瓊枝麒麟菜的營養成分分析與評價

李繼偉，楊賢慶，潘創，陳勝軍，戚勃，許加超

1(中國海洋大學 食品科學與工程學院，山東 青島,266003)2(中國水產科學研究院 南海水產研究所，國家水產品加工技術研發中心， 農業農村部水產品加工重點實驗室，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濟藻類，主要分布于我國海南省和東南亞國家沿海地區，根據藻體顏色、形態和地域分布不同又可進一步細分為異枝麒麟菜(E.striatumSchmitz)和瓊枝麒麟菜(E.gelatinae)[1]。瓊枝麒麟菜富含多糖類物質，具有降血脂[2]、抗病毒[3]、抗腫瘤[4]等生物活性，是海藻研究的熱點之一。對于藻類營養學研究主要圍繞海藻的水分、灰分、蛋白質、脂肪、氨基酸、礦物元素等展開[5]，同時海藻的營養成分也會隨著生長期[6]、生長地域[7]、養殖方式[8]不同而發生改變。營養價值評價則大多采用聯合國糧食和農業組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)/世界衛生組織(World Health Organization,WHO)理想蛋白質模式譜以及全雞蛋蛋白質氨基酸評分標準模式，計算必需氨基酸的氨基酸評分(amino acid score,AAS)、化學評分(chemical score,CS)和必需氨基酸指數(essential amino acid index,EAAI)[9]來評價其營養價值。目前，瓊枝麒麟菜的研究主要集中于養殖技術[10]、多糖提取工藝[11]和生物活性物質[12]等方面。此前，戚勃等[13]對原產于海南的異枝麒麟菜營養成分做過相關研究，而關于瓊枝麒麟菜的營養學研究則多集中于少數幾種營養成分[14]，迄今未見關于瓊枝麒麟菜全面、系統性營養學研究報道。本研究通過對瓊枝麒麟菜營養成分進行全面分析和評價，為瓊枝麒麟菜的綜合利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

瓊枝麒麟菜，來自海南。將原料洗凈晾干于50 ℃烘箱烘干至恒重，粉碎，過40目篩子，置于干燥器中保存備用。

Soxtec 2050全自動脂肪測定儀、Kjeltec 2300蛋白質自動分析儀,丹麥Foss公司;GCMS-QP2010氣相色譜-質譜聯用儀,日本津島公司;3-550A高溫馬弗爐,美國 Ney VULCAN公司;L8900氨基酸自動分析儀,日本日立公司;7900電感耦合等離子體質譜,美國安捷倫公司等。

1.2 試驗方法

1.2.1 基本營養成分測定

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

總能量/KJ=17×(m1+m2)+37×m3

(1)

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

1.2.2 氨基酸含量測定

參考GB 5009.124—2006，色氨酸采用高效液相色譜法。

1.2.3 脂肪酸的測定

參考劉歡等[17]的方法。

1.2.4 礦物元素含量測定

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

1.2.5 氨基酸營養價值評價

根據FAO/WHO共同修正的理想蛋白質人體必需氨基酸模式譜以及中國預防醫學科學院、營養和食品衛生研究所提出的全雞蛋蛋白質氨基酸評分標準模式，計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，FAO/WHO標準模式中對應的必需氨基酸含量，mg/g；S，全雞蛋蛋白中對應的必需氨基酸含量，mg/g。

1.2.6 數據處理

每個樣品平行測定3次，結果以平均值表示。

2 結果與分析

2.1 基本營養成分分析

瓊枝麒麟菜和其他幾種海藻基本營養成分見表1，測定結果以干基計。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，具有較高營養價值和保健食品開發前景。

2.2 氨基酸組成與營養評價

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味海藻食品開發潛力[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理想蛋白質模式譜以及全雞蛋蛋白質氨基酸評分標準模式，計算必需氨基酸的氨基酸評分(AAS)、化學評分(CS)和必需氨基酸指數(EAAI)[22]來評價氨基酸營養價值，結果見表3。AAS結果與CS結果均顯示，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分為53.60～142.98，化學評分為33.50～110.39，必需氨基酸指數為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+酪氨酸均超過了100，符合FAO/WHO的推薦標準。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的推薦標準。CS結果顯示，除色氨酸外，瓊枝麒麟菜其他氨基酸化學評分均要高于異枝麒麟菜，說明瓊枝麒麟菜的蛋白營養價值更高。EAAI結果顯示，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，營養價值更高。

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，含量達到了33.19%，還含有奇數脂肪酸十五碳酸(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、調節血脂、調節膽固醇等功效[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，對嬰幼兒的神經、大腦和視網膜功能發育具有重要意義[26]。DHA素有“腦黃金”的美稱，能夠促進腦細胞發育，提高學習和記憶能力，預防阿爾茲海默癥和帕金森病等神經退行性疾病，EPA又被稱為“血管清道夫”，具有抑制腫瘤血管生長、調節脂質代謝和糖代謝等功能[27]。ZHANG等[28]發現EPA可以有效地抑制內源性甘油三酯和膽固醇的合成，減少動脈粥樣硬化水平。

表3 瓊枝麒麟菜與異枝麒麟菜蛋白質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量分數 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，達到了 2 4042.33 mg/kg，鈉、鉀元素能夠有效地維持人體滲透壓，預防高血壓和心血管疾病[30]。微量元素中鐵元素含量最高，達到了235.20 mg/kg，鐵元素具有促進血紅蛋白生成，運輸氧氣和緩解貧血癥狀。根據GB 19643—2016《食品安全國家標準藻類及其制品中的污染物限量標準》，GB 2762—2017《食品安全國家標準 食品中污染物限量》，《藥用植物及制劑外經貿綠色行業標準》中相關規定，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、銅質量分數符合標準，但鎘和砷含量程度超出標準，異枝麒麟菜的鎘超標，王波等[31]研究的長莖葡萄蕨藻和岡村蕨藻中發現鉛含量超標。這可能是由于海水受到污染，產生富集作用導致的，也與采收地域、季節相關。同時學術界普遍認為海藻中的砷通常以有機砷形態存在，毒性要遠低于無機砷[32]。

3 結論

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，可作為優質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，具有廣闊的市場前景。