南極磷蝦（Euphausia superba）與脊尾白蝦（Exopalaemon carinicauda）營(yíng)養(yǎng)學(xué)特征分析及鮮味評(píng)價(jià)

曹 榮，趙 玲，孫慧慧，劉 淇*

（中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所，山東 青島 266071）

南極磷蝦（Euphausia superba）隸屬節(jié)肢動(dòng)物門、軟甲綱、磷蝦目、磷蝦科、磷蝦屬，廣泛分布于環(huán)南極大陸架水域[1]。南極磷蝦資源量巨大，已成為世界漁業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)相開發(fā)利用的海洋新資源。我國(guó)于2009年開始對(duì)南極磷蝦進(jìn)行大規(guī)模的商業(yè)化捕撈和加工，目前的產(chǎn)品類型以蝦粉、蝦油為主，而即食類、罐頭類、干制品等作為普通食品類型的比例相對(duì)較低[2]。開展南極磷蝦營(yíng)養(yǎng)組成、鮮味特征、加工特性等方面的研究，可以為新型產(chǎn)品的研發(fā)提供參考。

脊尾白蝦（Exopalaemon carinicauda）是我國(guó)近海重要的經(jīng)濟(jì)蝦類，隸屬節(jié)肢動(dòng)物門、甲殼綱、十足目、長(zhǎng)臂蝦科、白蝦屬[3]，成年蝦體長(zhǎng)約4～5 cm，在體型上與南極磷蝦相似。脊尾白蝦味道鮮美、肉質(zhì)細(xì)嫩，除直接鮮食外，有很大比例被加工成“蝦米”，深受消費(fèi)者喜愛。與畜禽肉類相比，大多數(shù)水產(chǎn)品具有獨(dú)特的鮮味。目前已有魚[4]、蝦[5]、蟹[6]、貝[7-8]等風(fēng)味物質(zhì)與呈味成分方面的研究報(bào)道，而有關(guān)脊尾白蝦鮮味評(píng)價(jià)的研究還較少。

在世界近海漁業(yè)資源普遍衰退的背景下，南極磷蝦的開發(fā)利用具有戰(zhàn)略意義，而目前我國(guó)在南極磷蝦高效利用方面的基礎(chǔ)研究還比較薄弱[9]。本實(shí)驗(yàn)選取南極磷蝦與脊尾白蝦作為研究對(duì)象，對(duì)2 種體型上類似的蝦在營(yíng)養(yǎng)組成與鮮味方面的異同進(jìn)行對(duì)比分析，研究結(jié)果既有助于科學(xué)評(píng)價(jià)南極磷蝦這一新興資源，同時(shí)為南極磷蝦、脊尾白蝦等小型蝦的高值化加工利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

南極磷蝦，體長(zhǎng)3～4 cm，系“南極磷蝦資源分布與冷鏈技術(shù)”課題組于2014年5月隨遼寧省大連海洋漁業(yè)集團(tuán)“富榮?！碧?hào)磷蝦作業(yè)船在南極海域捕撈，捕獲后包被冰衣，迅速保存在-30 ℃冰柜中，2014年7月運(yùn)抵實(shí)驗(yàn)室后，繼續(xù)保存于超低溫冰箱中備用。

鮮活脊尾白蝦2015年5月采集自青島市沙子口海鮮碼頭，體長(zhǎng)4～5 cm。采集后立即裝入塑料袋，充氧密封條件下1 h內(nèi)運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室，選取活力強(qiáng)的個(gè)體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）、二磷酸腺苷（adenosine diphosphate，ADP）、單磷酸腺苷（adenosine monophosphate，AMP）、肌苷酸（inosine monophosphate，IMP）、次黃嘌呤核苷（hypoxanthine riboside，HxR）和次黃嘌呤（hypoxanthine，Hx）標(biāo)準(zhǔn)品（純度＞99%）、氨基酸混樣標(biāo)準(zhǔn)品（純度＞99%）、直鏈脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品（純度＞99%） 美國(guó)Sigma公司；甲醇、乙腈（均為色譜純） Merck化工技術(shù)（上海）有限公司；其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

L-8800型氨基酸自動(dòng)分析儀 日本日立公司；GXL-25型高溫箱式爐 合肥日新高溫技術(shù)有限公司；DHG-9423A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；KDN-04A型凱氏定氮儀 杭州綠博儀器有限公司；SZF-06型索氏抽提儀 邦西儀器科技（上海）有限公司；2695型高效液相色譜系統(tǒng) 美國(guó)Waters公司；6980N型氣相色譜儀、5973型質(zhì)譜儀 美國(guó)Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 基本營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

采用GB 5009.3—2010《食品中水分的測(cè)定》常壓干燥法測(cè)定水分含量[10]；采用GB 5009.4—2010《食品中灰分的測(cè)定》高溫灼燒法測(cè)定灰分含量[11]；采用GB 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》凱氏定氮法測(cè)定粗蛋白質(zhì)含量[12]；采用GB 5009.6—2010《食品中脂肪的測(cè)定》索氏提取法測(cè)定粗脂肪含量[13]?；緺I(yíng)養(yǎng)組成以濕基計(jì)。

1.3.2 脂肪酸組成測(cè)定

參照樓喬明等[14]的方法，采用氯仿-甲醇法提取總脂，甲酯化后，采用氣相色譜-質(zhì)譜進(jìn)行分析。氣相色譜條件：石英毛細(xì)管柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm）；氦氣作為載氣；壓力55 kPa；進(jìn)樣口溫度230 ℃；檢測(cè)器溫度250 ℃；升溫程序：以3 ℃/s的速率升至210 ℃，保持10 min。質(zhì)譜條件：電子電離源；電離能量70 eV；質(zhì)量掃描范圍m/z 50～500。

1.3.3 氨基酸含量測(cè)定

水解氨基酸含量的測(cè)定參照GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸含量的測(cè)定》[15]，原料經(jīng)濃鹽酸處理，采用L-8800型氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定，以干基計(jì)。游離氨基酸含量采用磺基水楊酸法處理樣品，氨基酸自動(dòng)分析儀進(jìn)行測(cè)定，以濕基計(jì)。

1.3.4 呈味核苷酸含量測(cè)定

參照Yamanaka等[16]的方法稍作修改。取樣品5.0 g，加入15.0 mL預(yù)先冷卻的過氯乙酸溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%），均質(zhì)后離心，收集上清液，中和至pH 6.5，過0.45 μm濾膜，濾液用高效液相色譜進(jìn)行測(cè)定。

色譜分析條件：色譜柱Shiseido C18SG（4.6 mm×150 mm）；流動(dòng)相為乙酸、檸檬酸、三乙胺混合溶液，濃度分別為20、20 mmol/L和40.0 mmol/L，pH 5.5；流速0.8 mL/min；柱溫40 ℃；紫外檢測(cè)器，檢測(cè)波長(zhǎng)260 nm；進(jìn)樣量10 μL。比較樣品與標(biāo)準(zhǔn)化合物色譜圖峰值的保留時(shí)間及峰高來(lái)確定AMP、IMP、鳥苷酸（guanosine monophosphate，GMP）含量，以濕基計(jì)。

1.3.5 滋味活性值（taste active value，TAV）的計(jì)算

按公式（1）計(jì)算TAV：

1.3.6 味精當(dāng)量（equivalent umami concentration，EUC）的計(jì)算

EUC是呈味核苷酸與鮮味氨基酸之間產(chǎn)生的協(xié)同增鮮作用，以同等鮮味所需的谷氨酸單鈉（monosodium glutamate，MSG）表示[17]。按公式（2）計(jì)算：

式中：1 218為協(xié)同作用常數(shù)；ai為鮮味氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%；bi為鮮味氨基酸相對(duì)于MSG的鮮味系數(shù)（Glu=1；Asp=0.077）；aj為呈味核苷酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%；bj為呈味核苷酸相對(duì)于IMP的鮮味系數(shù)（AMP=0.18；IMP=1；GMP=2.3）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)重復(fù)2 次，每次設(shè)3 個(gè)平行，結(jié)果以s表示，以P值小于0.05為顯著，P值大于0.05為不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定結(jié)果

南極磷蝦與脊尾白蝦具有典型的水產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)特征，表現(xiàn)為水分、蛋白含量高。其中，脊尾白蝦的基本營(yíng)養(yǎng)組成與姜巨峰等[18]的研究結(jié)果類似。近幾年有關(guān)南極磷蝦營(yíng)養(yǎng)組成的研究報(bào)道較多[19-22]，但數(shù)據(jù)相差較大，這可能與所選用的實(shí)驗(yàn)原料有關(guān)。南極磷蝦的基本化學(xué)成分受捕撈海域、季節(jié)、年齡以及性成熟等多種因素的影響[22]，特別是蛋白與脂肪含量隨季節(jié)呈規(guī)律性變化[23]。實(shí)驗(yàn)所用南極磷蝦原料系5月捕獲，蛋白含量相對(duì)較低、脂質(zhì)含量相對(duì)較高，這與聶玉晨等[23]的研究結(jié)果類似。

如表1所示，南極磷蝦與脊尾白蝦均屬于小型蝦類，2 種蝦雖然在體長(zhǎng)上相近，但基本營(yíng)養(yǎng)組成有較大差異。與脊尾白蝦相比，南極磷蝦的粗蛋白含量顯著偏低（P＜0.05），而粗脂肪含量顯著偏高（P＜0.05）。

表1 南極磷蝦與脊尾白蝦基本營(yíng)養(yǎng)組成Table1 General nutritional compositions of E. superba and E. carinicauda

2.2 脂肪酸組成測(cè)定結(jié)果

表2 南極磷蝦與脊尾白蝦脂肪酸組成情況Table2 Fatty acid compositions of total lipids from E. superba and E. carinicauda

采用氣相色譜-質(zhì)譜法可以從南極磷蝦和脊尾白蝦總脂中鑒定出30 種脂肪酸。如表2所示，南極磷蝦與脊尾白蝦的脂肪酸組成有明顯差異。南極磷蝦中飽和脂肪酸占32.31%，且以C16:0和C14:0為主；單不飽和脂肪酸比例為28.63%，以C18:1和C18:1n-7為主；多不飽和脂肪酸占38.78%，其中C20:5n-3和C22:6n-3比例較高。脊尾白蝦飽和脂肪酸比例為36.40%，高于南極磷蝦，且以C16:0和C18:0為主；單不飽和脂肪酸比例低于南極磷蝦，以C18:1n-9為主；多不飽和脂肪酸比例為43.30%，以C20:5n-3、C22:6n-3和C20:3n-3為主。

2.3 水解氨基酸與游離氨基酸組成分析

表3 南極磷蝦與脊尾白蝦水解氨基酸與游離氨基酸組成Table3 Free amino acid compositions of E. superba and E. carinicauda and amino acid compositions in their hydrolysates

如表3所示，在水解氨基酸種類上，南極磷蝦中Glu、Asp、Lys和Leu含量相對(duì)較高，而脊尾白蝦中含量較高的氨基酸依次為Glu、Asp、Arg、Leu、Lys和Pro。脊尾白蝦中Arg和Pro的含量顯著高于南極磷蝦（P＜0.05），Leu、Gly和His顯著高于南極磷蝦（P＜0.05），而Glu和Met顯著低于南極磷蝦（P＜0.05）。與脊尾白蝦相比，南極磷蝦的氨基酸總量明顯偏低（P＜0.05）。南極磷蝦與脊尾白蝦在EAA總量上無(wú)差別，但∑EAA/∑AA分別為41.22%和35.77%，差異明顯。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO）和世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）對(duì)優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的判定標(biāo)準(zhǔn)是∑EAA/∑AA為0.4左右、∑EAA/∑NEAA在0.6以上[24]。參照此標(biāo)準(zhǔn)，南極磷蝦更加符合FAO/WHO推薦的蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的理想模式。

游離氨基酸是影響水產(chǎn)品滋味的一類重要成分。南極磷蝦與脊尾白蝦的游離氨基酸總量存在顯著差異（P＜0.05）。在種類組成上，南極磷蝦游離氨基酸中Lys含量較高，而脊尾白蝦中含量較高的游離氨基酸依次為Gly、Pro、Ala和Arg。Glu和Asp是典型的呈鮮味的氨基酸，脊尾白蝦的游離Glu和Asp含量均顯著高于南極磷蝦（P＜0.05）。

2.4 呈味核苷酸含量測(cè)定

表4 南極磷蝦與脊尾白蝦中呈味核苷酸含量Table4 The contents of nucleotide-related compounds in E. superba and E.carinicauda

如表4所示，核苷酸及其關(guān)聯(lián)化合物是影響水產(chǎn)品滋味的另一類重要成分，其中GMP、IMP和AMP是典型的呈鮮味的核苷酸[25]。脊尾白蝦中3 種核苷酸的含量依次為IMP＞AMP＞GMP，且3 種核苷酸含量之間存在顯著差異（P＜0.05）。南極磷蝦肌肉中核苷酸的含量依次為IMP＞AMP＞GMP，3 種核苷酸含量之間同樣存在顯著差異（P＜0.05）。

水產(chǎn)動(dòng)物中AMP和IMP含量來(lái)源于活體狀態(tài)時(shí)體內(nèi)的積累，同時(shí)受死后ATP降解的影響。ATP是廣泛分布于細(xì)胞中的游離核苷酸，通過氧化磷酸化為肌體提供能量。水產(chǎn)動(dòng)物死后，其體內(nèi)的ATP可通過不同的途徑降解，目前普遍認(rèn)為的途徑有2 種[26]，分別為：（a）ATP→ADP→AMP→AdR→HxR→Hx；（b）ATP→ADP→AMP→IMP→HxR→Hx。脊尾白蝦和南極磷蝦肌肉中IMP含量較高，表明2 種蝦ATP的降解途徑可能均是以（b）為主。而南極磷蝦肌肉中IMP、AMP含量高于脊尾白蝦，這可能與南極磷蝦原料歷經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間貯運(yùn)，ATP在此期間發(fā)生大量降解有關(guān)。2 種蝦類中GMP含量均較低，這與Nogushi[27]發(fā)現(xiàn)動(dòng)物原料以AMP為主，而GMP主要分布于菌類中的結(jié)果一致。

2.5 鮮味評(píng)價(jià)

表5 南極磷蝦與脊尾白蝦滋味活性物質(zhì)含量及TAVTable5 Taste-active compounds and their TAV values in E. superba and E.carinicauda

鮮味是水產(chǎn)品最重要的滋味特征，通常用TAV和EUC進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中，TAV被廣泛用來(lái)對(duì)食品的滋味強(qiáng)度進(jìn)行判定，以及評(píng)價(jià)某一組分對(duì)整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)[17]。當(dāng)化合物TAV小于1時(shí)，該呈味物質(zhì)對(duì)整體滋味作用不明顯；當(dāng)TAV大于1時(shí)，該呈味物質(zhì)對(duì)整體滋味有重要貢獻(xiàn)，且值越高，貢獻(xiàn)度越大。蝦類呈現(xiàn)鮮味的化合物主要有游離氨基酸（Glu、Asp）、核苷酸（AMP、IMP、GMP）和某些小分子肽等。如表5所示，IMP對(duì)南極磷蝦和脊尾白蝦鮮味的貢獻(xiàn)最為突出，其次是Glu，而AMP和Asp對(duì)鮮味貢獻(xiàn)較小，GMP雖然閾值最低，但由于含量也低，因而其貢獻(xiàn)最小。

不同滋味化合物之間的交互作用也是呈味的關(guān)鍵因素之一。當(dāng)呈味核苷酸與鮮味氨基酸同時(shí)存在時(shí)，可產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，帶來(lái)強(qiáng)烈的鮮味[28]，這種協(xié)同效應(yīng)可以用EUC來(lái)衡量[29]。南極磷蝦和脊尾白蝦的EUC分別為11.01 g MSG/100 g和12.98 g MSG/100 g，這與大黃魚的EUC（13.43g MSG/100 g）[30]相當(dāng)。

3 結(jié) 論

南極磷蝦與脊尾白蝦雖均屬于小型蝦類，但在基本營(yíng)養(yǎng)成分、氨基酸組成、脂肪酸組成方面有較大差異。與脊尾白蝦相比，南極磷蝦的蛋白含量顯著偏低（P＜0.05），而粗脂肪含量顯著偏高（P＜0.05）；南極磷蝦的氨基酸總量明顯偏低（P＜0.05），但∑EAA/∑AA更加符合FAO/WHO推薦的蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的理想模式；2 種蝦的脂肪酸組成同樣不同，南極磷蝦的不飽和脂肪酸含量相對(duì)較高。

南極磷蝦和脊尾白蝦均是IMP和游離Glu對(duì)鮮味起主要貢獻(xiàn)，南極磷蝦的呈味核苷酸AMP、IMP、GMP含量均顯著高于脊尾白蝦（P＜0.05），而在游離氨基酸中鮮味氨基酸Glu、Asp含量低于脊尾白蝦（P＜0.05）。南極磷蝦和脊尾白蝦的EUC分別為11.01 g MSG/100 g和12.98 g MSG/100 g，具有理想的鮮味特征。2 種蝦在普通食品、調(diào)味品開發(fā)方面具有廣闊的市場(chǎng)前景。

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