不同养殖区香港牡蛎的化学组成及特征气味成分分析

黄艳球，杨发明，秦小明,2,*，章超桦,2，林海生,2,*，高加龙,2

（1.广东海洋大学食品科技学院，广东 湛江 524088；2.广东省水产品加工与安全重点实验室，水产品深加工广东普通高等学校重点实验室，国家贝类加工技术研发分中心（湛江），广东 湛江 524088）

香港牡蛎（Crassostrea hongkongensis），又称“白蚝”，喜高温低盐环境，广泛分布于我国南部沿海地区，其中，广东、广西是香港牡蛎的主要产区，其年产量约130万 t，是我国第二高产量的牡蛎品种[1-2]。牡蛎富含蛋白质、糖原、氨基酸、牛磺酸、微量营养素等成分，功能成分相对其他贝类较高，是一种高营养价值的水产品[3-4]。目前针对牡蛎的研究主要集中在生态养殖、优化加工等方面，关于牡蛎营养成分分析已有报道，但对不同养殖区香港牡蛎的营养组成、重金属和微量元素、呈味物质、挥发性成分等进行系统比较分析鲜见报道。不同养殖区的牡蛎由于生长环境的不同，其风味和营养成分也会有所不同[5]。一般营养成分组成、重金属元素及微量元素、呈味氨基酸、核苷酸关联化合物等含量是评价牡蛎滋味和品质的重要指标。谷氨酸是贝类的鲜味贡献者；甘氨酸是甜味贡献者；高含量的丙氨酸、精氨酸等也对贝类的特有风味有贡献；核苷酸关联化合物不仅是海产品主要的鲜味成分之一，同时还与某些氨基酸有协同作用，对总体风味的提升有重要作用[6]。海洋重金属含量影响海产品的卫生质量。一般来说，食品风味中的挥发性化合物决定了其芳香特性并对其特征风味起到最重要的作用[7]。同时，气味也是水产品的一个重要感官评定要素[8]，它从某些方面影响水产品的消费。因此，风味中的挥发性化合物对食品的感官特性具有重大影响。

本研究对广西钦州、广东阳江、广东湛江和广东汕头4 个养殖区香港牡蛎的营养成分、重金属含量、挥发性和非挥发性化合物对其风味和口感影响等几个方面进行测定评价，以期为牡蛎资源的高值化加工利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

香港牡蛎（Crassostrea hongkongensis）分别采集于广东、广西的牡蛎主养殖区，分别为广西省钦州市茅尾海（简称钦州大蚝，采集日期：4月27日），广东省湛江太平镇（简称湛江蚝，采集日期：5月2日），广东省阳江市阳西县程村镇（简称程村蚝，采集日期：4月27日），广东省汕头市牛田洋海区（简称汕头蚝，采集日期：5月17日）。样品采集后在-25 ℃条件下保存备用。

1.2 仪器与设备

QC-LL2435智能料理机 佛山市乾程电气科技有限公司；GC6890-5973MSD气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）仪美国安捷伦公司；固相微萃取头（50 μm聚二甲基硅氧烷/聚二乙烯基苯（polydimethylsiloxane/divinylbenzene coating，PDMS/DVB）） 美国Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 样品制备

挥发性成分检测：鲜活牡蛎经去壳后牡蛎肉洗净打浆，固定料液比为1∶3；其他成分：纯牡蛎肉均浆，待测（20 个样品为1 组）。

1.3.2 一般营养成分测定

水分含量：按照GB 5009.3—2016《食品中水分的测定》（第一法）进行测定；灰分含量：按GB 5009.4—2016《食品中灰分的测定》的方法测定；蛋白质含量：按GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》的方法测定；脂肪含量：按GB 5009.6—2016《食品中脂肪的测定》的方法测定；总糖含量：按GB 5009.8—2016《食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定》的方法测定。

1.3.3 金属含量测定

铅含量：按照GB 5009.12—2017《食品中铅的测定》进行测定；砷含量：按照GB 5009.11—2014《食品中总砷及无机砷的测定》进行测定；镉含量：按照GB 5009.15—2014《食品中镉的测定》进行测定；汞含量：按照GB 5009.17—2014《食品中总汞及有机汞的测定》进行测定；铜含量：按照GB 5009.13—2017《食品中铜的测定》进行测定；铬含量：按照GB 5009.123—2014《食品中铬的测定》进行测定；铁含量：按照GB 5009.90—2016《食品中铁的测定》进行测定；锌含量：按GB 5009.14—2017《食品中锌的测定》进行测定；锰含量：按照GB 5009.242—2017《食品中锰的测定》进行测定；硒含量：按照GB 5009.93—2017《食品中硒的测定》进行测定。金属元素含量以湿质量计。

1.3.4 牛磺酸含量测定

按照GB 5009.124—2016《食品中氨基酸的测定》进行测定。

1.3.5 氨基酸含量测定

参照GB 5009.124—2016《食品中氨基酸的测定》进行测定。

1.3.6 甜菜碱含量测定

由试剂盒（北京索莱宝科技有限公司）测定甜菜碱含量。以湿质量计。

1.3.7 挥发性成分的测定[9]

顶空固相微萃取条件：将3 mL样品装在固相微萃取专用瓶中，60 ℃萃取30 min。萃取结束后立即将萃取针插入进样口（250 ℃）中解吸4 min。萃取头在首次使用时需250 ℃老化1 h。

GC条件：HP-5毛细管色谱柱（5%苯基，95%聚二甲基硅氧烷）（30 m×0.32 mm，0.25 μm）；载气为高纯氦气（99.999%）；流速1.0 mL/min；不分流进样，进样口温度250 ℃；升温程序：初温40 ℃，恒温3 min，以6 ℃/min的速率升至200 ℃，再以10 ℃/min升至250 ℃，保持10 min。

MS条件：电子电离源；离子阱温度150 ℃；GC-MS传输线温度250 ℃；质量扫描范围m/z 33～300；电子能量70 eV。

利用Agilent G1701 MSD Productivity ChemStation增强型数据分析工作站NIST05a Libraries标准谱库自动检索各组分质谱数据，选择匹配度大于80（满分100）作为鉴定结果。用峰面积归一化法确定物质的相对含量。

1.3.8 关键风味化合物的确定

在牡蛎各挥发性成分相对含量的基础上，参考各化合物在水中的香味阈值[10]。相对气味活度值（relative odoractivity value，ROAV），定义对样品风味贡献最大的组分：ROAVstan=100，对其他挥发性组分ROAV按下式计算：

式中：Cri、Ti为各挥发性组分的相对含量和相对应的感觉阈值；Crstan、Tstan分别为对样品总体风味贡献最大的组分的相对含量和相对应的感觉阈值[11]。

所有的组分均满足0≤ROAV≤100，且ROAV越大，该组分对风味贡献越大。一般认为，ROAV不小于1的化合物是主要的风味成分[12]。

2 结果与分析

2.1 不同养殖区香港牡蛎肉的一般营养成分

表1 香港牡蛎肉基本成分组成及含量Table 1 Chemical composition of cultured C. hongkongensis from different areas

如表1所示，4 个养殖区的牡蛎水分质量分数为70.91%～77.96%，其中程村蚝和湛江蚝含水量较高，分别为77.82%、77.96%，显著高于钦州和汕头2 个养殖区（P＜0.05）；灰分质量分数为0.11%～2.69%，钦州大蚝灰分质量分数为2.69%，显著高于其他3 个养殖区（P＜0.05），是汕头蚝的2 倍，程村蚝的4 倍，湛江蚝的26 倍；蛋白质质量分数为6.41%～9.10%，其中钦州大蚝蛋白质质量分数高达9.10%，显著高于其他3 个养殖区（P＜0.05），其次是汕头蚝蛋白质质量分数为8.69%，湛江蚝质量分数为8.40%，蛋白质质量分数最低的是程村蚝，为6.41%；脂肪质量分数为0.30%～0.47%，其中汕头和钦州大蚝脂肪质量分数较高，分别为0.47%、0.42%；糖原质量分数为0.59%～2.68%，其中程村蚝和汕头蚝糖原质量分数较高，分别为2.68%、2.61%，显著高于其他2 个养殖区（P＜0.05），是湛江蚝的5 倍；各养殖区牡蛎牛磺酸含量差异较大，其中钦州大蚝高达532.50 mg/100 g，是湛江蚝的1.5 倍，汕头蚝的2.7 倍，程村蚝的3.1 倍。

2.2 不同养殖区香港牡蛎肉氨基酸的组成及含量

由表2可知，4 个养殖区牡蛎肉中的17 种氨基酸包含必需氨基酸7 种，半必需氨基酸2 种，非必需氨基酸4 种，鲜味氨基酸4 种。氨基酸总量为5 374.37～6 866.99 mg/100 g，其中钦州大蚝氨基酸含量最高，其次湛江蚝含量为6 574.14 mg/100 g，汕头蚝为5 693.58 mg/100 g，程村蚝含量最低。必需氨基酸含量为2 103.41～2 658.89 mg/100 g，4 个养殖区牡蛎含量从高到低分别为钦州、湛江、汕头和程村。半必需氨基酸含量为559.49～703.63 mg/100 g，含量由高到低依次为湛江、钦州、汕头和程村。必需氨基酸/总氨基酸湛江蚝为0.38，其他3 个养殖区牡蛎为0.39，必需氨基酸/非必需氨基酸为0.73～0.78。程村蚝氨基酸总量、必需氨基酸、半必需氨基酸和非必需氨基酸的含量均最低，钦州大蚝氨基酸总量、必需氨基酸和非必需氨基酸含量均最高，其中亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、组氨酸、丝氨酸、胱氨酸含量相对较高。鲜味氨基酸天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸含量最高的是钦州大蚝，其次是湛江蚝、汕头蚝，程村蚝含量最低。

表2 不同养殖区香港牡蛎肉氨基酸的组成及含量Table 2 Amino acid composition of cultured C. hongkongensis from different areas mg/100 g

2.3 不同养殖区香港牡蛎游离氨基酸的组成及含量

表3 不同养殖区香港牡蛎中游离氨基酸含量Table 3 Contents of free amino acids in cultured C. hongkongensis from different areas

游离氨基酸是非蛋白氮的重要组成部分，对水产食品新鲜度的评价和风味的贡献有非常巨大作用[13]。如表3所示，含量最高的游离氨基酸为甘氨酸、谷氨酸和丙氨酸。游离氨基酸总量为385.63～783.96 mg/100 g，钦州大蚝游离氨基酸含量最高，其次是汕头蚝含量为646.42 mg/100 g，湛江蚝含量为555.86 mg/100 g，程村蚝含量最低。动物蛋白质的鲜美在一定程度上取决于其呈味氨基酸的含量[5]。呈味氨基酸为224.64～478.50 mg/100 g，含量由高到低为汕头蚝、钦州大蚝、湛江蚝和程村蚝。呈味氨基酸/氨基酸总量为0.58～0.74。17 种游离氨基酸中，除了赖氨酸、甘氨酸、酪氨酸外，其他14 种含量最高的均为钦州大蚝；亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、精氨酸、组氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、半胱氨酸和酪氨酸含量最低的均为程村蚝。

人们对味道的感知是由其中呈味物质的量及味道阈值共同决定的。味道强度值（taste activity value，TAV）是各呈味物质在样品中的含量与其对应的味道阈值之比。通常认为，当TAV大于1时，该物质对样品的滋味有重要影响[14]。根据表3中不同养殖区牡蛎中各游离氨基酸的含量及刺激阈值，分析得到各游离氨基酸在各个养殖区牡蛎中的TAV，如图1所示。

图1 不同养殖区香港牡蛎中游离氨基酸的TAV比较Fig. 1 Comparison of the flavor intensity of free amino acids in cultured C. hongkongensis from different areas

钦州大蚝游离氨基酸TAV的大小排序依次为谷氨酸（4.64）＞丙氨酸（2.79）＞组氨酸（0.84）＞甘氨酸（0.83）＞赖氨酸（0.62），其他游离氨基酸的TAV均小于0.5；程村蚝各游离氨基酸的TAV为谷氨酸（2.62）＞赖氨酸（0.98）＞丙氨酸（0.81）＞甘氨酸（0.83）；湛江蚝各游离氨基酸的TAV为谷氨酸（3.50）＞丙氨酸（1.82）＞甘氨酸（1.27）；汕头蚝各游离氨基酸的TAV为谷氨酸（4.23）＞丙氨酸（2.03）＞甘氨酸（1.57）＞赖氨酸（0.76）。虽然其他游离氨基酸本身表现为强烈的鲜美滋味，但由于在牡蛎中的含量以及TAV均较小，因此不是牡蛎的主要呈味物质。谷氨酸被认为是影响游离氨基酸的最强烈的风味之一，有助于鲜味和酸味[15]。

鱼、虾、贝类等水产品中起呈味作用的氨基酸主要是天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸。由于谷氨酸阈值较低，且各养殖区牡蛎含量较高，因此谷氨酸对牡蛎鲜味影响最大。天冬氨酸具有类似谷氨酸的味道特点，天冬氨酸单钠盐也具有鲜味，但其TAV仅为谷氨酸钠的7.7%[16]。同时由于各养殖区牡蛎中天冬氨酸的含量都不高，因此天冬氨酸并不是主要的呈味物质。甜味也是水产食品的一个主要特征味道，甘氨酸和丙氨酸等呈味氨基酸具有舒适的甜味，在各养殖区牡蛎中的含量相对较高，起重要呈味作用。

在新鲜的水产品中，人体感官基本感觉不到苦味。虽然各养殖区牡蛎中均检测出具有苦味的氨基酸，如组氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸等，但其含量均低与阈值，Lioe等[17]研究发现当苦味氨基酸含量低于阈值浓度吋，可以增强其他氨基酸的甜味和鲜味。因此，钦州大蚝的主要呈味氨基酸为谷氨酸和丙氨酸；程村蚝为谷氨酸；湛江蚝和汕头蚝为谷氨酸、丙氨酸和甘氨酸。其他氨基酸对于各个养殖区牡蛎的特征滋味起到不同程度的协同作用。

2.4 不同养殖区香港牡蛎核苷酸及其关联化合物含量

表4 不同养殖区香港牡蛎肉核苷酸含量Table 4 Nucleotide contents in cultured Crassostrea hongkongensis from different areas mg/100 g

从表4可以看出，汕头蚝中的三磷酸腺苷（25.33 mg/100 g）、二磷酸腺苷（7.30 mg/100 g）、一磷酸腺苷（10.47 mg/100 g）、5’-肌苷酸（53.95 mg/100 g）、次黄嘌呤核苷（34.03 mg/100 g）、次黄嘌呤（7.68 mg/100 g）含量均较高，显著高于其他养殖区牡蛎。钦州大蚝一磷酸腺苷（9.47 mg/100 g）含量也相对较高。湛江蚝和程村蚝各核苷酸及其关联化合物含量相差不大。5’-肌苷酸、一磷酸腺苷对各个养殖区牡蛎滋味均具有重大贡献。5’-肌苷酸具有强烈的鲜味，与一磷酸腺苷有协同作用，且与天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸等鲜味氨基酸共存时能增强牡蛎的鲜味[6]。

2.5 不同养殖区香港牡蛎甜菜碱含量

如图2所示，湛江蚝中甜菜碱含量最高（524.45 mg/100 g），显著高于其他养殖区牡蛎，其次为汕头蚝（352.50 mg/100 g）、钦州大蚝（264.30 mg/100 g）、程村蚝（137.20 mg/100 g）。

图2 不同养殖区香港牡蛎甜菜碱的含量Fig. 2 Betaine contents in cultured C. hongkongensis from different habitats

2.6 不同养殖区香港牡蛎中重金属元素及微量元素含量

表5 不同养殖区香港牡蛎重金属元素的含量Table 5 Contents of heavy metals in cultured C. hongkongensis from different habitats mg/kg

重金属可以持续存在并且能累积到食物链中，危害海洋物种和生态系统，危害人类健康[18]。如表5所示，GB 2762—2017《食品中污染物限量》对牡蛎等双壳类水产品中铅、镉、甲基汞、砷和铬5 种重金属限量规定分别为1.5、2.0（去除内脏）、0.5（无机砷）、0.5 mg/kg和2.0 mg/kg。4 个养殖区牡蛎的铅、镉、汞、铬元素含量均低于限量标准。砷元素的不同化学形式具有不同的毒性水平，总砷包括有机砷和无机砷，一般来说无机砷比有机砷毒性高，而在海洋食物中，90%的砷以有机形式存在[19-22]。在国标中，水产动物及其制品总砷无明确限量，无机砷为0.5 mg/kg，因此，本研究不能判定砷含量是否超标。

表6 不同养殖区香港牡蛎微量元素的含量Table 6 Microelement contents in cultured C. hongkongensis from different habitats mg/kg

如表6所示，不同养殖区牡蛎均富含锌元素，含量在176.52～616.98 mg/kg之间，远高于其他微量元素；铜、铁元素含量也相对较高，含量在28.28～81.51、22.83～48.34 mg/kg之间；锰元素含量为4.73～9.38 mg/kg；硒元素含量为0.36～0.64 mg/kg。铁、锰、铜元素含量在不同养殖区牡蛎间存在显著差异（P＜0.05），其中铁、锌、铜3 种元素汕头蚝含量最高，程村蚝含量最低，锰、硒元素钦州大蚝含量最高，而汕头蚝这2 种元素含量最低。不同养殖区香港牡蛎的锌、铜等元素的含量远高于乳山[23]、连江[24]、大连[25]、青岛[26]几个养殖区牡蛎。

成年人铁、锌、锰、硒和铜元素每日推荐摄入量分别为15～20 mg、12～15 mg、3.5 mg、50 μg和2 mg[27]，以100 g样品所含微量元素计算，即每日摄入100 g牡蛎便可满足人体所需锌、硒、铜元素，基本可以满足所需锰元素需求。

2.7 不同养殖区牡蛎体内挥发性成分分布情况

图3 不同养殖区香港牡蛎挥发性成分分布Fig. 3 Distribution of volatile components in cultured C. hongkongensis from different areas

如图3所示，通过GC-MS鉴定出4 种牡蛎的挥发性成分主要是醇类、酮类、醛类、酸类、烃类、酯类等，这些物质的独特气味以及协调作用构成了不同养殖区牡蛎的特征风味[28]。挥发物的数量、类型及其在不同养殖区牡蛎中的含量存在差异。从汕头蚝、程村蚝、钦州大蚝和湛江蚝挥发性物质分别有91、89、108、103 种。其中钦州大蚝的挥发性化成分种类数量最多，程村蚝最少。4 个养殖区牡蛎中挥发性物质含量最丰富的均为醛类。醛类物质对牡蛎气味影响最大，同时，也是不同养殖区牡蛎挥发性成分相对含量最大的一类物质。醇类和酮类一般阈值较低，对牡蛎气味影响次于醛类，这2 种物质在不同养殖区牡蛎中含量相对较多。不同养殖区牡蛎各类挥发性化合物数量上有差异，这可能与不同养殖区的养殖环境不同有关。

2.8 不同养殖区牡蛎主要挥发性物质成分分析

通过计算不同养殖区牡蛎的不同挥发性化合物的ROAV，把ROAV不小于1的主要气味化合物汇总如表7所示。醛类物质是牡蛎挥发性气味化合物中含量最高的一种，且其气味阈值较低，因此该类物质对牡蛎的气味影响很大[29]。不饱和醛一般具有愉快气味[30]，(E,Z)-2,6-壬二烯醛阈值为0.000 02 mg/kg，呈现黄瓜似香气，是对程村蚝、钦州大蚝和湛江蚝特征气味影响最大的物质，而广东汕头蚝中影响最大的则是1-辛烯-3-酮，呈现蘑菇味。不同养殖区牡蛎具有其独有的重要挥发性物质。己醛和癸醛呈脂味和海味，是汕头蚝独有的主要挥发性物质。甲基壬基甲酮仅对程村蚝独特的脂味和芸香具有重要贡献。二甲基硫具有难闻的气味，对钦州大蚝特征气味影响最大。(E)-2-辛烯醛呈现脂味，是湛江蚝独有的主要挥发性物质。(Z)-4-庚烯醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、(Z,Z)-3,6-壬二烯醛、正辛醛是程村蚝、钦州大蚝和湛江蚝的主要挥发性物质，而对汕头蚝的特征气味基本没有贡献。

表7 不同养殖区香港牡蛎主要气味化合物Table 7 Main odor compounds of cultured C. hongkongensis from different areas

3 结 论

本研究表明，不同养殖区香港牡蛎营养成分存在显著差异。钦州大蚝蛋白质、脂肪、牛磺酸等含量较高；程村蚝水分和总糖含量相对较高，而蛋白质、脂肪相对较低；湛江蚝水分、牛磺酸含量相对较高，脂肪、总糖含量较低；汕头蚝脂肪和糖含量较高。除基本营养成分的差异外，高含量的糖会增强牡蛎的味道，水分含量会影响牡蛎肉的湿度和多汁性，脂肪含量的变化也会赋予不同养殖区牡蛎不同的坚实度和口感[31]。汕头蚝微量元素含量丰富，高含量的5’-肌苷酸、三磷酸腺苷赋予汕头蚝鲜美的滋味。鲜味氨基酸如丙氨酸、谷氨酸等赋予钦州大蚝浓郁的海鲜味及鲜甜味。总体而言，不同养殖区香港牡蛎呈味物质及挥发性成分各具特点，且营养成分、重金属元素及微量元素在不同养殖区间具有显著性差异。