郭建港，何玉英，王瓊，鄭禮，李健

(1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所， 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 山東 青島 266071； 2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國家實(shí)驗(yàn)室海洋漁業(yè)科學(xué)與食物產(chǎn)出過程功能實(shí)驗(yàn)室, 山東 青島 266071； 3.上海海洋大學(xué) 水產(chǎn)科學(xué)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心, 上海 201306)

中國明對蝦(Fenneropenaeuschinensis)，又稱中國對蝦、東方對蝦，隸屬于節(jié)肢動物門(Arthropoda)，甲殼綱(Crustacea)，十足目(Decapoda)，對蝦科(Penaeidae)，明對蝦屬(Fenneropenaeu),主要分布在中國的黃、渤海地區(qū)，是重要的漁業(yè)資源之一。中國明對蝦肉質(zhì)鮮嫩味美，風(fēng)味獨(dú)特，富含高蛋白及多種礦物質(zhì)元素[1]，深受國內(nèi)外消費(fèi)者喜愛。為了平衡中國明對蝦的市場需求與種質(zhì)資源，中國于20世紀(jì)80年代開展中國明對蝦的選育工作，而當(dāng)前對中國明對蝦選育群體的研究仍圍繞在遺傳多樣性、抗逆性、生長發(fā)育等領(lǐng)域[2-4]，經(jīng)選育的中國明對蝦在風(fēng)味品質(zhì)方面與野生群體相比是否存在差異還需進(jìn)一步研究。

已有研究表明游離氨基酸、核苷酸、甜菜堿和無機(jī)離子等滋味物質(zhì)的組成和含量都直接影響到水產(chǎn)動物的風(fēng)味品質(zhì)[5]。目前，已有學(xué)者對不同水產(chǎn)動物野生群體和選育群體間的滋味品質(zhì)差異開展了研究，劉磊等[6]在對三疣梭子蟹(Portunustrituberculatus)野生群體和“科甬1號”新品種風(fēng)味品質(zhì)的比較分析中發(fā)現(xiàn)，“科甬1號”中呈味氨基酸對其滋味的貢獻(xiàn)程度高于野生群體，多不飽和脂肪酸對風(fēng)味的貢獻(xiàn)程度與野生群體相當(dāng)，其具有可觀的養(yǎng)殖前景；范武江等[7]研究發(fā)現(xiàn)，日本沼蝦(Macrobrachiumnipponense)野生群體和養(yǎng)殖群體均為優(yōu)質(zhì)的蛋白源，野生群體在脂肪酸和必需氨基酸含量方面要優(yōu)于養(yǎng)殖群體；高強(qiáng)等[8]在對羅氏沼蝦(Macrobrachiumrosenbergii)新品種“南太湖2號”的研究中發(fā)現(xiàn)，其營養(yǎng)品質(zhì)要優(yōu)于非選育群體。當(dāng)前，也有部分學(xué)者對中國明對蝦肌肉中營養(yǎng)成分進(jìn)行了測定分析[9-11]，但尚未見關(guān)于其野生群體和選育群體的滋味物質(zhì)成分全面分析的報(bào)道。

中國明對蝦選育群體和野生群體滋味物質(zhì)的差異有哪些，選育是否會對其品質(zhì)產(chǎn)生影響，這些都成為我們亟待解決的問題。鑒于此，本研究通過測定中國明對蝦野生群體和選育群體肌肉中的游離氨基酸、呈味核苷酸、甜菜堿和無機(jī)離子等滋味物質(zhì)含量，同時結(jié)合呈味物質(zhì)的味道強(qiáng)度值(Taste Activity Value，TAV)及味精當(dāng)量(Equivalent Umami Concentration，EUC)，探明人工選育是否會對中國明對蝦滋味品質(zhì)產(chǎn)生影響，為今后中國明對蝦種質(zhì)改良提供相關(guān)的數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)，從而推動中國明對蝦養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

中國明對蝦野生群體于2019年6月取自黃海北部(34°21′，124°38′)，平均體長(14.09±0.67)cm，平均體重(24.35±1.22)g；選育群體于同月取自昌邑市海豐水產(chǎn)養(yǎng)殖有限責(zé)任公司，平均體長(12.48±0.24)cm，平均體重(20.72±0.81)g。兩群體均選取活力好且規(guī)格齊整的健康雌性對蝦。選育群體選用的是中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所以中國對蝦“黃海1號”保種群體及從渤海海州灣、萊州灣收集的2個野生群體構(gòu)建的基礎(chǔ)群體，將耐氨氮脅迫能力及生長速度作為選育指標(biāo)，經(jīng)連續(xù)5代選育得到的中國明對蝦新品種“黃海3號”(品種登記號為GS-01-002-2013)。將挑選出的對蝦充氧密封條件下運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室，保證其存活。

選取2個群體的對蝦活體各20尾，操作全程在冰板上進(jìn)行，用酒精對取樣用鑷子和剪刀進(jìn)行消毒，去除蝦頭、蝦殼，快速解剖取得肌肉組織，放入2 mL無菌 EP 管后，迅速轉(zhuǎn)移至液氮罐內(nèi)進(jìn)行速凍，于-80 ℃保存待用。

1.2 試劑與儀器

氯化鈉、高氯酸、鹽酸、氫氧化鉀、三乙胺、磷酸二氫鉀、雷氏鹽(均為分析純)，北京國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；5′-腺苷酸(AMP)、5′-肌苷酸(IMP)、5′-鳥苷酸(GMP)、次黃嘌呤核苷(HxR)和次黃嘌呤(Hx)標(biāo)準(zhǔn)品、17種氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品、甜菜堿標(biāo)準(zhǔn)品(均為色譜純)，美國Sigma公司；乙腈、甲醇、異硫氰酸苯酯(均為色譜純)，上海安譜實(shí)驗(yàn)有限公司。

LA8080氨基酸自動分析儀，日本日立公司；U3000高效液相色譜儀，美國賽默飛世爾公司；Trace 1300氣相質(zhì)譜儀，美國賽默飛世爾公司；H2050R高速冷凍離心機(jī)，長沙湘儀有限公司；PHSJ-3F pH計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；ECO-IC離子色譜儀，瑞士萬通公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 游離氨基酸的測定

參考張娜等[12]的測定方法。分別準(zhǔn)確稱取0.20 g 2個群體的對蝦肌肉，加入0.02 mol/L鹽酸溶液水解24 h后，用去離子水定容至25 mL，搖勻，室溫下超聲提取60 min，所得溶液過C18柱，取濾液用0.22 μm水相微孔濾膜過濾后待上機(jī)測定。

分析條件：磺酸型陽離子樹脂色譜柱；分離柱溫度：57 ℃；檢測波長：570 nm和440 nm；緩沖液：檸檬酸鈉和檸檬酸的混合緩沖液；流速為：0.40 mL/min；反應(yīng)液：茚三酮試劑；反應(yīng)液流量：0.35 mL/min；反應(yīng)單元溫度：135 ℃；進(jìn)樣量500 μL。

1.3.2 呈味核苷酸的測定

參考Liu等[13]的測定方法。分別準(zhǔn)確稱取1.00 g 2個群體的對蝦肌肉，加入10%高氯酸10 mL進(jìn)行研磨，超聲提取20 min后，在8 000 r/min、4 ℃下冷凍離心15 min后，取上清液轉(zhuǎn)移至離心管中，剩余沉淀加入5%高氯酸10 mL重復(fù)上述操作步驟，收集上清液，用5 mol/L KOH溶液調(diào)整pH至6.5，用超純水定容至50 mL，搖勻，用0.22 μm濾膜過濾后待上機(jī)測定。

分析條件：C18(250 mm×4.6 mm，5 μm)色譜柱；柱溫：25 ℃；檢測波長：254 nm；流動相：磷酸鹽緩沖液∶甲醇=1 000∶40；流速：1.0 mL/min；洗脫梯度：等梯度洗脫40 min；進(jìn)樣量：10 μL。

1.3.3 甜菜堿、無機(jī)離子的測定

甜菜堿的測定參考Focht等[14]的測定方法。分別準(zhǔn)確稱取5.00 g 2個群體的對蝦肌肉，加入蒸餾水10 mL，充分?jǐn)嚢? min，蒸煮15 min，4 ℃冷藏過夜，次日5 000 r/min離心10 min，過濾，收集濾液。再用10 mL乙醇洗滌沉淀，重復(fù)以上操作，合并2次濾液，減壓濃縮，用蒸餾水定容至100 mL，4 ℃冷藏備用，待上機(jī)操作。標(biāo)曲的制作參照陳德慰等[15]的方法。

無機(jī)離子的測定參考邵洋等[16]的測定方法。分別準(zhǔn)確稱取1.00 g 2個群體的對蝦肌肉，置于10 mL離心管內(nèi)，加入5 mL純水，用玻璃棒將蝦肉研磨搗碎，超聲提取30 min。加入約3～5 mL正己烷，繼續(xù)超聲處理30 min，棄去上層，重復(fù)上述操作2次。下層用純水定容至10 mL，充分混勻，15 000 r/min離心5 min。上清液過C18柱，取濾液用0.22 μm濾膜過濾后待上機(jī)測定。

陽離子的檢測條件：Metrosep C4色譜柱；流動相：30 mmol/L NaOH；流速：1 mL/min。陰離子檢測條件：Metrosep A Supp5 色譜柱；流動相：2 mmol/L碳酸鈉+1.0 mmol/L 碳酸氫鈉；流速：0.6 mL/min

1.3.4 味道強(qiáng)度值(TAV)

味道強(qiáng)度值(Taste Activity Value，TAV)是一種用來評價(jià)滋味物質(zhì)呈味強(qiáng)度的最為經(jīng)典和客觀的方法[17]。公式如下：

式(1)

式中，C：滋味物質(zhì)的絕對濃度值，mg/100 g；T：滋味物質(zhì)的閾值，mg/100 g。TAV>1時，該呈味物質(zhì)對于樣品的呈味有顯著影響，數(shù)值越大貢獻(xiàn)越大；TAV<1時，該呈味物質(zhì)對樣品風(fēng)味沒有貢獻(xiàn)[18]。

1.3.5 味精當(dāng)量(EUC)

依據(jù)Yamaguchi等[17]的方法，公式如下：

EUC=∑aibi+1 218(∑aibi)(∑ajbj)

式(2)

式中，EUC：味精當(dāng)量(g MSG/100 g)；ai鮮味氨基酸(Asp、Glu)的含量(g/100 g)；bi鮮味氨基酸相對于MSG的相對鮮度系數(shù)(Glu為1，Asp為0.077)；aj呈味核甘酸(GMP、IMP、AMP)的含量(g/100 g)；bj呈味核甘酸相對于IMP的相對鮮度系數(shù)(IMP為1，GMP為2.3，AMP為0.18)；1 218為協(xié)同作用系數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 25.0對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)，用T檢驗(yàn)法進(jìn)行差異顯著性分析，以P<0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 游離氨基酸含量比較分析

游離氨基酸作為水產(chǎn)動物中重要的滋味物質(zhì)，其含量與組成往往決定了水產(chǎn)動物的鮮美程度[19]。不同的游離氨基酸呈現(xiàn)的滋味特征也有所不同，天冬氨酸與谷氨酸呈現(xiàn)鮮味[20]，丙氨酸、甘氨酸、脯氨酸等與甜味有關(guān)[21]，亮氨酸、賴氨酸和蛋氨酸為苦味氨基酸[22]，精氨酸雖為苦味氨基酸，但可提升水產(chǎn)動物的鮮味，平衡其他物質(zhì)賦予水產(chǎn)品的腥味[23]，對水產(chǎn)動物滋味的貢獻(xiàn)是正向性的。

野生群體和選育群體肌肉中游離氨基酸含量見表1，根據(jù)各游離氨基酸的閾值計(jì)算得出TAV值，篩選出其中TAV>1的游離氨基酸，具體結(jié)果見圖1。本研究發(fā)現(xiàn)，野生群體游離氨基酸總量為4 509.66 mg/100 g，呈味氨基酸總量為2 426.00 mg/100 g，而選育群體游離氨基酸總量為3 039.24 mg/100 g，呈味氨基酸總量為2 150.24 mg/100 g，均顯著低于野生群體(P<0.05)。

表1 野生群體和選育群體肌肉中游離氨基酸含量Tab.1 Content of free amino acids in the wild population and selected population

2個群體肌肉中共檢測了16種游離氨基酸，野生群體中有14種游離氨基酸含量顯著高于選育群體(P<0.05)，包含呈鮮味的谷氨酸以及呈甜味的蘇氨酸、甘氨酸和丙氨酸，其TAV值均顯著高于選育群體(P<0.05)，說明上述游離氨基酸對野生群體滋味貢獻(xiàn)程度大于選育群體，野生群體肌肉的鮮甜程度更高。野生群體肌肉中脯氨酸含量為636.67 mg/100 g，顯著低于選育群體的770.00 mg/100 g(P<0.05)，Vandendool等[24]研究發(fā)現(xiàn)，脯氨酸在低濃度時呈現(xiàn)甜味，高濃度時呈現(xiàn)苦味，由此推測野生群體肌肉具有比選育群體更甜的滋味。

此外，由圖1可知，野生群體中呈苦味的纈氨酸、蛋氨酸和組氨酸的TAV值也大于1，這些苦味氨基酸同時還具備增加呈味復(fù)雜性和相對提高鮮度的作用[25]，說明野生群體中對滋味有貢獻(xiàn)的游離氨基酸組成較選育群體更加豐富，同時野生群體肌肉的鮮味也有所提高。2個群體中含量最高且TAV值最大的氨基酸均為精氨酸，這一結(jié)果與王曜等[26]和贠三月等[27]研究發(fā)現(xiàn)的克氏原螯蝦(Procambarusclarkii)和凡納濱對蝦(LitopenaeusVannamei)肌肉中精氨酸TAV值最高的結(jié)果一致。綜上，野生群體肌肉主要呈現(xiàn)的滋味為鮮、甜、苦，且整體滋味要優(yōu)于選育群體。

圖1 野生群體和選育群體肌肉中游離氨基酸的TAVFig.1 TAV of free amino acids in the muscle of wild population and selected population

2.2 呈味核苷酸含量比較分析

對蝦肌肉中核苷酸的主要存在形式為三磷酸腺苷(ATP)，當(dāng)其死后，ATP在多種酶的作用下降解，主要降解途徑有兩種：ATP→ADP→AMP→IMP→HxR→Hx和ATP→ADR→IMP→HxR→Hx。降解過程產(chǎn)生的核苷酸及其衍生物是影響水產(chǎn)動物滋味的另一重要因素[28]，其中AMP、IMP和GMP對滋味均具有不同貢獻(xiàn)。IMP和GMP具有高于味精的強(qiáng)烈鮮味[29]，可以增強(qiáng)食品的鮮味和甜味。AMP除能抑制苦味外，還能與IMP產(chǎn)生協(xié)同增鮮作用[30-31]。

野生群體和選育群體肌肉中各呈味核苷酸含量及其TAV值見表2。本研究發(fā)現(xiàn)，2群體的呈味核苷酸總量分別為250.91 mg/100 g和515.77 mg/100 g，野生群體含量顯著低于選育群體(P<0.05)。此外，野生群體肌肉中AMP、IMP的含量顯著低于選育群體(P<0.05)，Hx和HxR的含量顯著高于選育群體(P<0.05)，推測原因是由于中國明對蝦野生群體死后體內(nèi)ATP降解過程較選育群體更為活躍，這與李婉君[32]和石婧等[33]對南極磷蝦(Euphausiasuperba)和中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)等海捕野生群體的研究結(jié)果相似。

表2 野生群體和選育群體肌肉中呈味核苷酸含量及TAV值Tab.2 Flavor nucleotide content and TAV in the muscle of wild population and selected populations

針對2個群體中呈味核苷酸的TAV值進(jìn)行比較分析發(fā)現(xiàn)，兩個群體中IMP的TAV值均大于1，其對應(yīng)的TAV值分別為5.12和8.95，說明IMP對兩個群體蝦肉的鮮味特征貢獻(xiàn)程度較高，且對選育群體的滋味貢獻(xiàn)程度大于野生群體。此外，僅選育群體中AMP的TAV值大于1，表明AMP對選育群體肌肉鮮味特征具有重要貢獻(xiàn)。綜上，AMP和IMP對選育群體滋味貢獻(xiàn)更加顯著，賦予其強(qiáng)烈的鮮味。

2.3 甜菜堿、無機(jī)離子含量比較分析

甜菜堿廣泛存在于各類水產(chǎn)動物體內(nèi)，其在產(chǎn)生甜味的同時還具有增強(qiáng)滋味厚度的作用[34]，此外甜菜堿還具有調(diào)節(jié)滲透壓、抑制脂肪肝、緩和應(yīng)激的功能[35-36]。野生群體和選育群體肌肉中甜菜堿和無機(jī)離子含量及TAV值見表3，本研究發(fā)現(xiàn)，野生群體甜菜堿含量為1 328.91 mg/100 g，顯著高于選育群體的655.44 mg/100 g(P<0.05)，為選育群體的2.03倍，這與薛長湖等[36]對中國明對蝦甜菜堿的測定結(jié)果一致。此外，野生群體和選育群體甜菜堿的TAV值均大于1，分別為5.32、2.62，表明甜菜堿對野生群體滋味的貢獻(xiàn)程度更大，說明野生群體具有更加爽快的甜味，以及更高的營養(yǎng)價(jià)值。

表3 野生群體和選育群體肌肉中甜菜堿、無機(jī)離子含量及TAV值Tab.3 Content of betaine, inorganic ions, and TAV in the muscle of wild population and selected population

2.4 味精當(dāng)量的比較分析

野生群體和選育群體的EUC值見表4。野生群體和選育群體的EUC值分別為22.24 g MSG/100 g和20.55 g MSG/100 g，野生群體顯著高于選育群體(P<0.05)，說明野生群體肌肉中游離氨基酸和呈味核苷酸的協(xié)同作用更強(qiáng)，這與野生群體肌肉中天冬氨酸和谷氨酸含量較高有關(guān)。此外，2個群體的EUC值均高于中華絨螯蟹的4.2 g MSG/100 g[40]和養(yǎng)殖大黃魚(Larimichthyscrocea)的13.43 g MSG/100 g[41]，綜上，野生群體和選育群體肌肉都呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的鮮味，但野生群體鮮味仍要優(yōu)于選育群體。

表4 野生群體和選育群體的味精當(dāng)量Tab.4 EUC of the wild population and selected populations

3 結(jié)論