紫海膽黃基本營養成分的分析與評價

徐清云潘 南吳靖娜劉淑集劉智禹陳麗嬌

（1福建農林大學食品科學學院，福建福州，350002；2福建省水產研究所，國家海水魚類加工技術研發分中心，福建省海洋生物增養殖與高值化利用重點實驗室，福建廈門361013；3福建省海洋生物資源開發利用協同創新中心，福建廈門361013）

紫海膽黃基本營養成分的分析與評價

徐清云1，2，潘 南2，3，吳靖娜2，3，劉淑集2，3，劉智禹2，3，陳麗嬌1

（1福建農林大學食品科學學院，福建福州，350002；2福建省水產研究所，國家海水魚類加工技術研發分中心，福建省海洋生物增養殖與高值化利用重點實驗室，福建廈門361013；3福建省海洋生物資源開發利用協同創新中心，福建廈門361013）

為了測定紫海膽黃中的營養成分，并對其營養價值進行系統分析及合理評價，采用國家標準的生化測定方法以及美國化學分析方法（AOAC）檢測海膽黃中的水分、粗灰分、粗蛋白質、粗脂肪、總糖、氨基酸、脂肪酸及礦物質。結果顯示：海膽黃粉中水分含量（5.29±0.02）%，粗灰分（8.69±0.03）%，粗蛋白質（60.36±0.04）%，粗脂肪（25.32±0.09）%，總糖含量（0.044±0.002）mg／100 g；共檢出18種氨基酸，總含量（46.50±0.89）%；谷氨酸含量最高，為（5.57±0.11）%；必須氨基酸占總氨基酸的（37.75±0.01）%；主要的限制氨基酸是色氨酸和亮氨酸；藥效氨基酸占氨基酸總量的46.86%；蛋白質氨基酸評分（AAS）＞0.8，化學評分（CS）＞0.5；必需氨基酸指數（EAAI）為77.86；共檢出30種脂肪酸，EPA（二十碳五烯酸）＋DHA（二十二碳六烯酸）含量（2.43±0.05）%；海膽黃富含鉀、磷、鈉、鎂、鐵、鋅等礦物質元素；常量元素中，磷元素含量最高，為（1 432.27±8.91）mg／100 g；微量元素中，鋅元素含量最高，為（13.13±0.09）mg／100 g。研究表明，海膽黃中蛋白質含量豐富，氨基酸種類多、比例合理，脂質含量高且富含EPA、DHA等多不飽和脂肪酸，礦物質含量豐富。

海膽黃；紫海膽；營養成分；營養分析

海膽屬于棘皮動物（Echinodermata），海膽綱（Echinoidea），常見的種類有球海膽科、刻肋海膽科、長海膽科、毒棘海膽科和蛛網海膽科等共100余種，可食用型經濟海膽僅10余種，主要是蝦夷馬 糞 海 膽 中 間 球 海 膽 （Strongylocentrotus intermedius）、光棘球 海膽 （Strongylocentrotus nudus）、馬糞海膽（Hemicentrotus pulcherrimus）、紫海 膽 （Anthocidariscrassispina）、 海 刺 猬（Glyptocidaris crenularis）等［1］。海膽的生殖腺（雄性精巢和雌性卵巢），其形狀似月牙形，呈橙黃色，俗稱海膽黃（即外殼包裹的體腔內5小塊黃色稠粥樣物），占海膽全重的10%～20%。海膽黃為名貴的海產營養食品，含有豐富的蛋白質、多糖、脂肪酸、維生素及各種微量元素和激素等，是對人體十分有益的營養成分［2］。中國海膽資源豐富。目前國內外對海膽資源利用不夠充分，綜合開發利用水平較低［3］。對海膽資源的研究多針對其生長習性、物種系統進化、生長發育及食品加工、活性物質等［4］，對海膽黃的主要營養價值系統的分析與評價卻鮮有報道。本研究采用國家標準的生化測定方法及美國化學分析方法（AOAC）對紫海膽生殖腺中的氨基酸、脂肪酸、礦物質等營養成分進行分析與評價，為海膽資源的綜合開發利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮的紫海膽黃：海膽于2016年5月購自廣東深圳市南澳鎮。該批海膽由漁民捕獲于深圳南澳與香港西貢近海海域，經福建省水產研究所實驗室鑒定為紫海膽，上岸后隨即開殼、取出海膽黃，其形狀似月牙形，呈橙黃色，－20℃冰凍，冷鏈物流運輸至福建省水產研究所實驗室，冷凍干燥，將干燥后的粉末于－20℃儲藏備用。

試劑與生產企業：氯仿、甲醇、濃硫酸、石油醚、鹽酸、氫氧化鈉、硼酸、葡萄糖（均為分析純），國藥集團化學試劑有限公司；高效凱氏定氮催化劑片（催化劑片），北京金元興科科技有限公司。

儀器與生產企業：GC2010氣相色譜儀，日本島津公司；WJX－A 1000高速多功能粉碎機，上海緣沃工貿有限公司；BILON－T－502低溫冷卻循環裝置，比朗實驗設備有限公司；L－8800型氨基酸自動分析儀，日本日立公司；Infinite 200 PRO酶標儀，瑞士Tecan公司；KDN－103F型自動凱氏定氮儀、HYP－1008型八孔消化爐，上海纖檢儀器有限公司；SX2－P箱式馬弗爐，上海一恒科技有限公司；MA35水分測定儀、BSA224S型電子分析天平，德國賽多利斯集團；R系列旋轉蒸發器，上海申生科技有限公司。

1.2 方法

樣品制備：使用鑷子去除新鮮海膽黃雜質，蒸餾水漂洗，真空冷凍干燥，經粉碎研磨制得海膽黃粉末，真空包裝，－20℃儲藏備用。

營養成分分析方法：水分采用直接干燥法（GB 5009.3—2010），利用干燥前后質量計算出水分含量；粗蛋白質采用凱氏定氮法（GB 5009.5—2010），根據測得的氨量計算出蛋白質含量；總糖采用分光光度法（GB／T 9695.31—2008），利用在一定范圍內吸光度值與糖濃度成正比測出糖的含量；粗灰分采用高溫灰化法（GB 5009.4—2010），在高溫下灼燒一定時間得到灰分；粗脂肪，據報道［5］，Folch法在測定海產品總脂肪時優于Bligh＆Dyer法，故采用Folch法［6］（氯仿－甲醇）測定海膽黃中的總脂肪含量；氨基酸采用《食品中氨基酸的測定》（GB／T 5009.124—2003），將樣品經鹽酸水解后利用氨基酸自動分析儀測定17種氨基酸，其中，采用熒光光度計法測定色氨酸的含量；脂肪酸采用AOAC 996.06—2008［7］，樣品經過甲酯化后利用氣相色譜進行分析，根據出峰時間定性、峰面積定量來測定脂肪酸含量；礦物質元素采用GB／T 5009.13（14、90、91、92）—2003測定銅、鋅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉、鈣的含量；采用GB 5009.93—2010測定硒含量；用硝酸將試樣溶解，采用ICP－MS［8］測定磷含量。

1.3 氨基酸營養價值評價

根據聯合國糧農組織和世界衛生組織（FAO／WHO）的建議，對每克氮中氨基酸評分標準模式［9］以及全雞蛋蛋白質氨基酸模式［10］進行比較，對海膽黃進行相應的營養評價，蛋白質氨基酸評分（AAS）、化學評分（CS）和必需氨基酸指數（EAAI）［11］的計算公式如下：

式中：M—氨基酸含量，mg／g N；n—樣品中某一氨基酸含量，mg／g N；nPro—樣品中粗蛋白質含量，mg／g N；m—待測樣品中蛋白質某一必需氨基酸含量，mg／g N；B（FAO／WHO）—FAO評分模式中某種必需氨基酸含量，mg／g N；BEgg—雞蛋蛋白質中同種必需氨基酸的含量，mg／g N；A、B、C、…、I—樣品中蛋白質的必需氨基酸含量，mg／g N，；AE、BE、CE、…、IE—雞蛋蛋白質中的必需氨基酸含量，mg／g N；t—比較的氨基酸種類個數。

1.4數據處理

所有測量均一式三份（n＝3），利用SPSS對數據進行分析，數據報告均為平均值±標準差。

2 結果與分析

2.1 基本營養成分分析

紫海膽黃粉中的主要營養成分：粗蛋白質含量（60.36±0.04）%（n＝3）、粗脂肪含量（25.32±0.09）%（n＝3），這和朱蓓薇［12］測定的光棘球海膽黃中的粗蛋白質（44.5%）、粗脂肪（28.3%）和童圣英條［13］測定的蝦夷馬糞海膽中的粗蛋白質（55.6%）、粗脂肪（29.3%）含量相接近。不同種屬海膽的產地各異、季節性、采集時間等因素的變化導致了結果的差異。紫海膽黃粉中的水分含量（5.29±0.02）%（n＝3）、粗灰分含量（8.69± 0.03）%（n＝3）、總糖含量（0.04±0.01）mg／100g（n＝3）。由此可見，海膽黃是一種含有豐富蛋白質與脂肪、營養價值高的原料。

2.2 氨基酸組分及營養評價

2.2.1 氨基酸組分

氨基酸組成的重要性主要體現在營養和風味兩個方面［14］。紫海膽黃中的氨基酸種類齊全，共有18種（表1），總含量（46.50±0.89）%。其中，必需氨基酸含量占氨基酸總量（EAA／TAA）的（37.75±0.01）%，接近 FAO／WHO標準（約40%）［15］；必須氨基酸與非必須氨基酸的比值（EAA／NEAA）為（60.62±0.39）%，大于 FAO／WHO參考蛋白模式（＞60%）；藥效氨基酸占氨基酸總量的46.22%。從營養層面看，紫海膽黃必需氨基酸中的賴氨酸含量［（3.94±0.09）%］最高，亮氨酸［（3.16±0.06）%］次之；非必須氨基酸中的谷氨酸含量［（5.57±0.11）%］最高，甘氨酸［（4.81± 0.10）%］次之。賴氨酸是谷類食物中的第一限制性氨基酸。研究表明，賴氨酸可以改善蛋白質的消化吸收［16］，食用海膽黃能彌補賴氨酸的缺乏，從而大大提升人體對于食物中蛋白質的消化吸收；谷氨酸具有紅細胞生成和興奮性傳質作用，有益于改進和維持腦功能［17］，食用海膽黃可用以治療神經衰弱和記憶力減退。從風味層面看，甘氨酸和丙氨酸起甜味作用，纈氨酸起苦味作用，谷氨酸起甘鮮作用［18］。紫海膽黃中的谷氨酸、甘氨酸為含量最豐富的氨基酸，為海膽黃的鮮甜可口奠定基礎。綜上所述，海膽黃在醫學和營養學上都有很高的研究價值，具有開發成保健品或藥劑的潛力。

表1 海膽黃的氨基酸組成Tab.1 Amino acids composition of proteins of sea urchin gonad

2.2.2 氨基酸營養價值評價

人體必需氨基酸的質量分數和構成［19］是評價食物中蛋白質營養價值的重要因素。根據聯合國糧農組織和世界衛生組織（FAO／WHO）的標準，對蛋白質氨基酸評分（AAS）、化學評分（CS）和必需氨基酸指數（EAAI）進行相應的計算和評價。

由表2可得，海膽黃中必需氨基酸含量為2 507 mg／g N，高于 FAO／WHO的蛋白質標準2 250 mg／g N，低于雞蛋蛋白質3 066 mg／g N；AAS中的蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、苯丙＋酪氨、蛋＋胱氨酸、賴氨酸的數值均大于1，色氨酸和亮氨酸接近于1，說明海膽黃中的氨基酸種類豐富、含量合理；從AAS中得出亮氨酸是第一限制氨基酸，色氨酸是第二限制氨基酸；從CS得出，色氨酸是第一限制氨基酸，亮氨酸是第二限制氨基酸，由此可知，海膽黃中比較欠缺的氨基酸是色氨酸和亮氨酸；EAAI值為77.86。綜上所述，海膽黃中的氨基酸種類豐富、比例合理，具有較高的營養價值。

表2 海膽黃中必需氨基酸組成評價Tab.2 Evaluation of essential amino acids composition in the sea urchin gonad

2.3 脂肪酸成分分析

參照AOAC 996.06—2008 GC－FID法［7］檢測紫海膽黃中脂肪酸的組成，根據出峰時間定性、峰面積定量。由表3可知，從紫海膽黃中共測得30種脂肪酸，總含量（17.46±0.12）%。其中，8種飽和脂肪酸、6種單不飽和脂肪酸、14種多不飽和脂肪酸和2種反式脂肪酸分別占總脂肪酸的（51.89 ±0.07）%、（19.64±0.02）%、（26.75±0.08）%和（1.72±0.01）%。飽和脂肪酸中，C14∶0豆蔻酸和C16∶0棕櫚酸的含量最高，兩者在其他種屬海膽蝦夷馬糞海膽（Strongylocentrotus pulcherrimus）、中間球海膽（S franciscanus，S.intermedius）和食用海膽（Echinus esculentus）中同樣占據主導地位［20］。

單不飽和脂肪酸中，C18∶1（n＝9）油酸含量最高，C20∶1（n＝9）花生烯酸和C22∶1（n＝9）芥子酸的含量次之。研究表明，油酸在降低血液膽固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白膽固醇（LDL－C）的同時，還能提高對人體有益的高密度脂蛋白膽固醇（HDL－C），因而可預防血栓形成，降低血壓，從而減少引發心腦血管疾病的危險［21］。

多不飽和脂肪酸中，C20∶5（n＝3）EPA和C20∶4（n＝3）花生四烯酸AA／ARA的含量最高，該結果和其他種屬海膽研究相似［20］。ω－3多不飽和脂肪酸具有預防心血管疾病、冠心病、慢性炎癥性疾病如關節炎、哮喘等作用以及改善視覺功能等［22］。紫海膽黃中ω－3脂肪含量最高，為（2.76 ±0.07）%，其中的 DHA＋EPA含量為（2.43 ±0.05）%。ω－6多不飽和脂肪酸為必需脂肪酸，無法在人體內自行合成。在紫海膽黃中，ω－6多不飽和脂肪酸C18∶2（n＝6）亞油酸和C18∶3（n＝6）α－亞麻酸含量分別為（0.12±0.00）%和（0.06±0.01）%。醫學研究表明，超過一定含量的ω－6∶ω－3比值，可能會增加一些疾病的概率［23］。人體過量攝入ω－6多不飽和脂肪酸將導致類二十烷酸代謝物的過量形成，特別是前列腺素、凝血惡烷、羥基脂肪酸和脂氧素。這些代謝產物的增多將增大血栓和炎癥性疾病發病機率［24］。在紫海膽黃中，ω－6∶ω－3的比值為0.71，較高的ω－3比例有利于預防心血管疾病，特別是急性冠心病等，說明紫海膽黃有很高的醫療保健和營養價值。

表3 海膽黃脂肪酸組成及含量Tab.3 Fatty acid content in the sea urchin gonad

2.4 礦物質元素含量分析

在海膽黃中共測得5種常量元素、4種微量元素（表4），從表中可看出，海膽黃中富含人體所需的Na、Ca、Mg、P、Zn、Fe等元素。常量元素中磷的含量最高，為（1 432.27±8.91）mg／100 g；微量元素中鋅的含量最高，為（13.13±0.094）mg／100 g。鈣磷之比為1∶10，鋅銅之比為43.76∶1，鋅鐵之比為2.98∶1。鈣、磷、鉀、鐵、鋅等均是人體組成的重要成分，根據測量結果顯示海膽黃中礦物質含量豐富。

表4 海膽黃礦物質元素含量Tab.4 Mineral content in the sea urchin gonad

3 結論

采用國家標準的生化測定方法以及美國化學分析方法（AOAC）測定海膽黃中的基本營養成分，對結果進行了相關分析與評價。研究表明，海膽黃干粉的水分含量（5.29±0.02）%，粗灰分（8.69±0.03）%，粗脂肪（25.32±0.09）%，粗蛋白質（60.36±0.04）%，總糖含量（0.044±0.002）mg／100g。紫海膽黃中氨基酸的種類齊全，共檢出18種氨基酸，總含量（46.50±0.89）%。其中，必需氨基酸含量高于FAO／WHO的蛋白質標準，谷氨酸、甘氨酸為含量最豐富的氨基酸，使海膽黃呈現鮮甜可口的風味。共檢出30種脂肪酸，ω－6∶ω－3的比值為0.71，有利于預防心血管疾病，特別是急性冠心病等；礦物質和微量元素豐富，10種礦物質中磷含量最高，為（1 432.27±8.91）mg／100 g，其次為鉀、鈉。綜上所述，海膽黃具有很高的營養價值和保健功能，對海膽黃的綜合開發利用具有很大的意義。 □

［1］ 左然濤，侯受權，常亞青，等.海膽營養生理研究進展［J］.大連海洋大學學報，2016，31（4）：463－468.

［2］ 王海峰，趙帥，張偉杰，等.餌料、家系及二者交互作用對中間球海膽生長、攝食與變異的影響［J］.中國水產科學，2015，22（6）：1186－1194.

［3］ 趙蘭珍.大連紫海膽［J］.開卷有益：求醫問藥，2016（3）：69－70.

［4］ SHEEAN P D，HODGES L D，KALAFATIS N，et al.Bioactivity of extracts from gonadal tissue of the edible Australian purple sea urchin Heliocidaris erythrogramma［J］.Journal of the Science of Food＆Agriculture，2007，87（4）：694－701.

［5］ IVERSON S J，LANG S L C，COOPER M H.Comparison of the Bligh and Dyer and Folch methods for total lipid determination in a broad range of marine tissue［J］.Lipids，2001，36（11）：1283－1284.

［6］ KRASNY L，HOFFMANN F，ERNST G，etal.Spatial Segmentation of MALDI FT－ICR MSI Data：A Powerful Tool to Explore the Head and Neck Tumor In Situ Lipidome［J］.Journal of the American Society for Mass Spectrometry，2015，26（1）：36－43.

［7］ AZIZIAN H，KRAMER J K G，MOSSOBA M M.Evaluating the Transferability of FT－NIR Calibration Models for Fatty Acid Determination of Edible Fats and Oils Among Five Same－make Spectrometers Using Transmission or Transflection Modes with Different Pathlengths［J］.Journal of the American Oil Chemists＇Society，2012，89（12）：2143－2154.

［8］ 張健，王茂劍，馬晶晶，等.仿刺參生殖腺營養成分分析［J］.食品科學，2013，34（14）：232－236.

［9］ VINAY B J，KANYA T C S.Effect of detoxification on the functional and nutritional quality of proteins of karanja seed meal［J］.Food Chemistry，2008，106（1）：77－84.

［10］陳曉婷，吳靖娜，路海霞，等.藍圓鲹肌肉中營養成分分析與評價［J］.漁業現代化，2016，43（1）：56－61.

［11］BIEL W，BOBKO K，MACIOROWSKI R.Chemical composition and nutritive value of husked and naked pats grain［J］.Journal of Cereal Science，2009，49（3）：413－418.

［12］朱蓓薇.海珍品加工理論與技術的研究［M］.北京：科學出版社，2010：126.

［13］童圣英，陳煒，由學策，等.三種海膽性腺總脂的脂肪酸組成的研究［J］.水產學報，1998，22（3）：247.

［14］CAKLI S.Chemical Composition and Biometrical Measurements of the Turkish Sea Urchin［J］.Critical Reviews in Food Science and Nutrition，2007，47（1）：21－26.

［15］李曉英，董志國，閻斌倫，等.青蛤與文蛤的營養成分分析與評價［J］.食品科學，2010，31（23）：366－370.

［16］ GIOVANNINI M，D＇AURIA E，CAFFARELLI C，et al.Nutritional management and follow up of infants and children with food allergy：Italian Society of Pediatric Nutrition／Italian Society of Pediatric Allergy and Immunology Task Force Position Statement［J］.Italian Journal of Pediatrics，2014，40（1）：1－9.

［17］向延菊.沙棘紅棗復合果汁飲料的制作工藝研究［J］.安徽農業科學，2014，28（28）：9930－9932.

［18］KOMATA Y.Studies on the extractives of“UNI”－IV：Taste of each componentin the extractives［J］.Nippon Suisan Gakkaishi，1964，30：749－756.

［19］ZYGMUNT U，JOANNA S R，LUCYNA P J，et al.Food of marine origin：between benefits and potential risks.part I.canned fish on the polish market［J］.Food Chemistry，2008，111（3）：556－563.

［20］ARCHANA A，BABU K R.Nutrient composition and antioxidant activity of gonads of sea urchinStomopneustes variolaris［J］.Food Chemistry，2016，197（Pt A）：597.

［21］白滿英，張金誠，崔育京.橄欖油的開發應用［J］.糧油食品科技，2003，11（2）：31－33.

［22］NADER K K，HEDAYAT H，MASOUD R，et al.Effect of DifferentCooking Methods on Minerals，Vitamins，and Nutritional Quality Indices of Rainbow Trout（Oncorhynchus mykiss）［J］.International Journal of Food Properties，2015（19）：2471－2480.

［23］HIBBELN J R，NIEMINEN L R，BLASBALG T L，et al.Healthy intakes of n－3 and n－6 fatty acids：estimations considering worldwide diversity［J］.American Journal of Clinical Nutrition，2006，83（6）：1483－1493.

［24］WANG L，MANSON J A E，RAUTIAINEN S，et al.A prospective study of erythrocyte polyunsaturated fatty acid，weight gain，and risk of becoming overweight or obese in middle－aged and older women［J］.European Journal of Nutrition，2016，55（2）：687－697.

Analysis and evaluation of nutritional composition of sea urchin（Anthocidaris crassispina）gonad

XU Qingyun1，2，PAN Nan2，3，WU jingna2，3，LIU Shuji2，3，LIU Zhiyu2，3，CHEN Lijiao1
（1 Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002，China；2 Fisheries Research Institute of Fujian，National Research and Development Center for Marine Fish Processing，Key Laboratory of Cultivation and High－value Utilization of Marine Organisms in Fujian Province，Xiamen 361013，China；3 Fujian Collaborative Innovation Center for Exploitation and Utilization of Marine Biological Resources，Xiamen 361013，China）

To determine the nutritional composition of sea urchin gonad and systematically analyze and reasonably evaluate its national value，the nutritional standard biochemical assay method and Association of Official Analytical Chemists（AOAC）method were used to determine the moisture，crude ash，crude protein，crude fat，total sugar，amino acid，fatty acid，and minerals in sea urchin gonad.The results showed that，the moisture content was（5.29±0.02）%，crude ash（8.69±0.03）%，crude protein（51.31±0.09）%，crude fat（25.32±0.09）%and carbohydrate（0.044±0.002）mg／100 g；18 kinds of amino acids were detected with a total content of（46.50±0.89）%，the most predominant amino acid was glutamic acid，being（5.57±0.11）%，and the essential amino acids accounted for（37.75±0.01）%of the total amino acids.The main limiting amino acids were tryptophan and leucine，and medicinal qualities of amino acids accounted for 46.86%of the total amino acids.The evaluation scores were AAS＞0.8，CS＞0.5，and the essential amino acid index EAAI was 77.86.Thirty kinds of fatty acids were found in sea urchin gonad，the content of EPA and DHA was（2.43± 0.05）%；it was rich with mineral elements such as K，P，Na，Mg，Fe，Zn，etc..Among the major elements P was the highest in content with（1 432.27±8.91）mg／100g and Zn was the highest in the major trace elements being（13.13±0.09）mg／100g.The research indicates that sea urchin gonad is rich in protein，with many kinds of amino acids in reasonable proportion，high content of EPA and DHA as well as rich minerals.

sea urchin gonad；Anthocidaris crassispina；nutritional composition；nutritional analysis

TS254.1

A

1007－9580（2017）02－050－06

10.3969／j.issn.1007?9580.2017.02.009

2017－01－05

廈門市海洋經濟發展專項（14CZP041HJ15）；福建重要海洋經濟生物種質庫與資源高效開發技術公共服務平臺（14PZY017NF17）

徐清云（1989—），女，碩士研究生，研究方向：食品加工理論與應用。E－mail：949416291＠qq.com

陳麗嬌（1962—），女，教授，研究方向：水產品保鮮與深加工、水產品資源綜合利用。E－mail：chenlijiao＠126.com