多棘海盤車營養(yǎng)成分分析及評價

李紅艷，李 曉，孫元芹，王麗媛，劉天紅，王 穎*

（山東省海洋生物研究院，山東 青島 266002）

多棘海盤車營養(yǎng)成分分析及評價

李紅艷，李 曉，孫元芹，王麗媛，劉天紅，王 穎*

（山東省海洋生物研究院，山東 青島 266002）

對多棘海盤車生殖腺和體壁的營養(yǎng)成分進(jìn)行分析，并對其營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行評價。結(jié)果表明，多棘海盤車生殖腺的粗蛋白質(zhì)含量為43.14%；氨基酸種類齊全，必需氨基酸含量為127.73 mg/g，占氨基酸總量的37.32%，各必需氨基酸平均得分為103.79；脂肪含量為39.22%，多不飽和脂肪酸含量占總脂肪酸含量的48.92%，二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸含量豐富；維生素和無機(jī)元素種類豐富且含量較高，無重金屬污染，表明多棘海盤車生殖腺具有較高的食用和藥用價值。多棘海盤車體壁的蛋白質(zhì)含量較高，氨基酸種類齊全，富含?；撬岷湍z原蛋白的特征氨基酸——羥脯氨酸；脂肪含量較低，但多不飽和脂肪酸比例高，二十碳五烯酸含量高達(dá)16.67%；Ca、Mg等無機(jī)常量元素和Zn、Fe、Cu、Mn等微量元素含量豐富，可望用于提取膠原蛋白或開發(fā)研制水產(chǎn)動物飼料。

多棘海盤車；營養(yǎng)成分；營養(yǎng)評價

多棘海盤車（Asterias amurensis）屬于棘皮動物門（Echinodermata）海盤車綱（Asteroidea）鉗棘目（Forcipulate）海盤車科（Asteriidate），是我國北方海域海星的主要品種[1]。其功效為平肝和胃、止痛和鎮(zhèn)驚，首載于《東北動物藥》。多棘海盤車因喜食海參、鮑魚等海洋珍貴軟體動物及牡蠣、貽貝和蛤蜊等，被視為海洋生態(tài)災(zāi)害成因生物之一。自2006年來，我國北方沿海地區(qū)突發(fā)大量海盤車，給貝類養(yǎng)殖業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[2]。如何將多棘海盤車變廢為寶、變害為利，實現(xiàn)多途徑高效開發(fā)利用，是一個值得深入研究與探討的重要問題。本實驗利用現(xiàn)代化學(xué)分析手段，對多棘海盤車的生殖腺和體壁進(jìn)行了營養(yǎng)成分分析和評價，為其在食品、保健、醫(yī)藥、飼料等方面的開發(fā)利用提供基礎(chǔ)資料和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮的多棘海盤車于2012年9月采自青島市棧橋附近海域。樣品采集后，以自來水沖洗泥沙，隨機(jī)選取10 個多棘海盤車為1 份樣品，多棘海盤車體質(zhì)量為91～148 g。將多棘海盤車沿腹面步帶溝用刀具剖開，分離出生殖腺和體壁。生殖腺約占多棘海盤車總質(zhì)量的25%。生殖腺經(jīng)高速組織搗碎機(jī)勻漿，-20 ℃冷凍備用。體壁剪成小塊，粉碎打漿，-20 ℃冷凍備用。依上述步驟制備3 份樣品用于營養(yǎng)成分的分析測定。

甲苯、石油醚 煙臺三和化學(xué)試劑有限公司；氯仿、無水乙醚、氫氧化銨、鹽酸、硫酸 萊陽經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)精細(xì)化工廠；硫酸鈉、硫酸銅、硫酸鉀 北京化工廠；硼酸、氫氧化鈉 天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；所有試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

安米諾西斯A2000氨基酸自動分析儀 德國安米諾西斯公司；GC6890氣相色譜儀、1100液相色譜儀 美國安捷倫公司；AA-6300C原子吸收分光光度計 日本島津公司；AFS-2000雙道原子熒光光度計 北京海光儀器公司；ZF-06脂肪測定儀 上海瑞正儀器設(shè)備有限公司；KDN-08B凱氏定氮儀 上海新嘉電子有限公司；F6010馬弗爐 深圳市藍(lán)鷹科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 營養(yǎng)成分分析

水分：參照GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》采用直接干燥法測定；粗蛋白質(zhì)：參照GB 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測定》采用凱氏定氮法測定；粗脂肪：GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》采用酸水解法測定；總糖：參照GB/T 9695.31—2008《肉制品 總糖含量測定》采用直接滴定法測定；灰分：參照GB 5009.4—2010《食品中灰分的測定》采用食品中灰分的測定法測定。

氨基酸成分和?；撬釡y定：樣品經(jīng)6 mol/L HCl溶液水解，水解時充氮氣24 h，采用氨基酸分析儀測定17 種氨基酸和?；撬帷Ａ砣悠酚? mol/L NaOH溶液水解后，同機(jī)測定其色氨酸含量。

脂肪酸成分測定：參照AOAC 996.06《食品中總脂肪、飽和脂肪、不飽和脂肪的測定》，樣品經(jīng)酸水解后，加入甘油三酯和十一碳烷酸（C11∶0）作為內(nèi)標(biāo)，以乙醚萃取脂質(zhì)，然后于甲醇中以三氟化硼（trifluoroborane，BF3）轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，氣相色譜分析。

脂溶性VA測定：根據(jù)GB/T 5009.82—2003《食品中維生素A和維生素E的測定》，皂化后，由乙醚萃取，經(jīng)洗滌濃縮，液相色譜分析；VB1、VB2、VB6、VB12測定：分別參照GB 5413.11—2010《嬰幼兒配方食品和乳粉中維生素B1的測定》、GB5413.12—2010《嬰幼兒食品和乳品中維生素B2的測定》、GB5413.13—2010《嬰幼兒食品和乳品中維生素B6的測定》、GB5413.14—2010《嬰幼兒食品和乳品中維生素B12的測定》，樣品經(jīng)前處理后，0.45 μm膜過濾，液相色譜分析。VD、VE測定：參照GB/T 5413.9—2010《嬰幼兒食品和乳品中維生素A、D、E的測定》，液相色譜分析。

Ca、Fe、Mn、Mg、Zn、Ni、Cr、Cd、Cu、Pb、HgCH3的測定：分別參照GB/T 5009.92—2003《食品中鈣的測定》、GB/T 5009.90—2003《食品中鐵、鎂、錳的測定》、GB/T 5009.14—2003《食品中鋅的測定》、GB/T 5009.138—2003《食品中鎳的測定》、G B/T 5 0 0 9.1 2 3—2 0 0 3《食品中鉻的測定》、G B/T 5 0 0 9.1 5—2 0 0 3《食品中鎘的測定》、GB/T 5009.13—2003《食品中銅的測定》、GB 5009.12—2010《食品中鉛的測定》、GB/T 5009.17—2003《食品中總汞及有機(jī)汞的測定》，采用（石墨爐）原子吸收分光光度法測定。Se、無機(jī)As的測定：參照GB/T 5009.93—2010《食品中硒的測定》、GB/T 5009.11—2003《食品中總砷及無機(jī)砷的測定》，采用氫化物原子熒光光譜法測定。

六六六、滴滴涕的測定參照GB/T 5009.19—2008《食品中有機(jī)氯農(nóng)藥多組分殘留量的測定》進(jìn)行。

1.3.2 氨基酸評分及化學(xué)評分計算方法

將所測得必需氨基酸換算成1 g蛋白質(zhì)中含氨基酸毫克數(shù)，與1973年糧食與農(nóng)業(yè)組織（Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO）/世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）暫定氨基酸的計分模式和以雞蛋蛋白質(zhì)作為理想蛋白質(zhì)進(jìn)行比較，分別按式（1）、（2）計算氨基酸評分（amino acid score，AAS）和化學(xué)評分（chemical score，CS）。

1.3.3 生物質(zhì)量評價方法

評價方法采用生物質(zhì)量指數(shù)[3]，即用公式Pi= Ci/Csi進(jìn)行評價。式中，Pi為第i種污染物的生物質(zhì)量指數(shù)；Ci為第i種污染物含量的實測值；Csi為第i種污染物含量的標(biāo)準(zhǔn)值。Csi評價標(biāo)準(zhǔn)采用中國海岸帶和海涂資源綜合調(diào)查中關(guān)于貝類的標(biāo)準(zhǔn)[3]（以下數(shù)據(jù)以濕質(zhì)量計）：Cd為5.5 mg/kg、Pb為10.0 mg/kg、As為10.0 mg/kg、Hg為0.3 mg/kg、Cu為100.0 mg/kg。當(dāng)Pi≤1.0 時，生物質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)Pi＞1.0時，生物質(zhì)量超出標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 主要營養(yǎng)成分分析結(jié)果

表1 多棘海盤車主要營養(yǎng)成分含量（x±s）Table1 The main nutritional composition of Asterias amurennssiiss ((x ±s) %

如表1所示，多棘海盤車生殖腺的蛋白質(zhì)含量較高，占干質(zhì)量的43.14%，高于馬糞海膽生殖腺的蛋白含量，而低于乳山刺參體壁和皺紋盤鮑足肌的蛋白質(zhì)含量；脂肪含量高達(dá)39.22%，與《中國食物成分表2004》[7]中所列的水產(chǎn)品相比，脂肪含量相對較高；灰分含量則相對較低。多棘海盤車體壁的蛋白質(zhì)含量為29.49%；灰分含量高達(dá)65.90%，說明體壁中含有大量的無機(jī)鹽和礦物質(zhì)；脂肪和總糖含量較低。

多棘海盤車生殖腺的營養(yǎng)成分與郝林華[8]和王長云[9]等的測定結(jié)果相比，灰分（4.01%）和脂肪（36.32%）含量基本一致，蛋白質(zhì)（51.19%）含量偏低，總糖（7.68%）含量偏低且差別較大。多棘海盤車體壁營養(yǎng)成分與郝林華等[8]的測定結(jié)果相比，蛋白質(zhì)（27.72%）含量較為一致，灰分含量（44.44%）較高，脂肪（2.56%）和總糖（1.28%）含量偏低；與王長云等[9]的測定結(jié)果相比，蛋白質(zhì)（32.08%）含量較為一致，灰分（57.92%）含量偏高，脂肪（5.83%）和總糖（8.33%）含量偏低且差別較大。推測可能是多棘海盤車采集的地點、時間及檢測方法的差異導(dǎo)致了檢測結(jié)果的不同。

2.2 氨基酸含量及營養(yǎng)評價

如表2所示，對多棘海盤車生殖腺的氨基酸分析結(jié)果表明，共檢測出18 種氨基酸，氨基酸總量為342.30 mg/g；必需氨基酸總量為127.73 mg/g，占氨基酸總量的37.32%。必需氨基酸的含量與組成特點是評價食物營養(yǎng)價值的最重要指標(biāo)，根據(jù)FAO/WHO的理想模式，質(zhì)量較好的蛋白質(zhì)，其氨基酸組成中必需氨基酸占總氨基酸的40%左右[10]。多棘海盤車生殖腺的必需氨基酸與總氨基酸的比值與FAO/WHO的理想模式較為接近，是質(zhì)量較好的蛋白質(zhì)。動物蛋白質(zhì)的鮮美在一定程度上取決于呈鮮味的天冬氨酸和谷氨酸、呈甘味的甘氨酸和丙氨酸以及與甘味有關(guān)的脯氨酸和絲氨酸等6 種呈味氨基酸的含量[11]，多棘海盤車生殖腺呈味氨基酸占氨基酸總量的33.14%，使得多棘海盤車生殖腺明顯具備了海產(chǎn)品的鮮美品質(zhì)。

表2 多棘海盤車氨基酸組成及其含量Table2 Amino acid contents of Asterias amurenssiiss mg/g

多棘海盤車體壁共檢測19 種氨基酸和1 種非蛋白質(zhì)氨基酸，檢測結(jié)果表明，多棘海盤車體壁氨基酸總量為259.49 mg/g，氨基酸種類齊全，且羥脯氨酸的含量較高。羥脯氨酸是膠原蛋白的特征氨基酸，可見多棘海盤車體壁富含膠原蛋白，可用于提取膠原蛋白或制備明膠。此外，值得注意的是，多棘海盤車體壁中?；撬岬暮恳草^高。?；撬峋哂写龠M(jìn)大腦發(fā)育，調(diào)節(jié)神經(jīng)傳導(dǎo)，維持正常的心臟、肝臟、內(nèi)分泌、視網(wǎng)膜系統(tǒng)的功能，具有獨特的生理及藥理作用[12]，長期攝入有利于促進(jìn)動物的生長發(fā)育，可以考慮將多棘海盤車體壁用于開發(fā)水產(chǎn)動物飼料。

表3 多棘海盤車必需氨基酸組成的評價Table3 Evaluation of essential amino acids in Asterias amurennssiiss

AAS是目前廣泛使用的一種評價食物營養(yǎng)價值的方法。從多棘海盤車生殖腺的必需氨基酸得分可以看出（表3），半胱氨酸+蛋氨酸的得分最高為183.66，各必需氨基酸的平均得分為103.79，說明多棘海盤車生殖腺蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值較高。根據(jù)AAS和CS，異亮氨酸得分最低，其次為纈氨酸。因此，多棘海盤車生殖腺蛋白質(zhì)的第一限制性氨基酸為異亮氨酸，第二限制性氨基酸為纈氨酸。由多棘海盤車體壁的必需氨基酸得分可以看出，色氨酸得分最高為121.70，各必需氨基酸平均得分為53.34，營養(yǎng)價值偏低，在配制動物飼料時可適當(dāng)補(bǔ)充得分偏低的氨基酸。根據(jù)AAS和CS，多棘海盤車體壁蛋白質(zhì)的限制性氨基酸為異亮氨酸和纈氨酸。

2.3 脂肪酸組成

圖1 多棘海盤車生殖腺脂肪酸氣相色譜Fig.1 GC chromatogram of fatty acids from the gonad of Asterias amurensis

對多棘海盤車生殖腺和體壁進(jìn)行脂肪酸成分分析，脂肪酸圖譜如圖1、2所示，定性定量結(jié)果見表4。由以上圖表分析可知，多棘海盤車生殖腺粗脂肪含量很高，其中含有大量的不飽和脂肪酸，多不飽和脂肪酸含量占總脂肪酸含量的48.92%，二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）和二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）含量分別為10.35%和9.19%。雖然多棘海盤車體壁的粗脂肪含量并不高，但其脂肪酸種類比較豐富。多棘海盤車體壁中的脂肪酸以不飽和脂肪酸為主，EPA含量占脂肪酸總量的16.67%。EPA和DHA是人體必需的ω-3多不飽和脂肪酸，具有廣泛的生理活性，能競爭性地抑制血小板的聚集，減少血栓的形成，降血脂、降血壓、延緩動脈粥樣硬化，預(yù)防心腦血管梗塞。DHA還可以補(bǔ)腦健腦、提高視力，阻止腫瘤細(xì)胞的異常增生，起到抑癌作用[13-14]。從脂肪酸組成分析來看，多棘海盤車生殖腺可以用于制藥或開發(fā)保健品，具有綜合開發(fā)利用的價值。

圖2 多棘海盤車體壁脂肪酸氣相色譜Fig.2 GC chromatogram of fatty acids from the body wall of Asterias amurensis

表4 多棘海盤車脂肪酸含量及組成Table4 Fatty acid composition of Asterias amurensis %

2.4 維生素含量

表5 多棘海盤車的維生素含量Table5 The contents of vitamins in Asterias amurensis mg/kg

由表5可知，多棘海盤車生殖腺中含有豐富的維生素，其中含量最高的是VE，其次為VB2，此外還含有VB1和VB12、α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素，VA、VB6和VD含量低于檢測限，未檢出。多棘海盤車體壁中含有VE、VB2和VB12。VE是機(jī)體重要的脂溶性維生素，具有抵抗自由基侵害、預(yù)防癌癥和心肌梗塞等功能[15]；VB2是我國膳食容易缺乏的營養(yǎng)素之一，具有增進(jìn)視力、減輕眼睛疲勞等功能[15]；胡蘿卜素不僅可以在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成VA，還能淬滅單線態(tài)氧，清除自由基，提高人體免疫力，延緩細(xì)胞和機(jī)體衰老，減少疾病的發(fā)生[16]。VB1和VB12是人和動物體內(nèi)非常重要的水溶性維生素，參與體內(nèi)糖、蛋白質(zhì)和脂肪的代謝，具有鎮(zhèn)痛、幫助維持心臟和神經(jīng)系統(tǒng)功能、維持消化系統(tǒng)及皮膚的健康等作用[17-19]。

2.5 無機(jī)元素含量

表6 多棘海盤車中無機(jī)元素含量（x±s）Table6 The contents of inorganic salts in Asterias amurennssiiss (xx±s）mg/kg

由表6可知，多棘海盤車生殖腺富含人體所需的Ca、Fe、Cu、Zn、Mg等無機(jī)元素；多棘海盤車體壁中含有大量的Ca和Mg，此外，含有較為豐富的Zn和少量的Fe、Cu及Mn。Ca、Mg是動物組織結(jié)構(gòu)的重要常量元素，參與機(jī)體的許多生理活動及物質(zhì)能量代謝[6]；Fe、Cu等必需微量元素在維持人體正常生理代謝、延緩衰老和防止貧血等方面有重要的作用[20]；Zn對促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和完善、促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖和活動、防御細(xì)菌和病毒侵入、促進(jìn)傷口愈合等均具有很好的作用[21]。

表7 多棘海盤車中重金屬污染物含量Table7 The contents of heavy metals in Asterias amurensis mg/kg

由表7可知，多棘海盤車體壁和生殖腺中As、Cd、Pb、Cu、Hg等重金屬的生物質(zhì)量指數(shù)Pi均遠(yuǎn)小于1.0，完全符合環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)。此外，多棘海盤車體壁與內(nèi)臟中均未檢出六六六和滴滴涕的殘留，說明本實驗中近海采集的多棘海盤車樣品未受污染。

3 結(jié) 論

多棘海盤車生殖腺含有豐富全面的營養(yǎng)物質(zhì)，其蛋白質(zhì)含量高達(dá)43.14%，氨基酸種類齊全，必需氨基酸占氨基酸總量的37.32%；脂肪含量高達(dá)39.22%，多不飽和脂肪酸含量占總脂肪酸總量的48.92%，EPA、DHA含量豐富，具有較高的食用和藥用價值；富含VE、VB2、VB1、VB12、α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素等多種維生素及其前體物質(zhì)；無機(jī)元素種類眾多且無重金屬污染，具有較高的營養(yǎng)價值。

多棘海盤車體壁的蛋白質(zhì)含量較高，且氨基酸種類齊全，?；撬岷枯^高；脂肪含量較低，但多不飽和脂肪酸比例很高，EPA含量高達(dá)16.67%；Ca、Mg等無機(jī)常量元素和Zn、Fe、Cu、Mn等微量元素含量豐富，可望用于開發(fā)研制水產(chǎn)動物飼料。此外，多棘海盤車體壁中膠原蛋白的特征氨基酸——羥脯氨酸含量豐富，可用于提取膠原蛋白或明膠，并進(jìn)一步應(yīng)用于食品或醫(yī)藥行業(yè)。另外，近年來對多棘海盤車的研究表明，海盤車生殖腺、幽門毛囊、胃和體壁中均含有海星皂苷，具有輕微的細(xì)胞毒性和溶血性[22]，因而海星食用或飼用時，需要對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)拿摱咎幚硪员Ｕ掀浒踩浴?/p>

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Analysis and Evaluation of Nutritive Composition of Asterias amurensis

LI Hong-yan, LI Xiao, SUN Yuan-qin, WANG Li-yuan, LIU Tian-hong, WANG Ying*
(Marine Biology Institute of Shandong Province, Qingdao 266002, China)

In order to understand the nutritive quality of Asterias amurensis, the main nutrient components, including 18 common amino acids, proteins, fat as well as vitamins and mineral ions in the gonad and body wall of Asterias amurensis were analyzed. The results showed that the content of crude protein was 43.14%. Eighteen common amino acids were found in the gonad of Asterias amurensis and the content of essential amino acids (EAA) was 127.73 mg/g (dry weight) and the ratio of total essential amino acids to total amino acids was 37.32%. According to nutrition evaluation in amino acid score (AAS), the AAS of the gonad of Asterias amurensis was 103.79, indicating its high nutritional value. The content of crude fat was 39.22% with the ratio of PUFA to total fatty acids as 48.92%. The gonad of Asterias amurensis was rich in EPA and DHA and also contained a wide range of vitamins and mineral ions in abundant amounts with low contents of heavy metals, indicating its high edible and medicinal value. The body wall of Asterias amurensis had relatively high content of crude protein with all 18 common amino acids and was high in both the characteristic amino acids for collagen-hydroxyproline and taurine. The crude fat content in the body wall of Asterias amurensis was low, while a high proportion of PUFA and 16.67% of EPA was found in it. The ash content was high with affluent calcium, magnesium, zinc, iron, copper and manganese. The body wall of Asterias amurensis was suggested to be used for extracting collagen or developing aquatic animal feed.

Asterias amurensis; nutritional component; nutritional evaluation

Q501

A

1002-6630（2014）21-0207-05

10.7506/spkx1002-6630-201421040

2013-12-31

海洋公益性行業(yè)科研專項（201205027-3）；山東省科技攻關(guān)項目（2012GHY11516）

李紅艷（1987—），女，實習(xí)研究員，碩士，研究方向為水產(chǎn)品加工與貯藏。E-mail：aqlhy2008@126.com

*通信作者：王穎（1971—），女，研究員，碩士，研究方向為水產(chǎn)品加工。E-mail：yzsshipin@126.com