初秋时节,大闸蟹上市啦!洗净煮熟的大闸蟹,香气诱人;打开橙红色的蟹壳,满满的蟹膏、蟹黄让人食欲大增。难怪民间早有“河蟹上席百味淡”以及“不到庐山辜负目,不吃螃蟹辜负腹”之说。我们在揭开蟹壳品尝美味的时候,可曾想到,关于大闸蟹,还有哪些科学话题可说?今天,我们就来从里到外的扒一扒关于大闸蟹的科学。
诱人鲜香从哪里来?
大闸蟹有着特殊的香气和浓郁的风味。隆起的蟹壳里面究竟包裹着怎样的秘密,才让人如此垂涎?现代科学揭示了其中的奥妙。
需要说明的是,大闸蟹主要有三大可食部位:肌肉、肝胰腺和性腺。我们先来看下大闸蟹可食用部分的化学组成:
大闸蟹味道鲜美,关键在于其水溶性成分。其中,游离氨基酸是水产品呈味的基础物质之一。有人曾测定出阳澄湖大闸蟹的不同部位的游离氨基酸总量分别为19.32mg/g(蟹足肉)、15.89mg/g(体肉)和20.88mg/g(蟹膏)。呈味氨基酸总量分别占其相应部位中游离氨基酸总量的58%(蟹足肉)、61%(体肉)和57%(蟹膏)左右,明显高于池塘养殖蟹相应部位的游离氨基酸总量。
此外,核苷酸类鲜味物也对肉类的味道有重要影响。检测结果表明,池塘蟹所含的5’-肌苷酸和5’-鸟苷酸高于阳澄湖蟹。
除了味觉的享受,大闸蟹诱人的香气也令人难忘。那么在餐桌上,大闸蟹散发的香气又是些什么组成部分呢?在把大闸蟹洗净煮熟以后,采用顶空固相微萃取-气质联用(HS-SPME-GC-MS)等分析技术,人们从大闸蟹的体肉、钳肉、蟹足肉和性腺中鉴别出了50多种香气物质。这些香气物质所产生的影响力并不相同,人们进一步发现,其中有10多种物种的香气活性是比较高的。
大闸蟹
对于这些活性香气物质,其感官特征在文献中被描述为油脂味、鱼腥味、青草味、奶油味及烧烤味等。通过数据分析,人们还发现,大闸蟹性腺散发的香气的品质最佳,钳肉次之,足肉第三,体肉最差。在所有香气物质中,2,4-庚二烯醛是尤为重要的一种,它具有类似鸡肉的香气。
螃蟹也会性早熟?
大闸蟹的一生可以分为受精卵、蚤状幼体、大眼幼体、仔蟹和成蟹等几个生长发育阶段。伴随其间的是多达20次左右的蜕壳(皮)。
河蟹的生活史(徐兴川,1994)1. 粘附于抱卵蟹腹内刚毛上的受精卵,2.蚤状幼体,3. 大眼幼体,4. 仔蟹(豆蟹),5. 蟹种(扣蟹),6. 黄蟹,7. 绿蟹,8. 抱卵蟹
其中,幼蟹数次蜕皮至当年秋天的蟹种被称为扣蟹。在蟹苗培育期间,部分扣蟹的性腺发育,蜕壳频率降低,生长停滞,这种现象称为性早熟。没错,螃蟹也会性早熟!性早熟的扣蟹在次年的成蟹养殖过程中的死亡率很高,即使存活下来,体格也比较萎缩,这是养蟹人最不愿看到事情之一。造成螃蟹性早熟的原因有很多种,养殖水域的水温、盐度偏高和营养过剩都有可能导致螃蟹性早熟。
性早熟蟹(B)与正常蟹(A)的比较
细看各不同——天南海北绒螯蟹
大闸蟹的学名为中华绒螯蟹(英文名为Chinese Mitten Crab),属于方蟹科、绒螯蟹属。中华绒螯蟹广泛分布于我国东南部沿海的咸水水域或淡水水域中,在辽河、瓯江等水域也有出产,其中,长江水系的中华绒螯蟹的品种最佳。除此之外,绒螯蟹属尚有日本绒螯蟹、狭额绒螯蟹和台湾绒螯蟹等几种分布于各地。
●中华绒螯蟹 ○日本绒螯蟹 ▲狭额绒螯蟹 △台湾绒螯蟹
在这几类绒螯蟹中,同等大小的日本绒螯蟹在形态上与中华绒螯蟹十分相似,但细比较还是存在不少差异。例如,中华绒螯蟹的头胸甲明显隆起,前侧缘有4个尖齿;而日本绒螯蟹的头胸甲隆起不明显,且前侧缘有3个尖齿,第4齿已经退化,仅具痕迹。
日本绒螯蟹
如果说,中华绒螯蟹和其他类的绒螯蟹在外观上还可以区分,那么,国内的中华绒螯蟹在不同种群之间,在形态上也存在差异吗?确实有一定的差异。由于生活环境不同,以及长期的生殖隔离,国内主要水系的中华绒螯蟹的种群间的遗传多样性也发生了变化。
日本绒螯蟹(左)与中华绒螯蟹(右)侧缘齿比较
有人总结出了一些判断标准,例如长江蟹头胸甲呈不规则的椭圆形、腹部银白色、第4步足指节长而细窄;辽河蟹头胸甲呈方圆形、腹部黄白带锈色、第4步足指节扁短;又说瓯江蟹短宽扁、背甲灰黄深黑……这种经验总结的判据,多数时候依靠的是肉眼的观察。所以,研究者又从定量的角度,专门创造出了一些数学公式来区分不同水系的中华绒螯蟹。
让我们再次把目光聚焦在大闸蟹的身上——这是一副多么对称的身板啊!大闸蟹的两侧呈对称结构,不仅可以使其身体具有良好的操作性,和节约其运动时所消耗的能量,还为科学家测量和计算其身体特征打开了方便之门。我们可以给螃蟹身体对称的两个位置点做标记,测量两点之间的距离。例如DD,为第1前侧齿长度,EE,为第2前侧齿长度。有的计算方法会把体重、指节长度都考虑进去。这样可以建立一组关于长江蟹、辽河蟹、瓯江蟹的线性判别函数,从定量角度加以区分。
横行霸道——从运动学看大闸蟹到底怎样走?
大闸蟹纵横江湖,采取独门步法,“横行霸道”似乎成了它的代名词。可是,这脚多了,步子不能乱,我们是否知道螃蟹这么多脚爪是怎样配合运动的呢?在高速摄像机下,研究人员记录下了大闸蟹的运动步态。
如图所示,螃蟹身体一侧第3步足以红色线段加以标记。从图(a)起至(e),被标记的第3步足完成了从着地—离地—再次着地的一个周期。大闸蟹为横向行走,红色线段一侧的步足在弯曲时产生前进方向的拉力,而另一侧的步足在伸展时产生指向前进方向的推力。两边的步足相互配合,驱动身体前行。
更加仔细的研究,揭示了这些步足在运动时的相互关系。大闸蟹采取一种称为“交替四角步态”的行走方式。所谓“交替四角步态”,就是在行走时候,同侧相邻的两腿异步,同侧相隔的两腿之间同步,两侧相邻的两腿异步,对角线的两腿之间同步。
注:图中的实心圆圈表示该步足与地面接触,空心圆圈表示该步足没有与地面接触,L表示左边步足,R表示右边步足
小龙虾VS大闸蟹——真实的对决,谁更生猛?
这里要谈的不是阳澄湖大闸蟹与盱眙龙虾之间的商战,而是蟹螯对虾钳的“你死我活”式搏斗。
小龙虾也称克氏原螯虾,是外来物种。它们能远道而来站稳脚跟,自有其独到的生存本领。小龙虾以繁殖能力强、生长迅速著称,极具入侵性。
克氏原螯虾
大闸蟹是中国本土物种,在自然界中所处的位置与小龙虾类似,接下来,我们就让它们比试一番。首先,我们来看二者的装备,大闸蟹和小龙虾同属甲壳纲10足目,身上长着一层“铠甲”——这被称为外骨骼。对虾、蟹做显微观察,发现它们的外骨骼并不简单,而是有复杂的多层结构。这种多层、多孔结构在抵御外界作用力时,可以有效保护内部身体组织。但是相对来说,大闸蟹的外骨骼更加致密,所以大闸蟹的外骨骼的断面硬度远大于小龙虾。对比两者的大螯,蟹螯的硬度是虾螯的1.22倍。
中华绒螯蟹
说完了武器装备,我们再来看实战情况。有研究者把相同数量的虾蟹混养在特殊的实验环境里,观察它们的格斗与生存情况。结果竟成一边倒的趋势。在模拟的洞穴生存环境下,大闸蟹的存活率为14.0%±6.5%,而小龙虾存活率则高达76.7%±7.0%。在空旷生存环境下,大闸蟹的存活率仅为6.7%±4.6%,小龙虾仍有34.3±8.7%的存活率。大闸蟹占据优势的一种状况是用砖块模拟的角落环境,存活率比小龙虾高了将近1倍,这可能是由于该种“高墙林立”的环境无法让小龙虾弹尾逃脱所致。
狭路相逢勇者胜。研究者发现,在虾、蟹混养的20组试验中,虾首次攻击或靠近对方的有18组,而蟹首次攻击或靠近对方的只有1组,剩下的1组为均不攻击或靠近。这说明小龙虾更加具有进攻性,它们会为了争夺隐蔽居所而对领地内的大闸蟹展开攻击。
那么,有没有办法让这两种大螯斗士和平相处呢?事实上,虾、蟹混养的模式已经在很多地方取得了成功。在水质良好的河塘里,充足的生存空间可以让小龙虾在水草丛中隐蔽和蜕壳,就会减少与大闸蟹争夺地盘。植物性食物是大闸蟹的食物中的主要成分;小龙虾以摄食水体中的有机碎屑、水生植物、浮游生物为主。所以,保持饵料的合理搭配也是让二者和平共存的基础。
参考文献:
1. 顾赛麒,王锡昌,陶宁萍,等. 中华绒螯蟹不同部位中活性香气物质的研究. 核农学报.2013,27(7):985-986;
2. 杨玲芝 , 陈舜胜 , 曲映红,等.中华绒螯蟹主要呈味成分研究. 上海水产大学学报.2007,16(1): 93-94;
3. 张娜.中华绒螯蟹风味物质的研究[D].江南大学.2008:24-25;
4. 陈勤娜.中华绒螯蟹精子的生理生化研究[D].河北大学.2013:12-13;
5. 堵南山. 关于绒螯蟹属的分类. 水产科技情报. 2002 , 29(1) : 10-11;
6. 许加武,任明荣,李思发. 长江、辽河、瓯江中华绒螯蟹种群的形态判别. 水产学报.1997,21(3): 270-272;
7. 张晓冬,李建桥,邹 猛,等. 中华绒螯蟹平面运动三维观测和动力学分析.农业工程学 报.2013,29(17) :30-31;
8. 张晓冬. 中华绒鳌蟹运动机理分析及其运动学、动力学研究[D].吉林大学.2013:81-83;
9. 吴志威. 螯微结构及静力学性能的仿生学研究[D] .南京航空航天大学.2009:43-44;
10. 熊青海,陈婷,郭建英,等. 3种生境下克氏原螯虾与中华绒螯蟹竞争的研究.水产科学.2012,31(3) :148-149;
11. 余魁英,季鹏飞,鲍玉婷,等. 克氏原螯虾与中华绒螯蟹混养条件下的行为观察.安徽农业科学.2012,40(7) :4033-4034.