鱼礁区与池塘养殖刺参体壁营养成分的分析及评价

万玉美，赵春龙，崔兆进，赵海涛，付仲，赵雅贤，杨超臣

(1.河北农业大学 海洋学院，河北 秦皇岛 066000；2.河北省海洋与水产科学研究院，河北 秦皇岛 066200；3.中国水产科学研究院 北戴河中心实验站，河北 秦皇岛 066100)



鱼礁区与池塘养殖刺参体壁营养成分的分析及评价

万玉美1，赵春龙2，崔兆进2，赵海涛2，付仲2，赵雅贤3，杨超臣2

(1.河北农业大学 海洋学院，河北 秦皇岛 066000；2.河北省海洋与水产科学研究院，河北 秦皇岛 066200；3.中国水产科学研究院 北戴河中心实验站，河北 秦皇岛 066100)

摘要:为了解人工鱼礁区和池塘两种养殖模式下刺参Apostichopus joponicus体壁营养成分及品质的差别，采用生化分析方法对两种养殖模式的刺参(体质量约为200 g)体壁营养成分进行了测定、比较和评价。结果表明：鱼礁组刺参体壁的粗脂肪、胆固醇、碳水化合物含量和能量均显著低于池塘组(P<0.05)，灰分含量显著高于池塘组(P<0.05)，二者的水分和粗蛋白质含量无显著性差异(P>0.05);鱼礁组刺参体壁的Na和Mg含量均显著高于池塘组(P<0.05)，Ca、Fe、Cu、Mn含量均显著低于池塘组(P<0.05)；鱼礁组刺参体壁的氨基酸总量和鲜味氨基酸总量均显著高于池塘组(P<0.05)，而必需氨基酸总量与池塘组无显著性差异(P>0.05)；除苏氨酸外，鱼礁和池塘组刺参的氨基酸评分(AAS)和化学评分(CS)值均小于1，二者的饱和脂肪酸总量、不饱和脂肪酸总量均无显著性差异(P>0.05)；鱼礁组脂肪酸中仅C16:1和C20:5n3含量显著低于池塘组(P<0.05)，其余均无显著性差异(P>0.05)。研究表明，养殖模式会影响刺参营养成分和风味物质的组成和含量，在人工鱼礁区养殖的刺参，其营养价值优于池塘养殖刺参。

关键词:刺参；鱼礁养殖；池塘养殖；体壁；营养成分

刺参Apostichopusjoponicus又名仿刺参，富含人体必需的营养物质和生物活性物质等，具有提高机体免疫力、抗衰老、抗肿瘤、促进造血功能、抗凝血、预防高血脂等功效，是倍受人们喜爱的佳肴和高级滋补品。随着市场需求量的急剧上升，刺参人工养殖业已成为海水养殖支柱产业。目前，中国的山东、辽宁和河北地区为刺参的主要养殖区，养殖模式以池塘养殖为主，另外还有一些其他的养殖模式，如工厂化养殖、深水井大棚养殖、浅海网笼(箱)养殖和围堰(网)养殖[1]，以及新的生态养殖模式——人工鱼礁区养殖[2]。在人工鱼礁区养殖刺参不仅可提高刺参的产量，还起到了修复海洋渔业资源的重要作用，具有非常好的发展前景。由于刺参的营养成分和价值与其养殖环境、生长阶段和生长过程中的饵料组成有关，因此，人工鱼礁养殖刺参的营养成分和营养价值究竟如何，也成为人们关注的问题。

近年来，不少学者对刺参的营养成分进行了研究，对不同年龄[3]、不同发育阶段[4]、不同季节[5]、不同组织刺参的营养成分[6-8]，以及野生刺参营养成分[9-10]和野生与养殖刺参营养成分的比较[11]等进行了分析。结果表明，刺参体内的营养成分会随组织[6-8]、年龄[3]、季节[5,9]、饵料[12]、性别[13]的不同而存在差异。但对于不同养殖模式下刺参营养成分和营养价值评价的变化，以及人工鱼礁区养殖刺参的营养成分的研究鲜见报道。本研究中，以刺参为研究对象，对在人工鱼礁区养殖和池塘养殖的刺参体壁营养成分进行了测定、比较和评价，以期为人工鱼礁区养殖刺参模式的推广以及人工配合饵料的研发提供基础资料。

1材料与方法

1.1材料

试验用刺参为人工鱼礁区和池塘两种养殖模式下同一日龄、同一批次的刺参苗种，分别于2013年12月2日—3日采自河北省南戴河人工鱼礁区养殖海域和乐亭养殖池塘，体质量分别为(200.00±7.84)、(208.00±6.91)g。鱼礁组和池塘组均设3个平行，随机采样3次，每次各取5头。擦干刺参体表后称重，解剖取其体壁部分，混合后置于密封袋中，于-80 ℃下保存，用于试验测定，每组样品均测定3次。

1.2方法

1.2.1一般营养成分的测定分别采用直接干燥法(GB/T5009.3—2010)、高温灼烧法(GB/T5009.4—2010)、凯氏定氮法(GB/T5009.5—2010)、索氏抽提法(GB/T5009.6—2003)、高效液相色谱法(GB/T22220—2008)测定水分、灰分、蛋白质、粗脂肪、胆固醇含量。刺参样品经无水乙醇-氢氧化钾溶液皂化、石油醚和无水乙醚混合溶液提取、甲醇溶液定量后，采用高效液相色谱仪进行测定，以外标法定量。总碳水化合物由减法获得[14]，即

总碳水化合物含量=100%-(蛋白质+水分+灰分+脂肪)%。

参照中国食物成分表测定能量，根据下式[14]计算：

能量=蛋白质含量×17+脂肪含量×37+总碳水化合物含量×17。

1.2.2常量和微量元素的测定采用原子吸收光谱法(GB/T5009.13—2003、GB/T5009.14—2003)测定Cu、Zn含量；采用原子分光光度法(GB/T5009.90—2003)测定Fe、Mg、Mn含量；采用火焰发射光谱法(GB/T5009.91—2003)测定K、Na含量；采用原子吸收分光光度法(GB/T5009.92—2003)测定Ca含量。

1.2.3氨基酸含量的测定参照GB/T5009.124—2003中的方法，将样品首先进行水解处理，除了用于测定胱氨酸含量的样品用过甲酸氧化法处理以及用于测定色氨酸含量的样品用4.2 mol/L氢氧化钠溶液水解外，用于测定其他氨基酸含量的样品均用6 mol/L盐酸溶液在110 ℃下水解处理，样品处理后采用日立8900型氨基酸自动分析仪，以外标法测定样品的氨基酸含量。

1.2.4脂肪酸含量的测定采用水解提取-气相色谱法(GB/T22223—2008)，将样品加入内标物后，在70~80 ℃下水解，将水解液经乙醚溶液提取后，刺参脂肪提取物在碱性条件下进行脂肪的皂化和脂肪酸的甲酯化，采用日本岛津GC-2010气相色谱仪的毛细管气相色谱，以内标法测定脂肪酸甲酯含量，计算饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸含量。

1.2.5营养价值的评价根据氨基酸评分标准模式(FAO/WHO，1973年)和鸡蛋蛋白质氨基酸标准模式(中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所，1991年)进行鱼礁组和池塘组刺参营养价值的评价和比较，氨基酸评分(AAS)和化学评分(CS)按下列公式[14-15]计算：

氨基酸评分(AAS)=

化学评分(CS)=

1.3数据处理

利用SPSS 19.0 软件进行数据处理和统计分析，采用独立样本t检验进行差异显著性检验，显著性水平设为0.05。

2结果与分析

2.1一般营养成分

从表1可见：鱼礁区养殖刺参体壁的水分和粗蛋白质含量与池塘养殖刺参无显著性差异(P>0.05)，而粗脂肪、胆固醇、碳水化合物含量和能量显著低于池塘养殖刺参(P<0.05)，灰分含量则显著高于池塘养殖刺参(P<0.05)。

表1鱼礁区和池塘养殖刺参体壁的营养成分

Tab.1Nutrient composition in body walls of sea cucumberApostichopusjoponicusfarmed in reef areas and ponds

w/%

注：同列中标有不同小写字母者表示组间有显著性差异(P<0.05)，标有相同小写字母者表示组间无显著性差异(P>0.05),下同

Note:The means with different letters within the same column are significantly different at the 0.05 probability level, and the means with the same letters within the same column are not significant differences, et sequentia

2.2常量与微量元素含量

从表2可见：鱼礁区与池塘养殖刺参体壁中含量最高的常量元素均是Na，其次是Mg、Ca和K；鱼礁组刺参体壁的Na和Mg含量显著高于池塘组(P<0.05)，而Ca含量显著低于池塘组(P<0.05)，二者的K含量无显著性差异(P>0.05)；鱼礁区与池塘养殖刺参体壁中含量最高的微量元素均是Fe，其次是Zn、Cu和Mn，鱼礁组刺参体壁的Fe、Cu和Mn含量显著低于池塘组(P<0.05)，二者的Zn含量无显著性差异(P>0.05)。

表2鱼礁区和池塘养殖刺参体壁的常量与微量元素含量

Tab.2Macro- and microelements in body walls of sea cucumberApostichopusjoponicusfarmed in reef areas and ponds

mg/kg

2.3氨基酸含量

鱼礁区和池塘养殖刺参体壁中的氨基酸含量见表3。从表3可见：两组刺参体壁的氨基酸组成相同，均检测出18种氨基酸，鱼礁组氨基酸总量为49.04%±0.84%，显著高于池塘组(P<0.05);鱼礁组必需氨基酸总量与池塘组无显著性差异(P>0.05)，其中鱼礁组苯丙氨酸含量显著低于池塘组(P<0.05)，而苏氨酸含量则显著高于池塘组(P<0.05)，其余必需氨基酸含量无显著性差异(P>0.05);鱼礁组非必需氨基酸总量为37.63%±0.62%，显著高于池塘组(P<0.05)；鱼礁组鲜味氨基酸总量为 24.86%±0.35%，显著高于池塘组(P<0.05)，其中天门冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸和丙氨酸4种鲜味氨基酸的含量均显著高于池塘组(P<0.05)。

从表4可见：根据刺参体壁必需氨基酸的AAS和CS评分结果，鱼礁区和池塘养殖刺参体壁中第一限制氨基酸均为色氨酸，第二限制氨基酸均为赖氨酸；两组刺参除苏氨酸外，其余必需氨基酸的AAS和CS分值均小于1；鱼礁组赖氨酸、色氨酸和苯丙氨酸+酪氨酸的AAS和CS分值均显著低于池塘组(P<0.05)，而苏氨酸的AAS和CS分值则显著高于池塘组(P<0.05)，其余氨基酸的AAS和CS分值二者均无显著性差异(P>0.05)。

2.4脂肪酸含量

从表5可见：鱼礁区和池塘养殖刺参体壁共检测出脂肪酸12种，其中饱和脂肪酸2种，不饱和脂肪酸10种。鱼礁组、养殖组刺参体壁饱和脂肪酸总量分别为(50.4±12.8)%、(64.0±2.9)%，不饱和脂肪酸总量分别为(122.2±16.2)%、(152.0±4.3)%，均无显著性差异(P>0.05)；两组刺参体壁的不饱和脂肪酸组成不同，鱼礁组未检测到不饱和脂肪酸C20:1、C20:3n3、C24:1，而池塘组刺参未检测到不饱和脂肪酸C18:2n6c和C22:2。各脂肪酸含量的显著性分析表明，鱼礁组C16:1和C20:5n3含量均显著低于池塘组(P<0.05)，二者的其余脂肪酸含量均无显著性差异(P>0.05)。

表3鱼礁区和池塘养殖刺参体壁的氨基酸含量

Tab.3Amino acid contents in body walls of sea cucumberApostichopusjoponicusfarmed in reef areas and ponds

%

注：1)*为必需氨基酸，#为鲜味氨基酸；2)同行中标有不同小写字母者表示组间有显著性差异(P<0.05)，标有相同小写字母者表示组间无显著性差异(P>0.05),下同

Note:1)* denotes essential amino acids，# denotes flavor amino acids；2)The means with different letters within the same line are significantly different at the 0.05 probability level, and the means with the same letters within the same line are not significant differences, et sequentia

表4　鱼礁区和池塘养殖刺参的氨基酸评分、化学评分

注：*为第一限制氨基酸;**为第二限制氨基酸

Note:*means the first limiting amino acid;**means the second limiting amino acid

表5鱼礁区和池塘养殖刺参体壁的脂肪酸含量

Tab.5Fatty acid contents in body walls of sea cucumberApostichopusjoponicusfarmed in reef areas and ponds

%

注：—表示未检出

Note:—means undetermined

3讨论

蛋白质、脂肪的种类和含量是刺参营养价值的体现，蛋白质含量主要取决于品种和大小等内在因素，受外部养殖因素的影响很小[16]，这与本研究结果一致。本研究中,两种养殖模式的刺参体壁粗蛋白质含量无显著性差异，其蛋白质含量与李丹彤等[9]、韩华[3]报道的一致。鱼礁区养殖的刺参体壁水分、粗脂肪和胆固醇含量显著低于池塘养殖刺参，而灰分含量显著高于池塘养殖刺参，这可能是由于两种养殖模式的养殖环境和饵料生物差异造成的。两种养殖模式的刺参体壁水分含量都很高，这与李丹彤等[10]、高菲[5]报道的一致，这是由于刺参体壁水分含量呈现显著的季节性变化，在11月份水分含量最高。就一般营养成分而言，鱼礁区养殖的刺参品质更高。

本研究中，刺参体壁的微量元素中Fe含量最高，其次是Zn含量。其中，鱼礁组和池塘组刺参Fe含量均高于花刺参Stichopusvariegatus[17]、绿刺参Stichopuschloronotus[17]、青刺参Apostichopusjaponicus[18]，鱼礁组刺参低于梅花参Thelenotaananas，而池塘组高于梅花参[17]；鱼礁组和池塘组刺参的Zn含量均高于花刺参[17]，低于梅花参[17]和红刺参Apostichopusjaponicus[18]。鱼礁组刺参体壁Fe、Cu和Mn含量显著低于池塘组，而二者的Zn含量无显著性差异。研究表明，水产动物矿物质来源主要包括从水域环境中直接吸收和饵料来源两个方面，因此，水产动物体内矿物质元素的组成和含量与不同水体环境和饵料情况有非常密切的关系[16]。本研究中两种养殖模式的刺参处于同一生长期，因此，可以认为鱼礁区和池塘养殖刺参的常量与微量元素差异是由于不同养殖模式的养殖环境和饵料差异造成的。

研究表明，季节、饵料的不同对无脊椎动物氨基酸组成有显著影响[10,19-23]。这与本研究结果较为一致，本研究中鱼礁区养殖刺参的氨基酸总量、非必需氨基酸总量和呈味氨基酸总量均显著高于池塘养殖刺参，而二者的必需氨基酸总量无显著性差异，这可能是由于鱼礁区刺参与池塘组刺参分别位于不同的养殖方式下，其饵料生物组成存在一定的差异所造成的；同时，鱼礁组和池塘组刺参体壁的氨基酸总量、必需氨基酸总量、呈味氨基酸总量与高菲[5]报道的基本一致，但明显高于李丹彤等[10]对獐子岛刺参的报道，这也是由于不同养殖模式下的饵料差异所造成的。鱼礁组和池塘组刺参的呈味氨基酸总量占氨基酸总量的比例高于獐子岛野生海参[10]，表明人工鱼礁区养殖和池塘养殖的刺参都具有浓郁的海鲜风味。就两种养殖模式刺参的AAS和CS而言，除苏氨酸外，其余必需氨基酸的AAS和CS值均小于1，这与李丹彤等[9]、高菲[5]的研究结果一致，其值高于大连獐子岛野生刺参，低于青岛胶南池塘养殖刺参，这可能是由于刺参性别、生长阶段、生长环境和饵料组成的差异，导致其体壁的营养成分也不同。

脂肪酸(特别是不饱和脂肪酸)的组成及含量是评价食物营养价值、海鲜风味的重要指标之一[24]。本研究中，鱼礁区和池塘养殖的刺参体壁共检出不饱和脂肪酸10种，脂肪酸种类低于獐子岛海参[9-10]和青岛胶南池塘养殖刺参[5]，这可能与试验测定差异有关，有待进一步试验验证。鱼礁组、池塘组刺参体壁不饱和脂肪酸总量均远高于饱和脂肪酸，且两种养殖模式无显著性差异。鱼礁组EPA含量显著低于池塘组，而二者的DHA含量无显著性差异；池塘组检测到的不饱和脂肪酸数量多于鱼礁组。就脂肪酸的组成和含量而言，池塘养殖刺参优于鱼礁区养殖刺参。

综上所述，养殖模式会影响刺参营养成分和风味物质的组成和含量，仅就微量元素而言，池塘组养殖刺参优于鱼礁组；而就整体营养成分而言，人工鱼礁区养殖刺参的营养价值优于池塘养殖刺参，更具有浓郁的海鲜风味。建议在人工鱼礁区养殖刺参模式中应注意海域饵料组成。

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Analysis and evaluation of nutrient components in body walls of

sea cucumberApostichopusjoponicusfarmed in reefs and ponds

WAN Yu-mei1, ZHAO Chun-long2, CUI Zhao-jin2, ZHAO Hai-tao2,

FU Zhong2,ZHAO Ya-xian3, YANG Chao-chen2

(1.College of Ocean, Agricultural University of Hebei, Qinhuangdao 066000, China; 2.Hebei Ocean and Fisheries Science Research Institute, Qinhuangdao 066200, China; 3.Beidaihe Central Experiment Station, Chinese Academy of Fishery Sciences, Qinhuangdao 066100, China)

Abstract：Nutrient compositions were analyzed and evaluated in body walls of sea cucumber Apostichopus joponicus(body weight about 200 g) farmed in artificial reefs and ponds to understand the nutrient value of reef- and pond- reared sea cucumber. The results showed that there were significantly lower crude fatty, cholesterol, content and energy values (P<0.05) and significantly higher crude ash content (P<0.05) in the sea cucumber farmed in reefs than the one reared in the ponds, without significant differences in moisture and crude protein (P>0.05). However, the sea cucumber farmed in artificial reefs had significantly higher Na and Mg contents and significantly lower Ca, Fe, Cu and Mn contents in the sea cucumber farmed in the reef group than those in the ponds (P<0.05). The sea cucumber farmed in reefs had significantly higher total amino acids and total tasty amino acids contents than the sea cucumber farmed in ponds did (P<0.05), without significant difference in total essential amino acid content between the two groups. With the exception of Thr, both AAS and CS were found to be less than 1 in reef- and pond- reared sea cucumber. There were no significant difference in total saturated fatty acid and unsaturated fatty acid contents between reef- and pond- reared sea cucumber. However, the sea cucumber farmed in reefs had significantly lower C16:1and C20:5n3contents than the sea cucumber farmed in ponds did (P<0.05), without significant difference in other fatty acid contents between reef- and pond- reared sea cucumber. The findings indicate that the composition and content of nutrients and flavor substances in sea cucumber culture are affected by the culture pattern, the reef-reared sea cucumber is characterized by higher contents in protein, essential amino acid and tasty amino acids, and by lower content of fatty and cholesterol, superior to the sea cucumber farmed in ponds.

Key words：Apostichopus joponicus; farming in reef; farming in a pond; body wall; nutrient composition

通信作者：赵春龙(1968—)， 男， 研究员。E-mail:zhaochunlong1968@163.com

作者简介：万玉美(1984—)， 女， 硕士， 助教。E-mail:wanym2012@163.com

基金项目：河北省科技计划项目(11240502D)；河北省现代农业产业技术体系特色海产品创新团队

收稿日期：2014-10-29

中图分类号：TS254.1

文献标志码：A

文章编号：2095-1388(2015)02-0190-06

DOI：10.3969/J.ISSN.2095-1388.2015.02.015