雌雄灰海馬和三斑海馬營養價值與功能性成分對比分析

閆珍珍，張 東，林聽聽，劉 鑫，肖冬雪,*，郭全友,*

（1.上海海洋大學食品學院，上海 201306；2.中國水產科學研究院東海水產研究所，農業部東海與遠洋漁業資源開發利用重點實驗室，上海 200090）

海馬（Hippocampus spp.）的營養價值頗高，富含氨基酸、脂肪酸和微量元素等[1]，同時含有豐富的功能性成分，具有溫腎壯陽[2]、抗氧化[3]和抗炎[4]等功效，是一種名貴的食藥兩用海水魚，廣泛分布于熱帶和亞熱帶淺水區，不僅有1 500 a的入藥歷史[1]，還可用作菜肴輔料進行食療膳補[5]。隨著人們對海馬營養保健價值的認識和認可，已有不少海馬食用產品應運而生，呈現出良好的發展前景[5]。海馬保健食品和民間膳食等產品的開發與其營養和功能成分密切相關，因此開展海馬營養和功能成分的綜合分析，對海馬加工產品的研發和高效利用海馬資源尤為重要。

國內外研究人員對海馬體內成分的研究，主要針對其營養成分（如氨基酸、脂肪酸和微量元素等[1,6]）含量的分析，或針對其功能性成分（如核苷和核苷酸等[3]）含量的分析，鮮有營養和功能性成分的綜合分析。此外，我國海馬干銷售以體型大為上品，且不分雌雄，但民間食用海馬則講究成對入藥，海馬銷售標準及雌雄搭配食用習慣存在差異。有研究顯示，雌雄魚營養價值差異較大[7]，雌雄海馬的免疫力差異顯著[8]，但雌雄海馬功能成分組成及含量是否也有差異，并不十分明確。

目前我國食藥兩用海馬主要有大海馬（H. kuda）、克氏海馬（H. kelloggi）、三斑海馬（H. trimaculatus）、灰海馬（H. erectus）和日本海馬（H. mohnikei）等[9]，其中三斑海馬是我國最常見的一種野生海馬，在廣東、福建和海南沿海地區均有分布[10]。灰海馬具有溫度適應能力強、生長速度快和體型較大等優點，可滿足藥材市場品質要求，是目前最具養殖潛力的優良品種之一[11]。本實驗選取雌雄灰海馬和三斑海馬為研究對象，測定其營養成分（基本營養成分、氨基酸和脂肪酸）和功能性成分（膽甾醇、次黃嘌呤和尿苷）的含量，評價其營養價值并比較同種海馬雌雄間的差異性，旨在為海馬銷售標準的制定、成對食用的科學性、資源利用效率的提升，以及保健食品的研發等提供參考基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

灰海馬為人工繁育3 代的個體，采自中國福建省東山某養殖基地，其中雌性21 尾，雄性17 尾。三斑海馬為野生海捕的個體，購自福建省東山某藥材市場，其中雌性16 尾，雄性12 尾。本實驗使用海馬體長為10～12 cm，樣品均為經冷凍干燥至質量恒定后，粉碎并過80 目篩后備用。

17 種氨基酸混合標準品、十九烷酸甲酯、膽甾醇、尿苷、次黃嘌呤 上海安譜實驗科技股份有限公司；35 種脂肪酸混合標準品 美國Nu Chek Prep公司；甲醇、正己烷、乙腈、氯仿（均為色譜純） 德國CNW科技公司。

1.2 儀器與設備

BZFS-04C搖擺式粉碎機 西安寶正實業有限公司；DHG-9140A鼓風干燥箱 上海慧泰儀器制造有限公司；SZC-D脂肪測定儀 上海纖檢儀器有限公司；KDN-103F自動定氮儀、KDN-04消化爐 上海洪紀儀器設備有限公司；馬弗爐、Trace 1310 ISQ氣相色譜-質譜聯用儀、U3000高液相色譜儀 上海賽默飛世爾科技有限公司；1200高效液相色譜儀 美國Aglient公司。

1.3 方法

1.3.1 基本營養組分測定

水分含量測定：參照GB 5009.3—2016《食品中水分的測定》直接干燥法；粗蛋白含量測定：采用GB 5009.5—2016《食品中蛋白質的測定》凱氏定氮法；粗脂肪含量測定：參照GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測定》索氏抽提法；灰分含量：參照Lin Qiang等[6]方法使用馬弗爐測定。粗蛋白、粗脂肪和灰分以干質量計。

1.3.2 氨基酸測定

根據He Jie等[12]的方法處理，使用配備有RP18色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）的U3000高效液相色譜儀測定，因酸水解時色氨酸遭到破壞，故未測。

1.3.3 脂肪酸測定

在2.0 g海馬粉末中加入鹽酸甲醇溶液和氯仿甲醇溶液，于85 ℃水浴1 h后，加入正己烷，振蕩待分層后取上清液100 μL，正己烷定容至1 mL，用氣相色譜-質譜聯用儀上機測試。

色譜條件：TG-5MS色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；升溫程序為80 ℃保持1 min，以10 ℃/min的速率升溫至200 ℃，繼續以5 ℃/min的速率升溫至250 ℃，最后以2 ℃/min的速率升到270 ℃，保持3 min。

質譜條件：電子電離源；電子能量70 eV；離子源溫度280 ℃；傳輸線溫度280 ℃；質量掃描范圍m/z30～400；溶劑延遲5 min。

1.3.4 膽甾醇測定

參考文獻[13]，用U3000高效液相色譜儀，采用外標法測定海馬中膽甾醇的含量。

1.3.5 尿苷和次黃嘌呤測定

將2.0 g海馬粉末置離心管中，加入50%乙醇溶液，振蕩提取后離心，取上清液重復4 次，最后用50%乙醇溶液定容，用1200高效液相色譜儀分析。色譜條件：Thermo C18色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；柱溫30 ℃；流動相為體積分數98%的甲醇溶液；檢測波長254 nm；流速1 mL/min；進樣量10 μL。

1.3.6 營養品質評價

1.3.6.1 氨基酸評價

根據聯合國糧食及農業組織/世界衛生組織（Food and Agriculture Organization/World Health Organization，FAO/WHO）建議的氨基酸評分標準模式和全雞蛋蛋白質模式分別按式（1）、（2）和（3）計算氨基酸評分（amino acids score，AAS）、化學評分（chemical score，CS）和必需氨基酸指數（essential amino acid index，EAAI）[14]。AAS和CS值最低的氨基酸為相應評價指標的第一限制氨基酸。

式中：n為所比較的必需氨基酸個數；A～I為被測樣品每克氮中必需氨基酸的含量/（mg/g）；Ae～Ie為全雞蛋蛋白質每克氮中相應必需氨基酸的含量/（mg/g）。

1.3.6.2 脂肪酸評價

參考文獻[15]計算動脈粥樣硬化指數（index of atherogenicity，IA）和血栓形成指數（index of thrombogenicity，IT），用于評估海馬脂肪酸對人體心血管疾病發生的影響，如式（4）、（5）所示：

式中：MUFA為單不飽和脂肪酸（monounsaturated fatty acid，MUFA）含量；PUFA為多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）含量。

1.4 數據處理

每個指標均測定3 組平行樣，使用Excel 2010進行數據統計和處理分析，檢測結果以 ±s表示，采用SPSS 17.0統計軟件獨立樣本t檢驗分析同種海馬雌雄間差異性，P＜0.05，差異顯著；P＜0.01，差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 基本營養成分

表1 雌雄灰海馬與三斑海馬的基本營養成分Table 1 Nutritional components of female and male seahorses%

如表1所示，灰海馬與三斑海馬的粗蛋白平均質量分數為（60.61±2.83）%，粗脂肪質量分數較低，平均為（3.04±0.26）%，具有高蛋白和低脂肪的特征，符合現代健康飲食理念。據報道低脂魚類水分含量更高[16]，本研究與Lin Qiang等[6]檢測的三斑海馬結果相似。雌雄海馬的各基本營養成分無顯著差異（P＞0.05），這在其他種類的海馬上也有一致體現，如韓歡[17]發現雌雄克氏海馬灰分含量相差不大（雌12.3%，雄12.6%）。研究表明，魚類的營養成分主要與其餌料組成、個體大小等相關[18]。同種海馬均在同等自然條件下生長，基本營養成分差異不顯著，說明海馬的基本營養成分或與性別無關，與外源因素（餌料組成和環境參數等）和其他內源因素（種類和個體等）有關。

2.2 氨基酸組成與評價

2.2.1 組成與含量比較

雌雄灰海馬與三斑海馬的氨基酸組成及含量如表2所示，均檢出所測的17 種氨基酸，甘氨酸含量最高，谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸和精氨酸含量較高，胱氨酸最低，表明雌雄海馬在氨基酸組成上具有一致性，這一組成特點與大海馬等5 種海馬[1]基本相似，進一步說明不同種類海馬氨基酸組成方面也具有相似特征。

表2 雌雄灰海馬與三斑海馬氨基酸的組成及含量分析Table 2 Amino acid composition of female and male seahorses%

海馬中含量較高的幾種氨基酸均具有重要的功效，如甘氨酸是人體膠原蛋白重要組成成分；谷氨酸可減輕氨的毒害作用，具有護肝功效[19]；精氨酸是構成精子蛋白的重要成分，可作為改善內皮功能障礙的有效藥物[20]。賴氨酸是海馬必需氨基酸中含量最高的氨基酸，它參與體蛋白合成，是人乳中的第一限制性氨基酸。綜上，海馬氨基酸營養價值較高，在抗衰老、護肝和壯陽等功能性食品開發上具有一定潛力。

雌雄海馬各氨基酸含量相差不大。雌雄灰海馬除酪氨酸含量差異顯著外（P＜0.05），其余檢測到的16 種氨基酸均無顯著差異（P＞0.05）；而雌雄三斑海馬各氨基酸含量差異較復雜，雌海馬的異亮氨酸、亮氨酸和纈氨酸含量顯著高于雄性（P＜0.05），甘氨酸含量顯著低于雄性（P＜0.05）。研究表明餌料組成、環境參數可能影響魚類氨基酸的組成和含量[21]。雌雄灰海馬氨基酸含量較雌雄三斑海馬統一，或許與灰海馬的外源因素較三斑海馬更為統一有關。

2.2.2 氨基酸營養評價

表3為雌雄灰海馬與三斑海馬的氨基酸評價。雌雄灰海馬和雌雄三斑海馬的AAS范圍分別在0.77～0.97、0.72～0.98和0.77～1.05、0.67～0.97之間，CS的范圍分別在0.50～0.80、0.44～0.78和0.50～0.86、0.40～0.76之間，表明海馬中的7 種必需氨基酸均低于FAO/WHO建議的氨基酸需求，但其營養價值較均衡[22]。

AAS結果顯示，賴氨酸評分（0.97～1.05）最高，蘇氨酸評分（0.92～1.00）次之，均接近FAO/WHO建議的氨基酸評分標準，可以很好地滿足人體所需，CS顯示評分最高同樣為賴氨酸和蘇氨酸。AAS評價中灰海馬和三斑海馬的第一限制氨基酸分別為纈氨酸和異亮氨酸，CS評價中兩種海馬第一限制氨基酸均為蛋氨酸＋胱氨酸，且胱氨酸也是海馬含量最低的氨基酸，表明海馬的含硫氨基酸略顯不足，這可能與其餌料中含硫氨基酸的不足有關[22]。海馬的EAAI均低于75，EAAI可反映必需氨基酸含量接近標準蛋白質的程度，小于75為不適蛋白源[23]，表明海馬不適作為單一蛋白源。

海馬ΣEAA/ΣAA的比值范圍為30.95%～33.53%（表2），而王春龍等[24]采用酶解法水解檢測雌雄克氏海馬氨基酸，發現其ΣAA分別為5.25%、5.60%，而ΣEAA/ΣAA比值分別高達63.3%、63.9%，與本研究相差較大，一方面因較本研究少檢出一種必需氨基酸，多檢出一種非必需氨基酸的含量，另一方面酶解法水解蛋白質不徹底，氨基酸含量檢測值較低，從而導致ΣAA較低，而ΣEAA/ΣAA比值較高。根據FAO/WHO理想模式，優質蛋白質ΣEAA/ΣAA約40%，ΣEAA/ΣNEAA在60%以上[25]，海馬氨基酸組成比例（ΣEAA/ΣAA、ΣEAA/ΣNEAA）略低于FAO/WHO標準（表2）。綜上，海馬可作為較優蛋白質來源，在飲食療養上可搭配其他食物或補益中藥等，提高其蛋白質營養價值均衡性。雌海馬氨基酸評價（AAS、CS和EAAI）值和氨基酸組成比例均高于雄性，表明雌海馬蛋白質營養價值高于雄性。

表3 雌雄灰海馬與三斑海馬氨基酸評價Table 3 Evaluation of essential amino acids of female and male seahorses

2.3 脂肪酸組成與評價

2.3.1 組成與含量比較

表4 雌雄灰海馬與三斑海馬脂肪酸的組成及含量分析Table 4 Fatty acid composition of female and male seahorses mg/g

雌雄灰海馬與三斑海馬的脂肪酸組成及含量見表4。從脂肪酸組成看，除雌灰海馬未檢出C17:1外，雌雄海馬均含所測的15 種脂肪酸，包括7 種飽和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA），4 種MUFA，4 種PUFA，其中含量最多的SFA為C16:0和C18:0，MUFA為C16:1和C18:1，PUFA為DHA和EPA，說明雌雄海馬的脂肪酸組成相似，且灰海馬與三斑海馬脂肪酸主要組成特點也相似。

從各脂肪酸含量看，雌雄海馬差異較大。除雌灰海馬的C20:1顯著低于雄性外（P＜0.05），同種雌海馬各脂肪酸含量均高于雄性。雌灰海馬的C14:0、C16:1、C17:1、C18:1、C18:3、DHA和EPA顯著高于雄性（P＜0.05），C16:0、C17:0、C20:0、C22:0和ARA極顯著高于雄性（P＜0.01）；雌三斑海馬的各脂肪酸含量均顯著高于雄性（P＜0.05），其中C15:0、C17:0、C20:0、C17:1、C18:1、C20:1、C18:3、DHA和EPA差異極顯著（P＜0.01），且雌海馬SFA、MUFA和PUFA總量也顯著高于雄性（P＜0.05），這與雌魚在生長發育過程中為性腺發育做準備而較雄魚積累更多脂肪酸等營養物質相關[26]，此外PUFA可增加動物產仔率和成活率[27]，雌海馬PUFA含量更高與后期產更優質卵的需求相一致。因粗脂肪還包括磷脂和膽甾醇等脂類，因此脂肪酸有顯著差異與粗脂肪無顯著差異不矛盾[7]。

2.3.2 脂肪酸營養評價

海馬IA和IT值明顯高于低冠心病發病率的愛斯基摩人飲食（IA 0.39、IT 0.28），主要因C16:0和C18:0含量相對較高，PUFA含量較低導致。如表4所示，雌灰海馬的IA和IT值均低于雄性，雌三斑海馬的IA值高于雄性，IT值低于雄性。IA和IT值越低，抑制動脈粥樣硬化和血栓的活性越高[15]，說明雌灰海馬抑制動脈粥樣硬化和血栓的活性高于雄性，雌三斑海馬抑制動脈粥樣硬化活性低于雄性，抑制血栓活性高于雄性。

不同脂肪酸營養功能各異，比例不合理會引起人體代謝紊亂，引發疾病，因此脂肪酸的均衡性尤為重要。雌雄灰海馬和雌雄三斑海馬SFA-MUFA-PUFA比例分別為1∶0.29∶0.56、1∶0.27∶0.43和1∶0.28∶0.27、1∶0.31∶0.24，與目前大多數組織推薦的比例（約為1∶1∶1）相比[28]，海馬脂肪酸不飽和度較低，主要因SFA含量高，但不飽和脂肪酸（MUFA＋PUFA）含量較低所致。研究表明海水魚富含n-3 PUFA，尤其是DHA、EPA，而n-6 PUFA相對較少[29]，n-3 PUFA具有抗腫瘤和抗炎等作用[25]，還有助于提高精子質量、性能力和生育能力[30]，與海馬抗腫瘤、抗炎和溫腎壯陽功效相符。海馬n-6/n-3比值介于0.14～0.18之間，說明海馬n-3 PUFA的含量遠高于n-6 PUFA。我國營養學會推薦n-6/n-3比例介于4～6∶1[31]，而我國居民均已超出此范圍（7.6～8∶1）[32]，表明我國居民應增加n-3 PUPA攝入量，食用海馬，尤其是雌海馬有助于我國居民調整n-6和n-3 PUFA的攝入比例。海馬體內脂肪酸種類豐富，n-3 PUFA含量相對較高，但不飽和度較低，搭配富含不飽和脂肪酸的食物，可提高脂肪酸均衡性，有利于促進平衡膳食，改善健康狀況。

2.4 功能組分

表5 雌雄灰海馬與三斑海馬膽甾醇、次黃嘌呤和尿苷含量分析Table 5 Contents of cholesterol, hypoxanthine and uridine in female and male seahorses

雌雄灰海馬與三斑海馬膽甾醇、尿苷和次黃嘌呤含量分析見表5。現代藥理研究表明，海馬甾醇提取物是海馬溫腎壯陽的物質基礎，膽甾醇是其主要成分，參與合成的類固醇激素在精子形成、精液產生和性功能中起著重要的作用[33]。研究表明，海水魚膽甾醇含量高于淡水魚[34]，灰海馬和三斑海馬膽甾醇含量高于草魚（Ctenopharyngodon idellus）等淡水魚[35]和西班牙鯖魚（Scomberomorus commersonii）等海水魚[29]，與大海馬總甾醇提取量（5.17 mg/g）基本相符[2]。雌海馬膽甾醇含量顯著高于雄性（P＜0.05）。研究表明膽甾醇含量與PUFA含量、季節和種類等相關[36]，海馬膽甾醇含量變化趨勢與PUFA一致。

次黃嘌呤具有抗氧化[3]和減肥功效[37]；尿苷可阻斷癌細胞和病毒的基因合成，有抗炎[38]、抗癌和抗病毒功效[39]。雌海馬次黃嘌呤含量顯著高于雄性（P＜0.05），雌灰海馬尿苷含量極顯著低于雄灰海馬（P＜0.01），雌雄三斑海馬尿苷含量無顯著差異（P＞0.05）。Zheng Li等[3]檢測日本海馬和大海馬的次黃嘌呤含量為0.49～0.83 mg/g，尖海龍（Syngnathus acus）為1.02～1.13 mg/g，與本研究結果相似。雌海馬膽甾醇和次黃嘌呤含量高于雄性，尿苷含量低于雄性，或說明成對食用海馬具有一定的互補性，同時可為海馬資源的特異性利用指明方向，如溫腎壯陽、抗氧化和減肥等優選雌海馬原料，抗炎癥需求優選雄海馬原料，有助于實現海馬資源開發利用的價值最大化。

3 結 論

本實驗分析與評價了雌雄海馬的營養價值，并分析了膽甾醇、次黃嘌呤和尿苷3 種功能成分。海馬具有高粗蛋白、低脂肪特征，雌雄同種海馬的各基本營養成分均無顯著差異（P＞0.05）。除雌灰海馬未檢出C17:1外，雌雄海馬均含所測的17 種氨基酸和15 種脂肪酸，在氨基酸和脂肪酸組成上具有一致性。雌雄海馬氨基酸含量相差不大，雌海馬各脂肪酸含量及SFA、MUFA和PUFA總量均高于雄性。海馬的7 種必需氨基酸均低于FAO/WHO建議的氨基酸需求，氨基酸組成比例略低于FAO/WHO標準，但其營養價值較均衡。雌海馬氨基酸評價（AAS、CS和EAAI）值均高于雄性，氨基酸組成比例也高于雄性；海馬n-3 PUFA含量相對較高，但不飽和度較低，IA和IT值明顯高于低冠心病發病率愛斯基摩人飲食，n-6/n-3值介于0.14～0.18之間。說明兩種海馬均為較優的蛋白質和n-3 PUFA來源，通過調整飲食和藥用配方，可進一步提高海馬營養品質。同種雌海馬氨基酸營養價值優于雄性，膽甾醇和次黃嘌呤含量高于雄性，尿苷含量低于雄性，因此應注意特異性開發利用海馬資源，提高海馬資源利用效率以及綜合開發海馬保健食品。