不同產地中華絨螯蟹螯肉礦質元素含量比較及產地判別研究

中華絨螯蟹（Eriocheirsinensis）俗稱大閘蟹、河蟹等，是我國重要的養殖蟹類之一，其風味獨特且營養豐富，尤其是長江水系養殖的河蟹，無論是口感風味還是個體大小都相對較好，深受廣大消費者的歡迎[1。但是，當前知名品牌大閘蟹常常供不應求，許多不良商家將大閘蟹進行“過水”處理，假冒知名產地大閘蟹進行銷售[2]，以此獲取高額利潤，損害了消費者權益和養殖戶利益，擾亂了水產品市場秩序。同時，中華絨螯蟹的食用安全也越來越受到消費者重視，不達標水域環境養殖的蟹，其體內可能積累多種對人體有害的重金屬元素[3-4]。因此，建立完善的中華絨螯蟹判別體系，追溯假冒偽劣產品源頭至關重要。此外，不同產地的蟹往往具有自身獨特的地理品質，加強對其特色和產地溯源指標的研究，也可為做好“土特產文章”打基礎。

傳統的水產品產地溯源方法是添加物理防偽標簽[5]，但這些獨立于產品之外的標識在加工或運輸過程中容易脫落或受到損壞，起不到相應的作用[1]。因此，開發能夠反映水產品產地環境特征和水產品自身特征的新型產地溯源方式，對大閘蟹等相關產業的發展和鄉村振興戰略的貫徹實施極為重要。

水生生物體內的礦質元素含量與其生存環境特征息息相關[6-8]，元素（多元素及同位素）“指紋”分析是用于農產品原產地判定的有效技術9]，因此，許多學者利用礦質元素種類、含量、組成等信息分析判定中華絨螯蟹的原產地。李慶等[7]對 K，Na，Fe，Zn，Cu，Cd，Pb 和 Cr 等微量元素在中華絨螯蟹身體肌肉、足肌肉等部位中的分布狀況、營養價值和重金屬污染情況進行了評價，結果顯示，大部分微量元素的含量在雌、雄蟹各部位之間沒有明顯差異，僅在性腺中 Cd，Cu 、 和 Cr 含量有明顯的差異。楊文斌等[10]、趙鑒等[1]均以中華絨螯蟹第3步足為試樣進行產地判別研究，結果顯示，對江蘇長江水系3個不同湖泊（太湖、石白湖和固城湖）中華絨螯蟹的判別準確率分別高達 100% ） 80% 和 100% ；遼河水系和長江水系4個不同產地（盤錦、洪澤湖、興化和梁子湖）的中華絨螯蟹之間， Na，MgΩ，SrΩ，BaΩ，Tl 等12種元素的含量差異達到極顯著水平。駱仁軍等[12]結合穩定同位素比和礦質元素分析對黃河和遼河3個地區的中華絨螯蟹進行了產地鑒別分析，結果其判別準確率在 95% 以上。迄今為止，關于中華絨螯蟹產地判別的研究大多以第3步足礦質元素與穩定同位素分析相結合，僅采用螯足肌肉礦質元素“指紋”分析進行產地溯源的研究很少，該方法的實用性尚待驗證，相關數據的食品學意義也有待完善。鑒于此，本研究擬采用螯足螯肉元素“指紋”研究方法對長江水系7個不同產地的中華絨螯蟹群體進行分析，以驗證該方法進行同一水系不同產地中華絨螯蟹產地判別的實用性，為今后中華絨螯蟹礦質元素品質評價及原產地溯源/保護工作提供理論支持。

1 材料和方法

1. 1 試驗材料

試驗所用中華絨螯蟹分別于2017年10月采自長江中游地區的湖南大通湖，2017年11月采自江蘇溱湖、石白湖，2017年12月采自安徽無為長江江段（簡稱無為江段），2018年12月采自長江下游地區的安徽黃陂湖、女山湖、沱湖，共7個產地（見表1）。除了無為江段的蟹為野生個體外，其余均為同苗種同飼養條件下各湖區的養殖個體。所有養殖蟹均符合《地理標志產品陽澄湖大閘蟹》（GB/T19957—2005）所定義的同生長階段的原產成蟹（至少從扣蟹養到成蟹這一過程保持在同一水域內）的要求

1.2 試驗方法

所有樣品統一取螯足進行礦物質元素測量分析。選擇樣本的單只（左側）足，取出其中肉，用超純水（電阻率 18.2MΩ?cm，25^°C ，美國Millipore公司）沖洗6遍后置于烘箱（美國Agilent公司）內， 80^°C 下持續烘干 24h 直至恒質量。使用瑪瑙研缽將烘干后的螯肉研磨成粉末狀干樣，用于下一步分析。

使用電子天平（FA32048，上海精科天美科學儀器有限公司）稱取研磨后的干樣（ 0.100± 0.005）g 置于消解管內，加入 5mL 硝酸后置于微波消解儀（ETHOSAT260，意大利Milestone公司）內進行微波消解，消解完成后倒入 100mL 定容瓶并使用超純水定容至 100mL 待測。使用電感耦合等離子質譜儀（ 7500ce ，美國安捷倫公司）進行元素分析，測定元素為 Na，Mg，Al，K，Ca，Mn. Fe、 Cu 等21種。使用元素標準添加回收法對其進行測定，回收率均在 96%～110% 。本研究中的元素含量以 mg/kg （干質量）計。

1.3 數據分析

本研究礦質元素數據均以平均值 ± 標準差表示，基于可以穩定檢測出的 Na，Mg，Al，K，Ca，Mn， Fe .cu.Zn.Sr.Ba 共11種元素進行后續的多元統計分析。使用 0rigin 2021 軟件進行主成分分析，使用SPSS23.0軟件進行單因素方差分析（ANOVA），并采用Duncan檢驗確定差異顯著性。采用Bayes法使用SPSS23.0軟件進行逐步判別分析。設顯著性水平為0.05。

2 結果和分析

2.1各產地中華絨螯蟹螯肉礦質元素的含量

元素 Mo，Ag，TL，Pb，Ni 在7個產地的中華絨螯蟹中均未檢出； Se、As、Cr、Co、Cd 也僅在局部地區的蟹樣中檢出，且含量很低。湖南大通湖、安徽無為長江江段的蟹樣中檢出Se、 Cr ，其含量分別為 （0.30±0.33） 、 （0.24±0.32）mg/kg 和 0.17）、 （0.30±0.19）mg/kg ；僅湖南大通湖蟹檢出有As，含量為 （0.09±0.27）mg/kg ；安徽沱湖和安徽女山湖蟹樣中檢出 Co ，其含量分別為（ 0.02± 0.03）、 （0.05±0.06）mg/kg ；而安徽無為長江江段的蟹樣檢出 （0.65±1.54）mg/kg 的 Cd 。本研究所測定的各產地的蟹螯肉中，礦質元素含量均存在差異（見表2）。從總體上看，江蘇石白湖、湖南大通湖2個地區中華絨螯蟹螯肉主要礦質元素含量排序由大到小為 Ca，Na，K，Mg，Fe，Zn，Sr，Cu，Ba， （204號Al ?^Mn ，安徽無為長江江段（野生）為 Ca，Na，K 、Mg，Fe，Zn，Sr，Cu，Ba，Mn，Al 。安徽沱湖、女山湖、黃陂湖3個產地中華絨螯蟹螯肉主要礦質元素含量排序在 Al，K，Ca，Mn 存在差異，其中，安徽沱湖為 Na，Ca，K，Mg，Zn，Sr，Cu，Ba，Mn，Al，Fe; 女山湖為 Na，K，Ca，Mg…Gn，Sr，Cu，Ba…Al，Mn，Fe 黃陂湖為 江蘇溱湖蟹螯肉的主要礦質元素含量排序由大到小為 Ca，Na，K，Mg，Cn，Sr，Cu，Ba，Mn，Al，Fe_c

《食品安全國家標準食品中污染物限量》（GB2762—2022）[13]中對甲殼類重金屬元素的含量限值分別為 Pb：0.5mg/kg （濕質量），Cd：0.5mg/kg （濕質量），無機As： 0.5mg/kg （濕質量），Cr：2.0mg/kg （濕質量）。將本研究中的干質量含量換算成濕質量含量后與上述國標限量值相比較，僅有安徽無為長江江段野生中華絨螯蟹足肌肉中鎘（Cd）的含量存在超標現象。

2.2 各產地中華絨螯蟹螯肉礦質元素積累的判別分析

7個產地的中華絨螯蟹螯肉礦質元素含量有所差異，其中安徽省的3個養殖區（女山湖、沱湖和黃陂湖），僅 Na，Zn，K 在女山湖與沱湖、黃陂湖間存在顯著性差異（ Plt;0.05） ，其余均不存在顯著性差異（ Pgt;0.05. ）。江蘇的2個養殖區（溱湖、石白湖）僅Fe存在顯著性差異（ （Plt;0，05） 。湖南大通湖養殖蟹和無為江段野生蟹 Mg，Cu 的含量均高于江蘇、安徽各養殖產區，除溱湖外均存在顯著性差異（ Plt;0.05 ）。結果可見，產地環境對生物體內礦質元素的含量有影響。

單位： mg/kg

判別分析結果見圖1和表3。由圖1可以看出，安徽3個產地相距較近，多產地所有中華絨蟹樣本螯肉礦質元素含量的綜合產地判別準確率為 93.9% ，綜合交叉驗證結果為 89.0% 。對7個產地可以穩定檢測的礦質元素進行逐步判別分析，通過逐步篩選變量的方法，篩選出對區分7個產地中華絨螯蟹有顯著貢獻的6個變量 Mg_?，Al 、 ，由此建立7個產地中華絨螯蟹群體的判別公式。

溱湖： Y₀=0.009X₁+0.120X₂+0.011X₃+0.001X₄+0.40X₅-0.073X₆-92.640 （1）

石白湖： Y_s=0.008X₁+0.138X₂+0.011X₃+0.002X₄+0.427X₅-0.102X₆-94.945 （2）

大通湖：

0.001X₄+0.552X₅-0.121X₆-159.620 （3）

無為江段： 0.001X₄+0.534X₅-0.068X₆ - 134.117 （4）

沱湖： Y_T=0.005X₁+0.073X₂+0.008X₃+ 0.001X₄+0.223X₅-0.018X₆-43.115 （5）

女山湖： 0.001X₄+0.237X₅-0.080X₆ - 37.094 （6）

黃陂湖： 0.001X₄+0.314X₅-0.070X₆ -64.079 （7）

式（1）＼～（7）中， X"1"、 X 2"、 X 3"、 X "4 "、 X "5"、 X"6"分別代表 M_g^g，Al，K，Ca，Cu，Sr 的含量 （mg/kg） ， Y_Q，Y_s 、Y_D?Y_W?Y_T?Y_N?Y_H 分別對應溱湖、石白湖、大通湖、無為江段、沱湖、女山湖、黃陂湖群體。

3 討論

3.1各產地中華絨螯蟹螯肉礦質元素的檢出狀況評價

7個產地中華絨螯蟹的體內， Ca，K，Na，Mg 等4種人體生命活動所需要的礦物質元素含量較高，證明中華絨螯蟹是富含多種礦質元素的高質量健康水產品。水產品含有豐富可利用的微量元素等營養物質，可以對人類補充相關營養維護身體健康起到至關重要的作用[14-15]。但鉛、鎘等重金屬類元素并非生命活動所必需，且超過一定濃度后都會對人體有害[16]。需要注意的是，重金屬是具有生物累積并可產生不可逆毒性的持久性環境污染物，無法被生物降解，極易通過水體、沉積物和生物圈生態系統富集，進而對人體健康有潛在的危害[17-18]。中華絨螯蟹體內的元素含量與其生存的河流湖泊等環境因素密切相關。根據《食品安全國家標準食品中污染物限量》（GB2762—2022）[13]中對甲殼類的重金屬限量要求，本研究中，僅在安徽無為長江江段野生中華絨螯蟹中發現有6個螯足肌肉樣本中的Cd含量存在超標現象。這一結果表明，在2017年本研究采樣之前，無為江段部分地區的水體中很可能有重金屬Cd的污染情況。He等[9]的研究發現，長江江段的Cd甚至導致了長江口沉積物中Cd的高賦存。Fan等[20]采集長江下游6個湖泊共70份中華絨螯蟹樣品進行了Cd含量檢測，其中90% 樣本的Cd含量 （0.028～5.015mg/kg） 較高。由于Cd是對人體健康威脅較大的污染元素[21-22]，今后宜對其潛在的食品安全及膳食攝入風險評估開展進一步的研究。

本研究中可以穩定檢測的礦質元素中，僅Mn的含量在7個產地間不存在顯著性差異（ （Pgt;0.05） ，其余元素在多個產地間均存在顯著性差異。在安徽的3個養殖區，女山湖與沱湖、黃陂湖間 Na、 Z_n 、K的含量存在顯著性差異（ （Plt;0.05） ，而江蘇2個養殖區Fe的含量存在顯著性差異（ Plt;0.05） ，湖南大通湖的養殖蟹及無為江段野生蟹 Mg 和 Cu 的含量均顯著高于江蘇、安徽各養殖區（ Plt;0.05） 。不同產地環境對生物體內礦質元素的含量有影響，也證實這一差異具有中華絨螯蟹產地溯源的潛力。

3.2各產地中華絨螯蟹螯肉礦質元素“指紋\"產地判別的可行性

元素“指紋”技術在水產品溯源等方面具有應用潛力。楊健等[23]、趙鑒等[1]以中華絨螯蟹單側第3步足（含肌肉和外骨骼組織）為研究對象進行了12種元素“指紋”的產地差異性判別，判別準確率達 100% 。本研究則以中華絨螯蟹單側螯足內可食用肌肉作為試驗樣品進行了21種礦質元素測定，篩選其中穩定存在于所有樣本中的 Na，Mg.Al.K.Ca.MnΩ.Cu.ZnΩ.SrΩ.Ba.Fe 等11種礦質元素進行判別分析，判別準確率為93.9% 。基于螯足肌肉礦質元素含量分析基本能夠判別多個產地之間中華絨螯蟹的差異性，但存在一定程度的誤判，僅通過可食部分的判別準確率低于第3步足整體組織。張政權等1將3個產地中華絨螯蟹腿部和腹部的肌肉混合，采用礦質元素結合穩定同位素的方式進行產地溯源分析，其判別正確率分別為 100% 95% 和 100% ，初始總體判別正確率為 98.3% 。Varra等[24]測定了3個不同地區的68個烏賊肌肉樣本中的52種元素含量，交叉驗證判別準確率分別為 100% 99% 和100% ，表明可以準確地對不同來源的烏賊進行區分。這些研究的產地判別準確率均高于本研究，可能是由于以上研究將穩定同位素與礦質元素相結合，因此提高了產地溯源的準確性。此外，本研究安徽黃陂湖蟹的4個樣本中，有1個樣本被誤判（見表3），其原因可能是樣本數量偏少，導致誤判樣本占比偏高，使得判別準確率進一步下降。在后續的研究中，可考慮增加樣本的數量，同時將穩定同位素比值與礦質元素含量結合，以有效提高元素含量分析判別的準確性和可行性。此外，在進行同一水系中華絨螯蟹產地溯源時，使用同時包含肌肉及外骨骼的第3步足整體組織也是進一步提高準確率的方法。

4結論

本研究結果表明，長江中下游養殖區生產的中華絨螯蟹是富含 Na，Mg 等多種人體必需礦質元素的優質水產品，且螯肉中的礦質元素含量具有產地溯源的潛力，對長江水系7個產地中華絨螯蟹的判別準確率可以達到 93.9% ，已具有產地判別的可行性。本研究結果可為其他水產品的品質評價及產地溯源研究提供參考。

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A study of mineral element contents and origin discrimination based on chela meats of Eriocheir sinensis from different regions

TANG Jing1，XUE Junren1， LIU Hongbo2， JIANG Tao2，CHEN Xiubao2，YANG Jian ^1，2 （1. Wuxi Fisheries College， Nanjing Agricultural University，Wuxi214O81， China ;2. Laboratory of Fishery Microchemistry， Freshwater Fisheries Research Center，Chinese Academy of Fishery Sciences，Wuxi 214081， China）

Abstract：To understand themineral element content characteristics ofediblepartsof Eriocheir sinensis（Chinese miten crab）fromdiferentorigins within the same water system，and further assess the nutritional qualityand evaluate thefeasibilityof discriminating the producing regionsofcrab with mineral elements，E.sinensis fromsevenareasof the middle and lower reaches of the Yangtze River，such as Datong Lake in Hunan province，Huangpi Lake，Tuo Lake， Nushan Lake，and Wuwei Section of the Yangtze River in Anhui province （wild），as wellas Qin Lake and Shijiu Lake inJiangsuprovince were selectedassamples.Thecontentsof21kinds ofmineral elementsinthechelameats from the sameunilateral chela were analyzed byan inductivelycoupled plasma-massspectrometer （ICP-MS）after pre-treatments of cleaning，drying，grinding，digestion，andconstant volume.Results showed that the chela meats were rich in essential elementsofNa，Ca，K，Mg，and theother17kindsof mineral elementswere presentinrelativelysmallrquantities.The stepwise discriminant analysis showed that the mineral element composition in E sinensis from seven origins revealed certain differences，and the accuracy rate of origin discrimination was 93.9% ，which has the feasibility of origin discrimination of the crabs with mineral composition.

Key words：Chinese miten crab；mineral element；chela meat；nutritional evaluation；origin discrimination