紫海胆黄基本营养成分的分析与评价

徐清云潘 南吴靖娜刘淑集刘智禹陈丽娇

（1福建农林大学食品科学学院，福建福州，350002；2福建省水产研究所，国家海水鱼类加工技术研发分中心，福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室，福建厦门361013；3福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心，福建厦门361013）

紫海胆黄基本营养成分的分析与评价

徐清云1，2，潘 南2，3，吴靖娜2，3，刘淑集2，3，刘智禹2，3，陈丽娇1

（1福建农林大学食品科学学院，福建福州，350002；2福建省水产研究所，国家海水鱼类加工技术研发分中心，福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室，福建厦门361013；3福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心，福建厦门361013）

为了测定紫海胆黄中的营养成分，并对其营养价值进行系统分析及合理评价，采用国家标准的生化测定方法以及美国化学分析方法（AOAC）检测海胆黄中的水分、粗灰分、粗蛋白质、粗脂肪、总糖、氨基酸、脂肪酸及矿物质。结果显示：海胆黄粉中水分含量（5.29±0.02）%，粗灰分（8.69±0.03）%，粗蛋白质（60.36±0.04）%，粗脂肪（25.32±0.09）%，总糖含量（0.044±0.002）mg／100 g；共检出18种氨基酸，总含量（46.50±0.89）%；谷氨酸含量最高，为（5.57±0.11）%；必须氨基酸占总氨基酸的（37.75±0.01）%；主要的限制氨基酸是色氨酸和亮氨酸；药效氨基酸占氨基酸总量的46.86%；蛋白质氨基酸评分（AAS）＞0.8，化学评分（CS）＞0.5；必需氨基酸指数（EAAI）为77.86；共检出30种脂肪酸，EPA（二十碳五烯酸）＋DHA（二十二碳六烯酸）含量（2.43±0.05）%；海胆黄富含钾、磷、钠、镁、铁、锌等矿物质元素；常量元素中，磷元素含量最高，为（1 432.27±8.91）mg／100 g；微量元素中，锌元素含量最高，为（13.13±0.09）mg／100 g。研究表明，海胆黄中蛋白质含量丰富，氨基酸种类多、比例合理，脂质含量高且富含EPA、DHA等多不饱和脂肪酸，矿物质含量丰富。

海胆黄；紫海胆；营养成分；营养分析

海胆属于棘皮动物（Echinodermata），海胆纲（Echinoidea），常见的种类有球海胆科、刻肋海胆科、长海胆科、毒棘海胆科和蛛网海胆科等共100余种，可食用型经济海胆仅10余种，主要是虾夷马 粪 海 胆 中 间 球 海 胆 （Strongylocentrotus intermedius）、光棘球 海胆 （Strongylocentrotus nudus）、马粪海胆（Hemicentrotus pulcherrimus）、紫海 胆 （Anthocidariscrassispina）、 海 刺 猬（Glyptocidaris crenularis）等［1］。海胆的生殖腺（雄性精巢和雌性卵巢），其形状似月牙形，呈橙黄色，俗称海胆黄（即外壳包裹的体腔内5小块黄色稠粥样物），占海胆全重的10%～20%。海胆黄为名贵的海产营养食品，含有丰富的蛋白质、多糖、脂肪酸、维生素及各种微量元素和激素等，是对人体十分有益的营养成分［2］。中国海胆资源丰富。目前国内外对海胆资源利用不够充分，综合开发利用水平较低［3］。对海胆资源的研究多针对其生长习性、物种系统进化、生长发育及食品加工、活性物质等［4］，对海胆黄的主要营养价值系统的分析与评价却鲜有报道。本研究采用国家标准的生化测定方法及美国化学分析方法（AOAC）对紫海胆生殖腺中的氨基酸、脂肪酸、矿物质等营养成分进行分析与评价，为海胆资源的综合开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜的紫海胆黄：海胆于2016年5月购自广东深圳市南澳镇。该批海胆由渔民捕获于深圳南澳与香港西贡近海海域，经福建省水产研究所实验室鉴定为紫海胆，上岸后随即开壳、取出海胆黄，其形状似月牙形，呈橙黄色，－20℃冰冻，冷链物流运输至福建省水产研究所实验室，冷冻干燥，将干燥后的粉末于－20℃储藏备用。

试剂与生产企业：氯仿、甲醇、浓硫酸、石油醚、盐酸、氢氧化钠、硼酸、葡萄糖（均为分析纯），国药集团化学试剂有限公司；高效凯氏定氮催化剂片（催化剂片），北京金元兴科科技有限公司。

仪器与生产企业：GC2010气相色谱仪，日本岛津公司；WJX－A 1000高速多功能粉碎机，上海缘沃工贸有限公司；BILON－T－502低温冷却循环装置，比朗实验设备有限公司；L－8800型氨基酸自动分析仪，日本日立公司；Infinite 200 PRO酶标仪，瑞士Tecan公司；KDN－103F型自动凯氏定氮仪、HYP－1008型八孔消化炉，上海纤检仪器有限公司；SX2－P箱式马弗炉，上海一恒科技有限公司；MA35水分测定仪、BSA224S型电子分析天平，德国赛多利斯集团；R系列旋转蒸发器，上海申生科技有限公司。

1.2 方法

样品制备：使用镊子去除新鲜海胆黄杂质，蒸馏水漂洗，真空冷冻干燥，经粉碎研磨制得海胆黄粉末，真空包装，－20℃储藏备用。

营养成分分析方法：水分采用直接干燥法（GB 5009.3—2010），利用干燥前后质量计算出水分含量；粗蛋白质采用凯氏定氮法（GB 5009.5—2010），根据测得的氨量计算出蛋白质含量；总糖采用分光光度法（GB／T 9695.31—2008），利用在一定范围内吸光度值与糖浓度成正比测出糖的含量；粗灰分采用高温灰化法（GB 5009.4—2010），在高温下灼烧一定时间得到灰分；粗脂肪，据报道［5］，Folch法在测定海产品总脂肪时优于Bligh＆Dyer法，故采用Folch法［6］（氯仿－甲醇）测定海胆黄中的总脂肪含量；氨基酸采用《食品中氨基酸的测定》（GB／T 5009.124—2003），将样品经盐酸水解后利用氨基酸自动分析仪测定17种氨基酸，其中，采用荧光光度计法测定色氨酸的含量；脂肪酸采用AOAC 996.06—2008［7］，样品经过甲酯化后利用气相色谱进行分析，根据出峰时间定性、峰面积定量来测定脂肪酸含量；矿物质元素采用GB／T 5009.13（14、90、91、92）—2003测定铜、锌、铁、镁、锰、钾、钠、钙的含量；采用GB 5009.93—2010测定硒含量；用硝酸将试样溶解，采用ICP－MS［8］测定磷含量。

1.3 氨基酸营养价值评价

根据联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO／WHO）的建议，对每克氮中氨基酸评分标准模式［9］以及全鸡蛋蛋白质氨基酸模式［10］进行比较，对海胆黄进行相应的营养评价，蛋白质氨基酸评分（AAS）、化学评分（CS）和必需氨基酸指数（EAAI）［11］的计算公式如下：

式中：M—氨基酸含量，mg／g N；n—样品中某一氨基酸含量，mg／g N；nPro—样品中粗蛋白质含量，mg／g N；m—待测样品中蛋白质某一必需氨基酸含量，mg／g N；B（FAO／WHO）—FAO评分模式中某种必需氨基酸含量，mg／g N；BEgg—鸡蛋蛋白质中同种必需氨基酸的含量，mg／g N；A、B、C、…、I—样品中蛋白质的必需氨基酸含量，mg／g N，；AE、BE、CE、…、IE—鸡蛋蛋白质中的必需氨基酸含量，mg／g N；t—比较的氨基酸种类个数。

1.4数据处理

所有测量均一式三份（n＝3），利用SPSS对数据进行分析，数据报告均为平均值±标准差。

2 结果与分析

2.1 基本营养成分分析

紫海胆黄粉中的主要营养成分：粗蛋白质含量（60.36±0.04）%（n＝3）、粗脂肪含量（25.32±0.09）%（n＝3），这和朱蓓薇［12］测定的光棘球海胆黄中的粗蛋白质（44.5%）、粗脂肪（28.3%）和童圣英条［13］测定的虾夷马粪海胆中的粗蛋白质（55.6%）、粗脂肪（29.3%）含量相接近。不同种属海胆的产地各异、季节性、采集时间等因素的变化导致了结果的差异。紫海胆黄粉中的水分含量（5.29±0.02）%（n＝3）、粗灰分含量（8.69± 0.03）%（n＝3）、总糖含量（0.04±0.01）mg／100g（n＝3）。由此可见，海胆黄是一种含有丰富蛋白质与脂肪、营养价值高的原料。

2.2 氨基酸组分及营养评价

2.2.1 氨基酸组分

氨基酸组成的重要性主要体现在营养和风味两个方面［14］。紫海胆黄中的氨基酸种类齐全，共有18种（表1），总含量（46.50±0.89）%。其中，必需氨基酸含量占氨基酸总量（EAA／TAA）的（37.75±0.01）%，接近 FAO／WHO标准（约40%）［15］；必须氨基酸与非必须氨基酸的比值（EAA／NEAA）为（60.62±0.39）%，大于 FAO／WHO参考蛋白模式（＞60%）；药效氨基酸占氨基酸总量的46.22%。从营养层面看，紫海胆黄必需氨基酸中的赖氨酸含量［（3.94±0.09）%］最高，亮氨酸［（3.16±0.06）%］次之；非必须氨基酸中的谷氨酸含量［（5.57±0.11）%］最高，甘氨酸［（4.81± 0.10）%］次之。赖氨酸是谷类食物中的第一限制性氨基酸。研究表明，赖氨酸可以改善蛋白质的消化吸收［16］，食用海胆黄能弥补赖氨酸的缺乏，从而大大提升人体对于食物中蛋白质的消化吸收；谷氨酸具有红细胞生成和兴奋性传质作用，有益于改进和维持脑功能［17］，食用海胆黄可用以治疗神经衰弱和记忆力减退。从风味层面看，甘氨酸和丙氨酸起甜味作用，缬氨酸起苦味作用，谷氨酸起甘鲜作用［18］。紫海胆黄中的谷氨酸、甘氨酸为含量最丰富的氨基酸，为海胆黄的鲜甜可口奠定基础。综上所述，海胆黄在医学和营养学上都有很高的研究价值，具有开发成保健品或药剂的潜力。

表1 海胆黄的氨基酸组成Tab.1 Amino acids composition of proteins of sea urchin gonad

2.2.2 氨基酸营养价值评价

人体必需氨基酸的质量分数和构成［19］是评价食物中蛋白质营养价值的重要因素。根据联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO／WHO）的标准，对蛋白质氨基酸评分（AAS）、化学评分（CS）和必需氨基酸指数（EAAI）进行相应的计算和评价。

由表2可得，海胆黄中必需氨基酸含量为2 507 mg／g N，高于 FAO／WHO的蛋白质标准2 250 mg／g N，低于鸡蛋蛋白质3 066 mg／g N；AAS中的苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙＋酪氨、蛋＋胱氨酸、赖氨酸的数值均大于1，色氨酸和亮氨酸接近于1，说明海胆黄中的氨基酸种类丰富、含量合理；从AAS中得出亮氨酸是第一限制氨基酸，色氨酸是第二限制氨基酸；从CS得出，色氨酸是第一限制氨基酸，亮氨酸是第二限制氨基酸，由此可知，海胆黄中比较欠缺的氨基酸是色氨酸和亮氨酸；EAAI值为77.86。综上所述，海胆黄中的氨基酸种类丰富、比例合理，具有较高的营养价值。

表2 海胆黄中必需氨基酸组成评价Tab.2 Evaluation of essential amino acids composition in the sea urchin gonad

2.3 脂肪酸成分分析

参照AOAC 996.06—2008 GC－FID法［7］检测紫海胆黄中脂肪酸的组成，根据出峰时间定性、峰面积定量。由表3可知，从紫海胆黄中共测得30种脂肪酸，总含量（17.46±0.12）%。其中，8种饱和脂肪酸、6种单不饱和脂肪酸、14种多不饱和脂肪酸和2种反式脂肪酸分别占总脂肪酸的（51.89 ±0.07）%、（19.64±0.02）%、（26.75±0.08）%和（1.72±0.01）%。饱和脂肪酸中，C14∶0豆蔻酸和C16∶0棕榈酸的含量最高，两者在其他种属海胆虾夷马粪海胆（Strongylocentrotus pulcherrimus）、中间球海胆（S franciscanus，S.intermedius）和食用海胆（Echinus esculentus）中同样占据主导地位［20］。

单不饱和脂肪酸中，C18∶1（n＝9）油酸含量最高，C20∶1（n＝9）花生烯酸和C22∶1（n＝9）芥子酸的含量次之。研究表明，油酸在降低血液胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇（LDL－C）的同时，还能提高对人体有益的高密度脂蛋白胆固醇（HDL－C），因而可预防血栓形成，降低血压，从而减少引发心脑血管疾病的危险［21］。

多不饱和脂肪酸中，C20∶5（n＝3）EPA和C20∶4（n＝3）花生四烯酸AA／ARA的含量最高，该结果和其他种属海胆研究相似［20］。ω－3多不饱和脂肪酸具有预防心血管疾病、冠心病、慢性炎症性疾病如关节炎、哮喘等作用以及改善视觉功能等［22］。紫海胆黄中ω－3脂肪含量最高，为（2.76 ±0.07）%，其中的 DHA＋EPA含量为（2.43 ±0.05）%。ω－6多不饱和脂肪酸为必需脂肪酸，无法在人体内自行合成。在紫海胆黄中，ω－6多不饱和脂肪酸C18∶2（n＝6）亚油酸和C18∶3（n＝6）α－亚麻酸含量分别为（0.12±0.00）%和（0.06±0.01）%。医学研究表明，超过一定含量的ω－6∶ω－3比值，可能会增加一些疾病的概率［23］。人体过量摄入ω－6多不饱和脂肪酸将导致类二十烷酸代谢物的过量形成，特别是前列腺素、凝血恶烷、羟基脂肪酸和脂氧素。这些代谢产物的增多将增大血栓和炎症性疾病发病机率［24］。在紫海胆黄中，ω－6∶ω－3的比值为0.71，较高的ω－3比例有利于预防心血管疾病，特别是急性冠心病等，说明紫海胆黄有很高的医疗保健和营养价值。

表3 海胆黄脂肪酸组成及含量Tab.3 Fatty acid content in the sea urchin gonad

2.4 矿物质元素含量分析

在海胆黄中共测得5种常量元素、4种微量元素（表4），从表中可看出，海胆黄中富含人体所需的Na、Ca、Mg、P、Zn、Fe等元素。常量元素中磷的含量最高，为（1 432.27±8.91）mg／100 g；微量元素中锌的含量最高，为（13.13±0.094）mg／100 g。钙磷之比为1∶10，锌铜之比为43.76∶1，锌铁之比为2.98∶1。钙、磷、钾、铁、锌等均是人体组成的重要成分，根据测量结果显示海胆黄中矿物质含量丰富。

表4 海胆黄矿物质元素含量Tab.4 Mineral content in the sea urchin gonad

3 结论

采用国家标准的生化测定方法以及美国化学分析方法（AOAC）测定海胆黄中的基本营养成分，对结果进行了相关分析与评价。研究表明，海胆黄干粉的水分含量（5.29±0.02）%，粗灰分（8.69±0.03）%，粗脂肪（25.32±0.09）%，粗蛋白质（60.36±0.04）%，总糖含量（0.044±0.002）mg／100g。紫海胆黄中氨基酸的种类齐全，共检出18种氨基酸，总含量（46.50±0.89）%。其中，必需氨基酸含量高于FAO／WHO的蛋白质标准，谷氨酸、甘氨酸为含量最丰富的氨基酸，使海胆黄呈现鲜甜可口的风味。共检出30种脂肪酸，ω－6∶ω－3的比值为0.71，有利于预防心血管疾病，特别是急性冠心病等；矿物质和微量元素丰富，10种矿物质中磷含量最高，为（1 432.27±8.91）mg／100 g，其次为钾、钠。综上所述，海胆黄具有很高的营养价值和保健功能，对海胆黄的综合开发利用具有很大的意义。 □

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Analysis and evaluation of nutritional composition of sea urchin（Anthocidaris crassispina）gonad

XU Qingyun1，2，PAN Nan2，3，WU jingna2，3，LIU Shuji2，3，LIU Zhiyu2，3，CHEN Lijiao1
（1 Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002，China；2 Fisheries Research Institute of Fujian，National Research and Development Center for Marine Fish Processing，Key Laboratory of Cultivation and High－value Utilization of Marine Organisms in Fujian Province，Xiamen 361013，China；3 Fujian Collaborative Innovation Center for Exploitation and Utilization of Marine Biological Resources，Xiamen 361013，China）

To determine the nutritional composition of sea urchin gonad and systematically analyze and reasonably evaluate its national value，the nutritional standard biochemical assay method and Association of Official Analytical Chemists（AOAC）method were used to determine the moisture，crude ash，crude protein，crude fat，total sugar，amino acid，fatty acid，and minerals in sea urchin gonad.The results showed that，the moisture content was（5.29±0.02）%，crude ash（8.69±0.03）%，crude protein（51.31±0.09）%，crude fat（25.32±0.09）%and carbohydrate（0.044±0.002）mg／100 g；18 kinds of amino acids were detected with a total content of（46.50±0.89）%，the most predominant amino acid was glutamic acid，being（5.57±0.11）%，and the essential amino acids accounted for（37.75±0.01）%of the total amino acids.The main limiting amino acids were tryptophan and leucine，and medicinal qualities of amino acids accounted for 46.86%of the total amino acids.The evaluation scores were AAS＞0.8，CS＞0.5，and the essential amino acid index EAAI was 77.86.Thirty kinds of fatty acids were found in sea urchin gonad，the content of EPA and DHA was（2.43± 0.05）%；it was rich with mineral elements such as K，P，Na，Mg，Fe，Zn，etc..Among the major elements P was the highest in content with（1 432.27±8.91）mg／100g and Zn was the highest in the major trace elements being（13.13±0.09）mg／100g.The research indicates that sea urchin gonad is rich in protein，with many kinds of amino acids in reasonable proportion，high content of EPA and DHA as well as rich minerals.

sea urchin gonad；Anthocidaris crassispina；nutritional composition；nutritional analysis

TS254.1

A

1007－9580（2017）02－050－06

10.3969／j.issn.1007⁃9580.2017.02.009

2017－01－05

厦门市海洋经济发展专项（14CZP041HJ15）；福建重要海洋经济生物种质库与资源高效开发技术公共服务平台（14PZY017NF17）

徐清云（1989—），女，硕士研究生，研究方向：食品加工理论与应用。E－mail：949416291＠qq.com

陈丽娇（1962—），女，教授，研究方向：水产品保鲜与深加工、水产品资源综合利用。E－mail：chenlijiao＠126.com