不同海域野生海参体壁营养成分的比较分析

王长伟 ，冯晓梅，刘楚怡，付雪媛，杜 芬

（1.青岛海洋生物医药研究院，山东青岛 266071；2.三奇生物医药（山东）有限公司，山东日照 276800；3.中国海洋大学医药学院，山东青岛 266003）

海参属于无脊椎动物（Invertebrate）、棘皮动物门（Echinoermata）、海参纲（Holothuroidea），是一种高蛋白、低脂肪、无胆固醇、活性成分丰富的滋补食材。目前全球发现的海参大约有1716 种[1-2]，我国约140 种，其中印度洋、西太平洋海区是世界上海参种类最多、资源量最大的区域[3]，我国海参主要分布在温带区和热带区，尤以黄渤海域为主[4]，主要经济品种是刺参。海参在各类山珍海味中位尊“八珍”，海参体壁作为海参体内的重要组成部分，除具有独特的结构以外，还具有多种中医特指的补益养生功能。近半个世纪以来，国内外学者对40 多种海参化学成分的研究表明海参体内不但富含氨基酸、维生素和化学元素等人体所需的50 多种营养成分[3]，还含有多种生物活性物质如酸性粘多糖、皂苷和胶原蛋白等，且已证实其具有抗凝血、抗氧化、抗血栓、抗肿瘤和治疗伤口愈合等多种功能[5-6]。

近年来，伴随着人类对健康的认知和需求越来越高，海参市场需求量不断增加。虽然国内市场上还是以刺参为主，但越来越多的进口海参凭借野生和价格的优势吸引了越来越多消费者的关注。因此，对可食用的不同种类海参进行营养学评价和比较具有较高的现实指导意义。目前，国内专家学者已研究了部分进口海参的营养价值，如刘胜男等[7]对分布在加利福尼亚半岛到厄瓜多尔大陆海域附近的暗色等刺参的营养成分进行了评价；郗亚凡等[8]分析了3 种南海礁栖海参的营养组成；刘文娟等[9]对刺参、大西洋海参及阿拉斯加海参进行了氨基酸组成比较分析；董晓弟等[10]对海地瓜、黑乳参和乌皱辐肛参3 种海参进行了营养评价；井君等[11]对美洲7 种海参的基本成分进行了比较分析。以上研究大多针对某一特定海域的海参进行的营养成分差异比较，且营养成分的比较分析不够系统，表现为仅限于基本成分分析，或仅限于氨基酸组成比较，又或者是基本成分组成和氨基酸组成分析等。

糙刺参、黄玉参、土耳其米刺参、冰岛红参等是我国海参市场上比较有代表性的进口海参品种，且分布在不同纬度的不同海域。目前，尚没有对此四种海参体壁进行营养成分的系统差异分析的相关报道。因此本文选取不同海域的四种海参，对其体壁的营养成分、氨基酸组成、脂肪酸组成、矿物质含量等进行比较分析，探讨不同海域海参的营养成分差异，为海参资源的综合开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

糙刺参（Stichopus horrens，产地西太平洋印度尼西亚海域，规格为3.8±1.0 g/头）、黄玉参（Stichopus chloronotus，产地印度洋海域，规格为6.5±1.5 g/头）、土耳其米刺参（Holotoria mammata，产于大西洋沿岸，规格为3.2±0.6 g/头）、冰岛红参（Cucumaria frondosa，产地北冰洋，规格为15.6±4.0 g/头）干制海参 潍坊悦龙堂海洋科技有限公司；岩藻糖标准品、乳糖标准品、喹诺糖标准品、脂肪酸标准品 纯度≥98%，美国Sigma 公司；多元素校准标准溶液 美国Agilent 公司。

BSA22025 型分析天平 梅特勒托利多科技有限公司；SKD-100 凯氏定氮仪 上海沛欧分析仪器有限公司；SZF-06A 型脂肪分析仪 上海昕瑞仪器仪表有限公司；Agilent1260 高效液相色谱仪、Agilent 7890 气相色谱仪 安捷伦科技有限公司；ICPMS 电感耦合等离子体质谱仪 美国赛默飞世尔科技公司；HWS24 型恒温水浴锅 上海跃进医疗器械有限公司；BGZ-140 型电热鼓风干燥箱 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；SX2 型箱式电阻炉 上海一恒科技有限公司；L-8900 高速氨基酸分析仪日本株式会社日立高新技术科学。

1.2 实验方法

1.2.1 基本营养成分测定 取干海参样品于蒸馏水中低温浸泡48 h，中间换水2 次，将海参剖开，去除石灰质和杂质，清洗，烘干，磨粉处理，过40 目筛备用。采用高温灼烧法（GB 5009.3-2016）测定灰分；凯氏定氮法-半自动凯氏定氮仪（GB 5009.5-2016）测定粗蛋白质含量；脂肪分析仪（GB/T 14772-2008）测定粗脂肪含量；高效液相色谱法（SC/T 3049-2015）测定海参多糖；高效液相色谱法（GB/T 33108-2016）测定总皂苷含量。

1.2.2 氨基酸组成分析 参照 GB 5009.124-2016 的方法，取各种海参样品，经盐酸水解后，测定水解液中的氨基酸组分及含量。

1.2.3 氨基酸评价方法 将各种海参的氨基酸组成按照FAO/WHO 建议的氨基酸评分标准模式进行评价，进行蛋白质的氨基酸评分（Amino acid score，AAS）及全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式化学评分（Chemical score，CS）。计算公式如下[12]：

1.2.4 脂肪酸组成分析 取海参各样品，水解后[13]提取脂肪，参照GB 5009.168-2016 的内标法，分析脂肪酸的组成及含量。

1.2.5 矿物质含量检测 取海参各样品，分别参照GB 5009-2017 系列标准的方法对K、Na、Ca、Mg、P、Fe、Zn、Cu、Mn、Se 等矿物质元素进行测定。

1.3 数据处理

实验中每个样品设置3 个平行样，重复测定2 次，数据表示为平均数±标准偏差的形式。采用SPSS 20.0 软件进行显著性差异分析及主成分分析。

2 结果与分析

2.1 基本营养成分分析

实验中由于各种海参预处理磨成粉末后含水量不一样，因此将各个营养物质换算成干重进行比较分析。由表1 可知，四种海参体壁的基本营养成分存在组间显著性差异（P＜0.05）。糙刺参、黄玉参、土耳其米刺参和冰岛红参的粗蛋白含量分别为76.25%、79.84%、87.95%和80.51%；粗脂肪含量在1.10%～2.49%之间，属于低脂肪食品，脂肪含量最高的为冰岛红参，糙刺参次之，含量最低的为土耳其米刺参；海参多糖含量最高的为黄玉参，含量为4.13%；其次是糙刺参，冰岛红参的多糖含量最低，仅为1.4%；皂苷含量在0.08%～0.31%之间，含量最高的是冰岛红参，最低的为土耳其米刺参；不同海域的野生海参中灰分含量相差较大，其中黄玉参的灰分含量最高，为12.32%，其次为糙刺参，含量为9.52%，土耳其米刺参和冰岛红参的灰分含量较低，约为黄玉参的三分之一，说明黄玉参的体壁较厚，且肌肉组织紧密且结实[8]。

表1 基本营养成分组成（以干基计，%）Table 1 Composition of basic nutrients (In dry basis,%)

从实验结果来看，研究所用四种野生海参均属于高蛋白、低脂肪、活性成分丰富的滋补食品。其中糙刺参与郗亚凡等[8]报道的生长于南海礁栖的糙刺参相比，蛋白含量远高于南海礁栖糙刺参（37.33%），脂肪含量和灰分含量低于南海礁栖糙刺参（5.12%和46.85%），多糖含量几乎相当。与王婧媛等[14]报道的岩刺参（Holotoria mammata）和红极参（Cucumaria frondosa）相比，土耳其米刺参和冰岛红参的蛋白含量均较高，灰分含量和脂肪含量均较低，海参多糖和皂苷的含量相当。存在这些含量差异可能是由海参样品的不同生长海域、不同生长阶段、不同采集地点、不同饵料，亦或是不同保存及检测方法等造成的[15]。

2.2 氨基酸组成分析

对不同海域海参中的氨基酸组成与含量进行测定，结果如表2 所示。

表2 海参体壁氨基酸组成分析（以干基计，%）Table 2 Amino acid composition in body wall of sea cucumbers (In dry basis,%)

蛋白质在食物营养中的作用是显而易见的，但它在人体内并不能直接被利用，而是通过变成氨基酸小分子后被利用的[16]。由表2 可知，从氨基酸总量看，四种海参的氨基酸质量分数在55.14%～77.06%之间，其中土耳其米刺参含量最高，为77.06%，其次是冰岛红参和黄玉参，含量分别为70.49%和69.96%，氨基酸总量最低的为糙刺参，这一结果与四种海参中的蛋白含量结果是一致的。

四种海参体壁的氨基酸组成丰富，均检出17 种氨基酸，包括7 种必需氨基酸（酸水解法测得氨基酸组成，色氨酸被破坏）、2 种半必需氨基酸和8 种非必需氨基酸。四种海参体壁的必需氨基酸（EAA）占海参质量的13.78%～20.27%。其中，冰岛红参的必需氨基酸含量最高，其次是黄玉参和土耳其米刺参，糙刺参的必需氨基酸含量最低。糙刺参、黄玉参、土耳其米刺参以及冰岛红参的必需氨基酸/非必需氨基酸（EAA/NEAA）的百分比依次为24.99%、22.64%、20.01%和28.76%。可知，无论从必需氨基酸含量还是必需氨基酸/非必需氨基酸的百分比来看，冰岛红参都是最高的。

蛋白质的营养价值与氨基酸的种类及其含量有很大关系。组氨酸、赖氨酸和苏氨酸有助于增强免疫力[16]；亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸可有效改善身体新陈代谢[17]；谷氨酸是脑组织生化代谢中重要的氨基酸，参与多种物质的合成[18-20]等。在四种海参的必需氨基酸中，含量最高的3 种氨基酸为缬氨酸、亮氨酸和苏氨酸；非必需氨基酸中，含量最高的3 种氨基酸为甘氨酸、谷氨酸和天门冬氨酸。

此外，药效氨基酸一般具有独特的生物活性，已知谷氨酸、精氨酸、天门冬氨酸、胱氨酸等氨基酸单独作用可治疗一些疾病，包括肝病疾病、消化道疾病、脑病、心血管病、呼吸道疾病以及用于提高肌肉活力、儿科营养和解毒等[21]。精氨酸、谷氨酸、甘氨酸可通过促进NK 细胞和T 细胞的活性和增殖，增强免疫力[22]；较低的赖氨酸/精氨酸比率有降低胆固醇的功效[10,23]。四种海参中均具有较高的药效氨基酸含量，其中含量最高的为土耳其米刺参（43.01%），其次为黄玉参和冰岛红参，含量最低的为糙刺参。药效氨基酸的含量高低与鲜味氨基酸的含量高低趋势是一致的。四种海参中赖氨酸/精氨酸比率最低的也是土耳其米刺参（0.24），其次为黄玉参和糙刺参，比值最高的为冰岛红参。由此可知，食用土耳其米刺参具有更多的保健功效。

鲜味氨基酸赋予产品特有的风味，一般意义上把谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸以及苏氨酸这几种能呈现出特殊鲜味的氨基酸称为呈味氨基酸[24]。四种海参的呈味氨基酸质量分数在31.71%～48.58%之间，其中土耳其米刺参＞黄玉参＞冰岛红参＞糙刺参，因此，土耳其米刺参比另外三种海参在食用风味方面也更具有优势。

2.3 氨基酸营养评价

氨基酸评分（AAS）和化学评分（CS）是进行食品中氨基酸构成与营养评价的重要指标。将四种海参中的氨基酸组成与FAO/WHO 氨基酸评分标准和全鸡蛋蛋白质的氨基酸模式进行比较，并计算出各种海参的AAS 和CS，结果见表3。

表3 不同海参体壁氨基酸组成评价Table 3 Evaluation of amino acid composition in body wall of different sea cucumbers

从表3 可知，四种不同海参体壁的氨基酸组成相近，但营养品质存在一定差异。糙刺参的必需氨基酸评分AAS 在0.42～0.97 之间，化学评分CS 在0.33～0.66 之间；黄玉参的AAS 为0.38～0.99，CS 为0.30～0.84；土耳其米刺参AAS 为0.34～1.02，CS 为0.27～0.86；冰岛红参的AAS 为0.66～0.99，CS 为0.52～0.83，与刘文娟等[9]研究北极海参的AAS（0.30～1.02）和CS（0.17～0.87）范围相近，表明在在同一海域的海参其氨基酸评分基本一致。本研究中的糙刺参、黄玉参、土耳其米刺参的AAS 和CS 均低于冰岛红参，表明冰岛红参的体壁蛋白具有较高的营养价值。根据AAS 和CS 的标准，四种海参的第一限制性氨基酸均为赖氨酸，第二限制性氨基酸主要为亮氨酸、异亮氨酸以及蛋氨酸和半胱氨酸。因此，在几种海参的加工或者烹制过程中可以针对性添加富含这些限制性氨基酸的其他食物原料，以丰富海参的营养性。

2.4 脂肪酸组成分析

四种海参体壁中的脂肪酸含量较低，脂肪酸的组成见表4 所示。

表4 海参体壁的脂肪酸组成（%）Table 4 Fatty acid composition in body wall of sea cucumbers (%)

从表中可知，糙刺参和黄玉参中各检测出饱和脂肪酸10 种，单不饱和脂肪酸6 种，多不饱和脂肪酸8 种；土耳其米刺参中检测到9 种饱和脂肪酸，6 种单不饱和脂肪酸，9 种多不饱和脂肪酸；冰岛红参中检测到8 种饱和脂肪酸，6 种单不饱和脂肪酸和9 种多不饱和脂肪酸。饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸分别占总脂肪酸的比例是：糙刺参36.24%和56.39%；黄玉参31.15%和57.18%；土耳其米刺参30.65%和64.91%；冰岛红参23.84%和72.93%。可以发现，不同海域的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸所占比例有所不同，随着海参所在海域纬度升高，饱和脂肪酸所占比例下降，而不饱和脂肪酸所占比例上升，这与刘瑀等[25]研究的7 个纬度点的海参脂肪酸组成特征结论基本是一致的。

四种海参的SFA 占总脂肪酸的质量分数在23.84%～36.24%之间，均以棕榈酸（C16:0，Palmitic acid，PA）和硬脂酸（C18:0，Stearic Acid）为主。PA具有抗炎、降低胆固醇、预防心脑血管疾病和提高机体免疫力等作用[26]；硬脂酸具有改善血栓和动脉硬化、促进线粒体合成、保护肝脏的作用[27]。糙刺参的PA 含量显著高于其他三种海参（P＜0.05），糙刺参和土耳其米刺参的硬脂酸含量显著高于黄玉参和冰岛红参（P＜0.05），因此食用糙刺参可能更有助于降低胆固醇、改善血栓和动脉硬化、预防心脑血管疾病。

MUFA 是饱和动物脂肪的更健康替代品，具有预防心血管疾病（CVD）、减轻血脂异常、预防非酒精性脂肪肝疾病（NAFLD）和2-型糖尿病（T2DM）[28]等功效。四种海参的MUFA 占总脂肪酸的比例在31.40%～38.24%之间，其中以二十碳一烯酸（C20:1）为主，占所有MUFA 质量分数的44%～52%，与玉足海参（44.90%）和糙海参（54.45%）[8]、白色仿刺参45.49%）和紫色仿刺参（43.92%）[29]相似。

PUFA 在抗癌、抗炎症、促进大脑发育和预防心血管疾病等方面具有显著功效[30]，四种海参的PUFA占总脂肪酸的质量分数在22.61%～34.69%之间，含量最高的为冰岛红参，其次为土耳其米刺参，糙刺参最少，但均高于花刺参（15.10%）、梅花参（15.40%）和象牙参（5.10%）[31]。在PUPA 中，占比含量较高的为ARA、EPA 和DHA 等。ARA（花生四烯酸，C20:4n-6），是人体必需的一种不饱和脂肪酸，大多数存在于细胞膜的磷脂中。其为生长发育所需，对脂质蛋白的代谢、血小板的激活等有一定的调节作用，有利于促进大脑发育[32-33]。EPA 全称是二十碳五烯酸，属于ω-3 不饱和脂肪酸，具有促进生长发育、软化血管、降低甘油三酯（TG）和非高密度脂蛋白胆固醇（non-HDL-C）水平、预防心脑血管疾病等作用[34]。DHA，二十二碳六烯酸，俗称脑黄金，也属于ω-3 不饱和脂肪酸家族中的重要成员，是神经系统细胞生长及维持的一种主要元素，是大脑和视网膜的重要构成脂肪酸，对智力和视力发育至关重要[34]。从表4 中可知，土耳其米刺参中ARA 含量最高，其次是冰岛红参和黄玉参，ARA 含量最低的为糙刺参；EPA 和DHA 含量最高的均为冰岛红参，其次为土耳其米刺参。因此，食用冰岛红参和土耳其米刺参可能对炎症、心血管疾病等有一定的缓解作用。

2.5 矿物质含量分析

对四种不同海参体壁的几种常量元素及微量元素进行测定，结果如表5 所示。

表5 海参体壁矿物质含量（以干基计）Table 5 Mineral composition in body wall of sea cucumbers(In dry basis)

如表5 所示，在四种海参的常量元素中，除土耳其米刺参以外，其余三种海参中均是钙元素含量最高，其次是钠、镁。其中，钙含量为黄玉参＞糙刺参＞冰岛红参＞土耳其米刺参；钠含量为糙刺参＞黄玉参＞土耳其米刺参＞冰岛红参；而镁含量的大小趋势与钙含量是一致的。由于以上三种常量元素含量占所测9 种矿物质含量的96.73%～98.86%。因此，钙镁含量的大小趋势与四种海参的灰分含量趋势也是一致的。

在微量元素中，含量最高的是铁元素。铁是构成人体的必不可少的元素之一。人体内的铁72%以血红蛋白、3%以肌红蛋白、0.2 以其它化合物形式存在，其余为储备铁，约占25%。铁主要参与氧的运输和储存，还可以促进生长发育，增加对疾病的抵抗力，预防和治疗因缺铁而引起的贫血[35]。四种海参的铁元素含量在73.56～101.93 mg/kg 之间，含量均高于郗亚凡等[8]研究的糙海参和玉足海参中的铁元素含量（31.24～33.50 mg/kg），也高于董晓弟等[10]研究的海地瓜、黑乳参和乌皱辐肛参中的铁元素含量（16.3～24.1 mg/kg）。锌元素是免疫器官胸腺发育的营养素，是多种酶的重要组成部分，能刺激金属硫蛋白和核酸的合成，促进细胞免疫功能，与生长发育、智力发育、提高免疫力密切相关[36]。四种海参中锌元素含量在26.67～89.10 mg/kg 之间，其中含量最高的是冰岛红参。

锰元素分布在身体各种组织和体液中，锰缺乏可影响生殖能力，还可引起神经衰弱，影响智力发育等[37]。元素硒不但能够预防肿瘤、肝病等的发生，还可以提高机体免疫能力，预防老年性心脑血管疾病的发生[38]。四种海参中均含有一定量的锰元素和硒元素，可见食用这四种海参均可以起到补充微量元素的作用。

3 结论

通过对比分析可知，四种不同海域野生海参都具有高蛋白、低脂肪的特性，其体壁的基本营养成分组成存在组间显著差异（P＜0.05），且所研究海参品种的蛋白含量普遍高于不同海域的同类海参或者同类海参的不同海域，而脂肪含量普遍略低，海参多糖和海参皂苷的含量几乎相当。四种海参的氨基酸组成比较相似，第一限制性氨基酸均为赖氨酸；四种海参中均含有一定的鲜味氨基酸及药效氨基酸，其中土耳其米刺参在食用风味及保健功效方面更具优势。不同品种野生海参中脂肪酸的组成差异较大，糙刺参的饱和脂肪酸含量高于其他三种海参，而冰岛红参的不饱和脂肪酸明显高于另外三种海参，这可能跟海参所在海域的纬度有一定的关系。四种海参中均含有一定的常量元素和微量元素，对人体的健康有着积极的调节作用。由此可知，四种海参虽由于生长海域不同而导致其营养成分有所差异，但每种海参均有其各自的营养特点，可为深入研究海参活性物质的提取制备及作用功效提供理论依据，亦可为其高值化开发利用，开发不同的功能性食品提供数据支撑。