瓊枝麒麟菜的營(yíng)養(yǎng)成分分析與評(píng)價(jià)

李繼偉，楊賢慶，潘創(chuàng)，陳勝軍，戚勃，許加超

1(中國(guó)海洋大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島,266003)2(中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院 南海水產(chǎn)研究所，國(guó)家水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)中心， 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州，510300)

麒麟菜(Eucheuma)隸屬于紅藻門(Rhodophyta)紅藻綱(Rhodophceae)紅翎菜科(Solieriaceae)，是熱帶和亞熱帶的大型海洋經(jīng)濟(jì)藻類，主要分布于我國(guó)海南省和東南亞國(guó)家沿海地區(qū)，根據(jù)藻體顏色、形態(tài)和地域分布不同又可進(jìn)一步細(xì)分為異枝麒麟菜(E.striatumSchmitz)和瓊枝麒麟菜(E.gelatinae)[1]。瓊枝麒麟菜富含多糖類物質(zhì)，具有降血脂[2]、抗病毒[3]、抗腫瘤[4]等生物活性，是海藻研究的熱點(diǎn)之一。對(duì)于藻類營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究主要圍繞海藻的水分、灰分、蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸、礦物元素等展開[5]，同時(shí)海藻的營(yíng)養(yǎng)成分也會(huì)隨著生長(zhǎng)期[6]、生長(zhǎng)地域[7]、養(yǎng)殖方式[8]不同而發(fā)生改變。營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)則大多采用聯(lián)合國(guó)糧食和農(nóng)業(yè)組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)/世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)理想蛋白質(zhì)模式譜以及全雞蛋蛋白質(zhì)氨基酸評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式，計(jì)算必需氨基酸的氨基酸評(píng)分(amino acid score,AAS)、化學(xué)評(píng)分(chemical score,CS)和必需氨基酸指數(shù)(essential amino acid index,EAAI)[9]來(lái)評(píng)價(jià)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。目前，瓊枝麒麟菜的研究主要集中于養(yǎng)殖技術(shù)[10]、多糖提取工藝[11]和生物活性物質(zhì)[12]等方面。此前，戚勃等[13]對(duì)原產(chǎn)于海南的異枝麒麟菜營(yíng)養(yǎng)成分做過(guò)相關(guān)研究，而關(guān)于瓊枝麒麟菜的營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究則多集中于少數(shù)幾種營(yíng)養(yǎng)成分[14]，迄今未見關(guān)于瓊枝麒麟菜全面、系統(tǒng)性營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究報(bào)道。本研究通過(guò)對(duì)瓊枝麒麟菜營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行全面分析和評(píng)價(jià)，為瓊枝麒麟菜的綜合利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

瓊枝麒麟菜，來(lái)自海南。將原料洗凈晾干于50 ℃烘箱烘干至恒重，粉碎，過(guò)40目篩子，置于干燥器中保存?zhèn)溆谩?/p>

Soxtec 2050全自動(dòng)脂肪測(cè)定儀、Kjeltec 2300蛋白質(zhì)自動(dòng)分析儀,丹麥Foss公司;GCMS-QP2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀,日本津島公司;3-550A高溫馬弗爐,美國(guó) Ney VULCAN公司;L8900氨基酸自動(dòng)分析儀,日本日立公司;7900電感耦合等離子體質(zhì)譜,美國(guó)安捷倫公司等。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 基本營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

水分含量，參考GB 5009.3—2016測(cè)定；灰分含量，參考GB 5009.4—2016測(cè)定；粗脂肪含量，參考GB 5009.6—2016測(cè)定；粗蛋白含量，參考GB 5009.5—2016測(cè)定；粗纖維含量，參考GB/T 5009.10—2003測(cè)定；總碳水化合物含量，采用差減法[15]測(cè)定；總能量按公式(1)計(jì)算[16]：

總能量/KJ=17×(m1+m2)+37×m3

(1)

式中：m1,粗蛋白質(zhì)量，g；m2,總碳水化合物質(zhì)量，g；m3,粗脂肪質(zhì)量，g。

1.2.2 氨基酸含量測(cè)定

參考GB 5009.124—2006，色氨酸采用高效液相色譜法。

1.2.3 脂肪酸的測(cè)定

參考劉歡等[17]的方法。

1.2.4 礦物元素含量測(cè)定

參考GB 5009.268—2016，采用微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法。

1.2.5 氨基酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)

根據(jù)FAO/WHO共同修正的理想蛋白質(zhì)人體必需氨基酸模式譜以及中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院、營(yíng)養(yǎng)和食品衛(wèi)生研究所提出的全雞蛋蛋白質(zhì)氨基酸評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式，計(jì)算瓊枝麒麟菜中必需氨基酸的AAS、CS和EAAI[18]。

(2)

(3)

EAAI=

(4)

式中:a，樣品必需氨基酸含量,mg/g；A，F(xiàn)AO/WHO標(biāo)準(zhǔn)模式中對(duì)應(yīng)的必需氨基酸含量，mg/g；S，全雞蛋蛋白中對(duì)應(yīng)的必需氨基酸含量，mg/g。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)樣品平行測(cè)定3次，結(jié)果以平均值表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本營(yíng)養(yǎng)成分分析

瓊枝麒麟菜和其他幾種海藻基本營(yíng)養(yǎng)成分見表1，測(cè)定結(jié)果以干基計(jì)。由表1可知，5種海藻均以碳水化合物為主，其中瓊枝麒麟菜碳水化合物含量最高，達(dá)到了73.36%。瓊枝麒麟菜粗纖維含量為5.02%，高于舌狀蜈蚣藻(紅藻)，與海帶(褐藻)和叉枝藻(紅藻)相接近，但低于羽藻(綠藻)。水分含量和灰分含量分別為12.03%、10.63%，介于其他4種海藻之間。粗脂肪含量極低，僅為羽藻的21.3%和海帶的14.7%，與同屬于紅藻門的舌狀蜈蚣藻和乳節(jié)藻相接近。粗蛋白的含量為3.73%，低于舌狀蜈蚣藻、海帶、羽藻和叉枝藻。綜上，瓊枝麒麟菜是一種低脂肪且纖維含量較高的藻類植物，具有較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健食品開發(fā)前景。

2.2 氨基酸組成與營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

由表2可知，瓊枝麒麟菜共含有17種氨基酸,包括8種必需氨基酸，6種呈味氨基酸，谷氨酸含量最高，占比達(dá)到13.20%，組氨酸含量最低，占比0.6%。氨基酸總量為35.00 mg/g，必需氨基酸總量為13.89 mg/g，占比39.69%，非必需氨基酸含量為21.11 mg/g，占比60.31%，必需氨基酸與非必需氨基酸比為65.80%，呈味氨基酸含量為17.59 mg/g，占比50.26%，因此，具有極佳的口感和風(fēng)味海藻食品開發(fā)潛力[21]。

表2 瓊枝麒麟菜與異枝麒麟菜氨基酸組成及含量比較 單位：mg/g

通常采用FAO/WHO理想蛋白質(zhì)模式譜以及全雞蛋蛋白質(zhì)氨基酸評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式，計(jì)算必需氨基酸的氨基酸評(píng)分(AAS)、化學(xué)評(píng)分(CS)和必需氨基酸指數(shù)(EAAI)[22]來(lái)評(píng)價(jià)氨基酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，結(jié)果見表3。AAS結(jié)果與CS結(jié)果均顯示，瓊枝麒麟菜第一限制性氨基酸為色氨酸，第二限制性氨基酸為賴氨酸。瓊枝麒麟菜必需氨基酸評(píng)分為53.60～142.98，化學(xué)評(píng)分為33.50～110.39，必需氨基酸指數(shù)為74.32。瓊枝麒麟菜必需氨基酸占總氨基酸含量為39.39%，必需氨基酸與非必需氨基酸比例為65.80%，符合FAO/WHO的理想蛋白模式[23]。AAS結(jié)果顯示，瓊枝麒麟菜的蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸均超過(guò)了100，符合FAO/WHO的推薦標(biāo)準(zhǔn)。異枝麒麟菜的蘇氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸、賴氨酸則在65.21～97.17之間，低于FAO/WHO的推薦標(biāo)準(zhǔn)。CS結(jié)果顯示，除色氨酸外，瓊枝麒麟菜其他氨基酸化學(xué)評(píng)分均要高于異枝麒麟菜，說(shuō)明瓊枝麒麟菜的蛋白營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高。EAAI結(jié)果顯示，瓊枝麒麟菜為74.32高于異枝麒麟菜、羊棲菜[24](70.94)，與舌狀蜈蚣藻[17](74.74)接近。因此可以得出瓊枝麒麟菜氨基酸組成更加均衡，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高。

2.3 脂肪酸組成與分析

由表4可知，瓊枝麒麟菜共含有10種脂肪酸，其中包括5種飽和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)，含量占總脂肪酸含量為41.98%、2種單不飽和脂肪酸(monounsaturated fatty acid,MUFA)，含量占比45.15%和3種多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)，含量為9.80%。

飽和脂肪酸中以棕櫚酸(C16∶0)為主，含量達(dá)到了33.19%，還含有奇數(shù)脂肪酸十五碳酸(C15∶0)。單不飽和脂肪酸以油酸(C18∶1)為主，占比33.93%。油酸等單不飽和脂肪酸具有降血糖、調(diào)節(jié)血脂、調(diào)節(jié)膽固醇等功效[25]。多不飽和脂肪酸富含花生四烯酸(arochidonic acid oil,ARA,C20∶4)、二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA,C20∶5)以及二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA，C22∶6)，含量分別為3.08%、7.08%和2.72%。花生四烯酸作為人乳汁天然成分，對(duì)嬰幼兒的神經(jīng)、大腦和視網(wǎng)膜功能發(fā)育具有重要意義[26]。DHA素有“腦黃金”的美稱，能夠促進(jìn)腦細(xì)胞發(fā)育，提高學(xué)習(xí)和記憶能力，預(yù)防阿爾茲海默癥和帕金森病等神經(jīng)退行性疾病，EPA又被稱為“血管清道夫”，具有抑制腫瘤血管生長(zhǎng)、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和糖代謝等功能[27]。ZHANG等[28]發(fā)現(xiàn)EPA可以有效地抑制內(nèi)源性甘油三酯和膽固醇的合成，減少動(dòng)脈粥樣硬化水平。

表3 瓊枝麒麟菜與異枝麒麟菜蛋白質(zhì)中必需氨基酸的組成及比較分析Table 3 The composition and comparative analysis of essential amino acids in protein of E. gelatinae andE. striatum Schmitz

表4 瓊枝麒麟菜脂肪酸種類及其質(zhì)量分?jǐn)?shù) 單位：%

2.4 礦物元素組成分析

由表5可知，瓊枝麒麟菜富含鈣、鎂、鈉、鋅、硒、鐵等人體必需元素。

表5 瓊枝麒麟菜和異枝麒麟菜的礦物元素含量 單位：mg/kg(干重)

常量元素中鉀的含量最高，達(dá)到了 2 4042.33 mg/kg，鈉、鉀元素能夠有效地維持人體滲透壓，預(yù)防高血壓和心血管疾病[30]。微量元素中鐵元素含量最高，達(dá)到了235.20 mg/kg，鐵元素具有促進(jìn)血紅蛋白生成，運(yùn)輸氧氣和緩解貧血癥狀。根據(jù)GB 19643—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)藻類及其制品中的污染物限量標(biāo)準(zhǔn)》，GB 2762—2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》，《藥用植物及制劑外經(jīng)貿(mào)綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》中相關(guān)規(guī)定，鉛(Pb)≤5.0 mg/kg，鎘(Cd)≤0.3 mg/kg，銅(Cu)≤20 mg/kg,砷(As) ≤2.0 mg/kg,瓊枝麒麟菜的鉛、銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)符合標(biāo)準(zhǔn)，但鎘和砷含量程度超出標(biāo)準(zhǔn)，異枝麒麟菜的鎘超標(biāo)，王波等[31]研究的長(zhǎng)莖葡萄蕨藻和岡村蕨藻中發(fā)現(xiàn)鉛含量超標(biāo)。這可能是由于海水受到污染，產(chǎn)生富集作用導(dǎo)致的，也與采收地域、季節(jié)相關(guān)。同時(shí)學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為海藻中的砷通常以有機(jī)砷形態(tài)存在，毒性要遠(yuǎn)低于無(wú)機(jī)砷[32]。

3 結(jié)論

雖然瓊枝麒麟菜蛋白含量不高，但是其氨基酸比例均衡，含有8種必需氨基酸，符合FAO/WHO推薦的理想蛋白質(zhì)模式。粗脂肪含量極低，僅為0.25%，共含有10種脂肪酸，特征脂肪酸為棕櫚酸(C16∶0)，含量達(dá)到了33.19%，花生四烯酸、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸含量也較高，瓊脂麒麟菜碳水化合物含量高，可作為優(yōu)質(zhì)海藻膳食纖維提取原料。富含鈣、鎂、鈉、鋅、硒、銅、鉻、鈷、錳、鐵等人體必需元素。綜上，瓊枝麒麟菜是一種低脂肪、高纖維、富含不飽和脂肪酸和礦物元素的食品，具有廣闊的市場(chǎng)前景。