食用海帶品系營養(yǎng)成分分析與評價

姚海芹，王飛久*，劉福利，梁洲瑞，汪文俊，孫修濤，李曉蕾（1.上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，上海　01306；.農(nóng)業(yè)部海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點實驗室，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所，山東 青島　66071）

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食用海帶品系營養(yǎng)成分分析與評價

姚海芹1,2，王飛久2,*，劉福利2，梁洲瑞2，汪文俊2，孫修濤2，李曉蕾1,2
（1.上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，上海201306；2.農(nóng)業(yè)部海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展重點實驗室，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所，山東 青島266071）

摘 要：對“海天1號”、“海 天2號”和“海天3號”3種食用海帶新品系及厚葉海帶的營養(yǎng)成分進行分析。結(jié)果表明：除灰分外，海帶基本營養(yǎng)成分中粗蛋白、褐藻膠、甘露醇含量較高。“海天1號”和“海天2號”海帶的粗蛋白含量最高，均為10.7%。“海天3號”海帶的粗脂肪含量最少，為0.3%；“海天1號”海帶的碘和褐藻膠含量最高，分別為0.47%和28.2%；“海天3號”海帶的甘露醇含量最高，為15.1%。氨基酸成分分析表明幾種海帶的總氨基酸含量在5%～7%之間，必需氨基酸占總氨基酸的30%～40%。礦物質(zhì)元素中含量較多的是Ca、Mg和Fe等元素。

關(guān)鍵詞：海帶；營養(yǎng)成分；氨基酸；營養(yǎng)學(xué)評價

引文格式：

姚海芹, 王飛久, 劉福利, 等. 食用海帶品系營養(yǎng)成分分析與評價[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(12): 95-98. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201612016 http://www.spkx.net.cn

YAO Haiqin, WANG Feijiu, LIU Fuli, et al. Chemical analysis and nutritional assessment of new varieties of Saccharina japonica[J]. Food Science, 2016, 37(12): 95-98. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx10 02-6630-201612016. http://www.spkx.net.cn

海帶（Saccharina japonica）屬于大型海藻，在我國最先實現(xiàn)了全人工養(yǎng)殖和育苗，其養(yǎng)殖規(guī)模與產(chǎn)量均居世界首位，是目前我國水產(chǎn)養(yǎng)殖的支柱產(chǎn)業(yè)之一[1]。海帶具有重要的經(jīng)濟價值，不僅可以作為工業(yè)上提取碘、膠、醇的原料，還具有較高的藥用價值和食用價值[2-3]。隨著近代藥理、臨床研究的不斷深入及儀器分析的進一步發(fā)展，人們對于海帶的營養(yǎng)成分及生理功能有了更深的認(rèn)識，除了發(fā)現(xiàn)海帶具有抗癌、防癌、降三高、補鈣、提高免疫力、皮膚祛皺增白等功效外，還發(fā)現(xiàn)海帶是低脂肪、低熱量的保健食品，符合現(xiàn)代人的飲食結(jié)構(gòu)，將成為當(dāng)代食療的最佳選擇之一[4]。近幾年，我國市場對海帶制品的需求量日益增加，海帶加工技術(shù)也不斷發(fā)展，海帶酸奶、海帶發(fā)酵飲料、海帶八寶粥、海帶罐頭、海帶豆腐等各種形式的海帶加工彌補了傳統(tǒng)的加工方式，不斷豐富著人們的飲食文化[5]。

海帶的化學(xué)成分是由其所在的生長環(huán)境所決定，隨著季節(jié)和海區(qū)的變化而產(chǎn)生規(guī)律性變化[6]。20世紀(jì)50—70年代，國外已有較多關(guān)于海帶化學(xué)成分季節(jié)變化方面的研究，如Blak[7]、Schiener[8]、Adams[9]等。而我國關(guān)于海帶營養(yǎng)成分隨季節(jié)變化的研究開展較晚。紀(jì)明候[10]對我國不同地區(qū)海帶主要化學(xué)成分進行研究，發(fā)現(xiàn)大連海帶甘露醇含量普遍低于青島海帶，灰分、碘、K含量變化也不同。2011年，盛曉風(fēng)等[11]研究發(fā)現(xiàn)海帶中甘露醇、褐藻膠、碘和粗蛋白含量最高值分別在4、6、6—7月和2月；不同生長時期主要礦物質(zhì)元素也呈規(guī)律性變化。

海帶的營養(yǎng)成分與品種和個體也有密切的關(guān)系[12]。王培功等[13]研究表明‘遠雜2號’海帶比普通海帶含有較多的灰分、Ca、Cu、K、碘、甘露醇、褐藻膠等。劉建新等[14]對3種海帶新品系含碘量進行分析，結(jié)果表明‘SD28’品系的平均含碘量高于其他2 個品系。同一品系海帶個體間也存在差異，如‘SD28’品系的最高碘含量為0.487%，最低含量為0.288%。

“海天1號”、“海天2號”和“海天3號”是黃海水產(chǎn)研究所新選育的3種食用海帶品系，具有葉片平整、寬度大、中帶與邊緣葉片厚度均勻的特點，可提高海帶出菜率，提高經(jīng)濟效益。另外，上述3種食用海帶新品系與“黃官1號”晚熟海帶相比均具有略早成熟的特點，可延長海帶收獲期及食品菜的加工時間。

本研究通過對3種食用海帶新品系及厚葉海帶的營養(yǎng)成分分析與評價，深入了解其營養(yǎng)特征，為食用海帶新品系的全面開發(fā)、利用與推廣等提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

“海天1號”、“海天2號”、“海天3號”、厚葉海帶（采集時間2014年6月）山東榮成尋山集團。

硫酸鉀、硫酸銅、硫酸、硼酸（均為分析純）國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2儀器與設(shè)備

Optima5300D全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀美國PE公司；L-8800全自動氨基酸分析儀日本日立公司；Soxtec 2055全自動脂肪測定儀、KJELTEC 2300自動定氮儀瑞典特卡托公司。

1.3方法

1.3.1基本成分含量的測定

水分含量測定：參照GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》[15]；粗蛋白含量測定：參照GB 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測定》方法，用凱氏定氮法測定樣品中含氮量，乘以蛋白換算系數(shù)6.25，即可得到樣品中粗蛋白含量[16]；粗脂肪含量測定：參照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》[17]；粗灰分含量測定：參照GB 5009.4—2010《食品中灰分的測定》[18]；粗纖維含量測定：參照GB/T 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》[19]；碘含量測定：參照SC/T 3010—2001《海帶碘含量的測定》[20]；褐藻膠、甘露醇含量測定：分別采用重量法和過碘酸氧化法[21]。

1.3.2氨基酸成分含量測定

參照GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的測定》方法測定[22]。

1.3.3礦物質(zhì)元素含量測定

參照電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ZJB302）測定[23]。

2　結(jié)果與分析

2.1食用海帶品系的基本營養(yǎng)成分含量

表1　食用海帶品系基本營養(yǎng)成分含量Table 1　Nutritional components in 4 marine algae

由表1可知，3種食用海帶新品系與厚葉海帶采自同一養(yǎng)殖海區(qū)，但基本營養(yǎng)成分存在不同程度的差異。3種食用海帶新品系的粗蛋白含量分別為10.7%、10.7% 和10.2%，略高于厚葉海帶。“海天3號”海帶粗脂肪含量最低，為0.3%；厚葉海帶粗脂肪含量最高，為1.7%。“海天1號”海帶的碘、褐藻膠含量最高，分別為0.47% 和28.2%。幾種海帶的甘露醇含量在12.3%～15.1%之間，其中“海天3號”海帶甘露醇含量最高。

2.2食用海帶品系蛋白質(zhì)的氨基酸成分含量及其評分

表2　海帶品系氨基酸含量Table 2　Amino acid components in 4 marine algae

氨基酸含量，特別是必需氨基酸（essential amino acid，EAA）的含量直接影響蛋白質(zhì)的質(zhì)量。如表2所示，3種食用海帶新品系共檢測出16種氨基酸，總氨基酸（total amino acid，TAA）含量為5.17%～6.80%，EAA含量為2.04%～2.13%（在酸水解時色氨酸被破壞）。3種食用海帶新品系和厚葉海帶EAA含量與聯(lián)合國糧農(nóng)組織（Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO）關(guān)于人體攝入EAA推薦標(biāo)準(zhǔn)[24]比較，結(jié)果顯示“海天3號”海帶的蘇氨酸、苯丙氨酸和厚葉海帶的苯丙氨酸超過聯(lián)合國糧農(nóng)組織標(biāo)準(zhǔn)，其他海帶的 EAA均低于該標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)1973年FAO/世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）推薦的理想蛋白質(zhì)模式認(rèn)為：蛋白質(zhì)氨基酸組成EAA/TAA在40%左右，EAA與非必需氨基酸（nonessential amino acid，NEAA）比值在60%以上時蛋白質(zhì)的質(zhì)量較好。EAA/TAA和EAA/NEAA比值最大的是“海天1號”海帶，分別為39.45%和65.17%；其次是厚葉海帶，分別為32.85%和59.67%；“海天2號”和“海天3號”海帶的EAA/TAA和EAA/NEAA分別為31.32%、45.61%，30.51%、43.90%。3種食用海帶新品系和厚葉海帶中鮮味氨基酸谷氨酸和天冬氨酸占總氨基酸含量的17%～36%，甜味氨基酸甘氨酸、丙氨酸和絲氨酸占總氨基酸含量的25%左右，加上與味覺有關(guān)的脯氨酸和蛋氨酸，呈味氨基酸可占總氨基酸含量的50%～60%。因此幾種海帶均有較濃的海鮮味，是海鮮調(diào)味品和家畜或水產(chǎn)動物的優(yōu)質(zhì)天然調(diào)味劑。

表3　食用海帶品系的EAA組成及氨基酸評分Table 3 Essential amino acid compositions and scores of 4 marine algae

采用FAO/WHO提出的理想蛋白質(zhì)中人體EAA含量模式與實驗測得的數(shù)據(jù)進行必需氨基酸評分，如表3所示。3種食用海帶新品系和厚葉海帶的第1受限氨基酸均為賴氨酸Lys，通過氨基酸評分計算得到各自的氨基酸評分分別為42、40、44、44。食物蛋白質(zhì)的氨基酸評分越接近100，說明越接近人體的需要。以上幾種海帶的氨基酸評分較低，說明氨基酸的營養(yǎng)不夠均衡，需要與其他食物混合膳食來達到氨基酸的互補。

2.3礦物質(zhì)元素含量分析與評價

表4　食用海帶品系礦物質(zhì)元素含量Table 4　Mineral contents 4 marine algae

由表4可知，“海天1號”海帶常量元素中Mg元素含量最高，為8.06×103mg/kg，其他3種海帶常量元素最多的是K元素，約3.50×104～4.86×104mg/kg。Mg是一種增強記憶力的元素，具有鎮(zhèn)靜、保護心臟的作用，所以“海天1號”海帶是Mg元素的良好來源；K、Na元素在幾種海帶中含量都較高。根據(jù)Ruperez[25]指出褐藻Na/K低于1.5是較為理想的比值，不易引起高血壓。可知，3種食用海帶新品系都有助于改善人體的Na、K平衡，預(yù)防高血壓和心血管等疾病。

幾種海帶的微量元素中Fe元素的含量較高，在1.0× 103mg/kg以上；Zn、Cu含量較低，低于5.0 mg/kg；“海天2號”海帶的Mn含量最高，為38.27 mg/kg，比其他海帶高出近40 倍。Fe可以促進血紅蛋白的合成，具有運輸氧氣、緩解貧血等作用。Zn、Cu、Mn等雖然含量很低，但對于人體來說是不可缺少的元素。Zn具有促進機體生長和組織再生、提高食欲和免疫能力的作用；Cu與造血、結(jié)締組織形成、黑色素形成和維護毛發(fā)正常結(jié)構(gòu)等有關(guān)；Mn是軟骨生成中不可缺少的輔助因子，缺Mn可通過影響Ca的吸收而導(dǎo)致骨質(zhì)疏松。由以上結(jié)果可知，以上3種海帶新品系含有大量人體必需的各種常量元素和少量的微量元素，可作為良好的礦物質(zhì)補充劑。

3　討 論

3種海帶新品系含有較高的粗蛋白，粗蛋白含量均高于10.2%，略高于厚葉海帶，比北方早熟海帶高出約4%[21]。因此，3種食用海帶新品系是飼料加工的優(yōu)質(zhì)材料。粗脂肪含量較低，不高于2%，屬于低脂肪低熱量食品，符合現(xiàn)代人的飲食結(jié)構(gòu)。碘是人體必需的微量元素，可以預(yù)防甲狀腺腫大；褐藻膠具有抗凝血、抗病毒、抗血栓和抗腫瘤作用；甘露醇在醫(yī)學(xué)上具有降低顱壓的作用，工業(yè)上用作化學(xué)調(diào)和劑[25-27]。幾種海帶相對于北方早熟海帶均具有較高的碘、褐藻膠和甘露醇，均可作為工業(yè)提取的原料。其中“海天1號”海帶中碘含量為0.47%高于日本海帶（0.337%）、鬼海帶（0.2%）、利尻海帶（0.337%）、長海帶（0.275%）、三石海帶（0.338%），這5種日本產(chǎn)海帶的碘含量[12]，更適合提取碘；而“海天3號”海帶中的甘露醇含量高于其他3種海帶，是提取甘露醇的優(yōu)質(zhì)材料。

幾種海帶中共檢測出16種氨基酸，其中半胱氨酸用GB/T 5009.124—2003方法不能檢測出，色氨酸是因為酸水解時被破壞，所以也未能檢測出。幾個海帶品系中EAA/TAA、EAA/NEAA最大的是“海天1號”海帶，最接近FAO/WHO推薦的理想蛋白質(zhì)模式。其次是厚葉海帶，再次是“海天2號”，最后是“海天3號”。4 個海帶品系的氨基酸評分都低于60分，Lys是第一受限氨基酸，這與李濤等[21]的研究是一致的。

3種食用海帶新品系中礦物質(zhì)元素含量豐富，其中厚葉海帶的Fe元素是其他3種海帶的6 倍左右，Ca元素在幾種海帶中均具有較高的含量，因此，幾種海帶是補充人體Fe和Ca的不錯食材。3種食用海帶新品系和厚葉海帶的Na/K均低于1.5，符合人體對Na/K吸收的理想比例，有助于改善人體內(nèi)的Na、K平衡。“海天2號”海帶含有的Mn元素較高，但與普通海帶基本一致[23]。

3種食用海帶新品系和厚葉海帶外觀 上具有葉片完整、寬度大、中帶與邊緣葉片厚度均勻、產(chǎn)量高等特點。通過對營養(yǎng)成分分析發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)、氨基酸、礦物質(zhì)元素含量豐富，脂肪含量低。“海天1號”海帶碘和褐藻膠含量較高，分別為0.47%、28.2%，甘露醇含量一般，因此“海天1號”海帶不僅可以加工成可口的食品，在醫(yī)藥、工業(yè)等方面也有較大的應(yīng)用價值。

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Chemical Analysis and Nutritional Assessment of New Varieties of Saccharina japonica

YAO Haiqin1,2, WANG Feijiu2,*, LIU Fuli2, LIANG Zhourui2, WANG Wenjun2, SUN Xiutao2, LI Xiaolei1,2
(1. College of Fisheries and Life Science, Shanghai Ocean University, Shanghai201306, China; 2. Key Laboratory of Sustainable Development of Marine Fisheries, Ministry of Agriculture, Yellow Sea Fisheries Research Insti tute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Qingdao266071, China)

Abstract:The nutritional compositions of 3 new varieties of Saccharina japonica, “Haitian No. 1”, “Haitian No. 2”, and “Haitian No. 3”, as well as Kjellmaniella crassifolia were analyzed. The results indicated that the contents of proximate composition except for ash, such as crude protein, alginate and mannitol, were higher in Saccharina japonica. The contents of crude protein in both “Haitian No. 1” and “Haitian No. 2” were the highest (10.7%). The content of crude fat (0.3%) in “Haitian No. 3” was the lowest, and the content of mannitol (15.1%) in “Haitian No. 3” was the highest. The contents of iodine (0.47%) and alginate (28.2%) in “Haitian No. 1” were the highest among 4 algae. The amino acid composition showed that the contents of total amino acids in all the 4 algae were 5%–7%, and the contents of essential amino acids accounted for 30%–40% of the total amino acids (EAA/TAA ratio). Calcium, magnesium and iron were more abundant than other tested mineral elements.

Key words:Saccharina japonica; nutritional composition; amino acid; nutritional assessment

收稿日期：2015-10-21

基金項目：國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）項目（2012AA10A406）；山東省科技發(fā)展計劃項目（2013GGF01028；2013GHY11505）；山東省農(nóng)業(yè)良種工程項目（抗逆功能性海帶種質(zhì)的基因開發(fā)與利用）；國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項目（41306176）

作者簡介：姚海芹（1990—），女，碩士研究生，研究方向為藻類遺傳育種。E-mail：yaohaiqin19@163.com

*通信作者：王飛久（1955—），男，研究員，學(xué)士，研究方向為藻類遺傳育種。E-mail：wangfj@ysfri.ac.cn

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201612016

中圖分類號：TS201.1

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-6630（2016）12-0095-04