铜藻的营养成分分析与营养学评价

胡　斌，宋理平，冒树泉，马国红

（1. 山东省淡水渔业研究院，山东 济南 250013；2. 山东省淡水水产遗传育种重点实验室，山东 济南 250013）

铜藻的营养成分分析与营养学评价

胡斌1,2，宋理平1,2，冒树泉1，马国红1

（1. 山东省淡水渔业研究院，山东 济南 250013；2. 山东省淡水水产遗传育种重点实验室，山东 济南 250013）

测定并分析铜藻中营养成分组成与含量。结果表明：铜藻粗蛋白质量分数为8.3%，粗脂肪质量分数为8.80 %，碳水化合物质量分数为52.31%，灰分质量分数为30.68%；铜藻中测出17种氨基酸（色氨酸未测），其中人体必需氨基酸7种（占氨基酸总量的26.94%），必需氨基酸组成基本符合FAO/WHO标准；主要限制氨基酸为异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸；鲜味氨基酸占氨基酸总量的40.78%；脂肪酸中多不饱和脂肪酸含量为32.34%，其中ARA和EPA的含量分别为12.27%和6.42%。铜藻具较高食用价值与保健作用。

铜藻；营养成分；营养学评价

铜藻(Sargassum horneri)，别名柱囊马尾藻，属于褐藻门、圆子纲、墨角藻目、马尾藻科。藻株高大，气囊圆柱形，生长在风浪较大的干潮线以下至3 m处的岩石上或低潮带石沼中，是中国暖温带海域浅海区海藻场的主要连片大型褐藻物种，生长盛期3～5月[1]。铜藻是浅海生态修复的保护物种[2]，也是提取膳食纤维[3]和褐藻多糖、褐藻胶、褐藻淀粉[4]的重要原料，具有很高的生态和经济价值。目前，国内外铜藻的研究主要为人工繁育[2]、多糖类及甾醇类成分研究[5-7]、生态和遗传学研究[8-9]等，铜藻营养研究方向的报道仅见Zakir Hossain等[10]研究了日本富山县沿海的铜藻生化成分和简单脂组成，以及Masatoshi Nomura等[11]研究了日本北部沿海铜藻总脂和脂肪酸的季节变化，而铜藻的氨基酸组成及营养学评价尚未见报道。本研究对铜藻营养成分进行分析及评价，旨在丰富国内外对铜藻的营养学研究，为铜藻资源的开发利用提供基础。

1　材料与方法

1.1材料

实验铜藻为5月中旬采集于荣成海域。蒸馏水洗净后，一部分自然晾干，用于常规营养成分的检测；另一部分冷冻干燥后保存于-70℃冰箱，用于脂肪酸和氨基酸的测定。

1.2分析方法

1.2.1常规营养成分测定水分：105℃烘箱干燥法[12]；灰分：550℃干法灰化法[13]；蛋白质：凯氏定氮法[14]；粗脂肪：索氏抽提法[15]；碳水化合物：减差法，即100-(水分+蛋白质+脂肪+灰分)[16]。

1.2.2氨基酸测定 样品经5 mol/L盐酸溶液水解24 h后，由氨基酸自动分析仪检测[17]。色氨酸因酸法水解破坏未检测。

1.2.3脂肪酸测定样品萃取的粗脂肪经甲酯化后，由气相色谱分析仪（GC-2010）检测[18]。

1.3蛋白质营养学评价

蛋白质营养学评价参照1973年联合国粮农组织/世界卫生组织（FAO/WHO）专家委员会建议的每克氮氨基酸评分标准模式[19]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模式[20]进行。

氨基酸（N）质量分数（mg/g）=（样品某种氨基酸质量÷样品粗蛋白质量）× 6.25× 1000 ；

蛋白质的氨基酸评分（AAS）=（样品某种氨基酸质量分数÷FAO/WHO标准模式中同种氨基酸质量分数）× 1 000 ；

蛋白质的化学评分（CS）=（样品某种氨基酸质量分数÷全鸡蛋蛋白质中同种氨基酸质量分数）× 100。

2　结果与分析

2.1常规营养成分

铜藻的常规营养成分以碳水化合物（质量分数为52.31 %）为主，灰分次之（质量分数为30.68 %），粗蛋白、粗脂肪质量分数相对较低，分别为8.31 %和8.80 %。（表1）

表1　铜藻与北方海域几种常见马尾藻常规营养成分质量分数的比较（干样）Table 1　Comparison of nutrition components between Sargassum horneri and several common Sargassum in the north China sea　　　　　　　　　%

2.2氨基酸构成及其营养评价

铜藻的氨基酸组成与含量如表2所示。除色氨酸因酸法水解破坏未检测外，共测出17种氨基酸，其中7种必需氨基酸，2种半必需氨基酸，8种非必需氨基酸。铜藻中（干样）氨基酸质量分数为8.24 %，必需氨基酸质量分数为2.22%，占氨基酸总量质量分数的26.94%。检测出的17种氨基酸中，谷氨酸质量分数最高为1.13%，其次是天门冬氨酸（1.10 %）、酪氨酸（1.02%）、胱氨酸 （0.87%），蛋氨酸质量分数最低，仅0.08%。

表2　铜藻与北方海域几种常见马尾藻氨基酸组成及含量Tab. 2　Composition and content of amino acids from Sargassum horneri and several common Sargassum in the north China sea　　　　　　w/%

本研究中，铜藻必需氨基酸总质量分数为3 091 mg/g，高于鸡蛋蛋白标准的2 960 mg/g，显著高于FAO/WHO氨基酸评分标准的2 190 mg/g。各必需氨基酸中蛋氨酸+胱氨酸和苯丙氨酸+酪氨酸的氨基酸质量分数（715、1045 mg/g ）显著高于FAO/WHO氨基酸评分标准（220、380 mg/g）和鸡蛋蛋白标准（386、565 mg/g），其氨基酸评分为325、275，化学评分为185、185。（表3）

表3　铜藻中必需氨基酸的评分Tab 3　Evaluation of essential amino acids from Sargassum horneri

2.3脂肪酸组成

本研究在铜藻中检测出9种脂肪酸（表4）。饱和脂肪酸以低碳数脂肪酸为主，分别为豆蔻酸（C14：0）和棕榈酸（C16：0）；单不饱和脂肪酸分别为棕榈油酸（C16：1）和油酸（C18：1）；多不饱和脂肪酸以多碳数脂肪酸形式存在，分别为亚油酸（C18:2）、亚麻酸（C18：3）、花生二烯酸（C20：2）、花生四烯酸（C20：4）、EPA（C20：5）。

表4　铜藻与北方海域几种常见马尾藻脂肪酸组成及含量Tab. 4　Composition and content of fatty acids from Sargassum horneri and several common Sargassum in the north China sea　　　　　　　　　w/%

3　讨论

食品的常规营养成分评价主要以其蛋白质、脂肪、碳水化合物、灰分含量为标准。通常蛋白质、脂肪、碳水化合物的组成和含量是评价食品营养价值的重点，而灰分主要是由矿物元素的氧化物组成的，因此灰分的含量也可以用于评价食品中矿物质含量的丰富程度。与以前报道的北方海域的鼠尾藻（Sargassum thunbergii）[21-22]、海黍子（Sargassum kjellmaniamum）[22-23]、羊栖菜（Sargassum fusiforme）[22]相比，铜藻的粗蛋白和碳水化合物显著低于其他3种马尾藻，粗脂肪和灰分显著高于其他3种马尾藻。因此铜藻除了能够为人体提供蛋白质、脂肪和碳水化合物外，还可补充多种矿物质等。

酪氨酸与肾上腺素、甲状腺素等激素生成有关，在酶的作用下酪氨酸也可生成黑色素。酪氨酸和苯丙氨酸同为芳香族氨基酸，人体内酪氨酸的生理活性可由苯丙氨酸替代，在食物酪氨酸丰富的情况下可减少人体苯丙氨酸的需求量；胱氨酸可形成血浆蛋白和角蛋白，可将代谢产物解毒，还参与牛胆质、谷氨酸、胰岛素的形成，胱氨酸与蛋氨酸同属含硫氨基酸，蛋氨酸可转化为胱氨酸，但胱氨酸不能转化为蛋氨酸，食物中丰富的胱氨酸可减少人体内蛋氨酸额外消耗[24]。与北方海域其他马尾藻[21-23]比较，铜藻酪氨酸、胱氨酸含量丰富，酪氨酸为其他几种马尾藻的2～4倍，胱氨酸在其他3种马尾藻中含量极低。铜藻必需氨基酸占总氨基酸的比例（EAA/TAA，26.94%）较羊栖菜[22]高，较鼠尾藻[21-22]和海黍子[22,23]显著降低，必需氨基酸和非必需氨基酸的比例（EAA/NEAA，39.71%）与同为黄海海域的鼠尾藻[22]、海黍子[22-23]、羊栖菜[22]差异不显著，极显著低于渤海海域的鼠尾藻[21]。

谷氨酸、天门冬氨酸、丙氨酸、甘氨酸、精氨酸等氨基酸不仅是参与人体代谢的重要生理活性物质，因其自身呈酸、甜等鲜美滋味，又被称为鲜味氨基酸。鲜味氨基酸的总量决定了食物味道的鲜美程度。本研究铜藻中含量最高的2种氨基酸：谷氨酸和天门冬氨酸均属鲜味氨基酸，此外铜藻中的丙氨酸、甘氨酸、精氨酸3种鲜味氨基酸总量也达到了1.13 g/100g。5种鲜味氨基酸总量高达3.36 g/100g，占氨基酸总量的40.78%。

蛋白质的营养价值评价取决于其氨基酸组成和含量，当前研究工作者通常以1973年FAO/WHO制定的以婴幼儿必需氨基酸需要量为最低限度的每克氮氨基酸评分标准模式[19]和以营养最全面的鸡蛋蛋白组成及含量为标准制定的鸡蛋蛋白模式[10]作为蛋白质营养价值评定的标准。以氨基酸评分和化学评分为标准，铜藻的第一限制氨基酸为异亮氨酸，第二限制氨基酸为亮氨酸和赖氨酸，这三种氨基酸的含量不能满足人体所需，需要通过其他途径补充。

花生四烯酸（ARA）是人体大脑和视神经发育的重要物质，对提高智力和增强视敏度具有重要作用[25]。EPA可帮助降低胆固醇和甘油三酯的含量，促进体内饱和脂肪酸代谢，从而降低血液粘稠度，增进血液循环，提高组织供氧而消除疲劳[26]。花生四烯酸和EPA是人体不可缺少的必需脂肪酸，虽然亚油酸、亚麻酸在人体内可以转化为花生四烯酸和EPA，但此反应在人体中的速度很慢且转化量很少，远远不能满足人体对二者的需要，因此必须从食物中直接补充。铜藻脂肪中不饱和脂肪酸含量丰富，占总脂肪的51.51%，其中多不饱和脂肪酸含量占总脂肪的32.34%。与其他马尾藻[22-23]比较，铜藻多不饱和脂肪酸以花生四烯酸（占总脂肪的12.27%）和EPA（占总脂肪的6.42%）为主，而鼠尾藻[22]、海黍子[22-23]、羊栖菜[22]多不饱和脂肪酸均以亚油酸和亚麻酸为主。

本研究通过对铜藻常规营养成分的分析与营养学评价，发现其含有丰富的碳水化合物和矿物质元素，蛋白质氨基酸组成完全且人体必需氨基酸质量分数较高，含有大量不饱和脂肪酸，尤其是多不饱和脂肪酸含量较高，具有较高的食用价值和保健作用，开发前景广阔。

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（责任编辑：陈庄）

Nutrient Analysis of Sargassum horneri and Its Nutritional Evaluation

HU Bin1,2，SONG Li-ping1,2，MAO Shu-quan1，MA Guo-hong1
(1. Freshwater Fisheries Research Institute of Shandong Province，Ji Nan 250013，China; 2. Key Laboratory of Freshwater Fisheries Genetics and Breeding of Shandong Province，Ji Nan 250013，China）

Nutritional components of Sargassum horneri were analyzed with routine methods. The results showed that mass fraction of crude protein, crude fat，carbohydrate and ash from absolute-dried sample were 8.31%，8.80%，52.31% and 30.68%，respectively. Except tryptophan，17 kinds of amino acids were detected from Sargassum horneri , 7 of which are essential amino acids for human body（26.94% of the total amino acids）. Composition of essential amino acids basically conforms to the FAO/WHO standard. The main limiting amino acids of Sargassum horneri were isoleucine，leucine，lysine. The umami amino acids accounted for 40.78% of the total amino acids. The content of polyunsaturated fatty acids covers 32.34% of the total fatty acids . The content of ARA and EPA cover 12.27% and 6.42% of the total fatty acids，respectively. The results showed that Sargassum horneri had a high edible value and health effects.

Sargassum horneri；nutrient constituent；nutritional evaluation

S917.3

A

1673-9159（2015）06-0100-05

10.3969/j.issn.1673-9159.2015.06.018

2015-09-16

海洋公益性行业科研专项经费项目（201505022）

胡斌（1980—），男，助理研究员，研究方向为动物营养学研究。 E-mail:b-hu@163.com.