表2 南极磷虾与脊尾白虾脂肪酸组成情况Table2 Fatty acid compositions of total lipids from E. superba and E. carinicauda

采用气相色谱-质谱法可以从南极磷虾和脊尾白虾总脂中鉴定出30 种脂肪酸。如表2所示，南极磷虾与脊尾白虾的脂肪酸组成有明显差异。南极磷虾中饱和脂肪酸占32.31%，且以C16:0和C14:0为主；单不饱和脂肪酸比例为28.63%，以C18:1和C18:1n-7为主；多不饱和脂肪酸占38.78%，其中C20:5n-3和C22:6n-3比例较高。脊尾白虾饱和脂肪酸比例为36.40%，高于南极磷虾，且以C16:0和C18:0为主；单不饱和脂肪酸比例低于南极磷虾，以C18:1n-9为主；多不饱和脂肪酸比例为43.30%，以C20:5n-3、C22:6n-3和C20:3n-3为主。

2.3 水解氨基酸与游离氨基酸组成分析

表3 南极磷虾与脊尾白虾水解氨基酸与游离氨基酸组成Table3 Free amino acid compositions of E. superba and E. carinicauda and amino acid compositions in their hydrolysates

如表3所示，在水解氨基酸种类上，南极磷虾中Glu、Asp、Lys和Leu含量相对较高，而脊尾白虾中含量较高的氨基酸依次为Glu、Asp、Arg、Leu、Lys和Pro。脊尾白虾中Arg和Pro的含量显著高于南极磷虾（P＜0.05），Leu、Gly和His显著高于南极磷虾（P＜0.05），而Glu和Met显著低于南极磷虾（P＜0.05）。与脊尾白虾相比，南极磷虾的氨基酸总量明显偏低（P＜0.05）。南极磷虾与脊尾白虾在EAA总量上无差别，但∑EAA/∑AA分别为41.22%和35.77%，差异明显。联合国粮农组织（Food and Agriculture Organization，FAO）和世界卫生组织（World Health Organization，WHO）对优质蛋白质的判定标准是∑EAA/∑AA为0.4左右、∑EAA/∑NEAA在0.6以上[24]。参照此标准，南极磷虾更加符合FAO/WHO推荐的蛋白质营养的理想模式。

游离氨基酸是影响水产品滋味的一类重要成分。南极磷虾与脊尾白虾的游离氨基酸总量存在显著差异（P＜0.05）。在种类组成上，南极磷虾游离氨基酸中Lys含量较高，而脊尾白虾中含量较高的游离氨基酸依次为Gly、Pro、Ala和Arg。Glu和Asp是典型的呈鲜味的氨基酸，脊尾白虾的游离Glu和Asp含量均显著高于南极磷虾（P＜0.05）。

2.4 呈味核苷酸含量测定

表4 南极磷虾与脊尾白虾中呈味核苷酸含量Table4 The contents of nucleotide-related compounds in E. superba and E.carinicauda

如表4所示，核苷酸及其关联化合物是影响水产品滋味的另一类重要成分，其中GMP、IMP和AMP是典型的呈鲜味的核苷酸[25]。脊尾白虾中3 种核苷酸的含量依次为IMP＞AMP＞GMP，且3 种核苷酸含量之间存在显著差异（P＜0.05）。南极磷虾肌肉中核苷酸的含量依次为IMP＞AMP＞GMP，3 种核苷酸含量之间同样存在显著差异（P＜0.05）。

水产动物中AMP和IMP含量来源于活体状态时体内的积累，同时受死后ATP降解的影响。ATP是广泛分布于细胞中的游离核苷酸，通过氧化磷酸化为肌体提供能量。水产动物死后，其体内的ATP可通过不同的途径降解，目前普遍认为的途径有2 种[26]，分别为：（a）ATP→ADP→AMP→AdR→HxR→Hx；（b）ATP→ADP→AMP→IMP→HxR→Hx。脊尾白虾和南极磷虾肌肉中IMP含量较高，表明2 种虾ATP的降解途径可能均是以（b）为主。而南极磷虾肌肉中IMP、AMP含量高于脊尾白虾，这可能与南极磷虾原料历经较长时间贮运，ATP在此期间发生大量降解有关。2 种虾类中GMP含量均较低，这与Nogushi[27]发现动物原料以AMP为主，而GMP主要分布于菌类中的结果一致。

2.5 鲜味评价

表5 南极磷虾与脊尾白虾滋味活性物质含量及TAVTable5 Taste-active compounds and their TAV values in E. superba and E.carinicauda

鲜味是水产品最重要的滋味特征，通常用TAV和EUC进行评价。其中，TAV被广泛用来对食品的滋味强度进行判定，以及评价某一组分对整体风味的贡献[17]。当化合物TAV小于1时，该呈味物质对整体滋味作用不明显；当TAV大于1时，该呈味物质对整体滋味有重要贡献，且值越高，贡献度越大。虾类呈现鲜味的化合物主要有游离氨基酸（Glu、Asp）、核苷酸（AMP、IMP、GMP）和某些小分子肽等。如表5所示，IMP对南极磷虾和脊尾白虾鲜味的贡献最为突出，其次是Glu，而AMP和Asp对鲜味贡献较小，GMP虽然阈值最低，但由于含量也低，因而其贡献最小。

不同滋味化合物之间的交互作用也是呈味的关键因素之一。当呈味核苷酸与鲜味氨基酸同时存在时，可产生协同效应，带来强烈的鲜味[28]，这种协同效应可以用EUC来衡量[29]。南极磷虾和脊尾白虾的EUC分别为11.01 g MSG/100 g和12.98 g MSG/100 g，这与大黄鱼的EUC（13.43g MSG/100 g）[30]相当。

3 结 论

南极磷虾与脊尾白虾虽均属于小型虾类，但在基本营养成分、氨基酸组成、脂肪酸组成方面有较大差异。与脊尾白虾相比，南极磷虾的蛋白含量显著偏低（P＜0.05），而粗脂肪含量显著偏高（P＜0.05）；南极磷虾的氨基酸总量明显偏低（P＜0.05），但∑EAA/∑AA更加符合FAO/WHO推荐的蛋白质营养的理想模式；2 种虾的脂肪酸组成同样不同，南极磷虾的不饱和脂肪酸含量相对较高。

南极磷虾和脊尾白虾均是IMP和游离Glu对鲜味起主要贡献，南极磷虾的呈味核苷酸AMP、IMP、GMP含量均显著高于脊尾白虾（P＜0.05），而在游离氨基酸中鲜味氨基酸Glu、Asp含量低于脊尾白虾（P＜0.05）。南极磷虾和脊尾白虾的EUC分别为11.01 g MSG/100 g和12.98 g MSG/100 g，具有理想的鲜味特征。2 种虾在普通食品、调味品开发方面具有广阔的市场前景。

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