3種養(yǎng)殖方式下刺參營養(yǎng)成分和功能成分的研究

王貴濱,郭振宇,高岳,林研彤,李智博,

祁艷霞1,胡玉才3,趙前程1

(1.大連海洋大學 食品科學與工程學院，遼寧 大連 116023；2.遼寧出入境檢驗檢疫局，遼寧 大連 116001；3.大連海洋大學 理學院,遼寧 大連 116023)

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3種養(yǎng)殖方式下刺參營養(yǎng)成分和功能成分的研究

王貴濱1、2,郭振宇1,高岳1,林研彤1,李智博1,

祁艷霞1,胡玉才3,趙前程1

(1.大連海洋大學 食品科學與工程學院，遼寧 大連 116023；2.遼寧出入境檢驗檢疫局，遼寧 大連 116001；3.大連海洋大學 理學院,遼寧 大連 116023)

摘要:對大連地區(qū)圈養(yǎng)、淺海和深海3種養(yǎng)殖方式下平均體質(zhì)量分別為67.11、96.15、258.40 g刺參Apostichopus japonicus的營養(yǎng)成分(灰分、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、氨基酸、脂肪酸)、功能成分(多糖、膠原蛋白)進行比較分析。結果表明：圈養(yǎng)刺參的蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物含量最高，灰分含量最低；圈養(yǎng)刺參的多糖含量最高，且含有較高的氨基糖和糖醛酸，而深海刺參的膠原蛋白含量最高；3種養(yǎng)殖方式下，刺參的脂肪酸含量均以多不飽和脂肪酸為主，其中，深海刺參所含的多不飽和脂肪酸最高，尤其是EPA；3種養(yǎng)殖方式下，刺參的谷氨酸含量均最多，圈養(yǎng)刺參的必需氨基酸含量最高。研究表明，不同養(yǎng)殖方式下，刺參的營養(yǎng)成分和功能成分有明顯差異，本研究結果可為生產(chǎn)者加工和消費者購買刺參提供參考。

關鍵詞:刺參；營養(yǎng)成分；氨基酸；脂肪酸；養(yǎng)殖方式

刺參Apostichopusjaponicus隸屬于棘皮動物門Echinodermata、海參綱Holothuroidea、楯手目Aspidochirota、刺參科Stichopodidae、仿刺參屬Apostichopus，名列海產(chǎn)“八珍”之首。刺參含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，不僅具有蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量少的特點，同時含有豐富的氨基酸、脂肪酸、礦物元素[1-3]，以及多糖、皂苷和膠原蛋白等多種活性物質(zhì)，并具有抗腫瘤活性、抗凝血活性、抗血栓活性、抗血脂活性、抗氧化活性和增強免疫活性[4]等多種生理功能。

中國刺參產(chǎn)業(yè)是一個重要的漁業(yè)產(chǎn)業(yè)。近幾年，刺參以其特有的營養(yǎng)價值和藥用價值得到了消費者的廣泛青睞。大連刺參為中國海參產(chǎn)業(yè)三個主產(chǎn)區(qū)之一，深受廣大消費者的喜愛。消費者一般認為，野生刺參的營養(yǎng)價值高于圈養(yǎng)刺參，生產(chǎn)者及銷售商也經(jīng)常以此為定價的依據(jù)，而野生刺參與圈養(yǎng)刺參的營養(yǎng)成分實際上也存在著差異，其實還存在著不少爭議。李丹彤等[5]研究了不同季節(jié)野生仿刺參Apostichopusjaponicus的營養(yǎng)成分，但是關于養(yǎng)殖方式對刺參營養(yǎng)成分影響的研究還鮮見報道。為此，本研究中對不同養(yǎng)殖方式下刺參的營養(yǎng)成分和功能成分進行了分析，既能為消費者在購買刺參時提供指導，也能為生產(chǎn)者加工和銷售者營銷刺參時提供參考。

1材料與方法

1.1材料

圈養(yǎng)刺參取自大連市莊河某養(yǎng)殖場，淺海刺參取自大連市旅順黃泥川水深15 m的海域，深海刺參取自大連市旅順黃泥川水深36 m的海域。圈養(yǎng)刺參、淺海刺參、深海刺參的平均體質(zhì)量分別為67.11、96.15、258.40 g，每種養(yǎng)殖方式刺參的樣品總質(zhì)量均為15 kg。3種刺參于2012年6月采集后置于加冰的泡沫箱中運回實驗室。

1.2方法

1.2.1樣品的制備將刺參去內(nèi)臟清洗后，于-25 ℃下平板速凍5 h，再放入冰柜(-18 ℃)中保存。將冷凍刺參切片后用真空干燥機冷凍干燥h，利用高速離心粉碎機將刺參粉碎，過80目篩，置于聚乙烯袋中，封口，于-18 ℃下保存?zhèn)溆?。檢測前，使用烘箱在105 ℃下干燥至恒重。

1.2.2基本營養(yǎng)成分的測定根據(jù)食品中蛋白質(zhì)(ISO-5983 118—2005，換算系數(shù)為6.25)、灰分(ISO 5984—2002)、脂肪(ISO 6492—1999)含量的測定方法分別測定樣品的蛋白質(zhì)、灰分、脂肪含量；根據(jù)Vieira等[6]的方法測定碳水化合物含量，利用苯酚-硫酸法[7]測定總糖含量。

1.2.3膠原蛋白含量的測定依據(jù)肉與肉制品中羥脯氨酸含量測定方法(ISO 3496—1994)測定羥脯氨酸含量(換算系數(shù)為11.1)。

1.2.4氨基酸、脂肪酸組成的測定依據(jù)動物飼料中氨基酸(ISO 13903—2005)、脂肪酸(ISO/TS 17764-2—2002)含量的測定方法分別測定氨基酸、脂肪酸的組成及含量。

1.2.5多糖及單糖含量的測定采用3，5-二硝基水楊酸比色法[8]測定還原糖含量，總糖含量減去還原糖含量即為多糖含量。采用半胱氨酸硫酸法[9]測定巖藻糖硫酸酯含量，采用鹽酸水解-BaCl2重量法[10]測定硫酸根含量，采用咔唑比色法[11]測定糖醛酸含量，采用Elson-Morgan法[12]測定氨基糖含量。

1.3數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用平均值±標準差表示，試驗指標的檢測均進行3次重復測定。采用SPSS 17.0軟件進行單因素方差分析，利用Tukey HSD法進行組間比較，顯著性水平設為0.05。

2結果與討論

2.1不同養(yǎng)殖方式下刺參的基本營養(yǎng)成分

從表1可見：3種養(yǎng)殖方式下，刺參的灰分含量為23.94%~27.96%，不同養(yǎng)殖方式組間存在顯著性差異(P<0.05)，圈養(yǎng)刺參的灰分含量最低，深海刺參的灰分含量最高；蛋白質(zhì)含量為50.32%~53.04%，圈養(yǎng)刺參顯著高于深海刺參(P<0.05)；脂肪含量為1.65%~2.32%，圈養(yǎng)刺參顯著高于淺海和深海刺參(P<0.05)；碳水化合物含量為16.25%~18.79%，不同養(yǎng)殖方式組間存在顯著性差異(P<0.05)，圈養(yǎng)刺參含量最高，深海刺參含量最低。該結果與李丹彤等[13]對野生刺參基本營養(yǎng)成分的測定結果相近，蛋白質(zhì)含量略低于王永輝等[14]的測定結果，但灰分含量偏高。

2.2不同養(yǎng)殖方式下刺參的膠原蛋白含量

從表1還可見，圈養(yǎng)和淺海刺參膠原蛋白含量無顯著性差異(P>0.05)，但均顯著低于深海刺參(P<0.05)。這一結果低于大紅海參Parastichopuscalifornicus[15]、紅刺參Stichopusjaponicus[16]和馬來西亞白尼參Bohadschiaspp.[17]的膠原蛋白含量，這可能與海參品種不同有關。

表1不同養(yǎng)殖方式下刺參的基本營養(yǎng)成分及膠原蛋白含量(干質(zhì)量)

Tab.1Proximate composition and collagen content in sea cucumber farmed in different patterns(dry weight)

w/%

注：同列中標有不同小寫字母者表示組間有顯著性差異(P<0.05)，標有相同小寫字母者表示組間無顯著性差異(P>0.05)，下同

Note:The means with different letters within the same column are significant differences at the 0.05 probability level, and the means with the same letters within the same column are not significant differences, et sequentia

2.3不同養(yǎng)殖方式下刺參的脂肪酸組成及含量

對3種養(yǎng)殖方式下刺參的脂肪酸測定結果如表2所示，3組刺參均含有25種脂肪酸，包含9種飽和脂肪酸和16種不飽和脂肪酸。其中，不飽和脂肪酸的含量明顯高于飽和脂肪酸，并且不飽和脂肪酸中多不飽和脂肪酸遠高于單不飽和脂肪酸。

3組刺參中，圈養(yǎng)刺參飽和脂肪酸含量最高，為29.57%，深海刺參含量最低，為21.16%，深海刺參含量與紅刺參(22.15%)、綠刺參Apostichopusjaponicus的含量(21.99%)[18]相近，低于獐子島仿刺參的含量[5]。其中，棕櫚酸(C16：0)、硬脂酸(C18：0)是3組刺參的主要飽和脂肪酸，且含量分別為7.12%~13.76%、6.98%~8.58%，高于土耳其海參Holothuriatubulosa的含量[3]，低于葡萄牙海參Holothuriaforskali的含量[19]。

表2不同養(yǎng)殖方式下刺參脂肪酸的組成及含量

Tab.2Fatty acid compositions and contents in sea cucumber farmed in different patterns

%

注：—示未檢出；SFA為飽和脂肪酸；MUFA為單不飽和脂肪酸；PUFA為多不飽和脂肪酸

Note:—, not detected; SFA, saturated fatty acids; MUFA, monounsaturated fatty acids; PUFA, polyunsaturated fatty acids

3組刺參中，圈養(yǎng)刺參單不飽和脂肪酸含量最高，為23.82%，遠低于獐子島刺參(38.6%)[5]，與紅刺參、綠刺參的含量[18]相近；棕櫚油酸(C16:1n-7)是單不飽和脂肪酸中含量最高的脂肪酸，圈養(yǎng)、淺海和深海養(yǎng)殖刺參中的含量分別為11.5%、8.58%和10.67%。

本研究中，深海刺參的多不飽和脂肪酸含量最高，且EPA含量高達17.79%，Ginger等[20]研究也表明，深海區(qū)域海參的多不飽和脂肪酸含量較高，可能與深海高壓、低溫環(huán)境有關。另外，3組刺參的γ-亞麻酸(C18:3n-6)含量都很高且組間差異不明顯。EPA是主要的n-3多不飽和脂肪酸，3組刺參的EPA含量為11.50%~17.79%，DHA次之，含量為4.52%~10.67%，其中，深海刺參DHA含量明顯高于圈養(yǎng)和淺海養(yǎng)殖的刺參。

2.4不同養(yǎng)殖方式刺參的氨基酸組成及含量

3組刺參中均檢測出18種氨基酸(表3)，包含8種必需氨基酸，氨基酸總量分別為47.80%、43.50%、36.80%，其中，圈養(yǎng)和淺海刺參的氨基酸總量相近，均明顯高于深海刺參。該結果高于紅刺參、綠刺參[18]和大紅海參[2]的氨基酸含量。

表3不同養(yǎng)殖方式下刺參氨基酸的組成及含量

Tab.3Amino acid compositions and contents in sea cucumber farmed in different patterns

%

注：*為必需氨基酸

Note: *essential amino acids

3組刺參的必需氨基酸總量為11.70%~17.00%，其中圈養(yǎng)刺參含量最高，深海刺參含量最低，這可能是由于不同養(yǎng)殖方式下海參的餌料不同造成的[21]。這一結果高于紅刺參、綠刺參的必需氨基酸含量[18]。必需氨基酸中，圈養(yǎng)刺參的亮氨酸含量最高，蘇氨酸、纈氨酸次之，而淺海和深海刺參中蘇氨酸含量最高。

3組刺參中各氨基酸組分的含量差異不大，其中，谷氨酸含量均為最高，占氨基酸總量的13.1%~14.2%。大紅海參[2]、北大西洋海參Cucumariafrondosa[22]中均是谷氨酸含量最高，而葡萄牙海參[19]中丙氨酸含量也為最高。本試驗中，甘氨酸在3組刺參中含量也較高，這個結果低于Wen等[1]測得的5種海參Stichopusherrmanni、Thelenotaanax、Holothuriafuscogilva、Holothuriafuscopunctata、Actinopygacaerulea的甘氨酸含量，高于紅刺參、綠刺參的甘氨酸含量[18]。

圈養(yǎng)刺參的必需氨基酸含量/氨基酸總量值最高，為35.56%，接近FAO/WHO推薦的蛋白質(zhì)營養(yǎng)評價的理想模式[23]。說明大連圈養(yǎng)刺參必需氨基酸的營養(yǎng)價值比較高，易于人體吸收。

2.5不同養(yǎng)殖方式下刺參的多糖含量分析

從表4可見：3組刺參的多糖含量為7.94%～9.50%，淺海刺參多糖含量與深海刺參相近，均低于圈養(yǎng)刺參，但淺海刺參顯著低于圈養(yǎng)刺參(P<0.05)；3組刺參中，淺海刺參的氨基糖和糖醛酸含量與深海刺參無顯著性差異(P>0.05)，而圈養(yǎng)刺參氨基糖和糖醛酸含量最高，分別為0.31%~0.43%、7.76%~9.63%，此結果與Liu等[24]測得的刺參糖醛酸含量相近；3組刺參的巖藻糖含量無顯著性差異(P>0.05)，變化范圍為3.76%～4.51%，此結果與Yu等[25]測得的海地瓜Acaudinamolpadioides的巖藻糖含量相近；3組刺參的硫酸根含量相差不大(P>0.05)，變化范圍為3.08%～3.38%。

表4不同養(yǎng)殖方式下刺參多糖及其單糖的組成及含量

Tab.4Monosaccharide and polysaccharide compositions and contents in the sea cucumber farmed in different patterns

%

3結論

3種養(yǎng)殖方式下，刺參均含有較高含量的蛋白質(zhì)和較低含量的脂肪，同時，也含有較豐富的膠原蛋白和多糖等生物活性物質(zhì)。圈養(yǎng)刺參蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物和多糖含量最高，深海刺參灰分和膠原蛋白含量最高；圈養(yǎng)刺參單不飽和脂肪酸及總脂肪酸含量最高，深海刺參多不飽和脂肪酸含量最高，而且深海刺參的EPA和DHA含量顯著高于淺海和圈養(yǎng)刺參；圈養(yǎng)刺參必需氨基酸和氨基酸總含量最高；3種養(yǎng)殖方式下，刺參的多糖及其單糖組成有顯著性差異。

參考文獻：

[1]Wen J,Chaoqun H.Chemical composition and nutritional quality of sea cucumbers[J].Published Online in Wiley Online Library,2010,17:2469-2473.

[2]Bechtell P J,Oliveira A C M,Demir N.Chemical composition of the giant red sea cucumber,Parastichopuscalifornicus,commercially harvested in Alaska[J].Food Science & Nutrition,2013, 1(1):63-73.

[3]Aydin M,Sevgili H,Yilmaz E,et al.Proximate composition and fatty acid profile of three different fresh and dried commercial sea cucumbers from Turkey[J].International Journal of Food Science and Technology,2011,46:500-508.

[4]王斌,袁甜,張譯文,等.仿刺參腸多糖提取物對小鼠實體瘤的抑制作用[J].大連海洋大學學報,2012,27(3):195-199.

[5]李丹彤,常亞青,吳振海,等.獐子島夏秋季野生仿刺參體壁營養(yǎng)成分的分析[J].水產(chǎn)科學,2009,28(7):365-369.

[6]Vieira R P,Mour?o P A.Occurrence of a unique fucose-branched chondroitin sulfate in the body wall of a sea cucumber[J].Biological Chemistry,1988,263(34):18176-18183.

[7]Dubois M,Gilles K A,Hamiltion J K,et al.Colorimetric method for determination of sugars and related substances[J].Analytical Chemistry,1956,28:350-356.

[8]趙凱,許鵬舉,谷廣燁.3,5-二硝基水楊酸比色法測定還原糖含量的研究[J].食品科學,2008,28(8):534-536.

[9]Dische Z A,Shettles L B.A specific color reaction of methylpentose and a spectrophotometric micromethod for their determination[J].Biological Chemistry,1948,175(2):595-603.

[10]Dodgson K S,Price R G.A note on the determination of the ester sulphate content of sulphated polysaccharides[J].Biochemistry,1962,84(1):106-110.

[11]Bitter T,Muir H M.A modified uronic acid carbazole reaction[J].Analytical Biochemistry,1962,4:330-334.

[12]Ressing J L,Strominger L J,Leloir F L.A modified calorietric method for the estimation of N-acetylamino sugars[J].Biological Chemistry,1955,217(2):959-1006.

[13]李丹彤,常亞青,陳煒,等.獐子島野生刺參體壁營養(yǎng)成分的分析[J].大連水產(chǎn)學院學報,2006,21(3):279-282.

[14]王永輝,李培冰,李天,等.刺參營養(yǎng)成分分析[J].氨基酸和生物資源,2010,32(4):181-182.

[15]Liu Z,Oliveira A C M,Su Y C.Purification and characterization of pepsin-solubilized collagen from skin and connective tissue of giant red sea cucumber(Parastichopuscalifornicus)[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2009,58(2):1270-1274.

[16]Park S Y,Lim H K,Lee S,et al.Pepsin-solubilised collagen(PSC) from red sea cucumber (Stichopusjaponicus) regulates cell cycle and the fibronectin synthesis in HaCaT cell migration[J].Food Chemistry,2012,132:487-492.

[17]Siddiqui Y D,Arief E M,Yusoff A,et al.Isolation of pepsin-solubilized collagen(PSC) from crude collagen extracted from body wall of sea cucumber(Bohadschiaspp.)[J].International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences,2013,5(2):555-559.

[18]Jiang K H,Dong S L,Gao Q F,et al.Comparative study on nutrient composition and growth of green and red cucumberApostichopusjaponicus(Selenka,1867),under the same culture conditions[J].Aquaculture Research,2013，44:317-320.

[19]Pereira D M,Valentao P,Teixeira N,et al.Amino acids,fatty acids and sterols profile of some marine organisms from Portuguese waters[J].Food Chemistry,2013,141:2412-2417.

[20]Ginger M L,Billett D S M,Mackenzie K L,et al.Organic matter assimilation and selective feeding by holothurians in the deep sea:some observations and comments[J].Progress in Oceanography,2001,50:407-421.

[21]Mai K,Mercer J P,Donlon J.Comparative studies on nutrition of two species of abalone,HaliotistuberculataL.andHaliotisdiscushannaiIno:Ⅲ.Response of abalone to various levels of dietary lipids[J].Aquaculture,1995,134(1/2):65-85.

[22]Zhong Y,Khan M A,Shahidi F.Compositional characteristics and antioxidant properties of fresh and processed sea cucumber(Cucumariafrondosa)[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2007,55:1188-1192.

[23]FAO/WHO,Diet,nutrition and the prevention of chronic disease.Technical Report Series 916[R].Geneva:Food and Agriculture Organization/World Health Organization,2003.

[24]Liu X,Sun Z,Zhang M,et al.Antioxidant and antihyperlipidemic activities of polysaccharides from sea cucumberApostichopusjaponicus[J].Carbohydrate Polymers,2012,90:1664-1670.

[25]Yu L,Xu X,Xue C,et al.Enzymatic preparation and structural determination of oligosaccharides derived from sea cucumber(Acaudinamolpadioides) fucoidan[J].Food Chemistry,2013,139:702-709.

Comparison of approximate and functional compositions in sea

cucumberApostichopusjaponicusfarmed in three patterns

WANG Gui-bin1,2, GUO Zhen-yu1, GAO Yue1, LIN Yan-tong1, LI Zhi-bo1,

QI Yan-xia1, HU Yu-cai3, ZHAO Qian-cheng1

(1.College of Food Science and Engineering, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China; 2.Liaoning Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Dalian 116001, China; 3.College of Sciences, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China)

Abstract：The approximate (protein, ash, fat, carbohydrate, amino acids and fatty acids), and functional compositions (polysaccharides, and collagen) were determined in sea cucumber Apostichopus japonicus with body weight of 67.11 g, 96.15 g and 258.40 g farmed in ponds, shallow coasts and deep coasts in Dalian, respectively. It was found that there were the maximal levels of protein, lipid, and carbohydrate and the minimal level of ash in the sea cucumber farmed in ponds. The maximal polysaccharide content, and higher amino saccharide and alduronic acid were observed in the sea cucumber farmed in ponds, with the maximal collagen content in the sea cucumber farmed in deep coast. Polyunsaturated fatty acids were found to be the predominant fatty acids in sea cucumber farmed in the three patterns, the maximal level of polyunsaturated fatty acids, especially EPA, in the sea cucumber farmed in deep coast. There was the maximal glutamic acid content in the sea cucumber farmed in the three patterns, with the maximal level of essential amino acids in the sea cucumber farmed in ponds. The findings show that there are different approximate and functional compositions in the sea cucumber farmed in different patterns, which provides reference to rational consumption and to reasonable price for producers and consumers.

Key words：Apostichopus japonicus; approximate component; amino acid; fatty acid; cultured pattern

通信作者：趙前程(1966—)， 男， 教授。E-mail:qczhao@dlou.edu.cn48

作者簡介：王貴濱(1984—)， 男， 碩士研究生。E-mail:99268210@qq.com

基金項目：大連市海洋與漁業(yè)局資助項目

收稿日期：2014-05-29

中圖分類號：TS254.1

文獻標志碼：A

文章編號：2095-1388(2015)02-0185-05

DOI：10.3969/J.ISSN.2095-1388.2015.02.014