不同海域野生海參體壁營養成分的比較分析

王長偉 ，馮曉梅，劉楚怡，付雪媛，杜 芬

（1.青島海洋生物醫藥研究院，山東青島 266071；2.三奇生物醫藥（山東）有限公司，山東日照 276800；3.中國海洋大學醫藥學院，山東青島 266003）

海參屬于無脊椎動物（Invertebrate）、棘皮動物門（Echinoermata）、海參綱（Holothuroidea），是一種高蛋白、低脂肪、無膽固醇、活性成分豐富的滋補食材。目前全球發現的海參大約有1716 種[1-2]，我國約140 種，其中印度洋、西太平洋海區是世界上海參種類最多、資源量最大的區域[3]，我國海參主要分布在溫帶區和熱帶區，尤以黃渤海域為主[4]，主要經濟品種是刺參。海參在各類山珍海味中位尊“八珍”，海參體壁作為海參體內的重要組成部分，除具有獨特的結構以外，還具有多種中醫特指的補益養生功能。近半個世紀以來，國內外學者對40 多種海參化學成分的研究表明海參體內不但富含氨基酸、維生素和化學元素等人體所需的50 多種營養成分[3]，還含有多種生物活性物質如酸性粘多糖、皂苷和膠原蛋白等，且已證實其具有抗凝血、抗氧化、抗血栓、抗腫瘤和治療傷口愈合等多種功能[5-6]。

近年來，伴隨著人類對健康的認知和需求越來越高，海參市場需求量不斷增加。雖然國內市場上還是以刺參為主，但越來越多的進口海參憑借野生和價格的優勢吸引了越來越多消費者的關注。因此，對可食用的不同種類海參進行營養學評價和比較具有較高的現實指導意義。目前，國內專家學者已研究了部分進口海參的營養價值，如劉勝男等[7]對分布在加利福尼亞半島到厄瓜多爾大陸海域附近的暗色等刺參的營養成分進行了評價；郗亞凡等[8]分析了3 種南海礁棲海參的營養組成；劉文娟等[9]對刺參、大西洋海參及阿拉斯加海參進行了氨基酸組成比較分析；董曉弟等[10]對海地瓜、黑乳參和烏皺輻肛參3 種海參進行了營養評價；井君等[11]對美洲7 種海參的基本成分進行了比較分析。以上研究大多針對某一特定海域的海參進行的營養成分差異比較，且營養成分的比較分析不夠系統，表現為僅限于基本成分分析，或僅限于氨基酸組成比較，又或者是基本成分組成和氨基酸組成分析等。

糙刺參、黃玉參、土耳其米刺參、冰島紅參等是我國海參市場上比較有代表性的進口海參品種，且分布在不同緯度的不同海域。目前，尚沒有對此四種海參體壁進行營養成分的系統差異分析的相關報道。因此本文選取不同海域的四種海參，對其體壁的營養成分、氨基酸組成、脂肪酸組成、礦物質含量等進行比較分析，探討不同海域海參的營養成分差異，為海參資源的綜合開發利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

糙刺參（Stichopus horrens，產地西太平洋印度尼西亞海域，規格為3.8±1.0 g/頭）、黃玉參（Stichopus chloronotus，產地印度洋海域，規格為6.5±1.5 g/頭）、土耳其米刺參（Holotoria mammata，產于大西洋沿岸，規格為3.2±0.6 g/頭）、冰島紅參（Cucumaria frondosa，產地北冰洋，規格為15.6±4.0 g/頭）干制海參 濰坊悅龍堂海洋科技有限公司；巖藻糖標準品、乳糖標準品、喹諾糖標準品、脂肪酸標準品 純度≥98%，美國Sigma 公司；多元素校準標準溶液 美國Agilent 公司。

BSA22025 型分析天平 梅特勒托利多科技有限公司；SKD-100 凱氏定氮儀 上海沛歐分析儀器有限公司；SZF-06A 型脂肪分析儀 上海昕瑞儀器儀表有限公司；Agilent1260 高效液相色譜儀、Agilent 7890 氣相色譜儀 安捷倫科技有限公司；ICPMS 電感耦合等離子體質譜儀 美國賽默飛世爾科技公司；HWS24 型恒溫水浴鍋 上海躍進醫療器械有限公司；BGZ-140 型電熱鼓風干燥箱 上海博迅實業有限公司醫療設備廠；SX2 型箱式電阻爐 上海一恒科技有限公司；L-8900 高速氨基酸分析儀日本株式會社日立高新技術科學。

1.2 實驗方法

1.2.1 基本營養成分測定 取干海參樣品于蒸餾水中低溫浸泡48 h，中間換水2 次，將海參剖開，去除石灰質和雜質，清洗，烘干，磨粉處理，過40 目篩備用。采用高溫灼燒法（GB 5009.3-2016）測定灰分；凱氏定氮法-半自動凱氏定氮儀（GB 5009.5-2016）測定粗蛋白質含量；脂肪分析儀（GB/T 14772-2008）測定粗脂肪含量；高效液相色譜法（SC/T 3049-2015）測定海參多糖；高效液相色譜法（GB/T 33108-2016）測定總皂苷含量。

1.2.2 氨基酸組成分析 參照 GB 5009.124-2016 的方法，取各種海參樣品，經鹽酸水解后，測定水解液中的氨基酸組分及含量。

1.2.3 氨基酸評價方法 將各種海參的氨基酸組成按照FAO/WHO 建議的氨基酸評分標準模式進行評價，進行蛋白質的氨基酸評分（Amino acid score，AAS）及全雞蛋蛋白質的氨基酸模式化學評分（Chemical score，CS）。計算公式如下[12]：

1.2.4 脂肪酸組成分析 取海參各樣品，水解后[13]提取脂肪，參照GB 5009.168-2016 的內標法，分析脂肪酸的組成及含量。

1.2.5 礦物質含量檢測 取海參各樣品，分別參照GB 5009-2017 系列標準的方法對K、Na、Ca、Mg、P、Fe、Zn、Cu、Mn、Se 等礦物質元素進行測定。

1.3 數據處理

實驗中每個樣品設置3 個平行樣，重復測定2 次，數據表示為平均數±標準偏差的形式。采用SPSS 20.0 軟件進行顯著性差異分析及主成分分析。

2 結果與分析

2.1 基本營養成分分析

實驗中由于各種海參預處理磨成粉末后含水量不一樣，因此將各個營養物質換算成干重進行比較分析。由表1 可知，四種海參體壁的基本營養成分存在組間顯著性差異（P＜0.05）。糙刺參、黃玉參、土耳其米刺參和冰島紅參的粗蛋白含量分別為76.25%、79.84%、87.95%和80.51%；粗脂肪含量在1.10%～2.49%之間，屬于低脂肪食品，脂肪含量最高的為冰島紅參，糙刺參次之，含量最低的為土耳其米刺參；海參多糖含量最高的為黃玉參，含量為4.13%；其次是糙刺參，冰島紅參的多糖含量最低，僅為1.4%；皂苷含量在0.08%～0.31%之間，含量最高的是冰島紅參，最低的為土耳其米刺參；不同海域的野生海參中灰分含量相差較大，其中黃玉參的灰分含量最高，為12.32%，其次為糙刺參，含量為9.52%，土耳其米刺參和冰島紅參的灰分含量較低，約為黃玉參的三分之一，說明黃玉參的體壁較厚，且肌肉組織緊密且結實[8]。

表1 基本營養成分組成（以干基計，%）Table 1 Composition of basic nutrients (In dry basis,%)

從實驗結果來看，研究所用四種野生海參均屬于高蛋白、低脂肪、活性成分豐富的滋補食品。其中糙刺參與郗亞凡等[8]報道的生長于南海礁棲的糙刺參相比，蛋白含量遠高于南海礁棲糙刺參（37.33%），脂肪含量和灰分含量低于南海礁棲糙刺參（5.12%和46.85%），多糖含量幾乎相當。與王婧媛等[14]報道的巖刺參（Holotoria mammata）和紅極參（Cucumaria frondosa）相比，土耳其米刺參和冰島紅參的蛋白含量均較高，灰分含量和脂肪含量均較低，海參多糖和皂苷的含量相當。存在這些含量差異可能是由海參樣品的不同生長海域、不同生長階段、不同采集地點、不同餌料，亦或是不同保存及檢測方法等造成的[15]。

2.2 氨基酸組成分析

對不同海域海參中的氨基酸組成與含量進行測定，結果如表2 所示。

表2 海參體壁氨基酸組成分析（以干基計，%）Table 2 Amino acid composition in body wall of sea cucumbers (In dry basis,%)

蛋白質在食物營養中的作用是顯而易見的，但它在人體內并不能直接被利用，而是通過變成氨基酸小分子后被利用的[16]。由表2 可知，從氨基酸總量看，四種海參的氨基酸質量分數在55.14%～77.06%之間，其中土耳其米刺參含量最高，為77.06%，其次是冰島紅參和黃玉參，含量分別為70.49%和69.96%，氨基酸總量最低的為糙刺參，這一結果與四種海參中的蛋白含量結果是一致的。

四種海參體壁的氨基酸組成豐富，均檢出17 種氨基酸，包括7 種必需氨基酸（酸水解法測得氨基酸組成，色氨酸被破壞）、2 種半必需氨基酸和8 種非必需氨基酸。四種海參體壁的必需氨基酸（EAA）占海參質量的13.78%～20.27%。其中，冰島紅參的必需氨基酸含量最高，其次是黃玉參和土耳其米刺參，糙刺參的必需氨基酸含量最低。糙刺參、黃玉參、土耳其米刺參以及冰島紅參的必需氨基酸/非必需氨基酸（EAA/NEAA）的百分比依次為24.99%、22.64%、20.01%和28.76%。可知，無論從必需氨基酸含量還是必需氨基酸/非必需氨基酸的百分比來看，冰島紅參都是最高的。

蛋白質的營養價值與氨基酸的種類及其含量有很大關系。組氨酸、賴氨酸和蘇氨酸有助于增強免疫力[16]；亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸可有效改善身體新陳代謝[17]；谷氨酸是腦組織生化代謝中重要的氨基酸，參與多種物質的合成[18-20]等。在四種海參的必需氨基酸中，含量最高的3 種氨基酸為纈氨酸、亮氨酸和蘇氨酸；非必需氨基酸中，含量最高的3 種氨基酸為甘氨酸、谷氨酸和天門冬氨酸。

此外，藥效氨基酸一般具有獨特的生物活性，已知谷氨酸、精氨酸、天門冬氨酸、胱氨酸等氨基酸單獨作用可治療一些疾病，包括肝病疾病、消化道疾病、腦病、心血管病、呼吸道疾病以及用于提高肌肉活力、兒科營養和解毒等[21]。精氨酸、谷氨酸、甘氨酸可通過促進NK 細胞和T 細胞的活性和增殖，增強免疫力[22]；較低的賴氨酸/精氨酸比率有降低膽固醇的功效[10,23]。四種海參中均具有較高的藥效氨基酸含量，其中含量最高的為土耳其米刺參（43.01%），其次為黃玉參和冰島紅參，含量最低的為糙刺參。藥效氨基酸的含量高低與鮮味氨基酸的含量高低趨勢是一致的。四種海參中賴氨酸/精氨酸比率最低的也是土耳其米刺參（0.24），其次為黃玉參和糙刺參，比值最高的為冰島紅參。由此可知，食用土耳其米刺參具有更多的保健功效。

鮮味氨基酸賦予產品特有的風味，一般意義上把谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸以及蘇氨酸這幾種能呈現出特殊鮮味的氨基酸稱為呈味氨基酸[24]。四種海參的呈味氨基酸質量分數在31.71%～48.58%之間，其中土耳其米刺參＞黃玉參＞冰島紅參＞糙刺參，因此，土耳其米刺參比另外三種海參在食用風味方面也更具有優勢。

2.3 氨基酸營養評價

氨基酸評分（AAS）和化學評分（CS）是進行食品中氨基酸構成與營養評價的重要指標。將四種海參中的氨基酸組成與FAO/WHO 氨基酸評分標準和全雞蛋蛋白質的氨基酸模式進行比較，并計算出各種海參的AAS 和CS，結果見表3。

表3 不同海參體壁氨基酸組成評價Table 3 Evaluation of amino acid composition in body wall of different sea cucumbers

從表3 可知，四種不同海參體壁的氨基酸組成相近，但營養品質存在一定差異。糙刺參的必需氨基酸評分AAS 在0.42～0.97 之間，化學評分CS 在0.33～0.66 之間；黃玉參的AAS 為0.38～0.99，CS 為0.30～0.84；土耳其米刺參AAS 為0.34～1.02，CS 為0.27～0.86；冰島紅參的AAS 為0.66～0.99，CS 為0.52～0.83，與劉文娟等[9]研究北極海參的AAS（0.30～1.02）和CS（0.17～0.87）范圍相近，表明在在同一海域的海參其氨基酸評分基本一致。本研究中的糙刺參、黃玉參、土耳其米刺參的AAS 和CS 均低于冰島紅參，表明冰島紅參的體壁蛋白具有較高的營養價值。根據AAS 和CS 的標準，四種海參的第一限制性氨基酸均為賴氨酸，第二限制性氨基酸主要為亮氨酸、異亮氨酸以及蛋氨酸和半胱氨酸。因此，在幾種海參的加工或者烹制過程中可以針對性添加富含這些限制性氨基酸的其他食物原料，以豐富海參的營養性。

2.4 脂肪酸組成分析

四種海參體壁中的脂肪酸含量較低，脂肪酸的組成見表4 所示。

表4 海參體壁的脂肪酸組成（%）Table 4 Fatty acid composition in body wall of sea cucumbers (%)

從表中可知，糙刺參和黃玉參中各檢測出飽和脂肪酸10 種，單不飽和脂肪酸6 種，多不飽和脂肪酸8 種；土耳其米刺參中檢測到9 種飽和脂肪酸，6 種單不飽和脂肪酸，9 種多不飽和脂肪酸；冰島紅參中檢測到8 種飽和脂肪酸，6 種單不飽和脂肪酸和9 種多不飽和脂肪酸。飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸分別占總脂肪酸的比例是：糙刺參36.24%和56.39%；黃玉參31.15%和57.18%；土耳其米刺參30.65%和64.91%；冰島紅參23.84%和72.93%。可以發現，不同海域的飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸所占比例有所不同，隨著海參所在海域緯度升高，飽和脂肪酸所占比例下降，而不飽和脂肪酸所占比例上升，這與劉瑀等[25]研究的7 個緯度點的海參脂肪酸組成特征結論基本是一致的。

四種海參的SFA 占總脂肪酸的質量分數在23.84%～36.24%之間，均以棕櫚酸（C16:0，Palmitic acid，PA）和硬脂酸（C18:0，Stearic Acid）為主。PA具有抗炎、降低膽固醇、預防心腦血管疾病和提高機體免疫力等作用[26]；硬脂酸具有改善血栓和動脈硬化、促進線粒體合成、保護肝臟的作用[27]。糙刺參的PA 含量顯著高于其他三種海參（P＜0.05），糙刺參和土耳其米刺參的硬脂酸含量顯著高于黃玉參和冰島紅參（P＜0.05），因此食用糙刺參可能更有助于降低膽固醇、改善血栓和動脈硬化、預防心腦血管疾病。

MUFA 是飽和動物脂肪的更健康替代品，具有預防心血管疾病（CVD）、減輕血脂異常、預防非酒精性脂肪肝疾病（NAFLD）和2-型糖尿病（T2DM）[28]等功效。四種海參的MUFA 占總脂肪酸的比例在31.40%～38.24%之間，其中以二十碳一烯酸（C20:1）為主，占所有MUFA 質量分數的44%～52%，與玉足海參（44.90%）和糙海參（54.45%）[8]、白色仿刺參45.49%）和紫色仿刺參（43.92%）[29]相似。

PUFA 在抗癌、抗炎癥、促進大腦發育和預防心血管疾病等方面具有顯著功效[30]，四種海參的PUFA占總脂肪酸的質量分數在22.61%～34.69%之間，含量最高的為冰島紅參，其次為土耳其米刺參，糙刺參最少，但均高于花刺參（15.10%）、梅花參（15.40%）和象牙參（5.10%）[31]。在PUPA 中，占比含量較高的為ARA、EPA 和DHA 等。ARA（花生四烯酸，C20:4n-6），是人體必需的一種不飽和脂肪酸，大多數存在于細胞膜的磷脂中。其為生長發育所需，對脂質蛋白的代謝、血小板的激活等有一定的調節作用，有利于促進大腦發育[32-33]。EPA 全稱是二十碳五烯酸，屬于ω-3 不飽和脂肪酸，具有促進生長發育、軟化血管、降低甘油三酯（TG）和非高密度脂蛋白膽固醇（non-HDL-C）水平、預防心腦血管疾病等作用[34]。DHA，二十二碳六烯酸，俗稱腦黃金，也屬于ω-3 不飽和脂肪酸家族中的重要成員，是神經系統細胞生長及維持的一種主要元素，是大腦和視網膜的重要構成脂肪酸，對智力和視力發育至關重要[34]。從表4 中可知，土耳其米刺參中ARA 含量最高，其次是冰島紅參和黃玉參，ARA 含量最低的為糙刺參；EPA 和DHA 含量最高的均為冰島紅參，其次為土耳其米刺參。因此，食用冰島紅參和土耳其米刺參可能對炎癥、心血管疾病等有一定的緩解作用。

2.5 礦物質含量分析

對四種不同海參體壁的幾種常量元素及微量元素進行測定，結果如表5 所示。

表5 海參體壁礦物質含量（以干基計）Table 5 Mineral composition in body wall of sea cucumbers(In dry basis)

如表5 所示，在四種海參的常量元素中，除土耳其米刺參以外，其余三種海參中均是鈣元素含量最高，其次是鈉、鎂。其中，鈣含量為黃玉參＞糙刺參＞冰島紅參＞土耳其米刺參；鈉含量為糙刺參＞黃玉參＞土耳其米刺參＞冰島紅參；而鎂含量的大小趨勢與鈣含量是一致的。由于以上三種常量元素含量占所測9 種礦物質含量的96.73%～98.86%。因此，鈣鎂含量的大小趨勢與四種海參的灰分含量趨勢也是一致的。

在微量元素中，含量最高的是鐵元素。鐵是構成人體的必不可少的元素之一。人體內的鐵72%以血紅蛋白、3%以肌紅蛋白、0.2 以其它化合物形式存在，其余為儲備鐵，約占25%。鐵主要參與氧的運輸和儲存，還可以促進生長發育，增加對疾病的抵抗力，預防和治療因缺鐵而引起的貧血[35]。四種海參的鐵元素含量在73.56～101.93 mg/kg 之間，含量均高于郗亞凡等[8]研究的糙海參和玉足海參中的鐵元素含量（31.24～33.50 mg/kg），也高于董曉弟等[10]研究的海地瓜、黑乳參和烏皺輻肛參中的鐵元素含量（16.3～24.1 mg/kg）。鋅元素是免疫器官胸腺發育的營養素，是多種酶的重要組成部分，能刺激金屬硫蛋白和核酸的合成，促進細胞免疫功能，與生長發育、智力發育、提高免疫力密切相關[36]。四種海參中鋅元素含量在26.67～89.10 mg/kg 之間，其中含量最高的是冰島紅參。

錳元素分布在身體各種組織和體液中，錳缺乏可影響生殖能力，還可引起神經衰弱，影響智力發育等[37]。元素硒不但能夠預防腫瘤、肝病等的發生，還可以提高機體免疫能力，預防老年性心腦血管疾病的發生[38]。四種海參中均含有一定量的錳元素和硒元素，可見食用這四種海參均可以起到補充微量元素的作用。

3 結論

通過對比分析可知，四種不同海域野生海參都具有高蛋白、低脂肪的特性，其體壁的基本營養成分組成存在組間顯著差異（P＜0.05），且所研究海參品種的蛋白含量普遍高于不同海域的同類海參或者同類海參的不同海域，而脂肪含量普遍略低，海參多糖和海參皂苷的含量幾乎相當。四種海參的氨基酸組成比較相似，第一限制性氨基酸均為賴氨酸；四種海參中均含有一定的鮮味氨基酸及藥效氨基酸，其中土耳其米刺參在食用風味及保健功效方面更具優勢。不同品種野生海參中脂肪酸的組成差異較大，糙刺參的飽和脂肪酸含量高于其他三種海參，而冰島紅參的不飽和脂肪酸明顯高于另外三種海參，這可能跟海參所在海域的緯度有一定的關系。四種海參中均含有一定的常量元素和微量元素，對人體的健康有著積極的調節作用。由此可知，四種海參雖由于生長海域不同而導致其營養成分有所差異，但每種海參均有其各自的營養特點，可為深入研究海參活性物質的提取制備及作用功效提供理論依據，亦可為其高值化開發利用，開發不同的功能性食品提供數據支撐。