三種馬尾藻的營養(yǎng)組成分析*

詹冬梅，王翔宇，辛美麗，呂　芳，吳海一**

(1.山東省海洋生物研究院，山東青島　266104；2.青島市大型海藻工程技術(shù)研究中心，山東青島　266104)

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三種馬尾藻的營養(yǎng)組成分析*

詹冬梅1,2，王翔宇1,2，辛美麗1,2，呂芳1,2，吳海一1,2**

(1.山東省海洋生物研究院，山東青島266104；2.青島市大型海藻工程技術(shù)研究中心，山東青島266104)

【目的】為擴大馬尾藻應(yīng)用范圍，提高其開發(fā)利用價值，對山東榮成鼠尾藻、海黍子及銅藻等3種馬尾藻的主要營養(yǎng)組成及功能活性成分物質(zhì)進行研究?！痉椒ā繙y定分析馬尾藻中的蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、不溶性膳食纖維、氨基酸、微量元素、褐藻膠、褐藻淀粉、巖藻黃素等成分的含量?！窘Y(jié)果】3種海藻的微量元素含量豐富，其他物質(zhì)的含量如下：粗蛋白14.1%～19.1%，粗脂肪1.8%～2.5%，粗纖維5.4%～9.6%，不溶性膳食纖維14.7%～19.6%，褐藻膠12.4%～26.2%，褐藻淀粉0.04%～0.38%，巖藻黃素0.26～0.74 mg/g，褐藻多酚1.34～6.48 mg/g，甘露醇0.43%～0.45%。【結(jié)論】3種海藻屬于蛋白質(zhì)適中、脂肪低、膳食纖維高、其他活性成分較高的藻類，可作為良好的食品添加劑及海藻活性成分提取的原料。

馬尾藻營養(yǎng)組成活性成分

0　引言

【研究意義】鼠尾藻(Sargassum thunbergii)[1-2]、海黍子(Sargassum muticum)及銅藻(Sargassum horneri)等是一類具有較高經(jīng)濟價值的褐藻新資源，它們不僅是藻膠工業(yè)的優(yōu)質(zhì)原料，也是制備醫(yī)藥、食品、飼料、有機肥等的優(yōu)質(zhì)原料。該類褐藻在我國近海分布廣泛，是海藻場及海底森林的主要組成部分。大部分的馬尾藻一般不直接食用，但可以廣泛用于飼料、藻膠和醫(yī)藥行業(yè)。海藻中含有豐富的維生素，如脂溶性維生素A、D的前體，維生素E、K，水溶性維生素B1、B2、B3、B12以及維生素C等。褐藻膠是褐藻細胞間質(zhì)多糖的主要成分，具有高分子陰離子化合物的特性，是維持褐藻生命活動所必須的基礎(chǔ)物質(zhì)，其主要成分為多聚甘露糖醛酸(M)和多聚古羅糖醛酸(G)所構(gòu)成的高分子化合物，它主要用作食品、紡織、橡膠、醫(yī)藥等工業(yè)的助劑。褐藻中巖藻聚糖硫酸酯具有抗凝血、降血脂、抗腫瘤、抗病毒、增強機體免疫機制等多種生理活性，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、輕工、食品、醫(yī)療等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價值。褐藻中的巖藻黃素屬于類胡蘿卜素類的化合物，對光不穩(wěn)定，易被氧化，具有優(yōu)越的抗氧化作用和抗肥胖、抗腫瘤、調(diào)節(jié)血糖含量和清除自由基等活性。褐藻多酚是海藻體內(nèi)的化學(xué)防御物質(zhì)，分子量從幾百到幾十萬，具有多種化學(xué)及生物活性：絡(luò)合金屬離子；抑制淀粉酶、酯酶、抗血纖維蛋白溶酶活性；抑制微生物生長；抑制附生藻類生長；抑制植食動物攝食；凝集血紅細胞[3]。在高度不飽和脂肪酸的抗氧化實驗中發(fā)現(xiàn)，褐藻多酚比目前常用的抗氧化劑BHT的抗氧化活性高2.5倍[4]。【前人研究進展】目前已有報道研究大連海黍子[5]、海南馬尾藻[6]、廣東亨氏馬尾藻[7]、浙江一種馬尾藻(羊棲菜)[8]的基本營養(yǎng)成分，如氨基酸、微量元素、維生素等，但有關(guān)馬尾藻中褐藻膠、巖藻黃素、褐藻多酚這些活性成分分析資料較少?！颈狙芯壳腥朦c】每種馬尾藻的營養(yǎng)組成有著較大的差異，因此本研究采集山東榮成自然資源量較大的3種馬尾藻，對其主要營養(yǎng)組成及功能活性成分物質(zhì)進行測定及分析?！緮M解決的關(guān)鍵問題】擴大馬尾藻這一大型經(jīng)濟藻類的應(yīng)用范圍，提高其開發(fā)利用價值，為充分開發(fā)利用海藻資源提供一定的科學(xué)理論參考。

1　材料與方法

1.1海藻的采集與處理

2015年6月采集榮成俚島灣海洋科技有限公司潮間帶生長的鼠尾藻，潮下帶生長的海黍子，以及筏架上漂浮生長的銅藻。所有采集的海藻用過濾海水洗刷后，60℃烘干，裝入自封袋中，置于冰箱中冷凍保存。

1.2方法

1.2.1一般組分的含量測定

粗蛋白的含量測定采用經(jīng)典的凱氏定氮法；粗脂肪的含量測定采用索氏抽提法；粗纖維的含量測定采用重量法；灰分的測定采用560℃煅燒法；不溶性膳食纖維的含量測定采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB 12394-90。

1.2.2氨基酸含量測定

海藻樣品用2 mL 5 mol/L鹽酸110℃水解24 h后過濾，所得濾液用真空泵40℃抽干；再用pH值5.5的磷酸緩沖液稀釋到一定體積，搖勻，取一定量的水解樣品用氨基酸自動分析儀進行測定。

1.2.3微量元素以及維生素含量測定

微量元素含量的測定：海藻樣品用HNO3-HClO4混酸消解至無色透明，用雙蒸水定容至一定體積，備用。用原子吸收光譜儀測定微量元素Cu、Fe、Zn的含量，用熒光分光光度法測定元素Se的含量(海洋監(jiān)測規(guī)范生物體分析GB 17378.6-1998)。

維生素B1的含量采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.84-2003測定，維生素B2的含量采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14701-2002 測定。

1.2.4海藻多糖的含量測定

褐藻膠的含量測定參考文獻[9]中所使用的醋酸鈣法。褐藻淀粉和硫酸多糖的含量測定采用硫酸苯酚法，所用提取方法如下：取10 g海藻干粉，加20 mL甲醇脫色3次后，用80℃熱水提取2 h;5 000×g離心后，收集上清液旋轉(zhuǎn)濃縮;然后加入10 mL 50%(V/V)乙醇，離心收集沉淀，即為褐藻淀粉;上清液中再加入10 mL 80%(V/V)乙醇沉淀，收集沉淀物，為硫酸多糖。

部分縣由于財政困難，原招商協(xié)議中承諾的補助和獎勵未按時足額兌現(xiàn)，一些基礎(chǔ)設(shè)施未建或未能按期交付使用。部分縣為招攬投資，違反相關(guān)法律法規(guī)規(guī)定隨意承諾減免投資者本應(yīng)必須履行的法定程序和義務(wù)，但最終無法兌現(xiàn)，嚴(yán)重影響了政府的形象和投資者的積極性。

1.2.5其他生物活性物質(zhì)的含量測定

(1)甘露醇

采用硫代硫酸鈉滴定法：海藻用蒸餾水浸泡24 h，將提取液濃縮沉淀，置于碘瓶中，加入3.2 g/L高碘酸鈉溶液及硫酸溶液(水:濃硫酸=1:20，V/V)，50℃水浴加熱15 min，放冷。加入16.5%(W/V)碘化鉀液，放置5 min，用0.1 mol/L硫代硫酸鈉滴定液滴定，至近終點時，加入1%(W/V)淀粉溶液1.0 mL使溶液呈藍色，再繼續(xù)滴定至藍色消失。每1.0 mL硫代硫酸鈉滴定液(0.1 mol/L)相當(dāng)于1.821 8 mg甘露醇。

(2)巖藻黃素

準(zhǔn)確稱取1.05 g馬尾藻干粉，用20 mL甲醇在60℃的條件下避光靜置，浸提2次，每次1 h。浸提液冷凍離心后留取上清液并轉(zhuǎn)入分液漏斗中，緩慢加入正己烷，充分震蕩，放置分層，保留上層溶液；再用正己烷對下層甲醇水溶液進行萃取，直至不能再從下層中萃取出黃素物質(zhì)為止，最后舍掉下層，合并所得的上層溶液。在巖藻黃素特定吸收波長450 nm下測吸光度值，按下式算出巖藻黃素含量：

巖藻黃素(mg/g)=(A455×n×1 000)/

(3)褐藻多酚

準(zhǔn)確稱取2 g干樣品，加50 mL蒸餾水，于121℃條件下提取15 min。提取液 3 000 r/min離心20 min，用蒸餾水將上清液定容至50 mL得到熱水提取的褐藻多酚溶液。然后加入3倍體積的95%(V/V)乙醇溶液進行沉淀，靜置10 min后進行離心，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)出上清液中的乙醇，濃縮液加蒸餾水定容至50 mL，得到褐藻多酚溶液。取1 mL褐藻多酚溶液置于15 mL試管中，加水稀釋至7 mL，混合均勻，加入1 mL Folin-Denis試劑搖勻，3 min后加入2 mL飽和碳酸鈉溶液，充分混合，3 h后于710 nm測定吸光值。用1%(W/V)間苯三酚標(biāo)準(zhǔn)液按上述方法做出標(biāo)準(zhǔn)曲線，樣品測得的710 nm處吸光值代入標(biāo)準(zhǔn)曲線公式中即可求得褐藻多酚含量。

Folin-Denis試劑為磷酸鎢鋁復(fù)合物：將20 g鎢酸鈉，80 g磷鉬酸鈉，50 mL (85%，V/V) 磷酸溶液及750 mL水混合，加熱回流2 h，冷卻后加水定容至1 L。

2　結(jié)果與分析

2.13種馬尾藻的一般組成含量

已報道的海藻中蛋白質(zhì)含量一般在20%以下[10]，從表1可以看出，本試驗中3種海藻的粗蛋白含量為14.1%～19.1%，高于海帶(6.4%)[10]；其中，鼠尾藻與海黍子中粗蛋白含量比較高，與羊棲菜(15.3%)及裙帶菜(17.2%)的粗蛋白含量[8]接近，而銅藻中粗蛋白含量在3種海藻中最低。另外，鼠尾藻與海黍子的粗纖維含量相對低于銅藻；3種海藻的脂肪含量都比較低?？傮w上來說，海黍子與鼠尾藻的基本營養(yǎng)成分組成比較接近。

粗纖維僅包含部分纖維素、半纖維素、木質(zhì)素及少量含氮化合物，而膳食纖維包含纖維素、半纖維素、戊聚糖、木質(zhì)素、果膠、樹膠等，因此膳食纖維比粗纖維更能客觀、準(zhǔn)確地反映食物的可利用率。鼠尾藻、銅藻的不溶性膳食纖維含量比較高，可作為強化纖維配方食品的添加劑。另外，受實驗條件限制，我們只測定3種海藻中維生素B1、B2的含量，結(jié)果顯示3種海藻中維生素B2的含量較高(表1)。

2.2蛋白質(zhì)的氨基酸組成及含量

由表2可知，馬尾藻含有17種氨基酸，缺少色氨酸。鼠尾藻、海黍子、銅藻氨基酸總量分別是16.5 g/100 g、15.4 g/100 g、16.95 g/100 g，必需氨基酸含量分別是5.27 g/100 g、5.70 g/100 g、5.30 g/100 g；必需氨基酸占總氨基酸量的比例分別為31.9%，37.0%，31.3%。WHO推薦的理想蛋白質(zhì)模式是必需氨基酸占總氨基酸的40%左右，海黍子的氨基酸組成比較接近這一要求。

表13種馬尾藻的主要成分組成

Table 1The primary composing components of three kinds of Sargassum

樣品Sample粗蛋白Crudeprotein(g/100gdryweight)粗脂肪Crudefat(g/100gdryweight)粗纖維Crudefiber(g/100gdryweight)不溶性膳食纖維Insolublefietaryfibre(g/100gdryweight)灰分Ash(g/100gdryweight)維生素B1VitaminB1(μg/g)維生素B2VitaminB2(μg/g)鼠尾藻S.thunbergii19.12.35.419.627.00.224.2海黍子S.muticum19.32.56.214.725.90.335.7銅藻S.horneri14.41.89.618.524.80.222.8

表23種馬尾藻蛋白質(zhì)的氨基酸組成及含量(g/100 g)

Table 2Amino acid compositions in the three kinds of Sargassum (g/100 g)

樣品Sample氨基酸Aminoacids天門冬氨酸Asp蘇氨酸*Thr絲氨酸Ser谷氨酸Glu脯氨酸Pro甘氨酸Gly丙氨酸Ala胱氨酸*Cys纈氨酸*Val蛋氨酸*Met鼠尾藻S.thunbergii1.370.590.545.360.590.661.880.550.720.20海黍子S.muticum1.260.530.494.590.740.661.131.130.740.19銅藻S.horneri1.410.650.591.580.580.760.850.020.820.24樣品Sample氨基酸Aminoacids異亮氨酸*Ile亮氨酸*Leu酪氨酸*Tyr苯丙氨酸*Phe賴氨酸*Lys組氨酸His精氨酸Arg氨基酸總量Totalaminoacids必需氨基酸Essentialaminoacids鼠尾藻S.thunbergii0.580.940.390.640.660.220.6116.55.27海黍子S.muticum0.580.970.300.600.660.220.6115.405.70銅藻S.horneri0.691.120.350.710.700.210.6716.955.30

注：*必需氨基酸

Note:*essential amino acids

2.3微量元素及維生素含量

海藻中含有海水中所有的無機元素，其中K、Na、Mg、Ca、Cl含量很高，是無機元素的寶庫，這些無機元素在人體內(nèi)參與生命過程，起著非常重要的作用。海藻有將海水中元素濃縮的能力，比如鐵在海水中含量一般為0.01 mg/kg，而本試驗所測得的3種馬尾藻鐵含量為110～426 mg/kg。從表3可以看出，3種海藻的微量元素含量比較豐富，特別是鐵的含量遠高于海帶(39 mg/kg)[11]，但低于報道的亨氏馬尾藻(500 mg/kg)；硒的含量比亨氏馬尾藻高(30 μg/kg)[7]。

表33種馬尾藻的微量元素及維生素含量

Table 3The trace elements and vatamin B content of the three kinds of Sargassum

樣品Sample銅Cu(mg/kg)鐵Fe(mg/kg)鋅Zn(mg/kg)硒Se(μg/kg)維生素VitamineB1(μg/g)維生素VitamineB2(μg/g)鼠尾藻S.thunbergii6.8132364100.224.2海黍子S.muticum14.9110263000.335.7銅藻S.horneri11.7426303690.222.8

2.4褐藻多糖的含量

褐藻多糖主要分為細胞間質(zhì)多糖及細胞內(nèi)貯藏多糖，褐藻間質(zhì)多糖包括褐藻膠及硫酸多糖，細胞內(nèi)貯藏多糖多為淀粉類物質(zhì)。

本試驗海藻中褐藻膠含量為12.4%～26.2%，其中鼠尾藻的褐藻膠含量最高，鼠尾藻及銅藻中的褐藻膠含量與海帶褐藻膠含量(24.5%)[11]接近(表

4)。從馬尾藻提取的褐藻膠與從海帶中提取的褐藻膠在分子量、凝膠強度等特征上有很大的差異，用途不盡相同，目前從馬尾藻提取的褐藻膠在市場上比較緊缺。褐藻淀粉是褐藻細胞內(nèi)儲存多糖，在所測3種馬尾藻中，其含量都很低(表4)。

表43種馬尾藻中的褐藻膠與褐藻淀粉含量(%)

Table 4The alginate and laminaran content of the three kinds of Sargassum(%)

樣品Sample褐藻膠Alginate褐藻淀粉Laminaran鼠尾藻S.thunbergii26.2±2.50.21海黍子S.muticum12.4±1.80.38銅藻S.horneri22.1±2.20.04

比較發(fā)現(xiàn)，銅藻的巖藻聚糖硫酸酯含量最高，其次是海黍子，鼠尾藻含量最低。從巖藻聚糖硫酸酯的單糖組成(表5)中可以看出，海黍子和銅藻中的巖藻糖含量最高，達到27%以上，而鼠尾藻中的巖藻糖含量比較低；鼠尾藻中甘露糖含量最高。同時，海藻巖藻聚糖硫酸酯中還含有微量的葡萄糖醛酸、氨基葡萄糖、鼠李糖、葡萄糖和木糖。

2.5其他活性成分含量

從表6可以看出，銅藻中巖藻黃素含量比較高，達到0.74 mg/g，比文獻中報道的海帶巖藻黃素(0.556 mg/g)高，比裙帶菜巖藻黃素(1.21 mg/g)低。鼠尾藻及海黍子的褐藻多酚含量比較高。3種海藻的甘露醇含量接近，均比海帶的甘露醇含量(7%以上)[12]低。

表53種海藻的巖藻聚糖硫酸酯的單糖組成(%)

Table 5The monosaccharide composition of fucose-containing sulfated polysaccharides of the three kinds of Sargassum(%)

樣品Sample單糖Monosaccharidecomposition甘露糖Mannose氨基葡萄糖Glucosamine鼠李糖Rhamnose葡萄糖醛酸Glucuronicacid葡萄糖Glucose半乳糖Galactose木糖Xylose巖藻糖Fucose鼠尾藻S.thunbergii36.60.91.110.32.717.86.624.2海黍子S.muticum21.201.101.307.106.5530.952.5029.20銅藻S.horneri29.11.12.58.23.625.92.127.5

表63種馬尾藻中活性成分含量

Table 6The active component contents of the three kinds of Sargassum

樣品Sample巖藻黃素Fucoxanthin(mg/g)褐藻多酚Polyphenol(mg/g)甘露醇Mannite(%)鼠尾藻S.thunbergii0.45±0.056.48±1.020.44海黍子S.muticum0.26±0.055.33±0.580.45銅藻S.horneri0.74±0.011.34±0.020.43

3　結(jié)論

鼠尾藻及銅藻的褐藻膠、巖藻黃素及不溶性膳食纖維含量高。海黍子氨基酸組成比較接近WHO推薦的理想蛋白質(zhì)模式，可作為強化纖維配方食品的添加劑；海黍子中褐藻多酚及巖藻糖含量較高，是功能活性成分優(yōu)良的海藻，可作為功能活性成分提取的原料，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥上。

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(責(zé)任編輯：米慧芝)

Nutritional Constituents of Three Kinds of Sargassum

ZHAN Dongmei1,2,WANG Xiangyu1,2,XIN Meili1,2,LV Fang1,2,WU Haiyi1,2

(1.Marine Biology Institute of Shandong Province，Qingdao，Shandong，266104，China；2.Macroalgae Engineering Technology Centre of Qingdao，Qingdao，Shandong，266104，China)

【Objective】To extend the application fields and increase utility value of Sargassum,the primary composing components and functional components of three kinds of Sargassum collected from Rongcheng coastal zone were studied.【Methods】The contents of the protein,crude fats,crude fiber,insoluble dietary fibre,amino acids,trace elements,alginate,laminaran and fucoxanthin were measured and analysised 【Results】Trace elements in the three kinds of Sargassum were as follow,protein 14.1%～19.1%,crude fats 1.8%～2.5%，crude fiber 5.4%～9.6%,insoluble dietary fibre 14.7%～19.6%,alginate 12.4%～26.2%,laminaran 0.04%～0.38%,fucoxanthin 0.26～0.74 mg/g,algae polyphenol 1.34～6.48 mg/g,mannite 0.43%～0.45%.【Conclusion】The three kinds of Sargassum were the algae with moderate protein，low fat，high insoluble dietary fibre and high active composition.They could be used as raw materials of food additives and active components.

Sargassum,composing compenent,active component

2016-05-15

詹冬梅 (1971-)，女，研究員，主要從事海藻生物學(xué)研究。

S968.43

A

1002-7378(2016)03-0221-05

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先數(shù)字出版時間:2016-08-26【DOI】10.13657/j.cnki.gxkxyxb.20160826.010

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先數(shù)字出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/45.1075.N.20160826.1049.020.html

修改日期：2016-06-26

*海洋公益性行業(yè)科研專項項目(201505022，201405040),山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團隊項目(SDAIT26-01)和海洋經(jīng)濟創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范項目資助。

**通訊作者：吳海一 (1973-)，男，副研究員，主要從事海洋生態(tài)學(xué)研究，E-mail:wuhaiyi1997@163.com。