刺參營養(yǎng)品質(zhì)研究進展

姜森顥 江宇豪 唐伯平 蔣從兵

(1.鹽城師范學(xué)院濕地學(xué)院，江蘇省灘涂生物資源與環(huán)境保護重點實驗室，江蘇省鹽土生物資源研究重點實驗室，江蘇灘涂與生物農(nóng)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，鹽城224007；2.南京工業(yè)大學(xué)生物與制藥工程學(xué)院，南京211816；3.鹽城水產(chǎn)科學(xué)研究院，鹽城224051；4.江蘇海辰科技集團有限公司，南通226602；5.響水海辰農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，鹽城224631)

海參“其性溫補，足敵人參”，被譽為“海產(chǎn)八珍”之首。目前，世界范圍內(nèi)現(xiàn)存海參約有1 400種，我國海域自然分布的已記錄海參有134種，可食用的約有20種，其中以刺參(Apostichopusjaponicus)營養(yǎng)品質(zhì)和經(jīng)濟價值最高[1-3]。刺參是食藥同源的滋補尚品，其營養(yǎng)和醫(yī)藥功效自古以來倍受認可。現(xiàn)代科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，刺參富含人體必需的營養(yǎng)物質(zhì)以及海參多糖、海參皂苷、活性多肽、腦苷脂和膠原蛋白等生物活性物質(zhì)，具有一系列重要的生理功能[4]。近年來，隨著人民生活水平的不斷提高、消費觀念的轉(zhuǎn)變和健康保健意識的增強，海參市場需求量逐年攀升，產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。2019年我國海參養(yǎng)殖總產(chǎn)量為17.2萬t，2020年上升為19.7萬t，行業(yè)總產(chǎn)值約為1 000億元[5-6]。刺參作為單一種類產(chǎn)值最高的海水經(jīng)濟動物，其養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)已成為我國海水養(yǎng)殖業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的引擎。目前，國內(nèi)外學(xué)者對刺參營養(yǎng)品質(zhì)的研究較多[7-9]，但有關(guān)研究進展的綜述報道較少[4,10]。因此，本文對刺參營養(yǎng)品質(zhì)的國內(nèi)外相關(guān)研究成果進行系統(tǒng)性歸納、總結(jié)和分析，以期為刺參全產(chǎn)業(yè)鏈的高質(zhì)量綠色發(fā)展提供科學(xué)參考資料。

1 刺參的自然分布與人工養(yǎng)殖

刺參隸屬于棘皮動物門(Echinodermata)，海參綱(Holothuroidea)，刺參科(Stichopodidae)，仿刺參屬(Apostichopus)[11]，自然分布于北緯35°～44°的西北太平洋沿岸，包括俄羅斯遠東地區(qū)沿海、朝鮮半島和日本(北海道至九州島)沿岸，以及我國的黃海、渤海海域[12]。刺參是營底棲生活的沉積食性水產(chǎn)動物，生長適溫為12～21 ℃，棲息底質(zhì)多為巖礁、砂礫和硬沙泥底等，沉積物中的有機質(zhì)以及底泥中的細菌和微藻均是其食物來源[13-16]。

海參商業(yè)捕撈已有近千年歷史，目前全球范圍內(nèi)已有超過40個國家和地區(qū)開展了海參捕撈、養(yǎng)殖與貿(mào)易[17-18]，其中刺參的養(yǎng)殖業(yè)主要集中于西北太平洋地區(qū)。在我國，傳統(tǒng)的刺參養(yǎng)殖區(qū)位于遼東和山東半島沿海，南方地區(qū)則以捕撈或養(yǎng)殖其他種類經(jīng)濟海參為主，如梅花參(Thelenotaananas)、糙海參(Holothuriasacbra)和花刺參(Stichopusvariegatus)等[3]。近年來，我國東、南部沿海地區(qū)開展了“北參南養(yǎng)”的生產(chǎn)實踐。南移養(yǎng)殖有效縮短了商品刺參上市周期，但夏季高溫仍是制約刺參“南養(yǎng)”產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。至2020年，遼寧、山東等傳統(tǒng)養(yǎng)殖區(qū)刺參產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的百分比已由2010年的96.8%下降至79.0%；福建省發(fā)展成為我國刺參養(yǎng)殖的第三大省份，其產(chǎn)量已占全國總產(chǎn)量的14.3%；從地區(qū)分布看，我國沿海的遼寧、河北、山東、江蘇、浙江、福建、廣東、廣西、海南等省及自治區(qū)均開展了刺參的人工養(yǎng)殖[5,19-20]。目前，國內(nèi)外刺參人工養(yǎng)殖的生產(chǎn)方式主要包括：池塘養(yǎng)殖、海洋底播養(yǎng)殖、工廠化養(yǎng)殖、圍堰養(yǎng)殖、海上網(wǎng)箱養(yǎng)殖和多營養(yǎng)層級綜合養(yǎng)殖等，其中池塘養(yǎng)殖仍是刺參最主要的人工養(yǎng)殖方式[3,21]。

2 刺參的營養(yǎng)品質(zhì)

水產(chǎn)品品質(zhì)不僅受水產(chǎn)動物品系、規(guī)格等自身因素的影響，還受到投飼策略、養(yǎng)殖密度以及養(yǎng)殖水體溫度、鹽度和溶解氧等外部因素的調(diào)控[22]。刺參營養(yǎng)成分的組成與含量是評判其營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標。目前，關(guān)于刺參營養(yǎng)品質(zhì)的研究更多地集中于對營養(yǎng)成分的檢測與評價，營養(yǎng)性能指標(出皮率等)的測定，生物活性物質(zhì)的分離、提取及功能性試驗，以及不同營養(yǎng)飼料強化與加工方式對刺參營養(yǎng)品質(zhì)(營養(yǎng)成分、質(zhì)構(gòu)特性等)的影響[7-10,23-25]，但有關(guān)刺參營養(yǎng)成分含量與質(zhì)構(gòu)特性的明確關(guān)系尚未見報道。

2.1 一般營養(yǎng)成分和出皮率

已有的研究表明：在刺參體壁中水分含量為87%～94%；粗蛋白質(zhì)、粗灰分和總糖含量次之，分別為3.1%～5.4%、2.7%～3.4%、0.3%～2.8%；粗脂肪含量較低，僅為0.1%～0.4%[23,26-28]。表1是不同養(yǎng)殖方式和地域刺參體壁營養(yǎng)成分含量的比較。通過對比分析可知，在池塘、底播和工廠化3種代表性養(yǎng)殖方式下，刺參體壁的水分、粗灰分含量基本一致，而總糖含量的差異較為明顯；我國北方和南方不同地域的刺參，除粗蛋白質(zhì)含量基本一致外，體壁中其他營養(yǎng)成分含量，特別是總糖含量的差別較大；不同養(yǎng)殖方式商品刺參的營養(yǎng)成分及其營養(yǎng)品質(zhì)各具優(yōu)勢。另有研究表明：與其他經(jīng)濟海參相比，刺參體壁的粗脂肪含量低于大紅海參(Parastichopuscalifornicus)、巨梅花參(Thelenotaanax)和Actinopygacaerulea；粗蛋白質(zhì)含量高于大紅海參、巨梅花參和Stichopusherrmanni；粗灰分含量高于大紅海參、白底輻肛參(Actinopygamauritiana)、蛇目白尼參(Bohadschiaargus)、黃乳海參(Holothuriafuscogilva)和Actinopygacaerulea；總糖含量則要高于梅花參、糙海參、黃疣海參(Holothuriahilla)、圖文白尼參(Bohadschiamarmorata)、白底輻肛參、黑乳參(Holothurianobilis)和海地瓜(Acaudinamolpadioidea)等多種海參[28-31]。就營養(yǎng)成分而言，刺參屬高蛋白質(zhì)、低脂肪、營養(yǎng)品質(zhì)上乘的優(yōu)質(zhì)海參。養(yǎng)殖刺參的出皮率(體壁體重比)是其重要的生產(chǎn)經(jīng)濟指標。研究表明，不同季節(jié)刺參出皮率有所差別，其四季出皮率分別為60.98%(春季)、59.24%(夏季)、64.23%(秋季)和53.82%(冬季)[26]；在池塘、底播和工廠化養(yǎng)殖條件下刺參的出皮率分別為55.4%、57.0%和64.3%，3種養(yǎng)殖方式下刺參出皮率差異不顯著[28]。

2.2 氨基酸組成和含量

氨基酸是蛋白質(zhì)的基本構(gòu)成單位，氨基酸的組成、含量及比例決定著蛋白質(zhì)的質(zhì)量以及食物的味道和鮮美度，同時其還具有多種生理功效[33]。Jiang等[23]對刺參體壁氨基酸組成和含量的研究發(fā)現(xiàn)，在刺參體壁含有的18種氨基酸中，谷氨酸含量較高，天門冬氨酸、甘氨酸、脯氨酸含量次之，色氨酸含量較低；在刺參體壁含有的8種人體必需氨基酸中，亮氨酸含量較高，蘇氨酸、纈氨酸、賴氨酸含量次之，色氨酸含量較低。另有研究表明，刺參體壁的必需氨基酸含量要明顯高于梅花參、糙海參、黑乳參、黃疣海參、美國紅參(Holothuriasp.)和海地瓜等多種經(jīng)濟海參[29]。表2是不同養(yǎng)殖季節(jié)、方式和產(chǎn)地刺參體壁總氨基酸含量的比較，由表可知，刺參體壁總氨基酸含量秋季最高，冬季、夏季次之，春季其體壁總氨基酸含量最低，必需氨基酸含量及必需氨基酸/總氨基酸則是夏季最高，冬季最低；底播養(yǎng)殖刺參體壁總氨基酸和必需氨基酸含量均高于池塘和工廠化養(yǎng)殖刺參；大連、煙臺和青島等不同產(chǎn)地刺參體壁必需氨基酸/總氨基酸在32%～34%，這一比值與近江牡蠣(Crassostreaariakensis)、雜色鮑(Haliotisdiversicolor)、方斑東風(fēng)螺(Babyloniaareolata)和波紋巴非蛤(Paphiaundulata)等海水貝類近似[34]，高于黑乳參、烏皺輻肛參(Actinopygamiliaris)和海地瓜等其他種類經(jīng)濟海參[10]。高磊等[28]根據(jù)世界糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織推薦的蛋白質(zhì)評價模式，對池塘、底播和工廠化養(yǎng)殖刺參體壁必需氨基酸得分進行了計算分析，結(jié)果表明不同養(yǎng)殖方式養(yǎng)成刺參體壁必需氨基酸得分依次為：工廠化養(yǎng)殖(89.16)>池塘養(yǎng)殖(85.61)>底播養(yǎng)殖(75.89)。

表1 不同養(yǎng)殖方式和地域刺參體壁營養(yǎng)成分含量比較(鮮重)

表2 不同養(yǎng)殖季節(jié)、方式和產(chǎn)地刺參體壁氨基酸含量比較

刺參體壁蛋白質(zhì)富含藥效氨基酸[33]。李忠清等[35]在刺參體壁中檢測到天門冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、精氨酸6種藥效氨基酸，其藥效氨基酸含量及藥效氨基酸/總氨基酸分別為20.9%和53.0%。與其他經(jīng)濟海參相比，刺參體壁藥效氨基酸/總氨基酸要高于綠刺參(Stichopuschloronotus)、糙刺參(Stichopushorrens)、黑海參(Halodeimaatra)、智利瓜參(Athyonidiumchilensi)和子安輻肛參(Actinopygalecanora)等多種海參[36]。得益于這些氨基酸成分，刺參具有較強的免疫調(diào)節(jié)與增強作用。

2.3 脂肪酸組成和含量

不同海參所含脂肪酸的種類差異較大，但不飽和脂肪酸在總脂肪酸中的占比普遍較高[10]。Feng等[7]對不同季節(jié)刺參體壁的脂肪酸組成進行了測定，發(fā)現(xiàn)春季、秋季刺參體壁均含有35種主要脂肪酸，其中，飽和脂肪酸13種，單不飽和脂肪酸7種，多不飽和脂肪酸15種；不同季節(jié)刺參體壁中不飽和脂肪酸的含量有較大優(yōu)勢，單不飽和脂肪酸占總脂肪酸含量的百分比為36.9%～47.3%，多不飽和脂肪酸占總脂肪酸含量的百分比則為27.5%～36.7%；在單不飽和脂肪酸中，棕櫚烯酸(C16∶1)、油酸(C18∶1)和二十碳一烯酸(C20∶1)含量超過80%；在多不飽和脂肪酸中，二十碳四烯酸(C20∶4)、十八碳二烯酸(C18∶2)、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)的含量較高。同時，Gao等[26]研究發(fā)現(xiàn)，刺參體壁飽和脂肪酸的含量在夏季達到最高(28.11%)，冬季處于最低(17.11%)；多不飽和脂肪酸含量反之；而單不飽和脂肪酸含量則是春季最高(35.45%)，秋季最低(30.96%)。Gao等[8]在不同產(chǎn)地(大連、煙臺、青島)刺參體壁中檢出25種脂肪酸，包括9種飽和脂肪酸和16種不飽和脂肪酸；不同產(chǎn)地刺參飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸、DHA及EPA的含量差異明顯；飽和脂肪酸含量占總脂肪酸含量的百分比為21.06%～27.29%，而不飽和脂肪酸占總脂肪酸含量的百分比約為70%，遠高于飽和脂肪酸。其中，單不飽和脂肪酸占總脂肪酸含量的百分比為21.69%～35.37%，多不飽和脂肪酸占總脂肪酸含量的百分比為39.19%～56.91%；大連、煙臺、青島養(yǎng)殖刺參體壁多不飽和脂肪酸的含量分別為56.91%、45.04%、39.19%，三者多不飽和脂肪酸中n-3/n-6的平均值為1.08。孫偉紅等[37]對刺參體壁、腸和卵等不同部位脂肪酸的組成和含量進行了測定，共檢出23種脂肪酸，其中飽和脂肪酸6種，不飽和脂肪酸17種。在檢出的脂肪酸中，刺參體壁和腸中EPA的含量最高，卵中C16∶1n-7的含量最高；在體壁、腸、卵中不飽和脂肪酸占總脂肪酸含量的百分比分別為71.05%、78.88%、69.67%，三者多不飽和脂肪酸中n-3/n-6的平均值分別為1.43%、1.40%、1.08%。表3是對上述研究的結(jié)果總結(jié)與比較。此外，Jin等[38]對野生和養(yǎng)殖刺參的脂肪酸組成進行了檢測研究，在檢出的53種脂肪酸中，野生刺參富含棕櫚油酸和二十碳五烯酸，而養(yǎng)殖刺參則富含二十碳烯酸和花生四烯酸(ARA)。

表3 不同養(yǎng)殖季節(jié)、產(chǎn)地和部位刺參脂肪酸含量比較

刺參是多不飽和脂肪酸的優(yōu)質(zhì)來源[8]。已有的研究表明，刺參多不飽和脂肪酸含量占總脂肪酸含量的比例遠高于巨梅花參、梅花參、黃乳海參、白底輻肛參、蛇目白尼參和象牙參(Holothuriafuscopunctata)等多種經(jīng)濟海參[30]。刺參體內(nèi)的多不飽和脂肪酸除基本營養(yǎng)作用外，還具有多種生理功效，如：ARA作為生物細胞膜的組成部分，是神經(jīng)系統(tǒng)、骨骼肌和免疫系統(tǒng)實現(xiàn)其功能所必需的，它具有降血脂、降血糖、預(yù)防心血管疾病、調(diào)節(jié)神經(jīng)細胞行為、調(diào)節(jié)情緒與食欲、改善記憶力與視力及消炎等一系列生理功能；EPA和DHA在促進神經(jīng)系統(tǒng)和大腦發(fā)育、促進脂質(zhì)和葡萄糖代謝、預(yù)防心血管疾病和血栓形成以及抗腫瘤等方面具有重要作用[39-43]。世界衛(wèi)生組織推薦，食物多不飽和脂肪酸中n-3/n-6的值大于0.1為對人體健康有益[44]，刺參的這一比值遠高于此。

2.4 維生素和微量元素組成和含量

維生素是動物生長、發(fā)育和新陳代謝必需的微量有機物質(zhì)。已有的研究表明，刺參體內(nèi)含有維生素C、維生素D、維生素E、維生素K、維生素B1、維生素B2、維生素B3、維生素B5、維生素B9和維生素B12等多種維生素，其含量同體色、組織部位等因素有關(guān)，不同體色、不同組織部位刺參的維生素含量有所差別；刺參體內(nèi)維生素組成和含量與其他種類經(jīng)濟海參的差別較大[23,37,45]。刺參體內(nèi)含有的多種維生素具有一系列重要的生理功能，如：維生素D以其在骨骼健康方面的作用而聞名，同時它也是機體應(yīng)對微生物威脅天然免疫反應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑[46-47]；維生素E可有效對抗自由基、調(diào)節(jié)機體免疫力、預(yù)防心血管疾病、抗過敏及保護肝臟等[48-49]；維生素B3是機體必需的營養(yǎng)物質(zhì)，它參與細胞多種生理生化過程，具有促進血液循環(huán)、降低血壓和活化皮膚細胞等作用，同時也被應(yīng)用于輔助治療骨關(guān)節(jié)炎、糖尿病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病等。在動物營養(yǎng)與飼料領(lǐng)域，維生素B3主要應(yīng)用于飼料添加劑，其可顯著提高飼料蛋白質(zhì)利用率，提升養(yǎng)殖動物肉、奶的產(chǎn)量和質(zhì)量等，而刺參體壁中的維生素B3含量要高于雞蛋、牛乳和胡蘿卜等公認的營養(yǎng)食物[33,50]。

刺參體內(nèi)含有豐富的人體必需微量元素。趙艷芳等[51]對我國北方3種養(yǎng)殖方式(池塘、圍堰、底播)下刺參體壁礦物元素的組成和含量進行了檢測，檢出鐵(Fe)、錳(Mn)、鋅(Zn)、銅(Cu)、硒(Se)、釩(V)6種微量元素。其中，底播養(yǎng)殖方式下刺參體壁的Fe、Se含量較高，池塘養(yǎng)殖方式下刺參體壁的Mn、Cu、Zn含量較高，而圍堰養(yǎng)殖方式下刺參體壁的V含量較高。孫偉紅等[37]研究發(fā)現(xiàn)，在刺參體壁、腸、卵等不同部位含有的4種微量元素(Fe、Mn、Zn、Cu)中，腸的Fe、Mn、Cu含量較高，卵的Zn含量較高，而體壁的Mn、Zn、Cu含量則較低。王哲平等[52]測定了野生和養(yǎng)殖條件下刺參體壁無機元素的組成和含量，檢出Fe、Zn、Mn、Cu、鎘(Cd)5種微量元素，其中，F(xiàn)e含量最高，Zn含量次之，Cd含量最低；Fe、Cu含量野生高于養(yǎng)殖刺參，Zn、Mn含量反之。已有的研究表明，刺參體內(nèi)的Fe、Cu含量高于大紅海參，低于綠刺參、糙刺參和黑海參；Zn、Se含量高于黑海參；Mn含量則高于上述4種海參[31,36]。這些微量元素具有重要生理功能，如：Fe是血紅蛋白、肌紅蛋白和多種生物酶的必要組分，其參與體內(nèi)能量代謝，并與免疫功能密切相關(guān)；Mn參與體內(nèi)多種生化反應(yīng)，在糖和脂類代謝、蛋白質(zhì)、DNA、RNA等合成中發(fā)揮重要作用；Zn在維持細胞膜的完整性、蛋白質(zhì)-碳水化合物-脂質(zhì)代謝、免疫系統(tǒng)與創(chuàng)傷調(diào)節(jié)、正常感知與生長發(fā)育等眾多生物過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用；Cu參與和維持造血機能，對大腦、心臟的正常功能有重要影響；Se具有維持與提高視覺和心肌組織、增強免疫力、預(yù)防癌癥及重金屬解毒等功能[33,53-54]。

3 刺參的生物活性物質(zhì)

3.1 海參多糖

作為重要的功效成分，海參多糖占海參干基質(zhì)量的6%以上，目前其可分為海參硫酸軟骨素、海參巖藻聚糖硫酸酯兩大類，海參多糖安全無毒，具有抗腫瘤、抗氧化、降血脂、抗凝血、抗帕金森癥、抑制破骨細胞生成及抗新冠病毒活性等多種生理、藥理功效[55-57]。Song等[58]研究發(fā)現(xiàn)，刺參體壁含有的海參多糖能夠提高腫瘤抑制蛋白p21水平，增強自然殺傷(NK)細胞的殺傷作用，上調(diào)T細胞表達水平，進而達到有效抑制腫瘤細胞生長的作用；Qi等[59]以刺參體壁加工液為原料提取海參多糖，體外試驗表明刺參多糖可有效清除3種自由基，實現(xiàn)抗氧化活性。體內(nèi)試驗表明刺參多糖可提高高脂飼糧投喂小鼠血清的過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性，降低丙二醛(MDA)含量，小鼠血脂水平明顯降低；Luo等[60]對刺參、黑乳參和紅腹海參(Holothuriaedulis)所含海參多糖進行了研究，通過分離與純化得到3種不同類型的海參多糖(巖藻多糖、硫酸巖藻多糖和中性葡聚糖)，各具獨特的理化特性，由于單糖組成、硫酸根含量及巖藻酸鹽硫化模式的不同，導(dǎo)致它們的抗凝血活性存在差異；Cui等[61]應(yīng)用6-羥基多巴胺(6-OHDA)誘導(dǎo)人神經(jīng)上皮瘤細胞(SH-SY5Y)作為帕金森病的細胞模型，研究發(fā)現(xiàn)刺參多糖SJP可保護SH-SY5Y免受6-OHDA誘導(dǎo)的細胞損傷，這提示了刺參多糖SJP作為帕金森病治療藥物的前景；Kariya等[62]研究發(fā)現(xiàn)刺參中的2種海參多糖在50 μg/mL的濃度下對破骨細胞的抑制率均大于95%；朱蓓薇院士團隊研究了4種海洋源硫酸化多糖(SCSP)對嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2型(SARS-CoV-2)的抑制活性，結(jié)果表明，在3.91 μg/mL濃度條件下刺參SCSP表現(xiàn)出最強的新冠病毒(COVID-19)抑制活性[63]。刺參SCSP可與假型病毒S糖蛋白結(jié)合，從而有效阻止SARS-CoV-2的宿主細胞進入，其可用于預(yù)防和治療COVID-19感染。研究發(fā)現(xiàn)不同養(yǎng)殖方式(池塘、圍堰、底播和工廠化等)對刺參體壁海參多糖的含量并無顯著影響，其海參多糖含量無明顯差異[28, 51]。

3.2 海參皂苷

海參皂苷是海參體內(nèi)最重要和最豐富的次生代謝產(chǎn)物，迄今為止在世界范圍內(nèi)已從分布于熱帶太平洋、北太平洋、印度洋、大西洋、地中海、南美洲沿海和波斯灣的多種海參中分離得到海參皂苷700多種，研究表明其具有抗腫瘤、抗菌、抗衰老、溶血活性和免疫調(diào)節(jié)等一系列生理功效[64-65]。海參皂苷因具有眾多而積極的生物活性現(xiàn)已成為高經(jīng)濟價值的天然化合物，其在醫(yī)藥、保健和美妝等領(lǐng)域的應(yīng)用前景可期。Dai等[66]研究發(fā)現(xiàn)，刺參所含海參皂苷在抑制人白血病細胞(HL-60)、人肝癌細胞(Hep3B)、人乳腺癌細胞(MCF-7)和小鼠黑色素瘤細胞(B16F10)等腫瘤細胞的增殖過程中表現(xiàn)出較強的活性，且其抑制活性隨皂苷濃度的增大而增強；Wang等[67]報道了從刺參分離出的乙?；碥站G刺參甙(stichloroside)C1 103具有較強的抗真菌作用；程璐等[68]研究發(fā)現(xiàn)，刺參水煮液含有3種海參皂苷組分S1、S2、S3，組分S2水溶液清除二苯基苦基苯肼(DPPH)自由基及抑制酪氨酸酶活性能力較強，其具有良好的美白和抗衰老功效，可作為潛在的功能性化妝品添加劑加以應(yīng)用；現(xiàn)有的研究認為，海參皂苷可在細胞膜上形成管孔，使其喪失屏障作用，進而促使細胞膜破裂，產(chǎn)生溶血作用[64]。池塘、圍堰和底播等不同養(yǎng)殖方式下刺參體壁海參皂苷的含量無顯著差異，但野生刺參體壁海參皂苷的含量要明顯高于養(yǎng)殖刺參[51-52]。

3.3 其他生物活性物質(zhì)

刺參體內(nèi)含有膠原蛋白、類胡蘿卜素、凝集素、活性肽和腦苷脂等多種生物活性物質(zhì)。其中，刺參所含膠原蛋白與人Ⅰ型膠原蛋白接近，其美容和保健功效可比肩我國傳統(tǒng)藥膠[29]，野生刺參和養(yǎng)殖刺參含有的膠原蛋白量并無明顯差別[52]；刺參所含類胡蘿卜素屬脂溶性多烯化合物，它具有較強的抗氧化性，可有效提高機體免疫力，改善養(yǎng)殖動物的體色[30]。Matsuno等[69]于1971在刺參性腺中鑒定并分離得到蝦青素。之后，Matsuno等[70]繼續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，刺參、玉足海參(Holothurialeucospilota)、湯皮海參(Holothurialeucospilota)、米氏海參(Holothuriamoebi)、虎紋海參(Holothuriapervicax)、刺瓜參(Cucumariaechinata)和澳洲五角瓜參(Pentactaaustralis)體內(nèi)均含有蝦青素、β-胡蘿卜素、β-海膽酮、角黃素和芬尼黃質(zhì)等類胡蘿卜素成分。對于不同體色的刺參而言，紅刺參體壁的類胡蘿卜素含量要顯著高于青刺參[23]；從刺參體內(nèi)分離得到的凝集素對紅細胞具有較強的凝集活性[71]；刺參體壁經(jīng)蛋白酶水解、分離和提純后可得到小分子活性肽，研究表明海參活性肽具有降血壓、降血脂、抗腫瘤、抗氧化、抗衰老、抑菌、抗炎和增強免疫力等作用[72-76]；腦苷酯是海參中含量最高的鞘脂類化合物，已有的研究表明海參腦苷酯對脂肪肝、動脈粥樣硬化、阿爾茨海默癥及抗腫瘤等方面具有積極的生物活性[55,77-78]。

4 刺參的營養(yǎng)強化、加工方式與營養(yǎng)品質(zhì)

隨著刺參養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對刺參營養(yǎng)需求的研究亦逐步深入、明晰。目前，營養(yǎng)強化手段已成為提高刺參營養(yǎng)品質(zhì)的重要途徑。董琦等[79]研究表明，飼料中添加0.5%殼寡糖可有效提高刺參的營養(yǎng)品質(zhì)，試驗組刺參體壁多不飽和脂肪酸含量為35.69%，EPA+DHA為6.88%，均顯著高于對照組；試驗組總氨基酸、必需氨基酸含量及必需氨基酸/總氨基酸均顯著高于對照組；同時，試驗組刺參體壁的硬度、咀嚼性和彈性明顯提高，黏性則反之，刺參口感得到有效改善。左然濤等[80]研究表明，飼料中的ARA水平顯著影響了刺參體壁的營養(yǎng)組成，隨著飼料中ARA水平的提升，其體壁ARA含量、ARA/EPA、DHA/EPA升高；飼料中ARA水平為0.8%時，刺參體壁中苯丙氨酸和賴氨酸的沉積量以及刺參的生長率、出皮率達到最高。Wang等[24]研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加硒酸酯多糖可有效促進刺參體內(nèi)的Se富積，試驗結(jié)束時刺參體壁和腸道中的Se含量可分別達到2.00和10.59 μg/g，而對照組的Se含量則基本未變。

依據(jù)加工方式的不同，刺參可分為鹽漬、干品和即食等刺參產(chǎn)品制品[81]。其中，干品刺參可分為鹽干、淡干和凍干等；即食刺參可分為鮮活水煮即食、鹽漬水發(fā)即食、低溫蒸煮即食、高壓即食和凍干即食等[10, 82-83]。鹽干刺參是傳統(tǒng)的加工方法，其以高溫掛鹽處理為主，在加工過程中刺參營養(yǎng)成分流失嚴重；淡干刺參在鹽干的基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化，其僅在淡鹽水中進行煮制，營養(yǎng)保留更好，是目前市場上流通較廣的刺參產(chǎn)品；凍干刺參以鮮活刺參為原料經(jīng)冷凍干燥處理制得，其產(chǎn)品較完全地保留了刺參的營養(yǎng)和活性物質(zhì)，但加工耗時較長(20 h左右)[84]。目前，即食刺參因食用方便越來越受到消費者青睞。已有的研究表明，鮮活刺參經(jīng)水煮后制成的即食產(chǎn)品粗灰分、多糖和粗脂肪等損失率均在50%以上；鹽漬水發(fā)即食刺參和低溫蒸煮即食刺參之間營養(yǎng)成分含量存在顯著差異，前者營養(yǎng)、功能成分和礦物質(zhì)[鎂(Mg)、鉻(Cr)、Zn]含量均明顯低于后者，2種即食加工方式產(chǎn)品質(zhì)量損失率分別為80.71%和43.21%；高壓即食刺參口感好，可保持海參的原始風(fēng)味，但此加工方式對刺參熱敏性生物活性物質(zhì)仍有破壞，且其產(chǎn)品在常溫下保質(zhì)期短，需低溫保存、冷鏈運輸；在眾多產(chǎn)品制品中，以真空冷凍干燥法制得的即食刺參食用最為簡便，營養(yǎng)成分、生物活性物質(zhì)及質(zhì)構(gòu)特性保留最好[82-84]。

5 小結(jié)與展望

刺參作為藥食同源的滋補佳品，其營養(yǎng)和醫(yī)藥價值深受認可。國內(nèi)外學(xué)者針對刺參的營養(yǎng)品質(zhì)開展了大量研究，涉及不同養(yǎng)殖方式、養(yǎng)殖地域、養(yǎng)殖季節(jié)以及不同體色、不同組織部位刺參主要營養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)的測定、分析及功效試驗等。已有的研究表明，刺參屬高蛋白質(zhì)、低脂肪且富含氨基酸、脂肪酸以及多種人體必需維生素和微量元素的優(yōu)質(zhì)海參；其體內(nèi)含有海參多糖、海參皂苷、膠原蛋白、類胡蘿卜素、凝集素、活性肽和腦苷脂等多種生物活性物質(zhì)，具有增強免疫力、抑制腫瘤、殺菌消炎、抗病毒、抗氧化、抗血栓形成、抗帕金森癥、降低血壓和血脂、護肝、美白和延緩衰老等一系列重要的生理功效。對刺參營養(yǎng)品質(zhì)的研究是刺參全價人工配合飼料精準研發(fā)，以及功能性食品、保健品和藥品有效開發(fā)的科學(xué)基礎(chǔ)。相關(guān)研究也為刺參新品種繁育、健康養(yǎng)殖技術(shù)進步及養(yǎng)殖管理水平提升等提供了科學(xué)參考依據(jù)。但刺參營養(yǎng)成分的檢測仍然缺乏統(tǒng)一、完善的技術(shù)標準；其生物活性物質(zhì)的研究工作也主要圍繞海參多糖、海參皂苷等展開，其他活性成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)、功能功效與作用機制等均有待進一步地深入研究；圍繞刺參特殊營養(yǎng)成分(如ARA、DHA、Se等)強化飼料及新型深加工產(chǎn)品的研發(fā)尚需開展更多工作?！鞍讶嗣窠】捣旁趦?yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略地位”，刺參營養(yǎng)學(xué)研究在水產(chǎn)科技領(lǐng)域踐行“健康中國戰(zhàn)略”，相關(guān)成果必將有效推動刺參及其產(chǎn)品惠及大眾，有力提升國民身體素質(zhì)和健康水平。