味覺分析系統對不同產地中華絨螯蟹滋味強度值的區分

劉洪波，姜 濤，駱仁軍，薛竣仁，陳修報，楊 健,,*

（1.中國水產科學研究院 長江中下游漁業生態環境評價與資源養護重點實驗室，淡水漁業研究中心，江蘇 無錫 214081；2.南京農業大學無錫漁業學院，江蘇 無錫 214081）

中華絨螯蟹（Eriocheir sinensis），又稱河蟹、大閘蟹，是我國名貴高價值的水產品種，不僅口感極其細膩鮮美，而且富含蛋白質、必需氨基酸、VA和鉀、磷、鈣等礦質元素[1]。河蟹群體自然分布十分廣泛，其記載最東至鴨綠江口，最西至湖北沙市，最南至24°N，最北至42～43°N；但分布中心在長江中下游的江淮一帶[2]。隨著人工育苗技術的成功，河蟹的養殖業得到迅猛發展，池塘和湖泊網圍的養殖遍及全國30 個省（市、自治區），產量達81萬多噸[3]，產值達778億 元，已成為淡水漁業的支柱產業之一[4]。

對于水產品，原產地的判別和保護具有極其重要的意義，因為產地環境對品質的形成起到決定性作用；而其特有品質的差異性可以通過組分、遺傳、質構及風味要素的特征反映[5]。河蟹是我國知名水產品產地及相應品牌建設和保護最具代表性的品種。由于不同產地蟹的品質不同、價格相差很大，銷售時標明產地已經成為了慣例要求。我國市場上蟹的知名產地及其品牌眾多，長江水系的陽澄湖、石臼湖、梁子湖等地區生態環境良好，依靠天然湖泊放流養殖模式產出的成蟹品質優良，風味各異，各自形成了受國家保護的“地理標志產品”或“原產地標志產品”等。其中，江蘇省蘇州市境內的陽澄湖大閘蟹因種苗良好、產地環境優美、餌料充足、蟹肥味美而知名度最高。2017年全國河蟹市場占比40%的產值是陽澄湖大閘蟹創造的。陽澄湖大閘蟹雖身價不菲，但仍供不應求，導致了很多非原產蟹的冒名頂替，還衍生出許多暫養一段時間銷售的所謂“洗澡蟹”[6]。因此探索更多有效科學手段鑒別不同生長環境下成蟹的品質差異，進而開發原產地判別技術已經成為了中華絨螯蟹的研究重點之一[7]。這不僅可為保護消費者的合法權益，同時也可維護市場公平，有利于產業良好發展。

河蟹屬于單價高、價格差異大的水產品。單只250 g左右的陽澄湖蟹售價甚至達150 元，是非陽澄湖原產蟹的2～3 倍。普遍認為，食用時不同的美味口感是與這種價格差異有關的因素之一。但傳統上對各產地河蟹的口感滋味很難用科學定量數據評價，且各地理群中華絨螯蟹在外形上都極其相似；因而，靠評判何種成分判斷不同產地河蟹的滋味特征成了一個亟待解決的難題。

日本開發的味覺傳感器依據Weber-Fechner定律（即感覺強度和刺激的對數呈比例變化），通過調整脂類和塑化劑的種類和配比，或者通過調整電荷和疏水性的平衡實現傳感器對各種味道的選擇性應答，發明了被認為是到目前為止真正意義上與人味覺一致的測試味道的傳感器[8-9]，已被廣泛應用到食品味道的數值化以及品質評價中[10-11]（如德州扒雞在熟制過程中各種基本味（苦、咸、鮮等）的數值變化[12]，不同品種及喂養方式豬肉鮮味值的異同等[13]），證實了該儀器測試的各種味道數值的高低與人對味道感受結果的一致性[12,14]，這為科學、客觀、公正地評價食物的品質提供了新的手段。

本研究將利用SA402B型味覺分析系統，對5 個不同產地的中華絨螯蟹蒸熟的蟹肉部分進行味覺值檢測，以便從滋味特征角度開展預實驗，通過運用味覺傳感器技術區分河蟹滋味的產地差異性（其中著重分析陽澄湖產大閘蟹的風味特征），以期為不同產地中華絨螯蟹味覺的客觀評價提供基礎資料和理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

湖泊圍網養殖的中華絨螯蟹陽澄湖樣本和石臼湖樣本分別于2017年11月和12月采自西陽澄湖區水域及南京溧水縣石臼湖水域。野生個體的崇明樣本和無為樣本于2017年12月分別采自長江口崇明團結沙水域及長江下游的無為江段。遼寧營口的樣本2017年12月采自當地的稻田養蟹基地。中華絨螯蟹樣本個體信息見表1。

表1 中華絨螯蟹樣本基本信息Table 1 Geographic origins and body masses of Chinese mitten crabs investigated in this study

1.2 儀器與設備

SA402B型味覺分析系統 日本Insent公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

實驗根據采樣地的不同和蟹樣到達實驗室的不同而分批進行。每次實驗前先將到達實驗室的中華絨螯蟹活體樣本當天從泡沫塑料箱中取出，接著放于裝有自來水的塑料桶中使其吐泥1 h，再用自來水沖洗去除表面的泥沙等雜質，編好樣本號后放入不銹鋼蒸鍋內蒸制30 min。打開頭胸甲，剔除性腺部分，只取步足、蟹螯、頭胸甲底部內骨骼等易準確定位且肌肉組織明顯處的全部肌肉作為該蟹體的一個總體樣品備用。

1.3.2 電子舌檢測

準確稱取待測蟹肌肉樣品，按照1∶10加入去離子水進行勻漿，然后轉移到離心瓶中，3 600 r/min離心15 min后用Whatman濾紙雙層過濾，取80 mL上清液用于電子舌檢測。

SA402B型味覺分析系統加載多種傳感器電極，用AAE、CT0、CA0、C00、AEl等傳感器分別檢測鮮、咸（鹽）、酸、苦、澀5 種基本味道及其回味、豐富度等。在首次開機時完成傳感器的狀態檢測，傳感器響應穩定、重復性較好，認為數據有效。樣品檢測按照系統預定程序進行，測試溫度用循環水保持在20 ℃。每個樣品測量前電子舌系統均需完成正、負極清洗90 s；參比溶液清洗2 次，每次120 s，共計240 s等環節。正極清洗液為水、KCl、乙醇和KOH的混合溶液；負極清洗液由水、乙醇和鹽酸等混合而成；參比溶液為KCl和酒石酸的混合溶液，用來模擬人工唾液。清洗完成后的樣品測試時間為30 s，每1 s采集一次數據，選用第30秒數據作為測量值。每個樣品做4 次循環，去掉第1次循環，取后3 次測量結果。以參比溶液作為對照值，運用系統自帶程序將測試樣品的電位值轉化為味覺值后進行味覺特征分析。

1.4 數據處理

因待檢樣品中的味覺指標數據是以參比溶液的輸出值為對照值，即無味點，而參比溶液由KCl和酒石酸組成，故酸味的無味點定義為－13，咸味的無味點為－6，即樣品的酸、咸味味覺值分別低于－13、－6時，樣品無該味道，反之則有。其余視0值及以下為無味點。本研究取用在無味點以上的味覺指標作為樣品的有效評價指標繪制成圖；運用SPSS 20.0軟件對5 個產地中華絨螯蟹每個個體蟹肉樣品的味覺特征值進行線性判別分析。

2 結果與分析

2.1 5 個產地中華絨螯蟹的味覺值特征

陽澄湖、石臼湖、崇明團結沙水域、安徽無為縣江段以及遼寧營口5 個產地中華絨螯蟹體肉部分的味覺值見表2。因各地蟹肉的酸味值遠低于無味點（－13），故取有味值的苦、澀、咸、鮮以及苦、澀回味、豐富度等味覺指標作為評價蟹肉的有效味覺指標。根據Weber-Fechner定律，感覺量與物理量的對數值呈正比，1 個味道單位代表呈味物質的刺激強弱發生了20%變化，即人舌可以識別其差異的最小單位。從表2可知，新鮮蒸制的中華絨螯蟹樣本都有非常突出的鮮味（15.78～17.78），較低的苦味回味（0～1.03）、澀味回味（0～0.38）及味覺差異較大的苦、咸、澀味；無為江段捕獲蟹肉的味道豐富性最低（0）；總體而言鮮味對蟹肉的滋味貢獻最大，苦、澀味的回味值最小，樣本均無酸味。

表2 中華絨螯蟹的滋味強度值Table 2 Taste intensities of Chinese mitten crabs

2.2 5 個產地中華絨螯蟹的味覺雷達圖

圖1 中華絨螯蟹味道雷達圖Fig. 1 Taste radar charts

從表2和圖1a可知，雖然同為湖泊圍網養殖，兩地蟹肉的咸味、苦味和澀味的差異值分別達到4.13、4.53、7.57，即人舌能非常明顯地感覺得到其中的滋味差異。從表2和圖1b可知，與陽澄湖樣本相比，崇明樣本的苦味、澀味值分別高出2.54和3.28；無為樣本的豐富性測值為0；營口樣本的咸味值高出其4.43。說明不同產地、不同成長方式蟹肉的滋味值有較大差異。同為野生群體的崇明、無為樣本的苦味、澀味、咸味值的差異分別達到2.26、2.41和2.12，進一步說明苦味、澀味和咸味值在區別不同產地蟹中的重要性。

2.3 利用5 個產地中華絨螯蟹味覺特征值進行線性判別分析

中華絨螯蟹蟹肉味覺特征值測定結果（表2）顯示，野生的崇明、無為樣本有相似的遞減趨勢：鮮味＞苦味＞咸味＞澀味＞苦味回味≈豐富性≈澀味回味；陽澄湖樣本的豐富性大于澀味、苦味回味和澀味回味，即鮮味＞苦味＞咸味＞豐富性＞苦味回味≈澀味≈澀味回味；同為湖泊圍養的石臼湖樣本的澀味較為突出，甚至超過了咸味，其遞減順序為：鮮味＞苦味＞澀味＞咸味＞豐富性≈苦味回味≈澀味回味；營口樣本有較突出的咸味，強度值僅次于鮮味，即鮮味＞咸味＞苦味＞豐富性＞澀味≈苦味回味≈澀味回味。

圖2 線性判別分析Fig. 2 Linear discriminant analysis

采用線性判別分析法對5 個產地中華絨螯蟹味覺特征值建立Fisher式判別公式：

石臼湖：F1= 401.67鮮味+188.33苦味+5.147咸味－28.5澀味+438.26豐富性－538.7苦味回味+147.93澀味回味－4 422

無為：F2= 408.21鮮味+156.43苦味+3.239咸味－48.15澀味+429.93豐富性－422.9苦味回味+245.31澀味回味－4 135

崇明：F3= 459.94鮮味+140.13苦味－1.227咸味－63.5澀味+478.79豐富性－345.3苦味回味+310.23澀味回味－4 865

營口：F4= 472.37鮮味+102.35苦味－1.64咸味－67.33澀味+478.37豐富性－218.5苦味回味+307.17澀味回味－4 812

陽澄湖：F5= 439.09鮮味+127.62苦味－1.614咸味－68.38澀味+456.27豐富性－305.5苦味回味+306.64澀味回味－4 381

將所有樣本的滋味強度值分別代入上述判別函數中，以函數值最大的判別函數所對應的產地名作為判別結果。各地樣本的判別準確率為100%，綜合判別率為100%。采用交互驗證法對建立的判別函數進行回判，石臼湖樣本、無為樣本、營口樣本的判別準確率為100%，崇明樣本、陽澄湖樣本的判別準確率為66.7%，平均判別準確率為86.7%。相應的散點圖（圖2）顯示，石臼湖樣本、無為樣本主要集中在函數1、2的負值區域，崇明樣本、營口樣本主要集中在函數1、2的正值區域，陽澄湖樣本主要集中在函數1的負值、函數2的正值區域，樣本沒有重疊現象。

3 討 論

3.1 5 個產地中華絨螯蟹蟹肉滋味值的特征

為有效剔除雌蟹蟹黃、雄蟹蟹膏對滋味的不同影響，本研究只選取蟹肉部分作為研究的對象。結果顯示，5 個產地中華絨螯蟹蟹肉的滋味獨特，尤其是鮮味突出。鮮味來源于日語的“Umami”一詞[15]，定義為谷氨酸鈉（味精）的味道特征，被認為是甜、酸、苦、咸味之后被人類感覺的第5種基本味道。T1R1/T1R3兩種G-蛋白結合受體的共同作用可以使人感受到20 種L-氨基酸、特別是谷氨酸的味道[16-17]。相關的研究表明，中華絨螯蟹的蟹肉中含有量最高的鮮味氨基酸是谷氨酸[1,18]，蟹肉谷氨酸的滋味強度值遠高于1[18]，每克蟹肉（以濕質量計）的鮮味強度相當于0.042 g味精所產生的鮮味，而味精的閾值為0.03 g/100 mL，故蟹肉的味精當量高達140[19]，是雪蟹的8 倍以上[20]；同時，蟹肉的一些主要的呈味核苷酸如5′-單磷酸肌苷二鈉和5′-單磷酸腺苷二鈉的滋味強度值也大于1[19]，它們可與鮮味谷氨酸鈉產生協同效應，大幅提高蟹肉的鮮味，所以蟹肉的鮮味測值最高，與人品嘗時的感覺一致。

雖然食用新鮮熟制的大閘蟹時感受不到令人不愉快的苦味，但經味覺分析系統中苦味人工傳感器脂膜上的電位值與參比溶液電位值之差得出的結果可知，大部分產地蟹肉的苦味是僅次于鮮味的味道值。在人可感知的L型氨基酸及其鹽大多具有甜味或苦味，蟹肉中含量最高的苦味氨基酸是精氨酸（Arg）[1,18,21]。雖然Arg具有苦味，但是大量的Arg在風味體系中有將不舒適的苦味覆蓋、提升鮮味和口感的持續性復雜性及濃厚感的作用[22]，故所得的測值可被稱為舒適的苦味。

咸（鹽）味也是大閘蟹蟹肉滋味輪廓中重要的味覺指標，檢測結果中營口稻田蟹的咸味最高。咸味幾乎全部是由無機物產生，特別是Na+、K+等無機陽離子[23]。營口稻田蟹較高的咸味，可能與稻子生長期間施過鉀、磷肥有關，而K+、PO4－的存在亦起到提升蟹的鮮味和特征風味的作用[24]。

新鮮熟制的陽澄湖產大閘蟹蟹肉中有適度的咸味，沒有酸味、澀味回味和苦味回味，且澀味測值最低（0.11），與同樣是湖泊圍網養殖的石臼湖樣本形成鮮明的對照（澀味測值7.68）。導致大閘蟹澀味產生的物質至今并不十分清楚，牛肉的苦澀味可能源于其脂肪成分[8]，而魚類如藍點馬鮫（Scomberomorus niphonius）的澀味與其肌球蛋白重鏈的含量相關[25]，在非還原電泳時肉糜的凝膠條帶更纖細的澀味較少。

3.2 基于不同產地中華絨螯蟹樣本蟹肉部分滋味值的產地判別

隨著時代的發展和技術進步，以及對原產地水產品保護意識的進一步增強，各種判別技術層出不窮，其中已有很多技術可以達到很好的判別效果。Luo Renjun等[26]綜合了穩定同位素比和礦質元素兩種分析技術，建立了包含陽澄湖樣本在內的中華絨螯蟹產地判別模型，判別準確率高達99.4%。從研究結果看，陽澄湖樣本呈現出最高的N穩定同位素比值；石臼湖產大閘蟹的Ca、Cu、Al含量分別為陽澄湖產大閘蟹的1.74、1.73、1.58 倍[26-27]；運用形態學地標法對陽澄湖、長江口崇明等水域中華絨螯蟹進行產地區分，發現不同產地環境亦可導致背甲的形態出現差異，以背甲為對象的形態地標點法分析亦是判別不同產地中華絨螯蟹的有效方法[28]。

本研究對5 個不同產地中華絨螯蟹蟹肉樣本的味覺特征值進行判別分析，結果表明，陽澄湖樣本主要集中在函數1的負值、函數2的正值區域，各地樣本沒有重疊現象，初始驗證的判別正確率為100%，經交互驗證后的平均判別準確率為86.7%。相比于養殖方式的差異，產地因素對中華絨螯蟹的滋味品質影響更大[29-30]。同為湖泊圍網養殖的陽澄湖和石臼湖大閘蟹，其澀、苦、咸等滋味在電子舌檢測時的響應值明顯不同，特別是澀味的差異值達到7.57；同樣，野生的長江崇明水域和無為樣本，其咸、苦、澀等滋味的差異值亦達2以上。因此，雖然各地理群中華絨螯蟹在外形上都極其相似，由于產地環境、營養狀況、食物來源等方面的不同，使得其成熟后的滋味物質差異明顯，具有有效區別不同產地中華絨螯蟹滋味特征差異性的潛力。

4 結 論

中華絨螯蟹的滋味構成復雜，除核心呈味成分谷氨酸、Arg、呈味核苷酸（5’-單磷酸肌苷二鈉和5’-單磷酸腺苷二鈉）、Na+、C1－外，還包括輔助呈味成分如K+、，且不同類別的化合物之間存在協同效應[31]。本研究中使用的SA402B型味覺分析系統，通過模擬人的味覺識別系統，實現了對酸、苦、咸、鮮4 種基本味和澀味等的量化評價，可以較準確地描繪中華絨螯蟹的滋味輪廓，滋味強度值具有區分產地滋味特征差異性的潛力，適合作為快速評定中華絨螯蟹滋味特征的技術手段。