4 种市售即食海参质构特性及营养品质综合评价

王一帆，赵 影，时佳凝，范馨茹，赵前程，张 宇，李 萌,*

（1.大连海洋大学食品科学与工程学院，辽宁大连 116023；2.广东官栈营养健康科技有限公司，广东广州 510000）

海参作为亚洲地区传统滋补品，是一种高蛋白，低脂肪，不含胆固醇的优质食品[1]。海参体壁的真皮结缔组织含有如海参多糖、皂苷、牛磺酸等特殊的活性成分，对于提高记忆力、增强体质、预防疾病、防止动脉硬化、糖尿病、抑制肿瘤、延缓衰老等都有一定的作用[2-3]。为了满足日益增长的市场需求，海参养殖产业在中国逐步发展并壮大，其中刺参（Apostichopusjaponicus）成为辽宁和福建地区的优质养殖品种[4]。Li 等[5]的研究表明辽宁大连和福建地区养殖刺参同样含有丰富的蛋白质、矿物质和特殊活性成分。

海参的加工以干制为主，但干海参需经水发后才能食用，泡发时间长，过程繁琐[6-7]。即食海参食用方便，保持海参原形，虽然销售环节离不开冷链，但消费者食用方便，成为国内近年来市场上常见的海参加工产品。即食海参加工工艺主要以热加工为主，包括蒸煮、调味、水发[8]。有文献表明，即食海参采用真空蒸制技术能够减少营养成分的流失，但在水发过程中营养流失加剧[9]。海参加工领域一直在探索经济快速且能有效保留产品营养价值的加工工艺。然而，即食海参随加工过程尤其是水发和调味工艺，原料产地如辽宁大连和福建产地的不同而产生的产品品质差异数据仍较少。目前，已有多家企业对即食海参制品进行开发与生产，但对市售即食海参营养综合评价研究的报道尚不多见。本实验选取了市场上不同水发程度、调味程度、原料来源地的4 种即食海参产品作为研究对象，对其进行质构、感官评价、营养成分（水分、粗蛋白、灰分、氨基酸、脂肪酸）、功能性成分（皂苷、牛磺酸）、消化性的分析和比较，并对营养品质及功能成分进行综合评价，旨在了解其具体营养价值以及性质，为后续工厂改善海参加工工艺以及消费者的购买食用提供一定的理论数据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

高水分大连即食海参（HW-DLS，大连海参为原料，产品水分含量在95%左右）、调味低水分大连即食海参（FLW-DLS，以大连海参为原料，产品水分含量在85%左右）、低水分大连即食海参（LW-DLS，以大连海参为原料，产品水分含量在85%左右）、高水分福建即食海参（HW-FJS，以福建海参为原料，产品水分含量在95%左右）购于各商家官方平台；胃蛋白酶（活力≥10000 U）、胰蛋白酶（来源于猪胰脏，活力5×USP）购于生工生物工程（上海）股份有限公司；氢氧化钠（分析纯）购于天津市科密欧化学试剂有限公司；酒石酸钾钠（分析纯）购于国药集团化学试剂有限公司；硫酸铜、硫酸钾、浓硫酸、浓盐酸（分析纯）购于天津市恒兴化学试剂制造有限公司；甲基红、亚甲基蓝 上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1260 液相色谱仪 安捷伦科技有限公司；GC-2010 气相色谱仪 日本岛津公司；L-8900 氨基酸自动化分析仪 日立公司；TMS-PRO 质构仪 北京盈盛恒泰科技有限责任公司；H1750 台式高速离心机湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；SX2 马弗炉济南欧莱博科学仪器有限公司；FD-A10N-50 冷冻干燥机 冠森生物科技有限公司；Synergy H1/H1M酶标仪 美国博腾仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 感官评价 依据DB 21/2392-2014《食品安全地方标准即食海参》，将样品置于白搪瓷盘内。在自然光线下，由10 名以上专业人员组成评定小组（男女比例为4:6），按照表1 的评分标准，以海参产品的色泽、组织结构、风味、杂质等四个因素为主要评价指标，采用目测、口尝、鼻嗅等方法进行检验。评价标准采取5 分制。

表1 即食海参感官评分标准Table 1 Sensory analysis standard for evaluation of ready-to-eat sea cucumber

1.2.2 TPA 测定 使用工具刀在海参体壁中间背部位置切取1.5 cm×1.5 cm 大小方形，利用剪刀修整海参疣足。选用P/50 柱形探头，测试形变量50%，触发力20 g。测试前速度：0.5 mm/s，测试中速度：0.5 mm/s，测试后速度：0.5 mm/s，每组测定6 个平行数据[10]。

1.2.3 基本成分测定 水分含量采用GB 5009.3-2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法进行测定；灰分含量采用GB 5009.4-2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》中的高温灼烧法进行测定；粗蛋白含量采用GB 5009.5-2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法进行测定；盐分含量采用GB 5009.44-2016《食品安全国家标准 食品中氯化物的测定》进行测定；总糖含量采用苯酚-硫酸法[11]。

1.2.4 氨基酸组成测定及品质评价 氨基酸组成测定依据GB/T 15400-2018《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》。

为了评价氨基酸的营养价值，计算氨基酸总含量（TAA）值及EAA/TAA（必需氨基酸/总氨基酸）和Lys/Arg（赖氨酸/精氨酸）。

1.2.5 脂肪酸组成测定及品质评价 脂肪酸组成测定依据GB 5009.168-2017《食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定》。

计算饱和脂肪酸（Saturated fatty acids，SFA）、单不饱和脂肪酸（Monounsaturated fatty acids，MUFA）、多不饱和脂肪酸（Polyunsaturated fatty acid，PUFA）、n-3 和n-6 脂肪酸的总含量及动脉粥样硬化（Atherosclerosis index，AI）和血栓形成（Thrombosis index，TI）指数[12]。AI 和TI 指数的计算公式分别为：

1.2.6 皂苷含量测定 皂苷含量采用GB/T 33108-2016《海参及其制品中海参皂苷的测定》中的高效液相色谱法进行测定。

1.2.7 牛磺酸含量测定 牛磺酸含量采用GB 5009.169-2016《食品安全国家标准 食品中牛磺酸的测定》中的丹磺酰氯柱前衍生法进行测定。

1.2.8 体外可消化性分析

1.2.8.1 模拟胃肠液的配制 模拟胃液[13]：称取0.2 g NaCl 和一定量胃蛋白酶，加入70 mL 重蒸馏水，加入730 μL HCl，再用HCl 调pH 至1.2，加水定容至100 mL，现用现配。100 mL 模拟胃液中胃蛋白酶的添加量计算公式如下所示：

式中：A 为胃蛋白酶添加量，mg；B 为胃蛋白酶活力，U/mg。

模拟肠液[13]：称取0.7 g KH2PO4溶于25 mL 重蒸水中，振荡至完全溶解，加入19 mL 0.2 mol/L NaOH 溶液和40 mL 重蒸水，加入1.0 g 胰酶，用0.2 mol/L NaOH 溶液调pH 至7.5，加重蒸水定容至100 mL，现用现配。

1.2.8.2 模拟胃液消化实验 向100 mL 三角瓶中加入20 g 模拟胃液（pH1.2），37 ℃水浴5 min 后加入0.2 g 冻干后粉碎的样品，37 ℃恒温水浴以100 r/min振荡2 h，冰浴5～10 min 灭酶后，取出后4000 r/min离心10 min，上清液冷冻贮藏备用[13]。

1.2.8.3 模拟肠液消化实验 基于胃消化样品的条件上，用1% NaOH 溶液调节消化液pH 至7.0～7.5，添加5 mL 人工肠液，混匀，37 ℃恒温水浴以100 r/min 振荡4 h，置于冰浴中10 min 灭酶，4000 r/min离心10 min，取上清液，于-20 ℃储存。采用双缩脲法测定上清液中的蛋白质含量[13]。以牛血清蛋白浓度为横坐标，540 nm 处的吸光值为纵坐标制作标准曲线。回归方程为：y=0.0718x+0.0518（R2=0.9985）。

1.3 数据处理

TPA 测定实验重复6 次平行，其余各实验均重复3 次平行，利用Excel 2010 和Origin 2021 软件处理数据和绘图，数据均采用平均值±标准偏差表示。使用SPSS Statistics 21.0 进行单因素ANOVA 分析，P<0.05 表示具有显著性差异，采用Origin 2021软件进行Pearson 相关性分析和主成分分析（PCA）。

2 结果与分析

2.1 4 种市售即食海参产品的感官评价

感官评价是一种直观、快速的产品评价方法，4 种即食海参产品的感官评定结果如图1 所示，所有产品外观均呈深褐色，有光泽。FLW-DLS 组织结构、滋味和风味评价最高，肉质厚实，有弹性，口感糯且有嚼头，适口性好，其主要原因可能是调味海参在加工过程中采用高汤结合热加工技术，使得胶原蛋白变性加剧，网络结构疏松，海参中吸附的风味物质增加，使其区别于其它组特别是HW-FJS 海参口感略有松散、韧性和弹性一般、无海参特有滋味的特点，提高了其产品的感官特性[14]。

图1 四种即食海参产品的感官评价结果Fig.1 Sensory evaluation of four ready-to-eat sea cucumber

LW-DLS 组在适口性和风味上显著高于其它2 种未经调味即食海参HW-DLS 及HW-FJS（P<0.05），这可能是由于水发过程的延长导致一些风味物质或呈味成分的流失[8]。同时，HW-DLS 及HWFJS 在解冻过程中海参体表有液体渗出，导致其组织结构和杂质评分项较低，这可能是由于两种海参产品在热加工过程中胶原蛋白变性严重，复水率过高，导致产品经冻融后持水力下降[15]。

2.2 4 种市售即食海参产品的质构分析

质构特性是评价海参品质的重要指标之一，即食海参的TPA 分析结果如图2 所示，4 组海参在硬度、弹性、内聚性和咀嚼性上均具有差异。各组在弹性指标上具有显著性的差异（P<0.05），调味后的海参（FLW-DLS）弹性最小。在硬度方面，FLW-DLS 的硬度也显著性低于其它3 组海参（P<0.05）。有文献表明，海参产品的硬度和弹性与肌肉组织破坏程度呈反比，肌肉结合力越大，硬度和弹性则越高[16]。这一结果说明，调味工艺加剧了加工过程中海参肌肉结构的破坏。FLW-DLS 和HW-DLS 的咀嚼性均显著性低于其它2 组样品，FLW-DLS 的内聚性与LWDLS 样品一致，显著性高于其它2 组样品，内聚性是反映海参内部收缩力的一项指标[17]。说明调味工艺的加入显著改善即食海参产品的口感，这一结果与感官评价结果（图1）一致。

图2 四种即食海参产品的TPA 分析结果Fig.2 TPA determination results of four ready-to-eat sea cucumber

HW-FJS 样品在硬度和弹性方面，显著性高于其它3 组（P<0.05），在内聚性和咀嚼性方面，显著性高于HW-DLS 样品，这可能是由于不同来源的海参体壁内胶原蛋白的网状结构不同，而质构特性又与胶原蛋白的网状结构密切相关，在热加工和水发过程中，胶原蛋白网状结构的降解程度不同，导致产品的质构具有显著性差异[18]。

2.3 4 种市售即食海参产品的基本营养组成

由表2 可知，即食海参均为水分含量占基本营养成分的比例最高，质量分数也因加工工艺和泡发时长的差异而具有显著性的差别。4 种即食海参产品，FLW-DLS 和LW-DLS 海参在蛋白质含量上显著性高于高水分海参。FLW-DLS 海参中的灰分含量为2.16%，显著高于其它3 种海参（P<0.05），也高于已报道的其他水发即食海参产品[19]。但与刘小芳等[20]测定的新鲜海参体壁中的灰分含量相比有显著下降。热处理和水发过程中海参体壁中的营养成分会有不同程度的流失，其中灰分流失最快，蛋白流失相对缓慢[21]。

表2 四种即食海参产品的基本成分含量Table 2 Proximate composition,contents of four ready-to-eat sea cucumber

调味海参在加工过程中，需将海参浸泡于调味液中，此过程中风味成分进入海参，而海参中的多糖等发生溶出。FLW-DLS 海参的总糖和盐分含量分别为1.70%和1.30%，显著性高于LW-DLS 海参（P<0.05），这可能是一方面浸泡调味过程中的高汤成分抑制了营养成分的流失，另一方面高汤本身具有营养成分，额外增加了产品中总糖和盐分物质的含量[22]。

2.4 4 种市售即食海参产品的氨基酸组成分析

海参中含有丰富的氨基酸，4 种即食海参的氨基酸组成如表3 所示。即食海参产品中含量最多的氨基酸均为谷氨酸（Glu）和甘氨酸（Gly），分别为11.26%～16.13%、8.82%～12.03%，该结果与Haider等[23]的结果基本一致。然而，不同海参产品的氨基酸组成也存在一定差异，其中FLW-DLS 海参中的谷氨酸含量最高，约为16.13%。有研究表明，甘氨酸可以降低血清中的胆固醇，低亮氨酸和缬氨酸浓度可能也有助于降低胆固醇[24]，谷氨酸除具有预防肝纤维化、酒精性肝和关节炎等作用外，还能够改善脑细胞营养和促进机体生长发育[25]。

表3 四种即食海参产品的氨基酸组成Table 3 Contents of amino acids of four ready-to-eat sea cucumber

不同即食海参的15 种氨基酸（TAA）总含量存在差异（表4）。HW-DLS、LW-DLS、HW-FJS 的TAA含量差异较小，其中HW-DLS 海参的TAA 含量最高，为72.23 g/100 g。FLW-DLS 海参的TAA 含量显著性低于其它3 组海参，为61.23 g/100 g（P<0.05）。4 组海参的EAA/TAA 值在0.20～0.60 内，并且各个即食海参之间存在明显差异（P<0.05），其中福建海参的EAA/TAA 值最高，为0.255。

表4 四种即食海参体壁营养指标计算结果Table 4 Quantity of amino acids and fatty acids for the body wall of four ready-to-eat sea cucumbers from different brands

除了谷氨酸和甘氨酸的含量丰富外，即食海参产品氨基酸组成的另一个重要特征是赖氨酸/精氨酸比值低。低赖氨酸/精氨酸比值的蛋白质具有降胆固醇作用[26]。HW-DLS、FLW-DLS、LW-DLS、HWFJS 赖氨酸对精氨酸的比例分别为0.45、0.45、0.41、0.51 左右。据报道海参的赖氨酸/精氨酸比其他海产品如鱼（1.05～1.64）、蟹（0.82～0.88）、虾（0.85～0.96）的赖氨酸/精氨酸比值要低[9,27]，这与本文结果一致。

2.5 4 种市售即食海参产品的脂肪酸组成分析

即食海参的脂肪酸分布如表5 所示，共检出27 种脂肪酸（含量≥0.01%），其中含有13 种饱和脂肪酸（SFAs），8 种单不饱和脂肪酸（MUFAs），6 种多不饱和脂肪酸（PUFAs）。所有海参产品的脂肪酸分布均以PUFA 为主，该结果与Aydn 等[28]所研究的干制海参的脂肪酸结果基本一致。但同时，各个海参之间的脂肪酸含量存在差异（表4），其中HW-DLS海参的SFA 含量和FLW-DLS 海参的PUFA 含量显著高于其它海参产品（P<0.05）。在MUFA 含量方面，FLW-DLS 和HW-FJS 均高于其它两组海参（P<0.05）。

表5 四种即食海参脂肪酸分布Table 5 Fatty acid profiles (%) of four ready-to-eat sea cucumber

4 种即食海参的SFA 含量约为0.97%～1.17%，同时其SFA 组成存在差异。在HW-FJS 中单独检出肉豆蔻酸（C14:0），FLW-DLS 中单独检出辛酸（C8:0）、葵酸（C10:0）和月桂酸（C12:0），其中月桂酸作为一种中链饱和脂肪酸，可直接在肝脏中代谢并直接给人体供能，避免脂肪的堆积[29]。但综合情况表明，4 种海参中主要的SFA 均为棕榈酸（C16:0）和硬脂酸（C18:0）。所有海参的MUFA 含量在1.02%～1.80%之间，在HW-FJS 中并未检测出银杏酸（C15:1），并且检测含量最多的是油酸（C18:1n9c）。除HW-FJS 外，其余3 组海参检出的MUFA 含量最高的均为棕榈酸（C16:1），该结果与刘茜等[30]的检测结果基本一致。该结果表明海参可以通过降低低密度脂蛋白，保留高密度脂蛋白来有效降低心血管病的发生率[31]。

二十碳五烯酸（EPA，C20:5）是4 种即食海参中最主要的n-3 PUFA，约占所有n-3 PUFA 含量的50%～77%，花生四烯酸（C20:4n6）是最主要的n-6 PUFA，约占所有n-6 PUFA 的57%～83%。二十碳五烯酸（EPA）和花生四烯酸对于机体脂质代谢具有重要作用[32]。朱玉婕等[33]的研究表明，海参磷脂型EPA 可改变血清和肝脏的脂肪酸组成，使血清和肝脏脂质水平下降。

HW-DLS 海参和HW-FJS 的n-6/n-3 比值显著高于LW-DLS 和FLW-DLS 海参（P<0.05）（表4）。Christina 等[34]的研究表明，n-6/n-3 比值小于10 的海参更具有商业价值。杨立刚等[35]也证实降低高脂膳食中n-6/n-3 PUFA 比值可以有效改善机体内皮细胞功能。4 种即食海参产品的比值范围在0.22～0.50，说明即食海参产品可被认为是一种优质脂肪酸的补充来源。

4 种即食海参的致动脉粥样硬化（AI）和致血栓（TI）指数存在差异（表4）。不同海参产品AI 指数存在显著性差异（P<0.05），其中HW-DLS 海参的AI指数最高，为0.20，HW-FJS 的AI 指数最低，为0.13。在TI 指数方面，FLW-DLS 海参和LW-DLS 海参的TI 指数相近，是4 种海参中的最低值，约为0.06，最高的为HW-DLS 海参，为0.11。海参的AI 值与TI 值均明显低于其它水产，如中华绒螯蟹的肝胰腺中AI 值约为1.10～1.30，TI 值约为0.25～0.40[36]，巨须裂腹鱼肌肉的AI 指数为0.45，TI 指数为0.27[37]。

2.6 4 种市售即食海参产品的功能性成分分析

海参在热加工过程中，水溶性功能性成分如皂苷、牛磺酸极易流失[9]。海参皂苷是海参主要的次生代谢产物，具有提高机体免疫力，抗肿瘤，抗真菌等多种药理作用[38]。FLW-DLS 与LW-DLS 海参中的皂苷含量显著高于其它2 组海参（P<0.05），约为8.49～8.64 mg/kg（表6），说明水发过程中海参皂苷的流失比较严重，这也与王寿权等[39]的结果类似。牛磺酸是一种具有显著神经保护特性的氨基酸[40]，对糖尿病病人的神经病变、胰岛素抵抗及心血管并发症具有显著预防和治疗作用[41]。FLW-DLS 海参中的牛磺酸含量明显高于其它海参（P<0.05），约为2.28 mg/100 g。

表6 四种即食海参产品的功能性成分含量Table 6 Quantity of amino acids and fatty acids for the body wall of four ready-to-eat sea cucumbers from different brands

2.7 4 种市售即食海参产品的可消化性分析

消化液中可溶性蛋白含量来评价膳食蛋白质的生物利用率[42]。不同即食海参经模拟胃肠消化蛋白质含量见图3。海参经胃肠消化后可溶性蛋白含量增加，不同实验组之间经消化反应后的变化趋势一致，但每组之间的蛋白质含量呈现显著性差异（P<0.05）。经胃消化后蛋白质含量最高的为HW-FJS，约为14.64 g/100 g。经肠消化后HW-DLS、FLWDLS 和HW-FJS 的可溶性蛋白含量相似，约为31.67～33.58 g/100 g，其中FLW-DLS 海参经消化后的可溶性蛋白含量最高，为33.58 g/100 g，表明在可消化性方面FLW-DLS 海参的生物利用率要优于其它3 种即食海参。

图3 四种即食海参模拟胃肠消化后可溶性蛋白质含量Fig.3 Four ready-to-eat sea cucumber simulated the protein content after gastrointestinal digestion

2.8 4 种市售即食海参产品的营养指标相关性分析

利用Pearson 分析法对16 种营养指标进行相关性分析并形成相关性热图。如图4 所示，水分与基本营养成分之间基本呈现负相关，其中，水分与粗蛋白、灰分、盐分之间呈现显著负相关；各基本营养成分间呈现显著正相关；同时，除水分外各基本营养成分与TAA、EAA/TAA 值之间呈现显著负相关，与PUFA 含量呈显著正相关。16 种营养指标之间存在较强相关性，可进一步通过PCA 来研究和评价4 种市售即食海参营养品质。

图4 四种即食海参营养指标之间的相关性分析图Fig.4 Correlation analysis of nutritional indexes of four readyto-eat sea cucumbers

2.9 4 种市售即食海参产品的主成分分析

2.9.1 主成分的选取 将4 种海参样品的基本营养成分（水分、粗蛋白、灰分、总糖、牛磺酸、皂苷），氨基酸指标（TAA、EAA/TAA、LYS/ARG），脂肪酸指标（SFA、MUFA、PUFA、n-6/n-3 值）及可消化性结果进行主成分分析及标准化转换。营养指标经标准化转换后提取的3 个主成分的特征值及累计贡献率如表7 所示。一般认为，当主成分特征值大于1 且累计方差贡献率大于85%时，可以使用提取的主成分表示原始变量大部分的主要信息[43]。由表7 可知，前3 个主成分的特征值均大于1 且累计贡献率达到97.23%（PC1 方差贡献率58.66%+PC2 方差贡献率29.29%+PC3 方差贡献率9.28%），说明这3 个主成分基本可以全面的反映变量的信息，可以利用其对海参的营养成分进行综合评价，且PC1 的贡献率最高，表明其含有的变量信息最多。主成分分析图如图5 所示。图中可表明不同海参在3 种主成分上的分布情况，可显著判断不同海参样品营养含量的差异程度。

图5 主成分的因子载荷图Fig.5 Factor load diagram of principal component

表7 主成分特征值及贡献率Table 7 Eigen values and cumulative contribution of the principal components

2.9.2 函数的建立及综合评价 海参营养指标相关矩阵的特征向量如表8 所示。PC1 中粗蛋白、灰分、总糖、牛磺酸、含量及PUFA 的系数较大，表明其在PC1 中的贡献率较高；PC2 中皂苷含量、LYS/ARG值、MUFA 及可消化性结果的贡献率较大；PC3 中皂苷、LYS/ARG、MUFA 及EAA/TAA 值的贡献率较大。

表8 不同主成分中营养指标的特征向量Table 8 Eigenvectors of nutritional indices in different principal components

以每个主成分所对应的特征值的方差贡献率为系数建立综合评价模型，即：

其中F 为综合得分，F1、F2、F3分别为主成分1、2、3 得分；计算结果如表9 所示。FLW-DLS 样品在第一主成分上的得分最高；HW-FJS 组在第二主成分上的得分最高，FLW-DLS 组得分略低于HWFJS 组；HW-DLS 在第三主成分上的得分最高。从综合评分来看，FLW-DLS 的得分为正值，远高于其它组均为负值，证明其海参综合质量及营养价值的含量高。

表9 4 种市售即食海参营养成分得分及综合评价Table 9 Nutrient composition scores and comprehensive evaluation of four sea cucumbers

3 结论

选取的4 种水发程度、调味程度和原料来源地具有差异的常见即食海参产品口感差异明显，排序为FLW-DLS>LW-DLS>HW-DLS≈HW-FJS，质 构指标中弹性、硬度、内聚性和咀嚼性均具有显著性差异，4 种即食海参的营养及功能性成分在加工过程中有不同程度的流失，但仍均具有较高的营养价值，可以作为理想的营养补充来源。对4 种市售海参的营养指标进行主成分分析，建立综合模型对整体进行综合评价，营养价值综合排序结果为FLW-DLS>HWFJS>LW-DLS>HW-DLS。这一结果反应出市售即食海参品质差异明显，然而当今市场，尚鲜有关键性指标作为评判即食海参产品优劣的依据。质构特性和营养指标是能够评判产品质量的重要产品特性，可作为即食海参产品标准的重要依据，亦为制定标准提供数据参考。

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