蓝斑背肛海兔不同组织的营养成分分析及评价

赵娟,孙玉林,温倩钰,王淑平,曾巧,黄楚欣,文菁,陈道海*

1(岭南师范学院 生命科学与技术学院,广东 湛江,524048) 2(广东省粤西海鲜资源可持续利用工程技术研究中心,广东 湛江,524048)

蓝斑背肛海兔(NotarchusleachiicirrosusStimpson)隶属于软体动物门、腹足纲、无楯目、海兔科、海兔属(Aplysia),主要分布于我国广东、福建和海南等沿海。海兔体略呈纺锤形,身体底色多为黄褐至青绿色,背侧面有许多黑色细点,间或有蓝色的斑点,其头部明显,生有2对触角,因其外形像兔子,故得名海兔。海兔常栖息在潮下带的藻床中,以泥沙中的海藻、有机质及小型节肢动物等为食,遇刺激时其腺体会分泌紫色液体,使海水混浊而借以逃脱[1]。

海兔肉嫩味美,经处理后可配制成海兔酱食用或加工成鲜干品销售[2]。它所产的卵群经晾晒处理后的干制品称为“海粉”,可作为上等海味食材烹制汤肴或菜肴,味道鲜美可口,并兼有清热滋阴、软坚消炎以及抗肿瘤等药用功效,是一种医食同源的海味珍品[3-4]。目前国内外对海兔的研究报道主要集中在生长规律和人工育苗[5-6]、体内次生代谢产物及其药用功效[7]、神经系统信号传导[8]等方面。关于海兔营养价值的分析评价,目前只有对其卵群的研究[9],而对于海兔自身体组织的营养组成分析与评价还未见报道。因此,本研究以自然海区中蓝斑背肛海兔的生殖腺、外套膜、肌肉和肝脏4种组织为研究对象,分别对其常规营养成分、氨基酸组成、脂肪酸组成以及矿物元素含量等指标进行分析与评价,旨在为蓝斑背肛海兔资源的综合开发与利用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

蓝斑背肛海兔采集于广东省湛江市雷州西部海域(东经109°56′36″,北纬20°26′21″),平均体重(115.47±15.78) g,平均体长(12.31±1.73) cm。加海水将50只活体海兔运输回实验室后,分别取其生殖腺、外套膜、肌肉和肝脏4种组织,用清水洗净沥干后保存于冰箱(-20 ℃)待测备用。

甲醇和正己烷(色谱纯),德国Meker公司;37种脂肪酸甲酯混合标准品,美国Sigma-Aldrich公司;试验中所用其他分析试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

LC-20AD高效液相色谱仪、GCMS-QP 2010气相色谱质谱联用仪,日本岛津仪器有限公司;S-433D全自动氨基酸分析仪,德国塞卡姆公司;K9860全自动凯氏定氮仪,海能仪器有限公司;7500A电感耦合等离子体质谱仪,美国安捷伦公司。

1.3 实验方法

1.3.1 常规营养成分的测定

水分含量测定方法参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》;粗蛋白含量测定方法参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》;灰分含量测定方法参照GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》;粗脂肪含量测定方法参照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》。

1.3.2 脂肪酸的测定

脂肪酸组成采用气质联用仪进行测定,方法参照GB 5009.168—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定》。

1.3.3 氨基酸的测定

氨基酸组成采用全自动氨基酸分析仪进行测定,方法参照GB 5009.124—2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》。

1.3.4 矿物元素的测定

矿物质元素含量采用电感耦合等离子体质谱仪进行测定,方法参照GB 5009.268—2016《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》。

1.3.5 营养价值评价

根据联合国粮农组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)/世界卫生组织(World Health Organization,WHO)建议的氨基酸评分(amino acid score,AAS)标准模式和中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所提出的鸡蛋蛋白质的化学评分(chemical score,CS)模式进行营养价值评定,分别以AAS、CS和必需氨基酸指数(essential amino acid index,EAAI)评价海兔不同组织的氨基酸营养价值,计算如公式(1)～公式(3)所示:

氨基酸评分=

(1)

化学评分=

(2)

(3)

式中:n为参与计算的必需氨基酸的个数;b1、b2…bn为样品蛋白质中必需氨基酸的含量,mg/g N;a1、a2…an为鸡蛋蛋白质中相应种类必需氨基酸的含量,mg/g N。

1.4 数据分析

试验数据均重复测定3次,结果以平均值±标准差的形式表示。使用软件SPSS 22.0进行数据处理和统计分析,P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 蓝斑背肛海兔不同组织的常规营养组成分析及评价

由表1可知,蓝斑背肛海兔外套膜水分含量最高,达到81.01%,而肝脏水分含量最低,为59.16%。粗脂肪含量在生殖腺中含量最高(9.88%),这可能是由于海兔属于雌雄同体动物,且实验所用海兔处于生殖腺发育期,脂肪作为细胞膜重要的组成物质,需要为生殖细胞的发育提供物质和能量基础[10]。海兔肝脏中的粗灰分含量为28.52%,显著高于其他组织,于笛等[11]对秘鲁鱿鱼不同组织的营养成分研究中也发现内脏的灰分含量最高。在本研究中,粗蛋白质含量在肌肉中含量最高,为67.27%,这可能是由于蓝斑背肛海兔的肌肉主要来自其足部,而足部是腹足纲动物的运动器官,含有较多肌原纤维。海兔肌肉中粗蛋白含量高于皱纹盘鲍(60.05%)和杂色鲍(67.40%)[12],而其肌肉的粗脂肪含量(4.85%)远低于方斑东风螺(大:18.59%和小:10.30%)、九孔鲍(13.19%)和管角螺(16.04%)[13]。总体而言,蓝斑背肛海兔不同组织的常规营养成分与秘鲁鱿鱼、长牡蛎和偏顶蛤[11, 14-15]等软体动物一样,均呈现为高蛋白、低脂肪的特点,这说明蓝斑背肛海兔是一种有益于人类健康的海产品,具有较好的食用开发前景。

表1 蓝斑背肛海兔不同组织的常规营养组成 单位:%(干物质)

2.2 蓝斑背肛海兔不同组织的氨基酸组成分析及评价

2.2.1 蓝斑背肛海兔不同组织的氨基酸组成和含量分析

氨基酸的组成与含量,特别是必需氨基酸(essential amino acid,EAA),是评价蛋白质品质优劣的主要指标。由表2可知,在蓝斑背肛海兔4种不同组织中均检测出17种氨基酸,EAA含量、非必需氨基酸(nonessential amino acid,NEAA)含量、鲜味氨基酸(delicious amino acid,DAA)含量及总氨基酸(total amino acid,TAA)含量分别为4.48%～13.58%、9.54%～46.78%、5.84%～29.55%和14.02%～60.36%,均是在肌肉中含量最高。蓝斑背肛海兔EAA/TAA在生殖腺中最高,为33.11%,这不但与蓝斑背肛海兔卵(34.76%)[9]相近,也与皱纹盘鲍(31.76%)、杂色鲍(31.81%)、东风螺(大:33.6%和小:34.5%)、管角螺(34.63%)和九孔鲍(32.76%)相近似[12-13],但低于锈凹螺(39.52%)[16]。

表2 蓝斑背肛海兔不同组织的氨基酸组成和含量 单位:%(干物质)

谷氨酸的含量在蓝斑背肛海兔4种组织中都是最高,这与MONIRUZZAMAN等[17]的研究结果一致,其发现在孟加拉国7种不同贝类的氨基酸组成中,谷氨酸含量均为最高。这可能是由于贝类的肌肉,除了肌球蛋白和其他肌原纤维蛋白外,还含有可达19%的副肌球蛋白,其中富含谷氨酸[18]。谷氨酸不但是一种主要的呈味氨基酸,同时还起到维持神经系统间突触传递和调节神经功能的重要生理作用,这表明蓝斑背肛海兔可作为一种医用价值食材,为人体提供所需的谷氨酸。从鲜味度来看,DAA/TAA在蓝斑背肛海兔的肌肉和外套膜中较高,分别为48.41%和49.45%,与秘鲁鱿鱼(46.83%)[11]、管角螺(43.52%)、东风螺(大:44.05%,小:43.76%)[13]和锈凹螺(48.68%)[16]相近,可见蓝斑背肛海兔与常见的可食用贝类一样,都属于味道鲜美的种类。

2.2.2 蓝斑背肛海兔不同组织的必需氨基酸组成评价

将表2中的必需氨基酸数据换算成每克氮中含氨基酸的毫克数,并与FAO/WHO推荐的AAS标准模式和全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式进行比较,计算蓝斑背肛海兔不同组织的AAS、CS和EAAI,结果分别见表3和表4。

表3 蓝斑背肛海兔不同组织的必需氨基酸组成评价 单位:mg/g N

表4 蓝斑背肛海兔不同组织的必需氨基酸组成评分和必需氨基酸指数

蓝斑背肛海兔生殖腺EAA总量为2 530 mg/g N,高于FAO/WHO标准模式(2 190 mg/g N),但低于鸡蛋蛋白模式(2 960 mg/g N)。其他组织的EAA总量均低于FAO/WHO模式,其中肌肉组织较为接近,外套膜次之,肝脏含量最低。以AAS评分对蓝斑背肛海兔不同组织的EAA进行评价时,蛋氨酸+半胱氨酸均为第一限制性氨基酸,赖氨酸是第二限制性氨基酸(生殖腺的第二限制性氨基酸为异亮氨酸)。生殖腺除了第一限制性氨基酸蛋氨酸+半胱氨酸的AAS分值较低为0.85外,其余所有EAA的AAS分值均高于FAO/WHO模式。

以CS评分对蓝斑背肛海兔不同组织的EAA进行评价时,结果与AAS一致。生殖腺中除蛋氨酸+半胱氨酸评分低于0.5之外,其余EAA评分都介于0.80～1.00,较为接近鸡蛋蛋白模式。蓝斑背肛海兔肌肉组织中苏氨酸AAS和CS值均大于或等于1,表明其含量比较丰富。EAAI在生殖腺中最高,达到82.91。

2.3 蓝斑背肛海兔不同组织的脂肪酸组成分析及评价

多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)对人体具有促进生长发育、抗肿癌、降血脂、预防心血管疾病和增强免疫力等功能[19]。由表5可知,蓝斑背肛海兔生殖腺和肌肉组织中的PUFA含量较高,达到59.12%和63.00%,高于方斑东风螺(57.32%)、九孔鲍(50.55%)、短蛸(50.60%)、双喙耳乌贼(51.05%)和中国枪乌贼(51.02%)[20]等常见食用软体动物。这可能是由于海兔主要以海藻为食,而海藻是海洋中PUFA的主要初级生产者[21],海藻中丰富的PUFA进而富集在海兔体内。在PUFA中,二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA )和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)均是细胞膜磷脂的重要组成成分,具有降低膜的相变温度,增强膜的流动性,维持生物膜的正常生理功能等重要作用,可以有效促进人类大脑发育[19]。蓝斑背肛海兔肌肉和生殖腺中的EPA和DHA含量丰富,二者含量之和均达到31%以上,高于方斑东风螺(16.94%)、褐棘螺(10.88%)和管角螺(10.06%)[20]等腹足纲动物。因此,蓝斑背肛海兔的肌肉和生殖腺均是较好的EPA和DHA来源,可以作为富含PUFA的经济海产种类进行人工增养殖和开发利用。

表5 蓝斑背肛海兔不同组织的脂肪酸组成 单位:%

2.4 蓝斑背肛海兔不同组织的矿物元素含量分析及评价

矿物元素具有维持动物稳定的身体结构,为细胞的电荷、体内酸碱平衡和渗透压提供物质基础,并且参与细胞膜的传输活动等许多重要的生理和代谢功能,也是渗透性和兴奋性的调节器以及酶的辅助因子[22]。由表6可知,蓝斑背肛海兔4种组织中均富含矿物元素,其中常量元素Ca在外套膜中最为丰富,K、Mg和Na 的含量在生殖腺中最丰富,尤其是Na的含量,达到4 282.57 mg/kg。汪彩进等[23]对阿根廷鱿鱼营养分析中也发现其生殖腺含有丰富的K、Ca、Mg和Na,与本研究结果类似。与海兔卵相比,蓝斑背肛海兔生殖腺中Mg和K含量较高,但Na含量却远低于海兔卵[9],这表明海兔生殖腺属于低钠食材,更有利于人体健康。微量元素Cu在肌肉中含量最高,达到80.80 mg/kg,Cu在腹足纲动物中更多地是用来合成体内的血蓝蛋白[13]。而微量元素Fe、Mn和Zn在肝脏中含量最高,分别为116.10、16.50、42.30 mg/kg,这与秘鲁鱿鱼[11]的情况一致,这可能与肝脏是一个代谢与转运器官有关。Fe对血液的形成非常重要,而Zn是皮肤健康、生殖和免疫功能所需的重要微量元素[24]。在蓝斑背肛海兔4种组织中还检测出Hg、Cd、Pb和As,这些重金属元素在外套膜和肌肉中的含量较低,而在肝脏中的含量最高,且As含量在生殖腺和肝脏中均超出GB 2762—2022《食品安全国家标准 食品中污染物限量》限制范围(0.5 mg/kg),这可能是由于肝脏和生殖腺都属于腺体,在机体生长代谢过程中易于富集水体中的重金属元素。在蓝斑背肛海兔卵中也发现As含量略微超标(0.6 mg/kg)[9],这说明海兔的生长海域可能存在一定程度污染[25]。因此在对蓝斑背肛海兔资源进行开发利用的过程中,要注意避开污染严重的水域进行捕捞,同时采用合理的重金属脱除方法加工产品。

表6 蓝斑背肛海兔不同组织的矿物元素含量 单位:mg/kg

3 结论

综上所述,蓝斑背肛海兔的生殖腺、外套膜、肌肉和肝脏组织营养成分差异显著。生殖腺与生殖细胞的产生密切相关,为保证生殖细胞正常发育的营养需求,生殖腺中粗脂肪含量较高,且氨基酸组成较为平衡,多不饱和脂肪酸和常量矿物元素含量丰富;外套膜中主要成分是肌原纤维,其和肌肉都具有较高含量的粗蛋白质,但二者有功能上的差别;肌肉中的氨基酸组成和含量以及多不饱和脂肪酸含量都较外套膜丰富,Ca元素在外套膜中含量更高;肝脏作为代谢器官含有较多的灰分和矿物元素。总体而言,蓝斑背肛海兔营养丰富,高蛋白低脂肪,富含多种人体所需的营养成分,是一种具有较好开发前景的海洋动物资源。在其资源开发利用过程中还应注意其生长海域是否存在水体污染,且在产品开发过程中需采用合理脱除方法减少重金属的含量。目前,蓝斑背肛海兔自然资源极不稳定,且其对生长环境要求较高,加之现阶段主要是开发海兔卵群的药用价值,这会进一步加重对其种群资源的威胁。因此,本研究结果可以为蓝斑背肛海兔的资源保护和人工增养殖工作提供参考数据,有利于海兔资源的可持续开发利用。