不同養殖區香港牡蠣的化學組成及特征氣味成分分析

黃艷球，楊發明，秦小明,2,*，章超樺,2，林海生,2,*，高加龍,2

（1.廣東海洋大學食品科技學院，廣東 湛江 524088；2.廣東省水產品加工與安全重點實驗室，水產品深加工廣東普通高等學校重點實驗室，國家貝類加工技術研發分中心（湛江），廣東 湛江 524088）

香港牡蠣（Crassostrea hongkongensis），又稱“白蠔”，喜高溫低鹽環境，廣泛分布于我國南部沿海地區，其中，廣東、廣西是香港牡蠣的主要產區，其年產量約130萬 t，是我國第二高產量的牡蠣品種[1-2]。牡蠣富含蛋白質、糖原、氨基酸、牛磺酸、微量營養素等成分，功能成分相對其他貝類較高，是一種高營養價值的水產品[3-4]。目前針對牡蠣的研究主要集中在生態養殖、優化加工等方面，關于牡蠣營養成分分析已有報道，但對不同養殖區香港牡蠣的營養組成、重金屬和微量元素、呈味物質、揮發性成分等進行系統比較分析鮮見報道。不同養殖區的牡蠣由于生長環境的不同，其風味和營養成分也會有所不同[5]。一般營養成分組成、重金屬元素及微量元素、呈味氨基酸、核苷酸關聯化合物等含量是評價牡蠣滋味和品質的重要指標。谷氨酸是貝類的鮮味貢獻者；甘氨酸是甜味貢獻者；高含量的丙氨酸、精氨酸等也對貝類的特有風味有貢獻；核苷酸關聯化合物不僅是海產品主要的鮮味成分之一，同時還與某些氨基酸有協同作用，對總體風味的提升有重要作用[6]。海洋重金屬含量影響海產品的衛生質量。一般來說，食品風味中的揮發性化合物決定了其芳香特性并對其特征風味起到最重要的作用[7]。同時，氣味也是水產品的一個重要感官評定要素[8]，它從某些方面影響水產品的消費。因此，風味中的揮發性化合物對食品的感官特性具有重大影響。

本研究對廣西欽州、廣東陽江、廣東湛江和廣東汕頭4 個養殖區香港牡蠣的營養成分、重金屬含量、揮發性和非揮發性化合物對其風味和口感影響等幾個方面進行測定評價，以期為牡蠣資源的高值化加工利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

香港牡蠣（Crassostrea hongkongensis）分別采集于廣東、廣西的牡蠣主養殖區，分別為廣西省欽州市茅尾海（簡稱欽州大蠔，采集日期：4月27日），廣東省湛江太平鎮（簡稱湛江蠔，采集日期：5月2日），廣東省陽江市陽西縣程村鎮（簡稱程村蠔，采集日期：4月27日），廣東省汕頭市牛田洋海區（簡稱汕頭蠔，采集日期：5月17日）。樣品采集后在-25 ℃條件下保存備用。

1.2 儀器與設備

QC-LL2435智能料理機 佛山市乾程電氣科技有限公司；GC6890-5973MSD氣相色譜-質譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）儀美國安捷倫公司；固相微萃取頭（50 μm聚二甲基硅氧烷/聚二乙烯基苯（polydimethylsiloxane/divinylbenzene coating，PDMS/DVB）） 美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

揮發性成分檢測：鮮活牡蠣經去殼后牡蠣肉洗凈打漿，固定料液比為1∶3；其他成分：純牡蠣肉均漿，待測（20 個樣品為1 組）。

1.3.2 一般營養成分測定

水分含量：按照GB 5009.3—2016《食品中水分的測定》（第一法）進行測定；灰分含量：按GB 5009.4—2016《食品中灰分的測定》的方法測定；蛋白質含量：按GB 5009.5—2016《食品中蛋白質的測定》的方法測定；脂肪含量：按GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測定》的方法測定；總糖含量：按GB 5009.8—2016《食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測定》的方法測定。

1.3.3 金屬含量測定

鉛含量：按照GB 5009.12—2017《食品中鉛的測定》進行測定；砷含量：按照GB 5009.11—2014《食品中總砷及無機砷的測定》進行測定；鎘含量：按照GB 5009.15—2014《食品中鎘的測定》進行測定；汞含量：按照GB 5009.17—2014《食品中總汞及有機汞的測定》進行測定；銅含量：按照GB 5009.13—2017《食品中銅的測定》進行測定；鉻含量：按照GB 5009.123—2014《食品中鉻的測定》進行測定；鐵含量：按照GB 5009.90—2016《食品中鐵的測定》進行測定；鋅含量：按GB 5009.14—2017《食品中鋅的測定》進行測定；錳含量：按照GB 5009.242—2017《食品中錳的測定》進行測定；硒含量：按照GB 5009.93—2017《食品中硒的測定》進行測定。金屬元素含量以濕質量計。

1.3.4 牛磺酸含量測定

按照GB 5009.124—2016《食品中氨基酸的測定》進行測定。

1.3.5 氨基酸含量測定

參照GB 5009.124—2016《食品中氨基酸的測定》進行測定。

1.3.6 甜菜堿含量測定

由試劑盒（北京索萊寶科技有限公司）測定甜菜堿含量。以濕質量計。

1.3.7 揮發性成分的測定[9]

頂空固相微萃取條件：將3 mL樣品裝在固相微萃取專用瓶中，60 ℃萃取30 min。萃取結束后立即將萃取針插入進樣口（250 ℃）中解吸4 min。萃取頭在首次使用時需250 ℃老化1 h。

GC條件：HP-5毛細管色譜柱（5%苯基，95%聚二甲基硅氧烷）（30 m×0.32 mm，0.25 μm）；載氣為高純氦氣（99.999%）；流速1.0 mL/min；不分流進樣，進樣口溫度250 ℃；升溫程序：初溫40 ℃，恒溫3 min，以6 ℃/min的速率升至200 ℃，再以10 ℃/min升至250 ℃，保持10 min。

MS條件：電子電離源；離子阱溫度150 ℃；GC-MS傳輸線溫度250 ℃；質量掃描范圍m/z 33～300；電子能量70 eV。

利用Agilent G1701 MSD Productivity ChemStation增強型數據分析工作站NIST05a Libraries標準譜庫自動檢索各組分質譜數據，選擇匹配度大于80（滿分100）作為鑒定結果。用峰面積歸一化法確定物質的相對含量。

1.3.8 關鍵風味化合物的確定

在牡蠣各揮發性成分相對含量的基礎上，參考各化合物在水中的香味閾值[10]。相對氣味活度值（relative odoractivity value，ROAV），定義對樣品風味貢獻最大的組分：ROAVstan=100，對其他揮發性組分ROAV按下式計算：

式中：Cri、Ti為各揮發性組分的相對含量和相對應的感覺閾值；Crstan、Tstan分別為對樣品總體風味貢獻最大的組分的相對含量和相對應的感覺閾值[11]。

所有的組分均滿足0≤ROAV≤100，且ROAV越大，該組分對風味貢獻越大。一般認為，ROAV不小于1的化合物是主要的風味成分[12]。

2 結果與分析

2.1 不同養殖區香港牡蠣肉的一般營養成分

表1 香港牡蠣肉基本成分組成及含量Table 1 Chemical composition of cultured C. hongkongensis from different areas

如表1所示，4 個養殖區的牡蠣水分質量分數為70.91%～77.96%，其中程村蠔和湛江蠔含水量較高，分別為77.82%、77.96%，顯著高于欽州和汕頭2 個養殖區（P＜0.05）；灰分質量分數為0.11%～2.69%，欽州大蠔灰分質量分數為2.69%，顯著高于其他3 個養殖區（P＜0.05），是汕頭蠔的2 倍，程村蠔的4 倍，湛江蠔的26 倍；蛋白質質量分數為6.41%～9.10%，其中欽州大蠔蛋白質質量分數高達9.10%，顯著高于其他3 個養殖區（P＜0.05），其次是汕頭蠔蛋白質質量分數為8.69%，湛江蠔質量分數為8.40%，蛋白質質量分數最低的是程村蠔，為6.41%；脂肪質量分數為0.30%～0.47%，其中汕頭和欽州大蠔脂肪質量分數較高，分別為0.47%、0.42%；糖原質量分數為0.59%～2.68%，其中程村蠔和汕頭蠔糖原質量分數較高，分別為2.68%、2.61%，顯著高于其他2 個養殖區（P＜0.05），是湛江蠔的5 倍；各養殖區牡蠣牛磺酸含量差異較大，其中欽州大蠔高達532.50 mg/100 g，是湛江蠔的1.5 倍，汕頭蠔的2.7 倍，程村蠔的3.1 倍。

2.2 不同養殖區香港牡蠣肉氨基酸的組成及含量

由表2可知，4 個養殖區牡蠣肉中的17 種氨基酸包含必需氨基酸7 種，半必需氨基酸2 種，非必需氨基酸4 種，鮮味氨基酸4 種。氨基酸總量為5 374.37～6 866.99 mg/100 g，其中欽州大蠔氨基酸含量最高，其次湛江蠔含量為6 574.14 mg/100 g，汕頭蠔為5 693.58 mg/100 g，程村蠔含量最低。必需氨基酸含量為2 103.41～2 658.89 mg/100 g，4 個養殖區牡蠣含量從高到低分別為欽州、湛江、汕頭和程村。半必需氨基酸含量為559.49～703.63 mg/100 g，含量由高到低依次為湛江、欽州、汕頭和程村。必需氨基酸/總氨基酸湛江蠔為0.38，其他3 個養殖區牡蠣為0.39，必需氨基酸/非必需氨基酸為0.73～0.78。程村蠔氨基酸總量、必需氨基酸、半必需氨基酸和非必需氨基酸的含量均最低，欽州大蠔氨基酸總量、必需氨基酸和非必需氨基酸含量均最高，其中亮氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、組氨酸、絲氨酸、胱氨酸含量相對較高。鮮味氨基酸天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸含量最高的是欽州大蠔，其次是湛江蠔、汕頭蠔，程村蠔含量最低。

表2 不同養殖區香港牡蠣肉氨基酸的組成及含量Table 2 Amino acid composition of cultured C. hongkongensis from different areas mg/100 g

2.3 不同養殖區香港牡蠣游離氨基酸的組成及含量

表3 不同養殖區香港牡蠣中游離氨基酸含量Table 3 Contents of free amino acids in cultured C. hongkongensis from different areas

游離氨基酸是非蛋白氮的重要組成部分，對水產食品新鮮度的評價和風味的貢獻有非常巨大作用[13]。如表3所示，含量最高的游離氨基酸為甘氨酸、谷氨酸和丙氨酸。游離氨基酸總量為385.63～783.96 mg/100 g，欽州大蠔游離氨基酸含量最高，其次是汕頭蠔含量為646.42 mg/100 g，湛江蠔含量為555.86 mg/100 g，程村蠔含量最低。動物蛋白質的鮮美在一定程度上取決于其呈味氨基酸的含量[5]。呈味氨基酸為224.64～478.50 mg/100 g，含量由高到低為汕頭蠔、欽州大蠔、湛江蠔和程村蠔。呈味氨基酸/氨基酸總量為0.58～0.74。17 種游離氨基酸中，除了賴氨酸、甘氨酸、酪氨酸外，其他14 種含量最高的均為欽州大蠔；亮氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸、精氨酸、組氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、半胱氨酸和酪氨酸含量最低的均為程村蠔。

人們對味道的感知是由其中呈味物質的量及味道閾值共同決定的。味道強度值（taste activity value，TAV）是各呈味物質在樣品中的含量與其對應的味道閾值之比。通常認為，當TAV大于1時，該物質對樣品的滋味有重要影響[14]。根據表3中不同養殖區牡蠣中各游離氨基酸的含量及刺激閾值，分析得到各游離氨基酸在各個養殖區牡蠣中的TAV，如圖1所示。

圖1 不同養殖區香港牡蠣中游離氨基酸的TAV比較Fig. 1 Comparison of the flavor intensity of free amino acids in cultured C. hongkongensis from different areas

欽州大蠔游離氨基酸TAV的大小排序依次為谷氨酸（4.64）＞丙氨酸（2.79）＞組氨酸（0.84）＞甘氨酸（0.83）＞賴氨酸（0.62），其他游離氨基酸的TAV均小于0.5；程村蠔各游離氨基酸的TAV為谷氨酸（2.62）＞賴氨酸（0.98）＞丙氨酸（0.81）＞甘氨酸（0.83）；湛江蠔各游離氨基酸的TAV為谷氨酸（3.50）＞丙氨酸（1.82）＞甘氨酸（1.27）；汕頭蠔各游離氨基酸的TAV為谷氨酸（4.23）＞丙氨酸（2.03）＞甘氨酸（1.57）＞賴氨酸（0.76）。雖然其他游離氨基酸本身表現為強烈的鮮美滋味，但由于在牡蠣中的含量以及TAV均較小，因此不是牡蠣的主要呈味物質。谷氨酸被認為是影響游離氨基酸的最強烈的風味之一，有助于鮮味和酸味[15]。

魚、蝦、貝類等水產品中起呈味作用的氨基酸主要是天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸、丙氨酸。由于谷氨酸閾值較低，且各養殖區牡蠣含量較高，因此谷氨酸對牡蠣鮮味影響最大。天冬氨酸具有類似谷氨酸的味道特點，天冬氨酸單鈉鹽也具有鮮味，但其TAV僅為谷氨酸鈉的7.7%[16]。同時由于各養殖區牡蠣中天冬氨酸的含量都不高，因此天冬氨酸并不是主要的呈味物質。甜味也是水產食品的一個主要特征味道，甘氨酸和丙氨酸等呈味氨基酸具有舒適的甜味，在各養殖區牡蠣中的含量相對較高，起重要呈味作用。

在新鮮的水產品中，人體感官基本感覺不到苦味。雖然各養殖區牡蠣中均檢測出具有苦味的氨基酸，如組氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸等，但其含量均低與閾值，Lioe等[17]研究發現當苦味氨基酸含量低于閾值濃度吋，可以增強其他氨基酸的甜味和鮮味。因此，欽州大蠔的主要呈味氨基酸為谷氨酸和丙氨酸；程村蠔為谷氨酸；湛江蠔和汕頭蠔為谷氨酸、丙氨酸和甘氨酸。其他氨基酸對于各個養殖區牡蠣的特征滋味起到不同程度的協同作用。

2.4 不同養殖區香港牡蠣核苷酸及其關聯化合物含量

表4 不同養殖區香港牡蠣肉核苷酸含量Table 4 Nucleotide contents in cultured Crassostrea hongkongensis from different areas mg/100 g

從表4可以看出，汕頭蠔中的三磷酸腺苷（25.33 mg/100 g）、二磷酸腺苷（7.30 mg/100 g）、一磷酸腺苷（10.47 mg/100 g）、5’-肌苷酸（53.95 mg/100 g）、次黃嘌呤核苷（34.03 mg/100 g）、次黃嘌呤（7.68 mg/100 g）含量均較高，顯著高于其他養殖區牡蠣。欽州大蠔一磷酸腺苷（9.47 mg/100 g）含量也相對較高。湛江蠔和程村蠔各核苷酸及其關聯化合物含量相差不大。5’-肌苷酸、一磷酸腺苷對各個養殖區牡蠣滋味均具有重大貢獻。5’-肌苷酸具有強烈的鮮味，與一磷酸腺苷有協同作用，且與天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸等鮮味氨基酸共存時能增強牡蠣的鮮味[6]。

2.5 不同養殖區香港牡蠣甜菜堿含量

如圖2所示，湛江蠔中甜菜堿含量最高（524.45 mg/100 g），顯著高于其他養殖區牡蠣，其次為汕頭蠔（352.50 mg/100 g）、欽州大蠔（264.30 mg/100 g）、程村蠔（137.20 mg/100 g）。

圖2 不同養殖區香港牡蠣甜菜堿的含量Fig. 2 Betaine contents in cultured C. hongkongensis from different habitats

2.6 不同養殖區香港牡蠣中重金屬元素及微量元素含量

表5 不同養殖區香港牡蠣重金屬元素的含量Table 5 Contents of heavy metals in cultured C. hongkongensis from different habitats mg/kg

重金屬可以持續存在并且能累積到食物鏈中，危害海洋物種和生態系統，危害人類健康[18]。如表5所示，GB 2762—2017《食品中污染物限量》對牡蠣等雙殼類水產品中鉛、鎘、甲基汞、砷和鉻5 種重金屬限量規定分別為1.5、2.0（去除內臟）、0.5（無機砷）、0.5 mg/kg和2.0 mg/kg。4 個養殖區牡蠣的鉛、鎘、汞、鉻元素含量均低于限量標準。砷元素的不同化學形式具有不同的毒性水平，總砷包括有機砷和無機砷，一般來說無機砷比有機砷毒性高，而在海洋食物中，90%的砷以有機形式存在[19-22]。在國標中，水產動物及其制品總砷無明確限量，無機砷為0.5 mg/kg，因此，本研究不能判定砷含量是否超標。

表6 不同養殖區香港牡蠣微量元素的含量Table 6 Microelement contents in cultured C. hongkongensis from different habitats mg/kg

如表6所示，不同養殖區牡蠣均富含鋅元素，含量在176.52～616.98 mg/kg之間，遠高于其他微量元素；銅、鐵元素含量也相對較高，含量在28.28～81.51、22.83～48.34 mg/kg之間；錳元素含量為4.73～9.38 mg/kg；硒元素含量為0.36～0.64 mg/kg。鐵、錳、銅元素含量在不同養殖區牡蠣間存在顯著差異（P＜0.05），其中鐵、鋅、銅3 種元素汕頭蠔含量最高，程村蠔含量最低，錳、硒元素欽州大蠔含量最高，而汕頭蠔這2 種元素含量最低。不同養殖區香港牡蠣的鋅、銅等元素的含量遠高于乳山[23]、連江[24]、大連[25]、青島[26]幾個養殖區牡蠣。

成年人鐵、鋅、錳、硒和銅元素每日推薦攝入量分別為15～20 mg、12～15 mg、3.5 mg、50 μg和2 mg[27]，以100 g樣品所含微量元素計算，即每日攝入100 g牡蠣便可滿足人體所需鋅、硒、銅元素，基本可以滿足所需錳元素需求。

2.7 不同養殖區牡蠣體內揮發性成分分布情況

圖3 不同養殖區香港牡蠣揮發性成分分布Fig. 3 Distribution of volatile components in cultured C. hongkongensis from different areas

如圖3所示，通過GC-MS鑒定出4 種牡蠣的揮發性成分主要是醇類、酮類、醛類、酸類、烴類、酯類等，這些物質的獨特氣味以及協調作用構成了不同養殖區牡蠣的特征風味[28]。揮發物的數量、類型及其在不同養殖區牡蠣中的含量存在差異。從汕頭蠔、程村蠔、欽州大蠔和湛江蠔揮發性物質分別有91、89、108、103 種。其中欽州大蠔的揮發性化成分種類數量最多，程村蠔最少。4 個養殖區牡蠣中揮發性物質含量最豐富的均為醛類。醛類物質對牡蠣氣味影響最大，同時，也是不同養殖區牡蠣揮發性成分相對含量最大的一類物質。醇類和酮類一般閾值較低，對牡蠣氣味影響次于醛類，這2 種物質在不同養殖區牡蠣中含量相對較多。不同養殖區牡蠣各類揮發性化合物數量上有差異，這可能與不同養殖區的養殖環境不同有關。

2.8 不同養殖區牡蠣主要揮發性物質成分分析

通過計算不同養殖區牡蠣的不同揮發性化合物的ROAV，把ROAV不小于1的主要氣味化合物匯總如表7所示。醛類物質是牡蠣揮發性氣味化合物中含量最高的一種，且其氣味閾值較低，因此該類物質對牡蠣的氣味影響很大[29]。不飽和醛一般具有愉快氣味[30]，(E,Z)-2,6-壬二烯醛閾值為0.000 02 mg/kg，呈現黃瓜似香氣，是對程村蠔、欽州大蠔和湛江蠔特征氣味影響最大的物質，而廣東汕頭蠔中影響最大的則是1-辛烯-3-酮，呈現蘑菇味。不同養殖區牡蠣具有其獨有的重要揮發性物質。己醛和癸醛呈脂味和海味，是汕頭蠔獨有的主要揮發性物質。甲基壬基甲酮僅對程村蠔獨特的脂味和蕓香具有重要貢獻。二甲基硫具有難聞的氣味，對欽州大蠔特征氣味影響最大。(E)-2-辛烯醛呈現脂味，是湛江蠔獨有的主要揮發性物質。(Z)-4-庚烯醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、(Z,Z)-3,6-壬二烯醛、正辛醛是程村蠔、欽州大蠔和湛江蠔的主要揮發性物質，而對汕頭蠔的特征氣味基本沒有貢獻。

表7 不同養殖區香港牡蠣主要氣味化合物Table 7 Main odor compounds of cultured C. hongkongensis from different areas

3 結 論

本研究表明，不同養殖區香港牡蠣營養成分存在顯著差異。欽州大蠔蛋白質、脂肪、牛磺酸等含量較高；程村蠔水分和總糖含量相對較高，而蛋白質、脂肪相對較低；湛江蠔水分、牛磺酸含量相對較高，脂肪、總糖含量較低；汕頭蠔脂肪和糖含量較高。除基本營養成分的差異外，高含量的糖會增強牡蠣的味道，水分含量會影響牡蠣肉的濕度和多汁性，脂肪含量的變化也會賦予不同養殖區牡蠣不同的堅實度和口感[31]。汕頭蠔微量元素含量豐富，高含量的5’-肌苷酸、三磷酸腺苷賦予汕頭蠔鮮美的滋味。鮮味氨基酸如丙氨酸、谷氨酸等賦予欽州大蠔濃郁的海鮮味及鮮甜味。總體而言，不同養殖區香港牡蠣呈味物質及揮發性成分各具特點，且營養成分、重金屬元素及微量元素在不同養殖區間具有顯著性差異。