引種養(yǎng)殖的俄羅斯紅參營養(yǎng)成分分析與評價

楊 爽，孫國華，任利華，陳 夢，楊建敏，王衛(wèi)軍，姜 芳

( 1.上海海洋大學 水產(chǎn)與生命學院，上海 201306; 2.魯東大學 農(nóng)學院，山東 煙臺 264025; 3.山東省海洋資源與環(huán)境研究院，山東 煙臺 264006 )

海參屬棘皮動物門，海參綱，在世界各地分布廣泛，種類繁多，有記錄的海參有1100多種，在我國海域分布約有40種[1-2]。海參不僅是一道名貴的佳肴，而且從古代開始就記載其養(yǎng)生價值，具有較高的食用及藥用價值。仿刺參(Apostichopusjaponicus)(本試驗稱為常規(guī)養(yǎng)殖普通仿刺參)是我國刺參養(yǎng)殖的主要品種，大量研究表明，仿刺參體內富含多種活性物質與微量元素，并且也是膽固醇較低的動物性食品，具有提高機體免疫力、抗輻射、抗腫瘤、促進造血、調節(jié)血脂等功效，是一種高蛋白、低脂肪，能夠強身健體的理想補品[3]。我國不僅是世界上的海參生產(chǎn)大國之一，也是海參消費大國，近年來隨著市場需求的擴大和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，不同品種和品系的海參進入養(yǎng)殖和消費市場，海參的營養(yǎng)成分與功能研究更加受到重視。

俄羅斯紅參(A.japonicus)簡稱“紅參”，原產(chǎn)地俄羅斯遠東近海，是仿刺參的地理遠緣種，由于環(huán)境及攝食等原因體表呈紅棕色。俄羅斯遠東近海(符拉迪沃斯托克附近)的海水溫度很低，食物較少，俄羅斯紅參生長較為緩慢，且體積略小，正因為如此，俄羅斯紅參被認為其體內可以積蓄更多的營養(yǎng)[4-5]，市場價格也高于國內普通養(yǎng)殖仿刺參。據(jù)已有的研究可知，不同品種海參或不同生長環(huán)境下同種海參，其營養(yǎng)成分會有一定差異[6]。俄羅斯紅參已經(jīng)引入國內養(yǎng)殖，在相同的養(yǎng)殖環(huán)境下，俄羅斯紅參品系體內營養(yǎng)成分是否與常規(guī)養(yǎng)殖品種有所不同，受到刺參養(yǎng)殖者、消費者以及相關研究者的關注。筆者收集引入池塘養(yǎng)殖的俄羅斯紅參，對其粗蛋白、粗多糖、脂肪酸、粗皂苷等重要成分品質指標進行測定，并將之與普通養(yǎng)殖仿刺參的成分進行對比分析和評價，以探討刺參種質品系以及養(yǎng)殖環(huán)境對刺參品質的影響，為不同品系刺參產(chǎn)品的品質對比評價提供數(shù)據(jù)，為俄羅斯紅參健康持續(xù)的市場需求服務。

1 材料與方法

1.1 樣品來源與處理

1.1.1 來源

本試驗所用普通仿刺參與俄羅斯紅參均來源于山東華春漁業(yè)有限公司，養(yǎng)殖于黃河三角洲灘涂區(qū)相同環(huán)境海參池塘。海參養(yǎng)殖時間均為一年半，取樣時間為2017年11月，取俄羅斯紅參與普通仿刺參各46頭，俄羅斯紅參平均體質量(48.96±7.56) g，平均體長(12.9±2.49) cm；普通仿刺參平均體質量(55.52±9.32) g，平均體長(14.4±2.03) cm。本試驗中的俄羅斯紅參為2010年引入，是經(jīng)過3代選育后的選育品系，后簡稱俄羅斯紅參品系。

1.1.2 處理

將海參樣品清洗后解剖，去除呼吸樹、消化道等內臟器官，同時剪去石灰環(huán)部分，留取常規(guī)食用體壁部分。將所有海參置于冰箱中-80 ℃冷凍，凍好后放入大型冷凍干燥機進行干燥，干燥結束取出并按照品種隨機挑選3～7頭海參混合為一份樣品，將每份混合樣品用粉碎機粉碎，放入樣品袋中按照品種進行編號，置于干燥器中待測。

1.2 試劑與儀器

硝酸(國藥，優(yōu)級純)，甲醇、乙腈、三氯甲烷(色譜純)，其他試劑均為分析純由國藥集團化學試劑公司生產(chǎn)。

酶標儀(BIO-RAD, USA)，F(xiàn)OSS全自動凱氏定氮儀kjeltecTM8400，全自動氨基酸測定儀(Hitachi L-8 900，Japan)，Waters2998高效液相色譜，島津GC-2010氣相色譜儀，索氏提取器，電感耦合等離子體質譜儀，恒溫金屬浴，微波消解儀(Mars Xpress, USA)等。

1.3 試驗方法

1.3.1 粗多糖

采用苯酚—硫酸法[7]，以無水葡萄糖為標準品，樣品加入木瓜蛋白酶20 000 U/g，70 ℃，水浴振蕩6 h，滅酶，醋酸鉀沉淀法除蛋白，醇沉除雜，加入苯酚、硫酸反應，使用酶標儀進行測定。

1.3.2 粗蛋白

采用凱氏定氮法進行測定。取樣品0.3 g放入消化管中，加入6.4 g混合催化劑和10 mL濃硫酸，420 ℃消化3 h，冷卻后用FOSS全自動凱氏定氮儀測定。

1.3.3 粗皂苷

參照《海參及其制品中海參皂苷的測定高效液相色譜法》(GB/T 33108—2016)測定。樣品經(jīng)乙醇提取，正丁醇萃取后再經(jīng)三氟乙酸水解，再與1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮發(fā)生衍生反應，使用Waters2998高效液相色譜分離并測定。

1.3.4 脂肪

采用索氏抽提法(GB/T 5009.6—2003)測定。將樣品稱量質量后75 ℃下干燥3 h，冷卻后再稱量，使用索氏抽提器以乙醚為溶劑過夜抽提后，樣品再次干燥稱量質量進行計算。

1.3.5 灰分

按照高溫灼燒法(GB 5009.4—2010)進行測定。

1.3.6 無機元素

參照《水產(chǎn)品中鈉、鎂、鋁、鈣、鉻、鐵、鎳、銅、鋅、砷、鍶、鉬、鎘、鉛、汞、硒的測定 微波消解—電感耦合等離子體—質譜法》(SN/T 2208—2008)，樣品經(jīng)硝酸預處理，再進行微波消解，趕酸定容，以質荷比強度與含量的定量關系用電感耦合等離子質譜儀分析測定。

1.3.7 脂肪酸

參照文獻[8]的方法改進后進行測定，取樣品加入甲醇、鹽酸、正己烷后振蕩，80 ℃金屬浴2 h，冷卻再加入碳酸鉀后，充分振蕩后取上層液，離心并經(jīng)0.22 μm過濾待上機。使用島津GC-2010氣相色譜儀，經(jīng)氫火焰檢測器(FID)檢測。采用Supelco 37種脂肪酸甲酯混標識別樣品脂肪酸，并用面積歸一化法計算脂肪酸相對含量。

1.3.8 氨基酸

參照國標(GB/T 14924.10—2008)，采用全自動氨基酸測定儀進行測定。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel 2007對數(shù)據(jù)進行整理，SPSS 22.0對結果進行單因素方差分析，差異顯著時(P<0.05)采用Duncan檢驗進行多重比較分析。統(tǒng)計結果以平均值±標準差的形式表示。

2 結果與分析

2.1 一般營養(yǎng)成分

俄羅斯紅參與普通仿刺參粗蛋白、粗脂肪、灰分、粗多糖、粗皂苷含量見表1，由表1可見，2種海參蛋白質含量最高，分別為41.21%、39.61%；灰分含量次之，分別為39.46%、39.79%；粗皂苷含量最低，分別為0.73%、0.25%。本試驗中俄羅斯紅參粗蛋白、粗皂苷和粗脂肪指標顯著高于普通仿刺參(P<0.05)，灰分和粗多糖兩者差異不顯著。以上結果的2種海參的粗蛋白、粗脂肪與灰分含量高于蘇秀榕等[9]所測仿刺參，灰分含量與王鶴等[10]所測得的煙臺圍堰組仿刺參(40.96%)相近，粗脂肪含量分別為5.37%、3.91%，均高于南北方養(yǎng)殖仿刺參(2.47%、3.67%)[11]。粗多糖含量為3.72%和3.83%，與王遠紅等[12]測出的2.56%～7.23%多糖含量相符。粗皂苷含量為0.25%和0.73%，高于白肛海地瓜(Acaudinaleucoprocta)[13](0.19%)，與王哲平等[14]測定的結果基本一致。常規(guī)營養(yǎng)成分測定發(fā)現(xiàn)，2種海參粗蛋白、灰分含量較高，脂肪含量較低，均具備高蛋白低脂肪的特點。

表1 俄羅斯紅參與普通仿刺參常規(guī)營養(yǎng)成分(n=7) %

2.2 無機元素分析

分別對取樣的俄羅斯紅參與普通仿刺參的2種常量元素和10種微量元素，共12種元素進行分析測定(表2)。2種海參的Mg、Ca元素含量豐富，普通仿刺參含量顯著高于俄羅斯紅參(P<0.05)。其中4種必需微量元素Mn、Zn、Se、Sr含量，普通仿刺參均顯著高于俄羅斯紅參(P<0.05)，但俄羅斯紅參的Fe含量顯著高于普通仿刺參(P<0.05)。4種有害元素Cd、Pb、As、Al含量俄羅斯紅參顯著低于普通仿刺參(P<0.05)，Cr含量無顯著差異(P>0.05)。2種海參的Ca、Zn、Se等元素含量均高于大連仿刺參[15]，Al含量高于福建仿刺參[16]。2種海

表2 俄羅斯紅參與普通仿刺參無機元素含量(n=8) mg/kg

參的常量與微量元素含量均較為豐富，普通仿刺參有害元素含量顯著高于俄羅斯紅參(P<0.05)，但俄羅斯紅參必需微量元素與常量元素含量普遍低于普通仿刺參。

2.3 氨基酸組成分析與評價

2.3.1 氨基酸組成

兩種海參均檢測出17種氨基酸(表3)。其中包括必需氨基酸7種，如賴氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸等；非必需氨基酸10種，如谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等；呈味氨基酸6種，如脯氨酸、絲氨酸、丙氨酸等；藥效氨基酸6種，如半胱氨酸、精氨酸、酪氨酸等。本試驗中俄羅斯紅參和普通仿刺參的氨基酸組成相似，含量略有差異，其中天冬氨酸、谷氨酸等14種氨基酸含量是俄羅斯紅參高于普通仿刺參(P<0.05)。俄羅斯紅參的總氨基酸、必需氨基酸、藥效氨基酸的含量均顯著高于普通仿刺參(P<0.05)。2種海參必需氨基酸含量低于威海仿刺參[17]，呈味氨基酸含量均高于糙海參(Holothuriascabra)[18]。2種海參的氨基酸含量最高皆為谷氨酸，甘氨酸與天冬氨酸次之，這與李丹彤等[19]測定的野生仿刺參結果一致。

表3 俄羅斯紅參與普通仿刺參氨基酸組成與含量(n=7) %

2.3.2 氨基酸營養(yǎng)評價

蛋白質的營養(yǎng)價值主要表現(xiàn)在其組成中的必需氨基酸為體內合成含氮化合物所能提供的量和比例。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織[20]建議的蛋白質評價的氨基酸標準模式與雞蛋蛋白的氨基酸模式進行計算得出的數(shù)值見表4，2種海參的蘇氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸、半胱氨酸+甲硫氨酸的氨基酸評分均高于100，其他氨基酸評分大于60。2種海參蘇氨酸的化學評分也超過100，其他氨基酸評分為37～69。在氨基酸評分下，俄羅斯紅參與普通仿刺參的第一限制氨基酸均為異亮氨酸，第二限制氨基酸均為賴氨酸。在化學評分下，俄羅斯紅參第一和第二限制氨基酸分別為異亮氨酸和纈氨酸，普通仿刺參第一和第二限制氨基酸為異亮氨酸與苯丙氨酸+酪氨酸。

(續(xù)表3)

表4 俄羅斯紅參與普通仿刺參氨基酸評價

2.4 脂肪酸組成分析

試驗共測得主要脂肪酸27種(表5)，2種海參脂肪酸組成相同，含量差異顯著，俄羅斯紅參有14種脂肪酸顯著高于普通仿刺參，如棕櫚油酸C16:1、銀杏酸C17:1、二十碳五烯酸C20:5等。普通仿刺參有4種顯著高于俄羅斯仿刺參，如棕櫚酸C16:0、花生酸C20:0等。試驗所測得俄羅斯紅參的飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸的含量皆顯著高于普通仿刺參。飽和脂肪酸含量分別為37.84%、32.27%，高于海參水煮液的飽和脂肪酸含量(30.63%)[21]；不飽和脂肪酸含量為58.10%、49.93%，俄羅斯紅參不飽和脂肪酸含量高于趙艷芳等[6]所測刺參，多不飽和脂肪酸含量為23.60%、18.47%，單不飽和脂肪酸含量為19.03%、17.73%。2種海參不飽和脂肪酸含量高于飽和脂肪酸，且多不飽和脂肪酸含量高于單不飽和脂肪酸。

表5 普通仿刺參與俄羅斯紅參脂肪酸含量(n=8) %

3 討 論

3.1 一般營養(yǎng)成分

體壁是海參主要的食用和藥用部位，富含蛋白質、脂肪及活性物質，本試驗2種海參蛋白質含量最高，但低于梅花參(Thelenotaananas)(55.2%)[22]與冰島紅極參(Cucumariafrondosa)(51.62%)[23]。海參多糖和海參皂苷是海參營養(yǎng)成分中2種重要的活性物質，海參多糖具有抗輻射、免疫調節(jié)、調節(jié)血脂、延緩衰老等多種生物活性[24]，海參皂苷具有抗腫瘤、抗真菌、細胞毒作用和溶血作用等多種生理活性[25]。本試驗測得的2種海參粗多糖含量為3.83%和3.72%，兩者差異不顯著。尹利昂等[26]測定了阿拉斯加刺參(Parastichopuscalifornicus)、墨西哥刺參(Isostichopusfuscus)、日本產(chǎn)仿刺參、中國產(chǎn)仿刺參等9種海參的粗多糖，多糖得率為3.19%～8.42%，其中不同產(chǎn)地的同種仿刺參其多糖含量在同一水平，這與本試驗結果相似。不同于海參多糖，本試驗測得俄羅斯紅參皂苷顯著高于普通仿刺參，有研究比較了美國肉參(Isostichopusbadionotus)、墨西哥刺參和冰島刺參(Cucumariafrondosa)的皂苷含量及其對小鼠免疫功能的調節(jié)作用，結果表明，冰島刺參的皂苷含量最高，并且冰島刺參在促進體液免疫和非特異性免疫方面的作用更突出，可能與其含有較高含量的皂苷有關[27]。本試驗中俄羅斯紅參的部分營養(yǎng)指標高于普通仿刺參。

3.2 無機元素

本試驗于2種海參中測出12種無機元素，且含量豐富。海參品種及養(yǎng)殖環(huán)境等因素可能導致元素含量存在差異，2種海參的Fe、As、Ca、Mn、Pb元素含量低于裸五角瓜參(Acaudinamolpadioides)[28]。從有益元素方面來看，Ca、Mg構成人體骨骼并參與肌肉收縮的常量元素含量均比較豐富，普通仿刺參含量顯著高于俄羅斯紅參；4種必需微量元素Mn、Zn、Se、Sr，俄羅斯紅參含量均低于普通仿刺參，Mn改善造血功能，維持糖和脂肪代謝，Zn促進生長發(fā)育，增強免疫力，Se調節(jié)蛋白質合成，且缺Se會增加病毒致病性，Sr改善骨的強度，促進成骨細胞的活性[29]。但俄羅斯紅參的Fe含量顯著高于普通仿刺參。有研究表明，海參體壁中很容易富集鉛、砷等重金屬元素[30]。從有害元素方面來看，4種有害元素Cd、Pb、As、Al含量俄羅斯紅參顯著低于普通仿刺參，Cr含量差異不顯著。As、Cd對人體和動物都有致癌作用；過量Al易引起老年癡呆，腎功能降低等多種疾病[31]；Cd會導致骨質疏松和軟化，對腎臟造成損害；Cr含量低于青島仿刺參[16]，大量Cr引起鼻炎、咽炎和喉炎等呼吸道疾病。從營養(yǎng)角度綜合分析可知，俄羅斯紅參在無機元素含量這一營養(yǎng)指標上并沒有超過普通仿刺參，但從有害元素和食用安全角度看，俄羅斯紅參對比普通仿刺參重金屬含量更低，相對安全。

3.3 氨基酸

氨基酸的含量和比例影響著蛋白質的質量。本試驗測得2種海參氨基酸組成相同，含量具有顯著差異。2種海參的總氨基酸、必需氨基酸、總氨基酸含量低于蓬萊玉參(Apostichopussp.)[32]，推測不同海域、養(yǎng)殖方式等因素影響著海參的營養(yǎng)成分。2種海參含量較高的依次是谷氨酸、甘氨酸、天冬氨酸。谷氨酸在改進腦功能和促進紅細胞生成方面有一定功效[33]，甘氨酸是重要的營養(yǎng)增補劑，天冬氨酸對人體心臟起著保護的作用[34]。必需氨基酸中，2種海參蘇氨酸含量最高，且俄羅斯紅參顯著高于普通仿刺參，蘇氨酸能轉變部分氨基酸至平衡。俄羅斯紅參必需氨基酸含量最低為甲硫氨酸，普通仿刺參需氨基酸含量最低為苯丙氨酸，甲硫氨酸參與蛋白合成、保護心臟等功能，苯丙氨酸參與人體代謝并參與合成激素。氨基酸不但具有多種生理功能，同時影響食物味道的鮮美程度，呈味氨基酸的含量影響著海參風味，2種海參呈味氨基酸含量相近，含量最高的皆為谷氨酸，谷氨酸味道鮮美同時參與人體生化代謝。氨基酸在醫(yī)藥上作為藥物組成，在免疫及抗腫瘤方面應用[35]，2種海參藥效氨基酸含量相近，分別占氨基酸總量的22.60%、22.22%。俄羅斯紅參的必需氨基酸、呈味氨基酸、總氨基酸的含量均高于普通仿刺參，從氨基酸評分來看，2種海參組成相似，分數(shù)有一定差異，俄羅斯紅參普遍高于普通仿刺參，表明在本試驗條件下，俄羅斯紅參的氨基酸及風味都略優(yōu)于普通仿刺參。

3.4 脂肪酸

海參脂肪酸組成豐富，具有很高的營養(yǎng)價值和藥用價值，必需脂肪酸種類齊全。飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸含量與組成影響著人體生長發(fā)育。本試驗2種海參脂肪酸結構相同，含量差異顯著，俄羅斯紅參飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸含量皆顯著高于普通仿刺參。不飽和脂肪酸的組成與含量是評價營養(yǎng)價值的重要指標。單不飽和脂肪酸含量分別為19.03%、17.73%，低于淺海和深海養(yǎng)殖方式下的含量(21.83%、21.72%)[36]，但高于劉茜等[37]所檢測的結果。單不飽和脂肪酸中棕櫚油酸含量最高，分別為11.02%、10.23%。刺參是理想的不飽和脂肪酸源營養(yǎng)食品[38]，2種刺參的多不飽和脂肪酸含量分別為23.60%、18.47%，這與李忠清等[39]所測結果相近，俄羅斯紅參多不飽和脂肪酸含量高于周光東[40]所測的仿刺參(20.50%)。多不飽和脂肪酸的不飽和程度越高營養(yǎng)價值越高，且在人體內無法合成，由食物供給，具有降低膽固醇，增強記憶力和思維能力，能夠對心腦血管疾病起到預防作用。多不飽和脂肪酸中二十碳五烯酸含量最高，二十二碳六烯酸含量較低。二十碳五烯酸可降低血液黏稠度，增進血液循環(huán)，提高組織供氧而消除疲勞[41]。二十二碳六烯酸對腦神經(jīng)傳導和突觸的生長發(fā)育極為有利[42]。俄羅斯紅參二十碳五烯酸與二十二碳六烯酸含量皆顯著高于普通仿刺參，從脂肪酸角度分析，本試驗的俄羅斯紅參在大部分脂肪酸含量較普通仿刺參更為豐富。

本試驗通過對相同條件下養(yǎng)殖的俄羅斯紅參與普通仿刺參的營養(yǎng)成分進行分析測定，結果發(fā)現(xiàn)，2種海參在一般營養(yǎng)成分粗皂苷和無機元素、氨基酸等方面均有一定的差異。試驗所取2種海參來自相同養(yǎng)殖區(qū)且條件一致的養(yǎng)殖池塘，養(yǎng)殖環(huán)境帶來的差異影響微小，可以推斷俄羅斯紅參與普通仿刺參品質上的差異更多來自于品系自身特性。原產(chǎn)地的俄羅斯紅參與本地仿刺參差異明顯，推測本試驗俄羅斯紅參品系雖然為引入馴化養(yǎng)殖，但仍保留或新發(fā)展了一些其品系自身特征。根據(jù)測定結果，可以得出本研究俄羅斯紅參品系部分營養(yǎng)和食用價值高于普通仿刺參，俄羅斯紅參營養(yǎng)品質評價研究豐富了不同品系(種)海參品質對比分析數(shù)據(jù)，為其大規(guī)模引入養(yǎng)殖的健康發(fā)展提供了依據(jù)。