藍斑背肛海兔不同組織的營養成分分析及評價

趙娟,孫玉林,溫倩鈺,王淑平,曾巧,黃楚欣,文菁,陳道海*

1(嶺南師范學院 生命科學與技術學院,廣東 湛江,524048) 2(廣東省粵西海鮮資源可持續利用工程技術研究中心,廣東 湛江,524048)

藍斑背肛海兔(NotarchusleachiicirrosusStimpson)隸屬于軟體動物門、腹足綱、無楯目、海兔科、海兔屬(Aplysia),主要分布于我國廣東、福建和海南等沿海。海兔體略呈紡錘形,身體底色多為黃褐至青綠色,背側面有許多黑色細點,間或有藍色的斑點,其頭部明顯,生有2對觸角,因其外形像兔子,故得名海兔。海兔常棲息在潮下帶的藻床中,以泥沙中的海藻、有機質及小型節肢動物等為食,遇刺激時其腺體會分泌紫色液體,使海水混濁而借以逃脫[1]。

海兔肉嫩味美,經處理后可配制成海兔醬食用或加工成鮮干品銷售[2]。它所產的卵群經晾曬處理后的干制品稱為“海粉”,可作為上等海味食材烹制湯肴或菜肴,味道鮮美可口,并兼有清熱滋陰、軟堅消炎以及抗腫瘤等藥用功效,是一種醫食同源的海味珍品[3-4]。目前國內外對海兔的研究報道主要集中在生長規律和人工育苗[5-6]、體內次生代謝產物及其藥用功效[7]、神經系統信號傳導[8]等方面。關于海兔營養價值的分析評價,目前只有對其卵群的研究[9],而對于海兔自身體組織的營養組成分析與評價還未見報道。因此,本研究以自然海區中藍斑背肛海兔的生殖腺、外套膜、肌肉和肝臟4種組織為研究對象,分別對其常規營養成分、氨基酸組成、脂肪酸組成以及礦物元素含量等指標進行分析與評價,旨在為藍斑背肛海兔資源的綜合開發與利用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

藍斑背肛海兔采集于廣東省湛江市雷州西部海域(東經109°56′36″,北緯20°26′21″),平均體重(115.47±15.78) g,平均體長(12.31±1.73) cm。加海水將50只活體海兔運輸回實驗室后,分別取其生殖腺、外套膜、肌肉和肝臟4種組織,用清水洗凈瀝干后保存于冰箱(-20 ℃)待測備用。

甲醇和正己烷(色譜純),德國Meker公司;37種脂肪酸甲酯混合標準品,美國Sigma-Aldrich公司;試驗中所用其他分析試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

LC-20AD高效液相色譜儀、GCMS-QP 2010氣相色譜質譜聯用儀,日本島津儀器有限公司;S-433D全自動氨基酸分析儀,德國塞卡姆公司;K9860全自動凱氏定氮儀,海能儀器有限公司;7500A電感耦合等離子體質譜儀,美國安捷倫公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 常規營養成分的測定

水分含量測定方法參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》;粗蛋白含量測定方法參照GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》;灰分含量測定方法參照GB 5009.4—2016《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》;粗脂肪含量測定方法參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》。

1.3.2 脂肪酸的測定

脂肪酸組成采用氣質聯用儀進行測定,方法參照GB 5009.168—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪酸的測定》。

1.3.3 氨基酸的測定

氨基酸組成采用全自動氨基酸分析儀進行測定,方法參照GB 5009.124—2016《食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》。

1.3.4 礦物元素的測定

礦物質元素含量采用電感耦合等離子體質譜儀進行測定,方法參照GB 5009.268—2016《食品安全國家標準 食品中多元素的測定》。

1.3.5 營養價值評價

根據聯合國糧農組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)/世界衛生組織(World Health Organization,WHO)建議的氨基酸評分(amino acid score,AAS)標準模式和中國預防醫學科學院營養與食品衛生研究所提出的雞蛋蛋白質的化學評分(chemical score,CS)模式進行營養價值評定,分別以AAS、CS和必需氨基酸指數(essential amino acid index,EAAI)評價海兔不同組織的氨基酸營養價值,計算如公式(1)～公式(3)所示:

氨基酸評分=

(1)

化學評分=

(2)

(3)

式中:n為參與計算的必需氨基酸的個數;b1、b2…bn為樣品蛋白質中必需氨基酸的含量,mg/g N;a1、a2…an為雞蛋蛋白質中相應種類必需氨基酸的含量,mg/g N。

1.4 數據分析

試驗數據均重復測定3次,結果以平均值±標準差的形式表示。使用軟件SPSS 22.0進行數據處理和統計分析,P<0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 藍斑背肛海兔不同組織的常規營養組成分析及評價

由表1可知,藍斑背肛海兔外套膜水分含量最高,達到81.01%,而肝臟水分含量最低,為59.16%。粗脂肪含量在生殖腺中含量最高(9.88%),這可能是由于海兔屬于雌雄同體動物,且實驗所用海兔處于生殖腺發育期,脂肪作為細胞膜重要的組成物質,需要為生殖細胞的發育提供物質和能量基礎[10]。海兔肝臟中的粗灰分含量為28.52%,顯著高于其他組織,于笛等[11]對秘魯魷魚不同組織的營養成分研究中也發現內臟的灰分含量最高。在本研究中,粗蛋白質含量在肌肉中含量最高,為67.27%,這可能是由于藍斑背肛海兔的肌肉主要來自其足部,而足部是腹足綱動物的運動器官,含有較多肌原纖維。海兔肌肉中粗蛋白含量高于皺紋盤鮑(60.05%)和雜色鮑(67.40%)[12],而其肌肉的粗脂肪含量(4.85%)遠低于方斑東風螺(大:18.59%和小:10.30%)、九孔鮑(13.19%)和管角螺(16.04%)[13]?？傮w而言,藍斑背肛海兔不同組織的常規營養成分與秘魯魷魚、長牡蠣和偏頂蛤[11, 14-15]等軟體動物一樣,均呈現為高蛋白、低脂肪的特點,這說明藍斑背肛海兔是一種有益于人類健康的海產品,具有較好的食用開發前景。

表1 藍斑背肛海兔不同組織的常規營養組成 單位:%(干物質)

2.2 藍斑背肛海兔不同組織的氨基酸組成分析及評價

2.2.1 藍斑背肛海兔不同組織的氨基酸組成和含量分析

氨基酸的組成與含量,特別是必需氨基酸(essential amino acid,EAA),是評價蛋白質品質優劣的主要指標。由表2可知,在藍斑背肛海兔4種不同組織中均檢測出17種氨基酸,EAA含量、非必需氨基酸(nonessential amino acid,NEAA)含量、鮮味氨基酸(delicious amino acid,DAA)含量及總氨基酸(total amino acid,TAA)含量分別為4.48%～13.58%、9.54%～46.78%、5.84%～29.55%和14.02%～60.36%,均是在肌肉中含量最高。藍斑背肛海兔EAA/TAA在生殖腺中最高,為33.11%,這不但與藍斑背肛海兔卵(34.76%)[9]相近,也與皺紋盤鮑(31.76%)、雜色鮑(31.81%)、東風螺(大:33.6%和小:34.5%)、管角螺(34.63%)和九孔鮑(32.76%)相近似[12-13],但低于銹凹螺(39.52%)[16]。

表2 藍斑背肛海兔不同組織的氨基酸組成和含量 單位:%(干物質)

谷氨酸的含量在藍斑背肛海兔4種組織中都是最高,這與MONIRUZZAMAN等[17]的研究結果一致,其發現在孟加拉國7種不同貝類的氨基酸組成中,谷氨酸含量均為最高。這可能是由于貝類的肌肉,除了肌球蛋白和其他肌原纖維蛋白外,還含有可達19%的副肌球蛋白,其中富含谷氨酸[18]。谷氨酸不但是一種主要的呈味氨基酸,同時還起到維持神經系統間突觸傳遞和調節神經功能的重要生理作用,這表明藍斑背肛海兔可作為一種醫用價值食材,為人體提供所需的谷氨酸。從鮮味度來看,DAA/TAA在藍斑背肛海兔的肌肉和外套膜中較高,分別為48.41%和49.45%,與秘魯魷魚(46.83%)[11]、管角螺(43.52%)、東風螺(大:44.05%,小:43.76%)[13]和銹凹螺(48.68%)[16]相近,可見藍斑背肛海兔與常見的可食用貝類一樣,都屬于味道鮮美的種類。

2.2.2 藍斑背肛海兔不同組織的必需氨基酸組成評價

將表2中的必需氨基酸數據換算成每克氮中含氨基酸的毫克數,并與FAO/WHO推薦的AAS標準模式和全雞蛋蛋白質的氨基酸模式進行比較,計算藍斑背肛海兔不同組織的AAS、CS和EAAI,結果分別見表3和表4。

表3 藍斑背肛海兔不同組織的必需氨基酸組成評價 單位:mg/g N

表4 藍斑背肛海兔不同組織的必需氨基酸組成評分和必需氨基酸指數

藍斑背肛海兔生殖腺EAA總量為2 530 mg/g N,高于FAO/WHO標準模式(2 190 mg/g N),但低于雞蛋蛋白模式(2 960 mg/g N)。其他組織的EAA總量均低于FAO/WHO模式,其中肌肉組織較為接近,外套膜次之,肝臟含量最低。以AAS評分對藍斑背肛海兔不同組織的EAA進行評價時,蛋氨酸+半胱氨酸均為第一限制性氨基酸,賴氨酸是第二限制性氨基酸(生殖腺的第二限制性氨基酸為異亮氨酸)。生殖腺除了第一限制性氨基酸蛋氨酸+半胱氨酸的AAS分值較低為0.85外,其余所有EAA的AAS分值均高于FAO/WHO模式。

以CS評分對藍斑背肛海兔不同組織的EAA進行評價時,結果與AAS一致。生殖腺中除蛋氨酸+半胱氨酸評分低于0.5之外,其余EAA評分都介于0.80～1.00,較為接近雞蛋蛋白模式。藍斑背肛海兔肌肉組織中蘇氨酸AAS和CS值均大于或等于1,表明其含量比較豐富。EAAI在生殖腺中最高,達到82.91。

2.3 藍斑背肛海兔不同組織的脂肪酸組成分析及評價

多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)對人體具有促進生長發育、抗腫癌、降血脂、預防心血管疾病和增強免疫力等功能[19]。由表5可知,藍斑背肛海兔生殖腺和肌肉組織中的PUFA含量較高,達到59.12%和63.00%,高于方斑東風螺(57.32%)、九孔鮑(50.55%)、短蛸(50.60%)、雙喙耳烏賊(51.05%)和中國槍烏賊(51.02%)[20]等常見食用軟體動物。這可能是由于海兔主要以海藻為食,而海藻是海洋中PUFA的主要初級生產者[21],海藻中豐富的PUFA進而富集在海兔體內。在PUFA中,二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA )和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)均是細胞膜磷脂的重要組成成分,具有降低膜的相變溫度,增強膜的流動性,維持生物膜的正常生理功能等重要作用,可以有效促進人類大腦發育[19]。藍斑背肛海兔肌肉和生殖腺中的EPA和DHA含量豐富,二者含量之和均達到31%以上,高于方斑東風螺(16.94%)、褐棘螺(10.88%)和管角螺(10.06%)[20]等腹足綱動物。因此,藍斑背肛海兔的肌肉和生殖腺均是較好的EPA和DHA來源,可以作為富含PUFA的經濟海產種類進行人工增養殖和開發利用。

表5 藍斑背肛海兔不同組織的脂肪酸組成 單位:%

2.4 藍斑背肛海兔不同組織的礦物元素含量分析及評價

礦物元素具有維持動物穩定的身體結構,為細胞的電荷、體內酸堿平衡和滲透壓提供物質基礎,并且參與細胞膜的傳輸活動等許多重要的生理和代謝功能,也是滲透性和興奮性的調節器以及酶的輔助因子[22]。由表6可知,藍斑背肛海兔4種組織中均富含礦物元素,其中常量元素Ca在外套膜中最為豐富,K、Mg和Na 的含量在生殖腺中最豐富,尤其是Na的含量,達到4 282.57 mg/kg。汪彩進等[23]對阿根廷魷魚營養分析中也發現其生殖腺含有豐富的K、Ca、Mg和Na,與本研究結果類似。與海兔卵相比,藍斑背肛海兔生殖腺中Mg和K含量較高,但Na含量卻遠低于海兔卵[9],這表明海兔生殖腺屬于低鈉食材,更有利于人體健康。微量元素Cu在肌肉中含量最高,達到80.80 mg/kg,Cu在腹足綱動物中更多地是用來合成體內的血藍蛋白[13]。而微量元素Fe、Mn和Zn在肝臟中含量最高,分別為116.10、16.50、42.30 mg/kg,這與秘魯魷魚[11]的情況一致,這可能與肝臟是一個代謝與轉運器官有關。Fe對血液的形成非常重要,而Zn是皮膚健康、生殖和免疫功能所需的重要微量元素[24]。在藍斑背肛海兔4種組織中還檢測出Hg、Cd、Pb和As,這些重金屬元素在外套膜和肌肉中的含量較低,而在肝臟中的含量最高,且As含量在生殖腺和肝臟中均超出GB 2762—2022《食品安全國家標準 食品中污染物限量》限制范圍(0.5 mg/kg),這可能是由于肝臟和生殖腺都屬于腺體,在機體生長代謝過程中易于富集水體中的重金屬元素。在藍斑背肛海兔卵中也發現As含量略微超標(0.6 mg/kg)[9],這說明海兔的生長海域可能存在一定程度污染[25]。因此在對藍斑背肛海兔資源進行開發利用的過程中,要注意避開污染嚴重的水域進行捕撈,同時采用合理的重金屬脫除方法加工產品。

表6 藍斑背肛海兔不同組織的礦物元素含量 單位:mg/kg

3 結論

綜上所述,藍斑背肛海兔的生殖腺、外套膜、肌肉和肝臟組織營養成分差異顯著。生殖腺與生殖細胞的產生密切相關,為保證生殖細胞正常發育的營養需求,生殖腺中粗脂肪含量較高,且氨基酸組成較為平衡,多不飽和脂肪酸和常量礦物元素含量豐富;外套膜中主要成分是肌原纖維,其和肌肉都具有較高含量的粗蛋白質,但二者有功能上的差別;肌肉中的氨基酸組成和含量以及多不飽和脂肪酸含量都較外套膜豐富,Ca元素在外套膜中含量更高;肝臟作為代謝器官含有較多的灰分和礦物元素?？傮w而言,藍斑背肛海兔營養豐富,高蛋白低脂肪,富含多種人體所需的營養成分,是一種具有較好開發前景的海洋動物資源。在其資源開發利用過程中還應注意其生長海域是否存在水體污染,且在產品開發過程中需采用合理脫除方法減少重金屬的含量。目前,藍斑背肛海兔自然資源極不穩定,且其對生長環境要求較高,加之現階段主要是開發海兔卵群的藥用價值,這會進一步加重對其種群資源的威脅。因此,本研究結果可以為藍斑背肛海兔的資源保護和人工增養殖工作提供參考數據,有利于海兔資源的可持續開發利用。