不同产区青蟹肝胰腺风味品质的比较

鲁玉凤，王福田，聂勇涛，杨冰，姜绍通，林琳，陆剑锋

（合肥工业大学食品与生物工程学院，安徽省农产品精深加工重点实验室，农产品生物化工教育部工程研究中心，安徽 合肥 230009）

关键字：青蟹（Scylla paramamosain）；肝胰腺；游离氨基酸；电子鼻；挥发性物质

青蟹，学名拟穴青蟹（Scylla paramamosain），广泛分布于西太平洋热带地区，在我国主要分布在东南沿海区域[1，2]。青蟹成长速度较快，肉质鲜美，营养丰富，被视为珍贵的海洋产品[3]。2019年，青蟹养殖总量为160616 t，捕捞量为79153 t[4]。肝胰腺是青蟹的重要食用组织，通常呈现淡黄色，与正常的性腺颜色相差较大，较易区分。

食物的感官品质是消费者做出选择的重要参考条件，气味和滋味是其两个重要方面[5]。气味主要是由食物的挥发性的物质构成，包括醛类、酯类、醇类等挥发性有机物构成，给食物带来腥味、甜味、果香味等各种气味感受[6，7]。滋味主要是由食物中的非挥发性或者水溶性物质构成，如游离氨基酸、可溶性糖、有机酸、核酸、钠钾盐等，会带来酸甜苦辣咸涩等口感[8-10]。食物复杂多层次的味感就是由这些呈味的非挥发性水溶性物质联合作用形成的。

目前对食品中挥发性成分的研究主要采取的是同时蒸馏萃取法（simultaneous distillation-extraction，SDE），由于该法提取过程长、提取温度较高，容易造成某些易挥发性风味成分的流失，从而对螃蟹整体风味成分的研究产生影响。而固相微萃取（SPME）具有灵敏度高、所需药品少、操作简单等特点[11]，它是一种新的样本采集技术，被广泛的用于食品风味物质的分析检测。电子鼻在没有主观因素和判断的情况下鉴别不同来源食品的味道和气味之间的差异，是区分风味特征的有力工具[5]。

对蟹类的感官品质评价方面，已有很多相关的研究，如Liu等[12]对野生和养殖青蟹的非挥发性物质的味觉活性进行了比较；蒋根栋等[13]研究了青蟹和中华绒螯蟹的挥发性成分和相关的滋味成分；于慧子等[14]、Yu等[15]和顾赛麟等[11]利用固相微萃取-气相色谱-质谱联用法对不同性别青蟹的挥发性风味物进行了分析鉴定。但对于不同海域养殖青蟹的滋味和挥发性风味等分析尚未开展。此外，不同养殖环境和生长条件对水产品的感官品质影响较大[12，16，17]，不同生长区域或者养殖条件下水产品的感官品质存在一定的差异，我国渤海、东海和南海之间的气候和水文条件千差万别，因此对于不同产区的青蟹感官品质的研究迫切需要进行。因此，本文采用感官评价、电子鼻、味觉活度值和挥发性风味物质检测技术，对来自渤海、东海和南海三个养殖产区的青蟹肝胰腺的感官品质进行了分析，旨在为合理评价不同养殖产区的青蟹的感官品质以及青蟹的养殖和加工等方面提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

青蟹样品取自渤海（东营市）、东海（三门市）和南海（深圳市）养殖海域，每个海域雌雄各二十只，活蟹捕捞后打捆，置于装满冰袋的保鲜箱或泡沫箱中，迅速带回实验室处理。

1.2 仪器与设备

PEN3电子鼻，德国Air Sense公司；CAR/PDMS萃取头，德国 Sigma公司；5975C-7890A气相色谱-质谱联用仪，美国Agilent公司；DB-5MS色谱柱，美国Agilent公司；HH-2数显水浴锅，江苏金坛室环宇科学仪器厂；20 mL无色顶空萃取瓶，上海安谱科学仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 样品处理

参考 Zhuang等[5]的方法并进行改进。在解剖之前，将来自不同产区的鲜活青蟹刷去体表污垢后用毛巾擦拭干净，接着用经消毒处理的镊子（在火焰上灼烧10 s）从壳腔中剥离肝胰腺至干净的培养皿，并充分混合，然后将不同来源的肝胰腺样品分别置于干净的蒸锅中蒸制30 min，取出后放置冷却至室温，精确称量2.00±0.01 g样品置于电子鼻进样瓶中，5.00±0.01 g于顶空萃取瓶中备用。

1.3.2 感官评价

本研究的感官评价为单一感官评价，只对某单一指标进行评分，不对综合感官品质进行评价。参考Li等[18]、Bell等[19]和Kraujalyte等[20]感官评价方法并进行改进，只对滋味的强弱进行分级评价，其中滋味描述包括鲜味、甜味、苦味及鱼腥味、肉腥味、油脂味、酸味、草腥味等其他不良风味，对色泽、外形等因素不作评价。感官评价分级如表1所示。

表1 感官评分标准Table 1 The standard of the sensory evaluation

1.3.3 游离氨基酸测定

研磨1.00 g冷冻干燥的肝胰腺样品，然后加入10 mL 4%的磺基水杨酸，将混合物搅拌1 h以充分萃取。萃取液使用高速冷冻离心机离心30 min（12000 r/min），取1 mL上清液，通过0.22 μm水相滤膜过滤，最后采用自动氨基酸分析仪测定滤液中氨基酸含量[21]。

味觉活度值（taste activity value，TAV）被广泛应用于评价食物中呈味物质对食物味道影响强弱的评价，在呈味物质味觉阈值一定的情况下，呈味物质浓度越高，对食物味感影响越强烈；浓度一定的情况下，味觉阈值越低，其越容易被感知到。TAV值通过呈味化合物浓度与该物质味觉阈值比值计算，公式如下：

1.3.4 电子鼻检测

各组进样瓶在60 ℃条件下平衡10 min，利用电子鼻检测，载体为洁净干燥空气，流量为0.4 L/min，采样时间1 s，清洗时间150 s，归零时间5 s，预进样时间150 s，测量时间100 s[22]。

1.3.5 挥发性风味物质检测

采用顶空固相微萃取（HS-SPME）分离挥发性物质。准确称取5.00±0.01 g性腺样品于20 mL顶空瓶中，将老化的萃取头通过隔膜插入，并暴露于顶空瓶的顶部空间，经60 ℃水浴加热提取40 min预处理，将吸附完成的萃取针由气质联用（GC-MS）注射口250 ℃解析5 min后进样，启动仪器进行数据收集[23]。挥发性风味物质的分析通过GC-MS进行。

色谱（GC）条件：以流速1.3 mL/min的He为载体，不分流进样，色谱柱为DB-5MS柱（60 m×0.32 mm×1 μm）；进样口温度250 ℃；升温程序：初始温度40 ℃，无保留，以5 ℃/min的升温速度升至100 ℃，无保留，以5 ℃/min升温至180 ℃，无保留，再以5 ℃/min的升温速度升至240 ℃，保持5 min，汽化室温度 240 ℃[23]。

质谱（MS）条件：电子轰击（EI）离子源；电子能量70 eV，离子源温度230 ℃，接口温度250 ℃；电子倍增器电压1576 V；质量扫描范围40～450 amu/s。

2 结果与分析

2.1 感官评价

不同产区青蟹肝胰腺感官评分（鲜味、甜味、苦味和其它不良滋味）如表2所示。由表2可知，渤海和东海雄蟹肝胰腺的鲜味分值显著高于南海雄蟹，甜味分值为渤海雄蟹肝胰腺得分显著较高（p＜0.05），然而对渤海雄蟹肝胰腺的负面评价得分也较高，苦味和其它不良滋味得分均高于东海和南海雌蟹，综合比较认为东海雌蟹肝胰腺鲜甜味评分虽然略低于渤海雄蟹，但其苦味和和其它不良滋味分值均低于渤海雄蟹，因此，初步认为东海雄蟹肝胰腺的滋味较好。对雌蟹肝胰腺的感官评分表明，东海雌蟹肝胰腺鲜甜味得分均为最高，苦味和其它不良滋味得分均低于渤海雌蟹肝胰腺，总体表明东海雌蟹肝胰腺滋味较优。

表2 不同产区青蟹肝胰腺感官评分Table 2 The sensory score of the hepatopancreas from different sourced mud crabs

2.2 游离氨基酸含量

游离氨基酸的种类和含量对食物的滋味起重要作用，某类呈味游离氨基酸的含量越高，会使食物在某方面的味道比较突出，如鲜、甜、苦味等[24]。如 Glu和 Asp呈现鲜味；Thr、Ser、Ala、Arg、Gly和 Pro具有甜味的味感；而Val、Ile、Leu、His、Phe和Met具有苦味等令人不愉快的滋味，由于人体感受器官对各呈味氨基酸的感受状态有所差异，因此不同的氨基酸的味觉阈值有所不同[25]。渤海、东海和南海雄蟹肝胰腺游离氨基酸及其TAV如表3所示，含量最高的游离氨基酸为 Arg（1.23～1.62 mg/g），Leu（1.06～1.84 mg/g）次之。渤海雄蟹肝胰腺具有较高含量的Phe（1.40 mg/g）、Lys（1.41 mg/g）和 Ala（1.32 mg/g），东海雄蟹具有较高含量的Tyr（1.31 mg/g）、Ala（1.32 mg/g）和Glu（1.28 mg/g），南海雄蟹肝胰腺具有较高含量的Ala（0.95 mg/g）、Lys（0.89 mg/g）和 Tyr（0.88 mg/g）。在鲜味氨基酸中，Asp含量较低，Glu含量较高，并且阈值仅为0.3，因此其TAV值较高，三者分别为4.33、4.26和2.93，表明三者肝胰腺均较鲜，且氨基酸中鲜味主要来源于Glu。甜味氨基酸中TAV值大于1的为Ala和Arg，表明Ala和Arg在雄蟹肝胰腺甜味中起着重要的作用。在对中华绒螯蟹副产物（包括可食用内脏中的肝胰腺）的研究中发现Glu、Ala和Arg的TAV值均大于 1，且这三者也是肝胰腺鲜甜味的主要来源[10]，赋予不同蟹类肝胰腺独特的口感，这可能是平时食用肝胰腺不放任何佐料吃起来仍香甜的原因之一。而在苦味氨基酸中，TAV值大于1的较多，Val、Met、Ile、Phe、Lys和His。对呈现鲜味、甜味和苦味氨基酸的各氨基酸TAV值进行加和发现，渤海、东海和南海雄蟹肝胰腺鲜味氨基酸TAV值分别为4.83、4.56和3.18，渤海和东海远高于南海雄性蟹肝胰腺；三者甜味氨基酸TAV值分别为7.26、6.60和5.60，渤海和东海雄蟹肝胰腺高于南海雄蟹；三者苦味氨基酸TAV值分别为12.67、8.55和7.65，渤海雄蟹肝胰腺远高于东海和南海雄蟹。综合比较发现，东海雄蟹肝胰腺鲜味和甜味氨基酸TAV值虽然略低于渤海雄蟹，但其高于南海雄蟹，且其苦味氨基酸TAV值远低于渤海雄蟹肝胰腺，综合分析后表明东海雄蟹肝胰腺滋味较好。

渤海、东海和南海雌蟹肝胰腺游离氨基酸及TAV值如表3所示，含量较高的氨基酸分别为 Arg（0.97～1.35 mg/g）、Leu（0.79～1.18 mg/g）和 Ala（0.93～1.28 mg/g）。在鲜味氨基酸中，渤海、东海和南海雌蟹肝胰腺中Glu的TAV值分别为3.08、3.39和2.44，渤海和东海雌蟹肝胰腺远高于南海雌蟹，Asp的TAV值小于1，表明雌蟹肝胰腺具有较强的鲜味，且氨基酸中鲜味来源主要为 Glu；在甜味氨基酸仅有Ala和Arg的TAV大于1，表明二者是雌蟹肝胰腺主要的甜味来源；在苦味氨基酸中，Val、Lys和His的TAV均大于1。对呈现鲜味、甜味和苦味氨基酸的各氨基酸TAV进行加和，发现渤海、东海和南海雌蟹肝胰腺中鲜味氨基酸的TAV分别为3.42、3.58和2.61，渤海和东海雌蟹肝胰腺远高于南海雌蟹；甜味氨基酸的TAV分别为5.54、5.49和4.84，同样是渤海和东海雌蟹肝胰腺高于南海雌蟹；而苦味氨基酸的TAV分别为8.20、6.37和5.29，渤海雌蟹肝胰腺远高于东海和南海雌蟹。综上所述，东海雌蟹肝胰腺的滋味较为鲜美。

在不同来源的雌性和雄性青蟹肝胰腺中，它们的苦味氨基酸的TAV显著高于鲜味氨基酸的TAV，但在感官评价中苦味评分与鲜味评分基本相近，这主要是由于苦味主要来源于苦味氨基酸，而鲜味的主要来源不仅仅是鲜味氨基酸，核苷酸盐也在其中起着重要的作用，据报道称核苷酸与谷氨酸具有相乘的鲜味效果，而且当风味核苷酸与谷氨酸单钠、天冬氨酸单钠同时存在时，可以产生协同效应，产生更强烈的鲜味[13]，这可能是青蟹肝胰腺味道鲜美的原因之一。此外，雌蟹肝胰腺与雄蟹肝胰腺相比，二者存在一定的相似之处，如二者含量最高的游离氨基酸均为Arg和Leu，且苦味氨基酸含量均较高。但总体来说二者游离氨酸的组成差异较大，来自渤海、东海、南海的雄蟹肝胰腺的游离氨基酸总含量远高于雌蟹肝胰腺，这与之前的一项研究相反，Wang等[16]发现不同地区的中华绒螯蟹中雌蟹肝胰腺的游离氨基酸总含量普遍高于雄蟹肝胰腺，水体状况和投放饲料的不同可能是造成差异的主要原因。雄蟹肝胰腺和雌蟹肝胰腺鲜味来源主要都是Glu，但雄蟹肝胰腺Glu的含量高于雌蟹，因此，雄蟹肝胰腺的鲜味可能强于雌蟹，通过比较其它呈味氨基酸后发现雄性肝胰腺的甜味和苦味也均强于雌蟹肝胰腺。

续表4

续表4

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2.3 电子鼻分析

利用电子鼻对渤海、东海和南海青蟹肝胰腺的整体气味进行主成分分析，如图1和图2所示。由图1可知，渤海雄蟹肝胰腺主要位于第三、四象限位置，东海雄蟹肝胰腺主要位于第二象限，南海雄蟹肝胰腺主要位于第一象限，三者的整体气味得到较好的区分。雄蟹肝胰腺的第一主成分贡献率为92.60%，第二主成分贡献率为7.15%，第一和第二主成分贡献率之和为99.75%，能够较好的反应三者整体气味的差异。东海和南海雄蟹肝胰腺气味之间的差距主要体现在横轴上，即差异主要集中在第一主成分上，第二主成分较为相似。而渤海、东海和南海雄蟹肝胰腺之间的差异在第一和第二主成分上均存在，第一主成分位于东海和南海雄蟹肝胰腺之间，第二主成分与东海和南海雄蟹肝胰腺之间相距较远。总体表明，渤海、东海和南海雄蟹肝胰腺气味之间存在差异。由图2可知，雌蟹肝胰腺的气味也得到了较好区分，渤海雌蟹肝胰腺主要位于第三象限，东海雌蟹肝胰腺主要位于一四象限交界，南海雌蟹肝胰腺主要位于第二象限，三者第一主成分贡献率为74.40%，第二主成分的贡献率主要为23.50%。渤海雌蟹肝胰腺与南海雌蟹肝胰腺第一主成分位置相似，差距主要体现在第二主成分上，东海雌蟹肝胰腺与南海和渤海雌蟹肝胰腺的差距主要体现在第一主成分上，横轴上距离较远。总体表明，东海、渤海与南海的雌蟹肝胰腺气味之间存在较大差异。

2.4 挥发性风味物

渤海、东海和南海雄蟹肝胰腺的挥发性风味物质相对含量如表4所示，三者共检出挥发性物质84种、其中烃类25种、醛类18种、酮类8种、醇类13种、芳香族类8种、酯类9种、含N类4种、含S类4种。从渤海、东海和南海三个地区的雄蟹肝胰腺中分别检测出41、45、46种挥发性风味化合物。烃类物质由于阈值较高，对食物气味贡献较小，而醛类物质阈值较低，对气味的贡献较大[26]。渤海、东海和南海雄蟹肝胰腺的醛类物质的总含量分别为 37.15%、34.35%和33.17%，其中渤海雄蟹略高。东海雄蟹肝胰腺具有较高含量的戊醛，但其己醛、庚醛和壬醛的含量均远低于渤海和南海雄蟹，其中壬醛和庚醛通常被认为是淡水鱼类土腥味的重要成分[14]，这表明东海雄蟹肝胰腺的腥味可能略轻。在南海雄蟹肝胰腺中检出较高含量的具有果香和青草香的苯乙醛及有青草香的(E，E)-2，6-壬二醛[27]，且这两种物质阈值较低，对气味有重要贡献。肝胰腺中特有的醛类物质对雄蟹肝胰腺的特殊风味有一定的贡献，渤海、东海、南海中特有的醛类分别有1、4、3种，这可能是东海雄蟹肝胰腺风味更独特的原因之一。不饱和醇类物质相对于饱和醇类，阈值较低，且气味比较刺激，易产生负面影响[28]，在渤海和南海雄蟹肝胰腺中检出较高含量的1-辛烯-3-醇和1-壬烯-3-醇，这两种物质阈值较低，且具有强烈的土腥味和刺激气味[29]，对渤海和南海雄蟹产生一定的负面影响。酮类化合物多由多不饱和脂肪酸的热氧化和降解的产物、氨基酸分解或微生物氧化产生[13]。对于蟹类等甲壳类水产品，主要贡献独特的清香和果香，且随着碳链的延长香味会逐渐增强[27]。三个产区雄蟹肝胰腺中的酮类物质含量分别为 3.29%、3.53%和8.07%，其中烯酮类呈青叶的芳香气味，仅在东海雄蟹肝胰腺中检测1-癸烯-3-酮（0.63%），其它产区未检测到的原因可能是该物质在肝胰腺中的含量较低，虽对肝胰腺整体风味有所贡献，但无法被萃取头有效的吸附。综合分析，可以认为东海雄蟹肝胰腺的风味略优。

表4 不同产区雄性和雌性青蟹肝胰腺挥发性风味物质相对含量Table 4 The volatile compound content of the hepatopancreas from different sourcedmale andfemale mudcrab

渤海、东海和南海雌蟹肝胰腺的挥发性风味物质相对含量如表4所示，三者共检出挥发性物质90种，其中烃类24种、醛类21种、酮类10种、醇类11种、芳香族6种、酯类3种、含N类2种、含S类6种，其它化合物7种，从渤海、东海和南海这三个地区的雌蟹肝胰腺中分别检测出45、40、43种挥发性风味化合物，含量最高的均为醛类物质，分别为 37.03%、43.11%和40.38%，东海雌蟹肝胰腺略高于渤海和南海雌蟹。醛类化合物的嗅觉阈值较低且能与许多其他风味成分重叠形成风味效应[30]。其中戊醛、己醛和庚醛的含量均为东海雌蟹肝胰腺最低，且东海雌蟹未检出壬醛，表明东海雌蟹的鱼腥味等不良气味远低于渤海和南海雌蟹肝胰腺。其它具有令人愉悦气味的物质，如苯甲醛、辛醛、(E，E)-2，4-庚二烯醛、苯乙醛、(E，E)-2，6-壬二醛、(E，E)-2，4-癸二烯醛等物质，东海雌蟹肝胰腺均都具有较高的含量。其中三个地区的雌蟹肝胰腺中的苯甲醛含量远远高于其他醛类物质，Zhuang等[5]也报道了苯甲醛在雌性中华绒螯蟹的肝胰腺相对含量最高，说明苯甲醛可能是肝胰腺的特殊香气的重要贡献者之一。尤其是东海雌蟹肝胰腺中苯甲醛的含量为 19.43%，均远高于渤海和南海雌蟹肝胰腺，此外，东海雌蟹肝胰腺中不饱和醛(E，E)-2，4-庚二烯醛的含量为 4.92%，仅在东海雌蟹肝胰腺中检测到0.56%的(E，E)-2，4-癸二烯醛，总体表明东海雌蟹肝胰腺的风味较好。2-戊基呋喃也是重要的水产品风味物质之一，对水产品风味形成产生一定的影响[27]，渤海、东海和南海雌蟹肝胰腺中2-戊基呋喃的相对含量分别为5.37%、7.58%和1.15%，东海雌蟹肝胰腺表现出相对较高的2-戊基呋喃的含量，这有助于东海雌蟹肝胰腺形成更优良的风味。值得注意的是，三个地区的青蟹肝胰腺中均未检出三甲胺，但之前的报道称中华绒螯蟹肝胰腺中检测到较高含量的三甲胺[7]，这可能是两种螃蟹生长环境不同，造成挥发性风味物质的差异。综上，东海雌蟹和雄蟹肝胰腺的整体风味较优。此外，进一步比较雄蟹和雌蟹肝胰腺的挥发性风味物质相对含量发现，二者存在一定的相似之处。通过比较二者各类挥发性物质的含量综合发现，雄蟹和雌蟹肝胰腺中醛类物质含量均占据绝对的优势，其含量均在30%以上，结合醛类物质的味觉阈值较低，且可表现出复杂的风味，总体表明醛类物质可能对总体风味产生重要的贡献，即雄蟹和雌蟹肝胰腺主要的风味来源之一，此外部分的含N和含S化合物对肝胰腺整体的风味可能也有一定贡献。

3 结论

对渤海、东海和南海三个产区的青蟹肝胰腺感官评价进行分析，结果表明东海雄蟹和雌蟹肝胰腺的感官评价较好；通过游离氨基酸的TAV值分析，发现肝胰腺鲜甜味均较好，Glu是鲜味的主要来源，Ala和Arg是甜味的主要来源，东海雌雄青蟹肝胰腺的滋味相对较好；利用主成分分析发现，三个产区的雌雄蟹肝胰腺气味差异明显，雄蟹肝胰腺第一主成分贡献率为92.60%，第二主成分贡献率为7.15%，雌蟹肝胰腺第一主成分贡献率为74.40%，第二主成分的贡献率主要为23.50%；对挥发性风味物质的含量分析表明，醛类物质是肝胰腺的主要风味来源，且东海雌雄蟹肝胰腺的风味均较优。因此，综上认为，东海雌雄蟹肝胰腺的风味品质相对更佳。