三疣梭子蟹肌肉组织中甜菜碱、糖原及无机盐变化研究

金 蕾, 徐善良, 邱成功, 方增冰

(1. 宁波大学 科学技术学院， 浙江 宁波 315211； 2. 宁波大学 应用海洋生物技术教育部重点实验室， 浙江 宁波 315211)

三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)简称“梭子蟹”，北方俗称“篮蟹”、“螃蟹”，南方称“白蟹”、“膏蟹”，浙南称“江蟹”，是一种大型海洋经济食用蟹类。三疣梭子蟹肉质细嫩，味道鲜美，风味独特，深受国内外消费者喜爱，又是重要的出口创汇产品[1]。研究表明，三疣梭子蟹不仅蛋白质含量高，且氨基酸种类齐全、组成理想，人体所必需的氨基酸含量较高[2]，矿物元素丰富，还含有多种对人体新陈代谢所必需的脂肪酸及维生素，其营养价值胜过一般的肉类食品[3]。

迄今，有关三疣梭子蟹肌肉组织中营养组成及风味成分已有相关文献报道，分别研究了其蛋白质、氨基酸、脂肪酸和无机元素的含量[4]，比较了野生与养殖蟹的氨基酸与脂肪酸组成[2]，分析了三疣梭子蟹肌肉中的风味化合物[5]，还研究了胚胎和幼体发育过程中的生化成分和氨基酸变化[6-7]等。海产品组织中的甜菜碱、糖原及无机盐作为呈味物质的重要成分，起到辅助呈味作用，可以满足人们口感品质的要求[3]。三疣梭子蟹蟹肉的口感、风味因生长环境、营养条件、雌雄性别和发育阶段的不同，存在着显著的差异[2]，因此，研究比较三疣梭子蟹不同生长阶段及雌雄蟹肌肉组织中的甜菜碱、糖原及无机盐含量，有助于分析不同蟹口感、风味的特点和差异。

本论文对三疣梭子蟹不同阶段肌肉组织中甜菜碱、糖原及无机盐(K、Na、Ca、Mg、Fe)含量进行了测定分析，以期为今后提高三疣梭子蟹品质提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

本实验所用的三疣梭子蟹均采自浙江舟山市沈家门渔港的海捕野生个体，按3个不同的发育阶段，在3个季节分别采集了幼蟹、交配前和交配后2种成蟹。具体采样时间、规格及数量见表1。

表1 样品的采集时间、规格及数量

所有实验用蟹均活体解剖取肌肉组织。从头胸甲与腹部连接处打开甲壳，细心剥离头胸甲及附肢中的肌肉，将每尾蟹的肌肉组织分别称重(精确至0.01 g)编号后，置-20℃下保存备用。

1.1.2 试剂

雷氏盐溶液，上海迈坤化工有限公司；蒽酮试剂，上海隆垒生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

721型分光光度计，上海光谱仪器有限公司; 高速离心机，北京时代北利离心机有限公司。

1.3 方法

1.3.1 甜菜碱含量的测定

原理：甜菜碱在pH值为1时能和雷氏盐生成红色沉淀，将沉淀过滤洗净后溶于70%的丙酮中，呈粉红色溶液，在525 nm处测定吸光度[8]。

用乙醇萃取法提取甜菜碱：精确称取冷冻肌肉样品1 g，加蒸馏水5 mL，内切匀浆搅拌，沸水浴1 h震荡搅拌，冷却至室温。加入95%乙醇20 mL，4℃冷藏过夜。次日，离心6000 r/min，20 min，分离，沉淀用80%乙醇10 mL洗涤沉淀离心2次，合并上清液，减压浓缩，用蒸馏水定容25 mL。冰箱冷藏备用。

标准曲线的绘制：吸取1、2、3、4、5 mL甜菜碱标准溶液，分别置于具塞试管中，依次加入4、3、2、1、0 mL蒸馏水，用冰浴冷却15 min后，滴加雷氏盐溶液5 mL，振摇，放回冰浴，保藏1 h。从冰浴中取出试管轻微摇动，使结晶悬浮。6000 r/min离心10 min，弃上清，用乙醚洗液洗涤结晶。然后，用丙酮溶液溶解甜菜碱雷氏盐结晶，滤液收集于比色管中，用丙酮溶液定容，在721型分光光度计上，于525 nm处测定吸光度值。

甜菜碱的测定：移取试样制备液5 mL，用冰浴冷却15 min，再用浓硫酸调节pH值至1，以下操作同标准曲线绘制。每个样品做3次平行实验，所测的吸光度取平均值，代入由标准曲线得到的回归方程中，算出甜菜碱的含量。

1.3.2 糖原含量的测定

原理：糖原在浓硫酸将加热条件下水解为葡萄糖，而葡萄糖分子中醛基在浓硫酸中能与蒽酮发生特异性反应，形成混合物其最大吸收波长为620 nm，颜色深浅与葡萄糖浓度呈正比[9]。

标准曲线的绘制：取7支干燥洁净的试管，编号后，每管加入葡萄糖标准液和水后立即混匀，迅速置于冰浴中，加入蒽酮试剂后，同时置于沸水浴中，准确加热15 min，立即取出置冰浴中迅速冷却。待冷却到室温后，第一管为空白，迅速测其余各管的光吸收值。

样品的预处理：精确称取冷却肌肉样品(200 mg)放入离心管内，加入5%的三氯醋酸4 mL，匀浆1 min后3000 r/min、4 ℃条件下离心15 min，重复操作1次，将2次上清液合并。用振荡器充分混匀。取上清液1 mL放入10 mL离心管中，加入95%乙醇4 mL，充分混匀至2种液体间没有分界面；室温下静置过夜。然后3000 r/min、4 ℃条件下离心1 min，弃去上清液后，试管倒置10 min空干。

每个样品做3次平行实验，所测的吸光度取平均值，代入由标准曲线得到的回归方程中，算出糖原的含量。

1.3.3 无机盐含量的测定

样品经消化后，导入原子吸收分光光度计中，经火焰原子化后，在吸收波长的共振线下，其吸收量与K、Na、Ca、Mg和Fe的含量成正比，与标准曲线比较就可确定K、Na、Ca、Mg和Fe的含量。

本部分实验无机盐含量的测定主要是采用原子吸收分光光度法，样品经混合酸消化液消化后，测定其中K、Na、Ca、Mg和Fe的含量。

2 结果与分析

2.1 3个发育阶段的甜菜碱含量比较

通过甜菜碱标准曲线计算得到3个发育阶段各样品的甜菜碱含量见图1。由图1可见，8月份幼蟹的甜菜碱含量最低，为172 mg/100 g，10月份交配前的雌蟹中甜菜碱的含量最高，达473 mg/100 g,显著高于幼蟹和交配蟹，且是未交配雄蟹的2倍多。而在12月份交配后雌、雄蟹的甜菜碱含量相近。随着蟹的生长，雌、雄蟹在不同发育阶段肌肉中的甜菜碱含量表现不同，雌性蟹甜菜碱表现为从幼蟹时的低水平迅速上升至未交配时的峰值，但交配后减半。雄性蟹则表现为随着发育肌肉中的甜菜碱逐渐升高。

图1 不同发育阶段雌雄蟹肌肉中甜菜碱的含量变化

KNaCaMgFe幼蟹336.94±8.73185.59±2.8622.66±0.1524.71±0.211.21±0.03交配前雌蟹416.26±9.54131.92±4.2317.35±0.3223.69±0.131.26±0.02交配后雌蟹457.63±11.43174.31±3.4522.48±0.2422.75±0.451.12±0.02

2.2 3个发育阶段的糖原含量比较

用获得的葡萄糖标准曲线，计算得到3个发育阶段各个样品肌肉组织中糖原含量见图2。

图2 不同发育阶段雌雄蟹肌肉中糖原的含量

图2中显示，3个发育阶段的蟹肌肉中糖原含量差异显著，幼蟹阶段的糖原含量极低，仅为0.8 μg/mg，至交配前的成蟹阶段，雌蟹肌肉中的糖原含量升高一倍，雄蟹则继续保持较低水平；交配后，雌雄蟹肌肉中的糖原含量急剧升高，雌蟹上升至11.26 μg/mg，是交配前的6.5倍，雄蟹达到9.61 μg/mg，是交配前的10倍。由此可见，随着三疣梭子蟹的发育，其肌肉中的糖原含量呈上升趋势。

2.3 不同发育阶段三疣梭子蟹肌肉中无机盐含量的变化

实验测定了雌蟹在3个发育阶段的肌肉中k、Na、Ca、Mg和Fe的含量，见表2。从表2中可以看出，肌肉中5种无机盐含量依次为K>Na>Mg >Ca>Fe。比较发现，在三疣梭子蟹肌肉中k的含量随着发育阶段呈缓慢上升趋势；Na和Ca的含量则以交配前阶段最低；Mg的含量随发育阶段有所下降； Fe的含量表现为交配后最低。

3 讨论

3.1 甜菜碱、糖原及无机盐在海产品呈味中的重要作用

糖原是动物体内糖的贮存形式，有“动物淀粉”之称。糖原是动物肌肉组织中重要的营养成分之一，在动物肉类中除了能起到主要的供能作用外，还起到了辅助的呈味作用，其含量与肉品品质密切相关[10]。

无机盐是人类不可缺少的营养要素,无机盐与健康的关系一直是人们长期探讨和关注的问题之一[14]。无机盐也是动植物生命活动所必需的。在海产品中，无机盐作为呈味成分之一，为海产品提供了口感品质的保证。Ca在蟹类中有重要的作用，是甲壳的主要构成成分。可以维持蟹类生长发育、健康以及繁殖。而Mg是维持骨细胞结构和功能所必需的元素，是胆碱酯酶等的活化因子，具有使ATP转化成ADP及抑制神经兴奋等作用[15]。Na的生理功能主要是共同维持体液的渗透压和调节酸碱平衡，并能与其它离子一起参与维持正常肌肉神经的兴奋性及参与神经冲动的传递。K的大部分生理功能都是在与Na协同作用中发挥的，因此维持体内K离子和Na离子的平衡，对生命活动中渗透压的调节有重要意义。Fe在动物体内主要参与载体的组成、转运和贮存营养素，还能参与体内的物质代谢。因此，研究三疣梭子蟹肌肉组织中无机盐的意义非常重要。

3.2 三疣梭子蟹肌肉中甜菜碱含量随发育阶段的变化

在幼蟹阶段由于雌雄性别刚刚分化，甜菜碱含量不及成体。雌蟹肌肉中的甜菜碱含量交配前大于交配后，雄蟹则交配前含量略低于交配后。资料显示，三疣梭子蟹的雌蟹在交配后，其卵巢发育期储备的各种能量和营养往往消耗很大[16]。甜菜碱参与体内蛋白质的合成，甜菜碱在体内代替蛋氨酸作为甲基供体，而参与甲基的循环和代谢[1]。交配前肌肉中的甜菜碱储备量丰富，随着交配行为的发生，雌蟹的卵巢开始发育，将肝胰腺、肌肉中的营养向卵巢大量转移，这可能导致了肌肉中甜菜碱被不断消耗和转移，从而出现了逐步降低的现象。然而，雄蟹的生殖生理与雌蟹截然不同，只是在交配期会消耗大量的能量物质，交配后大部分雄蟹便会死去，幸存下来的雄蟹都是一些体质强壮的个体，肌肉中的甜菜碱逐渐得到补充而略有升高。

甜菜碱也存在于鲍鱼(Abalone)、鱿鱼(Architeuthis dux)、牡蛎(Ostrea gigas thunberg)和贻贝(Mytilus edulis)等众多贝类中。有研究表明，在三疣梭子蟹、虾头、虾米、干贝、干贻贝、冻贻贝和杂色蛤仔这7种海产品中，呈味成分甜菜碱的含量,以三疣梭子蟹中含量最高[11]；海养和淡养的凡纳滨对虾中甜菜碱含量分别为268 mg/100 g和179 mg/100 g[12]，而本实验测得野生三疣梭子蟹肌肉中甜菜碱含量最高为473 mg/100 g。由此可见，三疣梭子蟹肌肉中的甜菜碱含量远高于一般水产品，所以三疣梭子蟹的蟹肉入口爽滑带有甜味，口感品质极佳。

3.3 交配前后雌雄蟹肌肉中糖原含量的差异与口感品质的关系

糖原是动物体内葡萄糖的储存形式，分为肝糖原和肌糖原2种[17]。肝糖原可以转化为葡萄糖，以维持血糖的浓度。但肌糖原不能直接转化成葡萄糖，它的分解产物为乳酸，乳酸可以通过血液循环在肝脏内转变成肝糖原或葡萄糖而被机体利用。

研究表明，甲壳动物营养物质的积累除了可以渡过食物缺乏的冬季外，还与生殖产物的形成密切相关。事实上雄性性腺的发育还需消耗糖类物质，在性腺快速发育前期，雄蟹精巢和副性腺中葡萄糖及糖原含量明显高于其他时期[18]。由此可见，在交配前，雄蟹肌肉中糖原的积累与其性腺的发育有关。雄蟹肌肉中所积累的糖原，在交配前大部分供精巢所需，故肌肉组织中含量极低，生殖活动结束后，雄蟹肌肉中的糖原才开始快速积累。但雌蟹性腺发育所需的能量极少来自糖类物质[19]，因此，交配后葡萄糖在体内就以糖原的形式贮存在肌肉中，逐渐达到11.26 μg/mg的水平。

有研究表明，糖类对呈味的作用不是很明显，但起着一定的协同作用[12]。虾蟹等海产品的香味属于加热反应的香气，糖原是香味前体物质之一, 它在加热过程中能产生二酮醛、醇、吠喃类化合物，可以增加蟹肉风味的淳厚感以及鲜美程度[20]。这也印证了本研究的结果，三疣梭子蟹交配后随着肌肉中糖原含量不断增加，其风味也更佳，鲜美程度更高，促进了蟹肉的品质的不断提高。

3.4 发育阶段与三疣梭子蟹肌肉中无机盐含量的关系

有研究表明，海产品中钾、钠、钙、镁等宏量元素含量十分丰富，并且同一元素在不同的海产品中含量变化很大。其中钙的变化范围最大是5～991 mg/100 g，海产品对钾、钠有很好的富集作用,其含量都比较高，海产品中微量元素铁的变化范围是0.20～22.60 mg/100 g[21]。本实验所得结果符合上述结论，比较K、Na、Ca、Mg、Fe这5种无机盐，同样发现在三疣梭子蟹肌肉中K、Na的含量比较高，Fe的含量最低。无机盐的多少也会直接影响三疣梭子蟹的口感。三疣梭子蟹是蓝血动物，体内Cu作为血蛋白成份，故测得Fe的含量很低。同样是甲壳动物的日本对虾并不需要铁, 金泽夫等[22]认为饵料中铁的含量会抑制对虾的生长。这和本实验得到的铁含量最低结果相一致。

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