河蟹分割加工邊角料的營養成分分析及品質評價

23223

1.合肥工業大學食品與生物工程學院 安徽合肥 230009 2.安徽省農產品精深加工重點實驗室 安徽合肥 230009 3.農產品生物化工教育部工程研究中心 安徽合肥 230009

河蟹(Eriocheir sinensis)屬節肢動物門、甲殼綱、十足目、方蟹科、絨螯蟹屬，是一種重要的淡水養殖經濟蟹類，廣泛分布于我國沿海、江河、湖泊地區[1]。近年來，河蟹的養殖規模迅速擴大，2017年全國總產量已經達到了75.09萬t[2]。河蟹味道鮮美且營養價值高，深受廣大消費者的喜愛，但是由于鮮活的河蟹受生長季節和壽命的限制，不能長期供應市場。為了滿足市場供應以及消費者的需求，在河蟹上市的季節，部分小規格河蟹被分割加工成蟹鉗、蟹腿、蟹柳、蟹黃和蟹粉等速凍產品，與此同時也產生了大量的加工下腳料和邊角料[3]。

河蟹下腳料是指河蟹加工過程中產生的廢棄物，主要包括蟹殼、蟹腳和內臟[4]等，而邊角料則是指加工河蟹產品過程中所剩下的殘渣，主要包括碎屑肉、碎蟹黃或蟹膏、腹膜、碎骨等。目前河蟹邊角料和下腳料僅被用于生產飼料或直接廢棄，利用價值極低。這不僅限制了蟹類產品附加值的提升以及加工規模的總量，造成水產資源的浪費，大量廢棄物還導致了嚴重的環境污染。如今，對于蟹加工廢棄物的研究主要集中在對其下腳料的綜合利用上，且主要為海蟹。李麗[5](2018)等研究了從蟹加工下腳料中提取甲殼素的新工藝，發現用H2O2脫色后的甲殼素品質更佳。劉光明[6](2009)等以海蟹下腳料為原料，研究了一種營養豐富、風味獨特且過敏原性低的海鮮調味料的制備工藝。范建鳳[7](2009)等以梭子蟹下腳料為原料，研究了抗氧化肽的制備工藝。而關于我國盛產的淡水河蟹加工邊角料的營養品質卻未曾有過研究文獻報道。

由于河蟹邊角料中含有碎蟹肉、碎蟹黃或蟹膏等多種可食物質，相對于下腳料而言，其營養價值更高，也更值得進一步開發利用。因此，為進一步了解河蟹邊角料的營養價值，本文以河蟹分割加工產生的邊角料為研究對象，對其基本營養成分、氨基酸、礦物質元素及脂肪酸組成進行了測定與分析，以期為河蟹分割加工產品的全面綜合開發利用提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

河蟹邊角料由安徽省明光市永言水產食品有限公司提供。將邊角料流水解凍后量于冷凍干燥機內進行冷凍干燥，干燥完的樣品經粉碎后混勻，干燥密封保存備用。

硫酸銅、硫酸鉀、濃硫酸、氫氧化鉀、石油醚、乙酸鎂、濃鹽酸、磺基水楊酸、三氯甲烷、甲醇、氯化鈉和硫酸鈉均為分析純，購自國藥集團化學試劑北京有限公司；硝酸和高氯酸為優級純，正己烷為色譜純，購自合肥美豐化工儀器有限公司。

1.2 主要儀器設備

GC7890A氣相色譜儀(美國安捷倫科技公司)、L-8900氨基酸全自動分析儀(日本Hitachi公司)、DRZ-4馬弗爐(上海實驗電爐廠)、T18高速分散器(德國IKA公司)、HZ-2兩孔數顯水浴鍋(江蘇金壇市環宇科學儀器廠)、FD-1B-50冷凍干燥機(北京博醫康實驗儀器有限公司)、CT-15RT臺式高速冷凍離心機(上海天美生化儀器設備工程有限公司)、FA1104N電子分析天平(上海民橋精密科學儀器有限公司)、ICAP-7400電感耦合等離子發射光譜儀(美國賽默飛世爾科技公司)。

1.3 檢測方法

1.3.1 基本營養成分的測定

水分含量測定：直接干燥法，參考GB5009.3-2016。

灰分含量測定：高溫灰化法，參考GB5009.4-2016。

脂肪含量測定：索氏提取法，參考GB/T14772-2016。

蛋白質含量測定：凱氏定氮法，參考GB/T5009.5-2016。

1.3.2 氨基酸組成測定

準確稱取樣品0.1g(經冷凍干燥后)，移至15mL安培瓶中，加入5mL6mol/LHCl，用氮氣充滿安培瓶，在酒精噴燈下快速密封，再置于130℃的烘箱中，水解6h至水解完全，取出經室溫冷卻后移至100mL容量瓶中，用蒸餾水定容至100mL(用蒸餾水反復洗滌安培瓶三次)，然后混勻從中取1～2mL水解液，進行冷凍干燥，取出冷凍干燥后的樣品并加入1mL 0.02mol/L HCl(色譜純)溶解，然后用孔徑為0.22μm的水相微孔濾膜過濾該溶液，并將過濾后的溶液置于4℃冰箱備用。用氨基酸全自動分析儀測定。

1.3.3 氨基酸評價方法

根據FAO/WHO共同修正的理想蛋白質中必需氨基酸評分標準模式(%，干重計)[8]，中國預防醫學科學院營養與食品衛生研究所提出的全雞蛋蛋白質氨基酸模式(%，干重計)[9]，對河蟹邊角料營養品質進行評價。氨基酸評分(AAS)、化學評分(CS)、必需氨基酸指數(EAAI)[10]按以下的公式計算。

AAS=

式中，n為必需氨基酸個數；a-i為樣品中蛋白質的必需氨基酸含量(%，干重計)；ae-ie為全雞蛋蛋白質的必需氨基酸含量(%，干重計)。

1.3.4 礦物質元素組成測定

準確稱取樣品0.1g(經冷凍干燥后)，置于100mL帶有表面皿的燒杯中，加入5mL濃硝酸(優級純)和5mL高氯酸(優級純)，蓋上表面皿，在可控溫電爐上進行加熱消解，至溶液為澄清且約剩1～2mL即停止加熱，經室溫冷卻后將溶液轉入25mL容量瓶中進行定容，使用蒸餾水清洗燒杯三次，并將清洗液轉入25mL容量瓶中定容，搖勻后備用。最后采用電感耦合等離子體發射光譜儀測定。

1.3.5 脂肪酸組成測定

準確稱取樣品0.5g(經冷凍干燥后)置于100mL燒杯中，加入10mL氯仿-甲醇溶液浸提0.5h，浸提液用濾紙過濾至250mL蒸餾瓶中，殘渣再用10mL氯仿-甲醇溶液浸提一次，同樣回收濾液于蒸餾瓶中，將濾液置于旋蒸儀上蒸干，得到粗脂肪。向蒸餾瓶中加入1mol/LKOH-CH3OH溶液4mL，置于水浴鍋中皂化30min，至油珠完全消失，冷卻后加入12.5%H2SO4-CH3OH溶液40mL，再于60℃水浴上酯化5min，冷卻，移至分液漏斗中，加入45mL蒸餾水，再加入正己烷3mL，震蕩混勻，靜置10min，移除下層水相，加入4mL，飽和氯化鈉溶液，洗滌3次，移取上清液，再加入1.0g無水硫酸鈉，在4 000～5 000r/min條件下離心10min，取上清液用0.22μm微孔濾膜過濾后，待GC分析。

1.4 統計分析

采用Excel 2010和SPSS 17.0對實驗數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 基本營養成分

河蟹邊角料的基本營養成分(鮮樣)見表1，其粗蛋白含量為13.80%、脂肪為9.74%、水分為71.42%、灰分為2.14%。

表1 河蟹邊角料及其它水產品基本營養成分(鮮樣/%)

常見雞蛋粗蛋白含量約為13%[11]，魚肉約為17%，蝦蟹肉約為18%。河蟹邊角料粗蛋白含量雖然低于魚蝦蟹等常見水產品中的粗蛋白含量，但略高于雞蛋中的粗蛋白含量。同時，邊角料中的脂肪含量高達9.74%，遠高于魚肉(0.94%)、蟹肉(0.81%)以及常見禽肉中的脂肪含量，可能是由于邊角料中含有脂肪含量部分的蟹黃或蟹膏成分所導致的。河蟹邊角料水分含量略低于魚蟹等常見水產品，而灰分含量則略高于它們。由此可見，河蟹邊角料中含有豐富的蛋白和脂質或礦質資源，具有很高的利用價值。

2.2 氨基酸組成與評價

河蟹邊角料氨基酸組成見表2。

由表2可知，河蟹邊角料中共檢測出18種氨基酸，其中必需氨基酸8種，含量為54.01mg/g(鮮樣)，占氨基酸總量的37.94%，非必需氨基酸10種，含量為88.34mg/g(鮮樣)，占氨基酸總量的62.06%，比例接近WHO/FAO推薦的理想蛋白質模式(EAA/TAA在40%左右，NEAA/TAA在60%左右[8])，表明河蟹邊角料具有良好的氨基酸組成比例，營養價值高。谷氨酸不僅能在肝臟、肌肉及大腦等組織出現中毒現象時參與其中進行解毒，還可參與腦組織活動刺激腦部興奮[12]；天冬氨酸是良好的營養增補劑，既能緩解疲勞又可以用于預防心臟病、高血壓等疾病[13]；亮氨酸可以平衡機體能量代謝功能，對于肥胖癥、高血脂癥具有防治作用[14]，而賴氨酸則是食物中最容易缺乏的氨基酸，它能促進鈣的吸收，有利于形成膠原和結締組織，緩解疲勞[15]。在河蟹邊角料的氨基酸組成中，谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸以及賴氨酸均為優勢氨基酸，它們的總量達到了總氨基酸含量的40.03%，表明河蟹邊角料具有一定的藥用價值。同時，在河蟹邊角料中，甘味氨基酸(丙氨酸、甘氨酸)和鮮味氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸)占氨基酸總量的36.28%，雖然略低于蟹肉(39.05%[16])和蝦肉(40.63%[17])中呈味氨基酸的含量，但仍賦予了河蟹邊角料濃郁的鮮味，是制備調味料的極佳材料。

表2 河蟹邊角料氨基酸組成

Table 2 Amino acid composition in thescraps ofEriocheir sinensis

氨基酸鮮樣/mg·g-1干樣/mg·g-1蛋氨酸Met3.16±0.0511.05±0.18異亮氨酸Ile6.64±0.1123.25±0.39亮氨酸Leu10.80±0.3437.79±1.17纈氨酸Val8.32±0.0429.10±0.16蘇氨酸Thr6.46±0.1422.60±0.49賴氨酸Lys9.50±0.2733.23±0.96苯丙氨酸Phe7.92±0.4427.72±1.56色氨酸Trp1.21±0.034.24±0.12必需氨基酸EAA54.01±1.42188.98±5.03酪氨酸Tyr6.28±0.2821.97±0.96半胱氨酸Cys1.65±0.085.76±0.28組氨酸His5.97±0.2520.89±0.87精氨酸Arg10.01±0.2235.01±0.78谷氨酸Glu20.30±0.1871.03±0.62天冬氨酸Asp16.38±0.3857.31±1.32丙氨酸Ala8.04±0.1128.13±0.38甘氨酸Gly6.93±0.2024.25±0.68絲氨酸Ser4.27±0.0914.94±0.30脯氨酸Pro8.51±0.0929.76±0.30非必需氨基酸NEAA88.34±1.88309.05±6.49氨基酸總量TAA142.35±3.30498.03±11.52EAA/TAA/%37.9437.94NEAA/TAA/%62.0662.06

表3 河蟹邊角料必須氨基酸組成評價

以氨基酸評分(AAS)、化學評分(CS)及必需氨基酸指數(EAAI)對河蟹邊角料蛋白質中的必需氨基酸進行評價，結果見表3。由表中的AAS和CS值可知，Met+Cys的AAS和CS值最低(分別為0.48和0.27)，為河蟹邊角料的第一限制氨基酸。其它必需氨基酸的AAS值均大于0.5，CS值也都接近0.5，表明河蟹邊角料中的必需氨基酸種類較為齊全，且組成比例基本上能滿足人體的需求模式，即FAO/WHO氨基酸評分標準模式。EAAI是評價蛋白質營養價值的常用指標之一。河蟹邊角料的EAAI為43.78，雖然低于南美白對蝦(51.20)[17]和鱖魚(60.82)[18]，但基本上能夠滿足人體所需的營養需求。綜上可知，河蟹邊角料中的蛋白品質雖然不及常見水產品高，但仍然具有很高的價值。

2.3 礦物質組成與評價

河蟹邊角料與其它水產品礦物質含量比較(鮮樣)見表4。

表4 河蟹邊角料與其它水產品礦物質含量比較(鮮樣)

#為常量元素，*為微量元素。

礦物元素是人體必不可少的營養物質，當它們缺失或不足時會導致某些疾病甚至引起身體功能的紊亂[21]。由表4所示，河蟹邊角料中富含鈉、鉀、鈣和磷等多種常量元素，尤其是鈣，其含量遠高于蟹肉和魚肉松中的鈣含量，這可能是由于邊角料中含有少量較高鈣含量的碎蟹骨成分所導致的。鈣是骨骼和牙齒的重要組成成分，參與細胞代謝，維持神經和肌肉的活動及體液平衡[22]，因此豐富的鈣含量賦予了河蟹邊角料較高的營養價值。同時，河蟹邊角料中還含有一定量的鐵、銅、鋅、錳和硒等微量元素。

研究證實，微量元素與健康的關系非常密切，鐵參與血紅細胞、肌紅蛋白、細胞色素等的合成，是一種重要的酶系統組分[23]；銅和鋅被公認為人體內不可或缺的微量元素，有利于提升人體免疫功能、防治相關疾病的發生[24]；錳是酶的重要組成部分，具有催化劑和抗氧化劑的重要作用[25]；而硒則是人體必需的礦質元素，在抗衰老和抗癌方面起著積極的作用[26]。綜上可知，河蟹邊角料中含有大量人體必需的常量元素和微量元素，可作為良好的礦質補充劑。

2.4 脂肪酸組成與評價

河蟹邊角料脂肪酸組成(鮮樣)見表5。

表5 河蟹邊角料脂肪酸組成(鮮樣)

由表5可知，從河蟹邊角料中共檢測出15種脂肪酸，其中飽和脂肪酸5種，總量為20.85 mg/g，單不飽和脂肪酸(MUFA)5種，總量為40.17 mg/g，多不飽和脂肪酸(PUFA)5種，總量為23.82 mg/g。飽和脂肪酸中以十六碳酸(棕櫚酸)為主，占飽和脂肪酸總量的77.12%。研究表明，棕櫚酸能降低血清中的膽固醇含量，有效降低冠心病和高脂血癥的發病率[27]。因此，從SFA的角度來評價，河蟹邊角料有利于人體健康。不飽和脂肪酸(USFA)由MUFA和PUFA共同構成，在河蟹邊角料中USFA的含量占總量的75.42%，其中MUFA和PUFA分別占47.35%和28.08%。MUFA中以十八碳一烯酸和十六碳一烯酸為主，兩者的含量占到MUFA總量的92.95%。十八碳一烯酸(油酸)能有效降低血清總膽固醇含量，亦能有效減少機體內的氧化應激產物，降低機體的過度性炎癥反應，有利于機體健康[28]，十六碳一烯酸(棕櫚油酸)可以緩解肥胖、高血脂、高血糖和炎癥等多種代謝疾病[29]。而PUFA中則以亞油酸為主，占PUFA總量的71.24%。亞油酸可以有效降低血液中膽固醇含量，并具有抗血栓的功能[30]。另外，河蟹邊角料中還含有花生四烯酸、EPA和DHA等人體不可缺少的不飽和脂肪酸。二十碳四烯酸(花生四烯酸)不僅在炎癥中發揮重要作用，而且與氧化應激關系密切[30]。EPA能促進神經系統發育，改善大腦功能，提高記憶力，并能有效調節血脂和血糖，預防血栓、動脈粥樣硬化等心腦血管疾病[28]，而DHA則能促進嬰幼兒的大腦發育、抗炎和抗癌[31]。從USFA的角度來評價，河蟹邊角料對人體的心腦血管健康有積極意義。綜上可知，無論從飽和脂肪酸還是不飽和脂肪酸的角度來分析，河蟹邊角料都具有很高的營養和藥用價值，值得進一步開發利用。

3 結論

通過對河蟹邊角料相關營養成分的分析，結果表明：河蟹邊角料含有豐富的蛋白質和脂肪，蛋白質中氨基酸種類齊全，組成比例和評分均能滿足人體營養需求，且鮮味氨基酸含量豐富，可作為人體所需的蛋白質來源和制備香料。脂肪中不飽和脂肪酸含量高，占總量的75.42%，且含有大量人體必需脂肪酸，對心腦血管健康有積極意義，今后可作為提取蟹油的原料。同時，河蟹邊角料中富含鉀、鈉、鈣、磷等多種常量元素，以及一些人體必需的微量元素，是良好的礦質來源。總之，河蟹邊角料具有極高的營養價值，值得進一步綜合開發利用。