蔡彬新,周逢芳,黃偉卿,阮少江

(1.寧德師范學(xué)院生命科學(xué)院,福建寧德 352100; 2.福建省閩東特色生物資源工程研究中心,福建寧德 352100; 3.寧德市鼎誠水產(chǎn)有限公司,福建寧德 352100)

可口革囊星蟲(Phascolosomaesculenta),俗稱“海丁、土筍”[1],多生活于淺海2～4 m水深的沙質(zhì)海底和潮間帶。我國記錄的可口革囊星蟲有36種,福建沿海潮間帶星蟲11種,寧德產(chǎn)區(qū)主要以可口革囊星蟲為主[2]。

可口革囊星蟲肉質(zhì)脆嫩、味道鮮美,東南沿海地區(qū)稱其為“海洋冬蟲夏草”,常做成“土筍凍”食用[3]。由于星蟲味美、營養(yǎng)豐富,市場對星蟲需求持續(xù)增長,導(dǎo)致野生種群資源過渡采挖,加之海洋污染物日趨嚴(yán)重,使該物種的生存、種群資源保護(hù)與消費需求的矛盾日益突出。因此,開展星蟲的人工養(yǎng)殖是恢復(fù)野生星蟲資源的當(dāng)務(wù)之急。隨著生活水平的提高,人們對食品風(fēng)味的要求也越來越高,食品風(fēng)味物質(zhì)的研究正逐漸受到科研人員的關(guān)注。目前,對可口革囊星蟲的營養(yǎng)成分分析已有報道[4-6],但有關(guān)養(yǎng)殖可口革囊星蟲營養(yǎng)及風(fēng)味的研究未見報道。本試驗對同一地區(qū)養(yǎng)殖和野生可口革囊星蟲營養(yǎng)成分及風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行比較分析,旨在評價養(yǎng)殖和野生星蟲營養(yǎng)品質(zhì)及風(fēng)味的異同,為提高養(yǎng)殖星蟲可接受度提供一定的科學(xué)依據(jù),從而推動星蟲的擴大養(yǎng)殖和高值化利用。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

養(yǎng)殖和野生可口革囊星蟲 采集于寧德,選取個體長5～7 cm,體重6～8 g,去除內(nèi)臟、洗凈、瀝干,-20 ℃凍藏備用;石油醚、乙醇、氯化鈉、硫酸等化學(xué)試劑(分析純) 國藥化學(xué)試劑公司;甲醇、乙腈(色譜純) 德國默克公司。

Agilent 7980A GC 美國Agilent公司;Agilent1100氨基酸自動分析儀 美國Agilent公司;3-16KL高速冷凍離心機 美國Sigma公司;FDU-2110冷凍干燥機 日本東京理化器械株式會社。

1.2 實驗方法

1.2.1 基本營養(yǎng)成分測定 水分的測定參照GB 5009.3-2016直接干燥法[7];粗蛋白質(zhì)的測定參照GB 5009.5-2016凱氏定氮法[8];粗脂肪的測定參照GB 5009.6-2016索氏抽提法[9];灰分的測定參照GB 5009.4-2016 550 ℃灼燒法[10];總糖測定參照GB/T 9695.31-2008法[11]。

1.2.2 氨基酸測定及營養(yǎng)評價 氨基酸組成分析參照GB/T 5009.124-2016《食品中氨基酸的測定》[12]。

根據(jù)FAO/WHO 1973年建議的氨基酸評分標(biāo)準(zhǔn)模式和中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所提出的雞蛋蛋白質(zhì)模式進(jìn)行營養(yǎng)評價,以氨基酸評分(amino acid score,AAS)、化學(xué)評分(chemical score,CS)和必需氨基酸指數(shù)(essential amino acid index,EAAI)來評定肌肉蛋白質(zhì)的氨基酸營養(yǎng)價值。

公式如下:

AAS=樣品中某種氨基酸含量(mg/g pro)/FAO/WHO模式中同種氨基酸含量(mg/g pro)×100

CS=樣品中某種氨基酸含量(mg/g pro)/雞蛋蛋白質(zhì)中同種氨基酸含量(mg/g pro)×100

式中:n為比較的必需氨基酸個數(shù);t為樣品蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量,%;s為全雞蛋蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量,%(均以干質(zhì)量計)。

1.2.3 脂肪酸測定 參照GB 5009.168-2016《食品中總脂肪酸、飽和脂肪(酸)、不飽和脂肪(酸)的測定》[13]中水解提取氣相色譜儀法。

1.2.4 揮發(fā)性成分測定 參考游剛等[14]方法測定星蟲揮發(fā)性成分。

1.2.4.1 頂空固相微萃取條件 星蟲樣品粉碎,稱取待測樣品按料液比1∶4加入生理鹽水,取10 mL樣品置于20 mL頂空瓶中,于60 ℃下平衡5 min后,75 μm CAR/PDMS/DVB萃取頭萃取30 min,250 ℃進(jìn)樣口解吸5 min。

1.2.4.2 GC條件 TR-35MS色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);進(jìn)樣口溫度250 ℃;升溫程序:35 ℃保持1 min,以5 ℃/min的速率升溫到60 ℃保持1 min,再以6 ℃/min上升到140 ℃保持1 min,最后以8 ℃/min升溫到230 ℃,保持5 min;氦氣流量1.0 mL/min;采用恒線速率,分流比為1∶20,萃取頭解吸15 min后取出。

1.2.4.3 MS條件 離子源溫度230 ℃,四極桿溫度150 ℃,電子能量70 eV,質(zhì)量掃描范圍m/z 33～500。

1.2.5 關(guān)鍵風(fēng)味化合物的確定 采用相對氣味活度(relative odor active value,ROVA)法評價各揮發(fā)性物質(zhì)對星蟲總體風(fēng)味的貢獻(xiàn)[15],定義對樣品風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的組分。其他揮發(fā)性組分ROAV的計算公式為:

式中,Ci、Ti分別為各揮發(fā)性物質(zhì)的相對百分含量和相對應(yīng)的感覺閾值;Cmax、Tmax分別是對樣品總體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大組分的相對百分含量和相對應(yīng)的感覺閾值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗中采用SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,以P<0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn),每個樣品做3個重復(fù)。采用NIST3.0譜庫數(shù)據(jù)庫檢索,輔助以人工解析圖譜,峰面積歸一化法計算星蟲樣品中揮發(fā)性成分的相對含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 養(yǎng)殖與野生可口革囊星蟲基本營養(yǎng)成分分析

表1 養(yǎng)殖和野生可口革囊星蟲基本營養(yǎng)成分(mg/g)Table 1 Nutritional components of cultured and wild P.esculenta(mg/g)

由表1可知,在養(yǎng)殖和野生星蟲的基本營養(yǎng)成分中,水分的含量分別占81.77%和77.27%,差異顯著(P<0.05),粗蛋白分別占干重的71.85%和74.12%,養(yǎng)殖星蟲的粗蛋白含量顯著低于野生星蟲(P<0.05),但高于海產(chǎn)品干貝66.39%[16],稍低于海參72.70%[17]。養(yǎng)殖和野生星蟲粗脂肪含量較低,分別為3.16%和2.47%,差異顯著(P<0.05),總糖含量分別為9.51%和9.26%,灰分為10.16%和9.25%,灰分和總糖含量差別不顯著(P>0.05)。由此可見,養(yǎng)殖和野生星蟲都是“高蛋白、低脂肪”的海鮮食材。養(yǎng)殖和野生星蟲粗蛋白和粗脂肪含量差異顯著(P<0.05),主要是由于養(yǎng)殖星蟲使用飼料喂養(yǎng),生長較快,使其體壁厚而松,含水多,而野生星蟲主要以海水中營養(yǎng)物質(zhì)為食,生長慢,體壁薄而實,含水少,使其蛋白含量高。且養(yǎng)殖星蟲養(yǎng)殖密度大、活動量小,導(dǎo)致脂肪積累,使其脂肪含量較野生星蟲的高。

2.2 養(yǎng)殖與野生可口革囊星蟲氨基酸組成及營養(yǎng)評價

由表2可知,養(yǎng)殖星蟲和野生星蟲都檢出18種氨基酸,包括8種必需氨基酸(essential amino acids,EAA)、4種呈味氨基酸(delicious amino acid,DAA)。氨基酸總量(total amino acid,TAA)分別為597.13和712.44 mg/g,養(yǎng)殖星蟲的氨基酸總量顯著低于野生星蟲(P<0.05)。動物性食品良好的風(fēng)味主要依賴于呈味氨基酸的含量,在這18種氨基酸中,谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸和丙氨酸為呈味氨基酸,養(yǎng)殖星蟲呈味氨基酸為263.50 mg/g,顯著低于野生星蟲322.15 mg/g(P<0.05)。呈味氨基酸使得可口革囊星蟲具有濃郁的海鮮風(fēng)味,其中谷氨酸是鮮味最強的氨基酸,養(yǎng)殖星蟲和野生星蟲的谷氨酸含量分別為96.29和124.26 mg/g。養(yǎng)殖星蟲的氨基酸總量及呈味氨基酸比野生低,可能與星蟲的食物和生長環(huán)境有關(guān)?，F(xiàn)代藥理表明精氨酸具有很多功效[18],養(yǎng)殖和野生星蟲中精氨酸含量分別占10.23%和9.85%。賴氨酸作為人乳中第一限制性氨基酸,在養(yǎng)殖和野生星蟲中含量較豐富,分別36.85和42.33 mg/g,這證明了可口革囊星蟲是比較優(yōu)質(zhì)的催乳食品。評價水產(chǎn)品的營養(yǎng)價值及其肉質(zhì)品質(zhì),不僅要從其氨基酸的總量和呈味氨基酸含量進(jìn)行分析,也要對其組成以及之間的比例進(jìn)行比較,從而獲得更為優(yōu)質(zhì)的食品蛋白源。養(yǎng)殖星蟲和野生星蟲EAA/NEAA比值分別為46.94%和46.47%,接近FAO/WHO的理想模式[19]。

食物蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的高低,主要取決于所含必需氨基酸的種類、數(shù)量及組成比例。由表3可知,養(yǎng)殖星蟲中AAS和CS相對野生星蟲偏低,第一限制性氨基酸均為蛋氨酸+半胱氨酸,第二限制性氨基酸均為纈氨酸。EAAI是評價食物營養(yǎng)價值的常用指標(biāo)之一,其值越大,營養(yǎng)價值越高[20],養(yǎng)殖和野生星蟲的EAAI分別為59.51和68.25,說明野生星蟲營養(yǎng)價值略高于養(yǎng)殖星蟲。

表2 養(yǎng)殖與野生可口革囊星蟲的氨基酸組成及含量(mg/g)Table 2 Amino acid composition and contents ofcultured and wild P.esculenta(mg/g)

表3 養(yǎng)殖和野生可口革囊星蟲必需氨基酸組成評價Table 3 Evaluation of essential amino acid composition of cultivated and wild P.esculenta

表4 養(yǎng)殖和野生可口革囊星蟲脂肪酸組成及分析含量(%)Table 4 Comparison of fatty acid composition of cultivated and wild P. esculenta(%)

2.3 養(yǎng)殖與野生可口革囊星蟲脂肪酸的組成及分析

由表4可知,養(yǎng)殖星蟲和野生星蟲中均檢測到18種脂肪酸,飽和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)5種,單不飽和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA)6種,多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)7種。從脂肪酸含量來分析,養(yǎng)殖星蟲和野生星蟲均含SFA、PUFA、MUFA,養(yǎng)殖星蟲PUFA(48.60%)低于野生星蟲(53.04%),分別是亞油酸、亞麻酸、二十碳二烯酸、二十碳三烯酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸;PUFA以C20∶4 n6含量最高,養(yǎng)殖星蟲和野生星蟲分別達(dá)31.45%和27.22%。

PUFA是機體生命活動過程中一類具有多種活性的重要物質(zhì),研究表明食物中高n-3/n-6 PUFA比值對人體健康有益,FAO/WHO建議食物中n-3/n-6 PUFA比值應(yīng)高于20%[20]。養(yǎng)殖和野生星蟲中n-3/n-6 PUFA分別達(dá)27.10%和20.09%,明顯高于仿刺參15.83%[21]。野生星蟲具有較高的二十碳五烯酸(EPA),可能與其食藻類的食性有關(guān),自然界中硅藻、紅藻和褐藻等藻類能自身合成EPA。

2.4 養(yǎng)殖與野生可口革囊星蟲風(fēng)味成分分析

圖1 養(yǎng)殖可口革囊星蟲揮發(fā)性物質(zhì)總離子流圖Fig.1 Total ion current chromatograms ofvolatile compounds extracted from cultured P. esculenta

圖2 野生可口革囊星蟲揮發(fā)性物質(zhì)總離子圖Fig.2 Total ion current chromatograms ofvolatile compounds extracted from wild P. esculenta

可口革囊星蟲揮發(fā)性成分的總離子流色譜見圖1、圖2,揮發(fā)性組分及其相對含量見表5。由表5可知,從養(yǎng)殖和野生星蟲中分別檢出40、41種有效揮發(fā)性風(fēng)味化合物,包括醛類、醇類、酮類、烴類、酯類、酸類、烴類等。研究表明,醛類物質(zhì)成分具有強烈的果香、花香味,且風(fēng)味閾值較低,對風(fēng)味貢獻(xiàn)較大[22]。養(yǎng)殖和野生星蟲醛類物質(zhì)分別為10和11種,含量占30.10%和31.53%,醛類中含量較高直鏈醛為辛醛、乙醛、庚醛,其中辛醛含量最高,主要呈現(xiàn)脂肪香、辛辣香[22]。庚醛具有強烈的魚腥味[8],野生星蟲庚醛含量明顯高于養(yǎng)殖星蟲。一般低相對分子質(zhì)量烯醛類對特征香味有貢獻(xiàn),養(yǎng)殖星蟲和野生星蟲中檢測到反-2-辛烯醛、反-2-壬烯醛、反式-2,4-癸二烯醛,養(yǎng)殖星蟲中烯醛類含量低于野生星蟲。此外,養(yǎng)殖和野生星蟲中還檢出苯甲醛,苯甲醛主要呈現(xiàn)清香、脂肪氣息味[23],也是星蟲的重要風(fēng)味組成成分。

與醛類相比,醇類具有較高的閾值,對風(fēng)味的貢獻(xiàn)較小,除非以高濃度存在或者是不飽和的醇類[24]。由表5可知,養(yǎng)殖星蟲和野生星蟲中均檢出9種醇類揮發(fā)性物質(zhì),占18.19%和18.50%,主要以飽和醇為主。酮類化合物具有獨特的清香和果香風(fēng)味[25],本實驗中,養(yǎng)殖星蟲和野生星蟲中酮類物質(zhì)分別是4、5種,其中1-辛烯-3酮、3-羥基-2-丁酮和3-辛酮含量差異較大,且1-辛烯-3酮閾值低,呈現(xiàn)蘑菇、泥土香味,這可能是造成二者風(fēng)味差異的主要原因之一。

表5 養(yǎng)殖和和野生可口革囊星蟲揮發(fā)性成分和相對氣味活度值Table 5 Volatile components and ROAV of cultivated and wild P. esculenta

續(xù)表

養(yǎng)殖星蟲和野生星蟲中分別檢出7、3種烴類化合物,3、4種酯類物質(zhì),由于其閾值較高,對直接風(fēng)味貢獻(xiàn)不大,但它們可能會提高星蟲的整體香味效果。野生星蟲中檢出鄰二甲苯、間二甲苯等芳香化合物,它們一般由環(huán)境污染物轉(zhuǎn)入星蟲體內(nèi)。此外,星蟲肌肉中還檢出二甲基二硫、二甲基三硫、辛酸等物質(zhì)。

2.5 可口革囊星蟲關(guān)鍵風(fēng)味成分的確定

由表5可知,1-辛烯-3酮對星蟲風(fēng)味的貢獻(xiàn)最大,故定其ROVA值為100,其他揮發(fā)性風(fēng)味化合物的ROAV可計算得到,ROAV越大的組分對樣品總體風(fēng)味的貢獻(xiàn)也越大,一般認(rèn)為ROAV≥1的物質(zhì)為所分析樣品的關(guān)鍵風(fēng)味成分,0.1≤ROAV<1的物質(zhì)則對樣品總體風(fēng)味具有重要修飾作用[26]。由表5可知,星蟲的關(guān)鍵風(fēng)味成分主要是:辛醛、壬醛、反-2-辛烯醛、反-2-壬烯醛、1-辛烯-3酮和β-紫羅蘭酮,而庚醛、乙醛、苯乙醛和乙酸乙酯物質(zhì)對星蟲的總體風(fēng)味具有重要的修飾作用。

3 結(jié)論

從營養(yǎng)成分組成上來分析,養(yǎng)殖星蟲是一種高蛋白、低脂肪的海產(chǎn)品。養(yǎng)殖星蟲與野生星蟲均含有高比例的蛋白質(zhì)(71.85%和74.12%)和低比例的脂肪(3.16%和2.47%),而養(yǎng)殖星蟲粗蛋白含量顯著低于野生星蟲(P<0.05),脂肪含量顯著高于野生星蟲(P<0.05)。星蟲氨基酸種類豐富,含量高,養(yǎng)殖星蟲TAA(597.13 mg/g)顯著低于野生星蟲(712.44 mg/g)(P<0.05)。養(yǎng)殖與野生星蟲中高含量的DAA(44.12%和45.22%),使星蟲具有濃郁的海鮮風(fēng)味。星蟲中高含量的精氨酸和賴氨酸可能為星蟲提供了某些藥理功效,因此可養(yǎng)殖和野生星蟲PUFA分別為48.60%和53.04%,其中n-3/n-6 PUFA分別達(dá)27.10%和20.09%。養(yǎng)殖星蟲和野生星蟲中分別檢測出40、41種揮發(fā)性成分,包括醛類、醇類、酮類、烴類、芳香類等,其關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)是辛醛、壬醛、反-2-辛烯醛、反-2-壬烯醛、1-辛烯-3酮和β-紫羅蘭酮。綜上所述,與野生星蟲相比,養(yǎng)殖星蟲營養(yǎng)品質(zhì)及風(fēng)味質(zhì)略低,但也是一種營養(yǎng)價值較高、風(fēng)味獨特的海洋食品,符合現(xiàn)代人追求健康味美的飲食觀念。