王雪锋,顾鸿鑫,郭倩琳,吴守亮,韩曜平,刘晶晶*
(常熟理工学院生物与食品工程学院,江苏 常熟 215500)
海水和淡水养殖锯缘青蟹的营养成分分析
王雪锋,顾鸿鑫,郭倩琳,吴守亮,韩曜平,刘晶晶*
(常熟理工学院生物与食品工程学院,江苏 常熟 215500)
利用常规的营养测试方法对海水与淡水养殖锯缘青蟹的肌肉营养成分进行初步研究。结果显示:海水养殖锯缘青蟹水分、粗灰分、粗蛋白和粗脂肪含量分别为70.26%、4.59%、15.57%和1.09%;淡水养殖锯缘青蟹则分别为78.36%、4.35%、17.42%和0.75%,表明不同养殖环境中的锯缘青蟹的肌肉水分含量差异较大。共检测出17种氨基酸,海水与淡水养殖锯缘青蟹肌肉中的必需氨基酸占总氨基酸的比例分别为34.39%和31.20%,构成比例均符合联合国粮农组织/世界卫生组织的评价标准。海水养殖锯缘青蟹肌肉必需氨基酸指数(EAAI)为85.20,而淡水养殖锯缘青蟹则为68.35。海水与淡水养殖锯缘青蟹肌肉的第一限制性氨基酸均为缬氨酸。海水和淡水养殖锯缘青蟹肌肉脂肪酸中,前者的饱和脂肪酸含量要显著高于后者(P<0.05),EPA+DHA含量分别为11.18%和9.27%,差异不显著(P>0.05)。综合数据表明,海水养殖锯缘青蟹肌肉的营养价值稍优于淡水养殖锯缘青蟹,而风味稍差于淡水养殖锯缘青蟹。
锯缘青蟹;海水养殖;淡水养殖;肌肉;营养成分
锯缘青蟹(Scylla serrata)俗称青蟹,属节肢动物门、甲壳纲、十足目、短尾亚目、梭子蟹科,广布于印度-西太平洋热带、亚热带海域,我国主要分布于长江口以南沿海地区,江浙一带尤多。喜穴居,性凶猛,主食鱼虾贝类,肉质鲜美,含有丰富的蛋白质及微量元素,对身体有很好的滋补作用。尤其是交配后性腺成熟的雌蟹有海中人参之美誉,是产妇和身体虚弱者的滋补佳品。锯缘青蟹个体大,生长快,对盐度的
适应性特别强,人工养殖投资小、收效大,有广阔的发展前景[1]。
评价食物营养价值的主要指标包括一般营养成分(蛋白质、脂肪、糖等)、氨基酸含量与组成、脂肪酸含量与组成以及胆固醇含量等[2]。动物体内的蛋白质、脂肪及其氨基酸和脂肪酸的含量及组成直接影响到动物的营养及风味[3]。近些年来,虽有研究者对海水产的锯缘青蟹[3]、三疣梭子蟹[4]和淡水产中华绒螯蟹[5-6]的肌肉、生殖腺和肝脏等进行了营养成分分析,但对淡水养殖的锯缘青蟹肌肉的营养评价以及与海水养殖的锯缘青蟹的对比则鲜见报道。
通过对处于两种生活环境中锯缘青蟹肌肉的主要营养成分的分析,旨在为进一步研究海水与淡水养殖锯缘青蟹营养需求、营养价值变化等提供基础资料,以促进锯缘青蟹养殖生产的发展。
1.1 材料、试剂与仪器
海水养殖锯缘青蟹活体样品来自启东市吕四渔港;淡水养殖锯缘青蟹活体样品来自常熟市水产公司东张养殖场。
无水乙醇、氯仿、甲醇、乙醚等(均为分析纯) 常熟强盛化工有限公司。
安捷伦1100型液相色谱仪 美国安捷伦公司;Trace MS气质联用仪 美国Finnigan公司;UV-2450紫外-可见分光光度计 岛津仪器(苏州)有限公司;日立CR22GⅡ高速冷冻离心机 日立(中国)有限公司;SX2-12-10马弗炉 上海天页实验电炉厂。
1.2 方法
1.2.1 样品处理
活蟹洗净、擦干,分别打开两种锯缘青蟹的甲壳,分离出肌肉,捣碎混匀后置-20℃冰柜保存备用。
1.2.2 肌肉营养成分测定
水分含量:用 GB/T 5009.3—2003《食品中水分的测定》中的直接干燥法测定;灰分含量:按照GB/ T 5009.4—2003《食品中灰分的测定》中的灼烧称质量法测定;粗蛋白质含量:凯氏定氮法[7]测定;粗脂肪含量:氯仿-甲醇提取法[8]测定;氨基酸:按JY/T 019—1996《氨基酸分析方法通则》,采用安捷伦1100型液相色谱仪测定;脂肪酸:测定按JY/T 003—1996《有机质谱分析方法通则》,采用Trace MS气质联用仪,按峰面积归一化法计算脂肪酸组成。
1.3 肌肉营养品质评价方法
根据世界粮食与农业组织/世界卫生组织(FAO/ WHO)在1973年建议的氨基酸评分标准模式[9-10]和全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式[11],以氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)和必需氨基酸指数(EAAI)[11]来评定肌肉蛋白质的氨基酸营养价值。公式如下:
式中:n为比较的氨基酸数;t为待测样品蛋白质的必需氨基酸的含量;s为全鸡蛋蛋白质的必需氨基酸含量。
2.1 主要营养成分
表1 锯缘青蟹肌肉中一般营养成分含量±s)Table 1 General nutritional composition of the muscles of marine cultured and fresh-water culturedScylla serrata±s)
表1 锯缘青蟹肌肉中一般营养成分含量±s)Table 1 General nutritional composition of the muscles of marine cultured and fresh-water culturedScylla serrata±s)
注:以鲜质量计算。表2同。
营养成分含量/%海水养殖锯缘青蟹淡水养殖锯缘青蟹水分70.26±2.3878.36±0.99灰分4.59±0.204.35±0.32粗蛋白15.57±0.3117.42±0.50粗脂肪1.09±0.050.75±0.04
海水和淡水养殖锯缘青蟹肌肉中水分、灰分、粗蛋白及粗脂肪含量的测定结果见表1。海水养殖锯缘青蟹肌肉中,除水分含量较淡水养殖锯缘青蟹低外,其他组分均基本相同,差异不显著(P>0.05)。
2.2 氨基酸组成分析和营养品质评价
2.2.1 氨基酸组成分析
两种锯缘青蟹肌肉中的氨基酸含量测定结果见表2。共测得17种常见氨基酸(由于采用酸水解法预处理样品,色氨酸被破坏而无法测得),包括7种人体必需氨基酸、2种条件必需氨基酸(酪氨酸和半胱氨酸)。海水养殖锯缘青蟹肌肉中氨基酸总量为16.67%鲜质量,淡水青蟹则为16.56%鲜质量,两者无显著差异(P>0.05)。海水和淡水养殖锯缘青蟹的必需氨基酸占总氨基酸的比例(EAA/TAA,色氨酸未分析)分别为34.39%和31.20%,海水青蟹略高;而呈味氨基酸含量(决定肌肉鲜味的氨基酸包括天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸)则分别为6.60%鲜质量和7.12%鲜质量。各氨基酸组分中,两种锯缘青蟹的谷氨酸含量均为最高,而半胱氨酸含量均最
低。海水锯缘青蟹除谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸含量略低于淡水锯缘青蟹外,其他均略高;各氨基酸组分的含量与构成比例大致相同,差异不显著(P>0.05)。
2.2.2 肌肉营养品质评价
表2 锯缘青蟹氨基酸组成与含量Table 2 Amino acid composition of the muscles of marine cultured and fresh-water culturedScylla serrata
将表2的数据单位换算成每克蛋白质中含氨基酸毫克数后,按照FAO/WHO建议的氨基酸评分标准模式和全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式,分别计算出海水和淡水锯缘青蟹肌肉中必需氨基酸含量、AAS、CS以及EAAI值,并得出其限制性氨基酸[9],结果见表3。
表3 锯缘青蟹肌肉的必需氨基酸含量、AAS、CS及EAAITable 3 Essential amino acid composition, AAS, CS and EAAI of the muscles of marine cultured and fresh-water culturedScylla serrata
根据AAS模式,海水养殖锯缘青蟹的第一、第二限制性氨基酸分别为缬氨酸和异亮氨酸,与三疣梭子蟹的研究结果相同[4];而淡水养殖锯缘青蟹的第一和第二限制性氨基酸则分别为缬氨酸和甲硫氨酸+半胱氨酸。根据CS模式,海水养殖锯缘青蟹第一和第二限制性氨基酸分别为缬氨酸和甲硫氨酸+半胱氨酸;而淡水养殖锯缘青蟹则分别为甲硫氨酸+半胱氨酸和缬氨酸,与养殖中华绒螯蟹的研究结果相同[5]。海水与淡水养殖锯缘青蟹肌肉的EAAI分别为85.20和68.35。
2.3 脂肪酸组成及含量
表4 锯缘青蟹肌肉中脂肪酸含量Table 4 Fatty acid composition of the muscles of marine cultured and fresh-water culturedScylla serrata%
由表4可知,在海水和淡水养殖锯缘青蟹肌肉中主要测得18种脂肪酸,分别占脂肪酸总量的93.3%和96.92%。各包括6种饱和脂肪酸、3种单不饱和脂肪酸和9种多不饱和脂肪酸。
在海水养殖锯缘青蟹肌肉中,饱和脂肪酸含量(43.65%)明显高于淡水养殖锯缘青蟹(33.33%),饱和脂肪酸均以棕榈酸(C16:0)为主,含量分别高达22.95%和19.70%;单不饱和脂肪酸含量(18.16%)又明显低于淡水养殖锯缘青蟹(39.07%),而多不饱和脂肪酸(31.50%)则明显高于淡水养殖锯缘青蟹(24.52%)。单不饱和脂肪酸虽均以油酸(C18:1)为主,但前者(9.57%)显著低于后者(31.26%);多不饱和脂肪酸中,前者EPA含量最高,而后者则为亚油酸;两种青蟹EPA+DHA的含量分别为11.18%和9.27%。
3.1 锯缘青蟹基本营养成分的组成差异
肌肉营养成分是衡量养殖产品肌肉品质的重要指标。海水养殖锯缘青蟹肌肉粗脂肪及灰分含量相对较高;粗蛋白和水分相对较低,其中水分含量差异显著(P<0.05)。海水养殖锯缘青蟹的水分显著低于淡水养殖锯缘青蟹,可能是由于海水的渗透压大于淡水的渗透压,导致蟹体排掉一部分水分所致[12]。
3.2 氨基酸含量对锯缘青蟹营养品质的影响
由于必需氨基酸是人体不能合成或合成速度不能满足机体的需要,需要从外界食物中获得,因此食物蛋白质营养价值的高低主要取决于其所含必需氨基酸的种类、数量和组成比例。动物肌肉蛋白质的氨基酸评分、化学评分及必需氨基酸指数是衡量其营养品质高低的重要指标。从两种锯缘青蟹的氨基酸评分来看,海水养殖锯缘青蟹肌肉除第一、第二限制性氨基酸缬氨酸和异亮氨酸外,其他均高于100,而淡水养殖锯缘青蟹仅有赖氨酸及苯丙氨酸+酪氨酸高于100;从化学评分来看,锯缘青蟹肌肉除淡水养殖中的第一限制性氨基酸甲硫氨酸+半胱氨酸接近50外,其他种类氨基酸均明显高于50。现代营养学研究认为,食物中蛋白质的必需氨基酸组成越接近人体蛋白的组成,氨基酸模式越接近全鸡蛋白质模式,其营养价值就越高[13-14]。两种锯缘青蟹肌肉的氨基酸模式与FAO/WHO模式基本符合,必需氨基酸组成均相对比较平衡,且含量丰富,都是营养价值较好的优质蟹类。海水养殖锯缘青蟹肌肉在必需氨基酸比例上稍优于淡水养殖锯缘青蟹,氨基酸组成更为接近人体所需氨基酸的比例,营养价值更好;而且海水养殖锯缘青蟹肌肉的氨基酸模式与全鸡蛋模式更为接近,因此海水养殖锯缘青蟹比淡水养殖的肌肉营养价值更高。
EAAI是评价蛋白质营养价值的最常用指标之一,它以鸡蛋蛋白质必需氨基酸为参评标准,数值愈大,表明营养价值愈高。海水与淡水养殖锯缘青蟹肌肉的EAAI分别为85.20和68.35,高于野生和养殖的三疣梭子蟹(55.35、45.73)[4];淡水养殖锯缘青蟹则低于8种湖水养殖的中华绒螯蟹(70.55~83.12)[5]。这表明海水养殖的锯缘青蟹具有极高的蛋白质营养价值,而锯缘青蟹的淡水养殖则需要设法进一步提高必需氨基酸含量。
两种锯缘青蟹肌肉的氨基酸组成中,谷氨酸、精氨酸含量最为丰富。精氨酸是人体条件性必需氨基酸,对人体有很多生化和治疗作用[15]。动物蛋白质的口感鲜美在一定程度上取决于其呈味氨基酸的含量[16]。谷氨酸是特征性呈味氨基酸中鲜味最强的氨基酸,也是脑组织生化代谢中的重要氨基酸,参与多种生理功能性物质的合成。在两种锯缘青蟹肌肉中,呈味氨基酸的含量均超过了各自的必需氨基酸含量,因此它们都是口味鲜美的上佳食品。海水养殖锯缘青蟹肌肉呈味氨基酸占总氨基酸的比例(39.62%)低于淡水养殖锯缘青蟹(43.02%),其鲜美程度略逊于淡水养殖锯缘青蟹,这与实验中感官分析比较的结果相吻合。
3.3 锯缘青蟹脂肪酸组成特点
机体脂肪酸组成在一定条件下可以反映机体的营养水平,也可以反映机体摄食状况,健康水平及环境改变时机体的生理生化调节[17]。饱和脂肪酸是重要供能物质,但含量过高可升高血液中血脂、总胆固醇和低密度脂蛋白的浓度,导致动脉硬化。不饱和脂肪酸可使胆固醇酯化,降低血清胆固醇,降低低密度脂蛋白水平和冠心病发生几率,是评定食品品质的重要标志,其中亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸还是人体所不能合成的必需脂肪酸,必须从食物中获得[18-19]。因此,脂肪中脂肪酸的含量及组成也是锯缘青蟹的营养价值评价的一项重要指标。
结果表明,海水养殖锯缘青蟹的饱和脂肪酸显著高于淡水养殖锯缘青蟹,而单不饱和脂肪酸的含量显著低于淡水养殖锯缘青蟹(P<0.05),特别是油酸含量差异显著,而油酸和棕榈油酸等单不饱和脂肪酸可降低血清胆固醇和低密度脂蛋白,而且不会降低高密度脂蛋白含量[9,20],淡水养殖青蟹的饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸三者的比值更接近理想比例值[21],因此在这方面品质上海水养殖锯缘青蟹稍差。
多不饱和脂肪酸的摄入量与心血管系统疾病有显著的负相关,还具有抗癌和参与免疫调节的作用,EPA和DHA的作用尤为突出。EPA具有降低胆固醇和甘油三酯的含量、促进体内饱和脂肪酸代谢的作用。DHA本身就是组成脑细胞、脑神经和视网膜的重要物质,当膳食中长期缺乏DHA时,突触膜中就会缺少含DHA的递质,进而对信息传递、思维能力和视力产生不良影响[22-23]。海水养殖锯缘青蟹肌肉的EPA和DHA的含量要稍高于淡水养殖锯缘青蟹,因此对人体心脑血管的益处更大。
综上所述,锯缘青蟹肌肉含有丰富全面的营养物质,蛋白质含量高,氨基酸种类齐全,比例均衡,必需氨基酸和呈味氨基酸含量均较高,肉质鲜美。不饱和脂肪酸比例也较高,有助于人的心脑血管健康。在营养价值方面,海水养殖锯缘青蟹肌肉优于淡水养殖锯缘青蟹,对人体健康益处更多。而在风味口感方面,淡水养殖锯缘青蟹味道更加鲜美。因此,锯缘青蟹是一种具有良好养殖前景的水产品种。两种锯缘青蟹在营养价值和风味口感方面的差异可能与养殖的特殊环境、饲料的差异等有关,有待于进一步研究。
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Nutritional Composition Analysis of Marine Cultured and Fresh-water Cultured Scylla serrata
WANG Xue-feng,GU Hong-xin,GUO Qian-lin,WU Shou-liang,HAN Yao-ping,LIU Jing-jing*
(College of Biology and Food Engineering, Changshu Institute of Technology, Changshu 215500, China)
The nutritional composition in the muscles of marine cultured and fresh-water cultured Scylla serrata was preliminarily analyzed by routine methods. The contents of water and crude ash, protein and fat in marine cultured Scylla serrata were 70.26%, 4.59%, 15.57% and 1.09%, respectively, and those in fresh-water cultured Scylla serrata were 78.36%, 4.35%, 17.42% and 0.75%. This indicates that the muscles of Scylla serrata cultivated in different environments have a large difference in water content. A total of 17 amino acids were detected in both of them, and the percentages of essential amino acids occupying total amino acids in the muscles of marine cultured and fresh-water cultured Scylla serrata were 34.39% and 31.20%, respectively, reaching the FAO/WHO evaluation standards. The essential amino acid index (EAAI) of the muscle of marine cultured Scylla serrata was 85.20, while freshwater Scylla serrata was 68.35. The first limiting amino acids in the muscles of marine cultured and freshwater cultured Scylla serrata were both valine. The content of saturated fatty acids in marine cultured Scylla serrata was significantly higher than that in fresh-water cultured Scylla serrata (P<0.05). Their contents of EPA + DHA were 11.18% and 9.27%, having no significant difference (P>0.05). Considering collectively the above experimental results, it can be concluded that the muscle of marine cultured Scylla serrata has slightly better nutritional value but worse flavor than that of fresh-water cultured Scylla serrata.
Scylla serrata;marine cultured;fresh-water cultured;muscle;nutritional composition
TS201.4
A
1002-6630(2010)23-0386-05
2010-11-02
王雪锋(1969—),男,讲师,硕士,主要从事食品微生物学和食品化学研究。E-mail:wxf@cslg.cn
*通信作者:刘晶晶(1978—),女,副教授,硕士,主要从事食品加工和天然产物活性物质的开发与利用研究。E-mail:ljj@cslg.cn