表1 食用海带品系基本营养成分含量
Table 1 Nutritional components in 4 marine algae
姚海芹1,2，王飞久2,*，刘福利2，梁洲瑞2，汪文俊2，孙修涛2，李晓蕾1,2
（1.上海海洋大学水产与生命学院，上海 201306；2.农业部海洋渔业可持续发展重点实验室，中国水产科学研究院黄海水产研究所，山东 青岛 266071）
摘 要：对“海天1号”、“海 天2号”和“海天3号”3种食用海带新品系及厚叶海带的营养成分进行分析。结果表明：除灰分外，海带基本营养成分中粗蛋白、褐藻胶、甘露醇含量较高。“海天1号”和“海天2号”海带的粗蛋白含量最高，均为10.7%。“海天3号”海带的粗脂肪含量最少，为0.3%；“海天1号”海带的碘和褐藻胶含量最高，分别为0.47%和28.2%；“海天3号”海带的甘露醇含量最高，为15.1%。氨基酸成分分析表明几种海带的总氨基酸含量在5%～7%之间，必需氨基酸占总氨基酸的30%～40%。矿物质元素中含量较多的是Ca、Mg和Fe等元素。
关键词：海带；营养成分；氨基酸；营养学评价
引文格式：
姚海芹, 王飞久, 刘福利, 等. 食用海带品系营养成分分析与评价[J]. 食品科学, 2016, 37(12): 95-98. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201612016 http://www.spkx.net.cn
YAO Haiqin, WANG Feijiu, LIU Fuli, et al. Chemical analysis and nutritional assessment of new varieties of Saccharina japonica[J]. Food Science, 2016, 37(12): 95-98. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx10 02-6630-201612016. http://www.spkx.net.cn
海带（Saccharina japonica）属于大型海藻，在我国最先实现了全人工养殖和育苗，其养殖规模与产量均居世界首位，是目前我国水产养殖的支柱产业之一[1]。海带具有重要的经济价值，不仅可以作为工业上提取碘、胶、醇的原料，还具有较高的药用价值和食用价值[2-3]。随着近代药理、临床研究的不断深入及仪器分析的进一步发展，人们对于海带的营养成分及生理功能有了更深的认识，除了发现海带具有抗癌、防癌、降三高、补钙、提高免疫力、皮肤祛皱增白等功效外，还发现海带是低脂肪、低热量的保健食品，符合现代人的饮食结构，将成为当代食疗的最佳选择之一[4]。近几年，我国市场对海带制品的需求量日益增加，海带加工技术也不断发展，海带酸奶、海带发酵饮料、海带八宝粥、海带罐头、海带豆腐等各种形式的海带加工弥补了传统的加工方式，不断丰富着人们的饮食文化[5]。
海带的化学成分是由其所在的生长环境所决定，随着季节和海区的变化而产生规律性变化[6]。20世纪50—70年代，国外已有较多关于海带化学成分季节变化方面的研究，如Blak[7]、Schiener[8]、Adams[9]等。而我国关于海带营养成分随季节变化的研究开展较晚。纪明候[10]对我国不同地区海带主要化学成分进行研究，发现大连海带甘露醇含量普遍低于青岛海带，灰分、碘、K含量变化也不同。2011年，盛晓风等[11]研究发现海带中甘露醇、褐藻胶、碘和粗蛋白含量最高值分别在4、6、6—7月和2月；不同生长时期主要矿物质元素也呈规律性变化。
海带的营养成分与品种和个体也有密切的关系[12]。王培功等[13]研究表明‘远杂2号’海带比普通海带含有较多的灰分、Ca、Cu、K、碘、甘露醇、褐藻胶等。刘建新等[14]对3种海带新品系含碘量进行分析，结果表明‘SD28’品系的平均含碘量高于其他2 个品系。同一品系海带个体间也存在差异，如‘SD28’品系的最高碘含量为0.487%，最低含量为0.288%。
“海天1号”、“海天2号”和“海天3号”是黄海水产研究所新选育的3种食用海带品系，具有叶片平整、宽度大、中带与边缘叶片厚度均匀的特点，可提高海带出菜率，提高经济效益。另外，上述3种食用海带新品系与“黄官1号”晚熟海带相比均具有略早成熟的特点，可延长海带收获期及食品菜的加工时间。
本研究通过对3种食用海带新品系及厚叶海带的营养成分分析与评价，深入了解其营养特征，为食用海带新品系的全面开发、利用与推广等提供理论依据。
1.1 材料与试剂
“海天1号”、“海天2号”、“海天3号”、厚叶海带（采集时间2014年6月） 山东荣成寻山集团。
硫酸钾、硫酸铜、硫酸、硼酸（均为分析纯） 国药集团化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
Optima5300D全谱直读等离子体发射光谱仪 美国PE公司；L-8800全自动氨基酸分析仪 日本日立公司；Soxtec 2055全自动脂肪测定仪、KJELTEC 2300自动定氮仪 瑞典特卡托公司。
1.3 方法
1.3.1 基本成分含量的测定
水分含量测定：参照GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》[15]；粗蛋白含量测定：参照GB 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》方法，用凯氏定氮法测定样品中含氮量，乘以蛋白换算系数6.25，即可得到样品中粗蛋白含量[16]；粗脂肪含量测定：参照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的测定》[17]；粗灰分含量测定：参照GB 5009.4—2010《食品中灰分的测定》[18]；粗纤维含量测定：参照GB/T 5009.10—2003《植物类食品中粗纤维的测定》[19]；碘含量测定：参照SC/T 3010—2001《海带碘含量的测定》[20]；褐藻胶、甘露醇含量测定：分别采用重量法和过碘酸氧化法[21]。
1.3.2 氨基酸成分含量测定
参照GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的测定》方法测定[22]。
1.3.3 矿物质元素含量测定
参照电感耦合等离子体发射光谱法（ZJB302）测定[23]。
2.1 食用海带品系的基本营养成分含量
表1 食用海带品系基本营养成分含量
Table 1 Nutritional components in 4 marine algae
由表1可知，3种食用海带新品系与厚叶海带采自同一养殖海区，但基本营养成分存在不同程度的差异。3种食用海带新品系的粗蛋白含量分别为10.7%、10.7% 和10.2%，略高于厚叶海带。“海天3号”海带粗脂肪含量最低，为0.3%；厚叶海带粗脂肪含量最高，为1.7%。“海天1号”海带的碘、褐藻胶含量最高，分别为0.47% 和28.2%。几种海带的甘露醇含量在12.3%～15.1%之间，其中“海天3号”海带甘露醇含量最高。
2.2 食用海带品系蛋白质的氨基酸成分含量及其评分
表2 海带品系氨基酸含量
Table 2 Amino acid components in 4 marine algae
注：*. EAA。
氨基酸含量，特别是必需氨基酸（essential amino acid，EAA）的含量直接影响蛋白质的质量。如表2所示，3种食用海带新品系共检测出16种氨基酸，总氨基酸（total amino acid，TAA）含量为5.17%～6.80%，EAA含量为2.04%～2.13%（在酸水解时色氨酸被破坏）。3种食用海带新品系和厚叶海带EAA含量与联合国粮农组织（Food and Agriculture Organization，FAO）关于人体摄入EAA推荐标准[24]比较，结果显示“海天3号”海带的苏氨酸、苯丙氨酸和厚叶海带的苯丙氨酸超过联合国粮农组织标准，其他海带的 EAA均低于该标准。根据1973年FAO/世界卫生组织（World Health Organization，WHO）推荐的理想蛋白质模式认为：蛋白质氨基酸组成EAA/TAA在40%左右，EAA与非必需氨基酸（nonessential amino acid，NEAA）比值在60%以上时蛋白质的质量较好。EAA/TAA和EAA/NEAA比值最大的是“海天1号”海带，分别为39.45%和65.17%；其次是厚叶海带，分别为32.85%和59.67%；“海天2号”和“海天3号”海带的EAA/TAA和EAA/NEAA分别为31.32%、45.61%，30.51%、43.90%。3种食用海带新品系和厚叶海带中鲜味氨基酸谷氨酸和天冬氨酸占总氨基酸含量的17%～36%，甜味氨基酸甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸占总氨基酸含量的25%左右，加上与味觉有关的脯氨酸和蛋氨酸，呈味氨基酸可占总氨基酸含量的50%～60%。因此几种海带均有较浓的海鲜味，是海鲜调味品和家畜或水产动物的优质天然调味剂。
表3 食用海带品系的EAA组成及氨基酸评分
Table 3 Essential amino acid compositions and scores of 4 marine algae
注：半胱氨酸采用GB/T 5009.124—2003方法未能检测出。
采用FAO/WHO提出的理想蛋白质中人体EAA含量模式与实验测得的数据进行必需氨基酸评分，如表3所示。3种食用海带新品系和厚叶海带的第1受限氨基酸均为赖氨酸Lys，通过氨基酸评分计算得到各自的氨基酸评分分别为42、40、44、44。食物蛋白质的氨基酸评分越接近100，说明越接近人体的需要。以上几种海带的氨基酸评分较低，说明氨基酸的营养不够均衡，需要与其他食物混合膳食来达到氨基酸的互补。
2.3 矿物质元素含量分析与评价
表4 食用海带品系矿物质元素含量
Table 4 Mineral contents 4 marine algae
由表4可知，“海天1号”海带常量元素中Mg元素含量最高，为8.06×103mg/kg，其他3种海带常量元素最多的是K元素，约3.50×104～4.86×104mg/kg。Mg是一种增强记忆力的元素，具有镇静、保护心脏的作用，所以“海天1号”海带是Mg元素的良好来源；K、Na元素在几种海带中含量都较高。根据Ruperez[25]指出褐藻Na/K低于1.5是较为理想的比值，不易引起高血压。可知，3种食用海带新品系都有助于改善人体的Na、K平衡，预防高血压和心血管等疾病。
几种海带的微量元素中Fe元素的含量较高，在1.0× 103mg/kg以上；Zn、Cu含量较低，低于5.0 mg/kg；“海天2号”海带的Mn含量最高，为38.27 mg/kg，比其他海带高出近40 倍。Fe可以促进血红蛋白的合成，具有运输氧气、缓解贫血等作用。Zn、Cu、Mn等虽然含量很低，但对于人体来说是不可缺少的元素。Zn具有促进机体生长和组织再生、提高食欲和免疫能力的作用；Cu与造血、结缔组织形成、黑色素形成和维护毛发正常结构等有关；Mn是软骨生成中不可缺少的辅助因子，缺Mn可通过影响Ca的吸收而导致骨质疏松。由以上结果可知，以上3种海带新品系含有大量人体必需的各种常量元素和少量的微量元素，可作为良好的矿物质补充剂。
3种海带新品系含有较高的粗蛋白，粗蛋白含量均高于10.2%，略高于厚叶海带，比北方早熟海带高出约4%[21]。因此，3种食用海带新品系是饲料加工的优质材料。粗脂肪含量较低，不高于2%，属于低脂肪低热量食品，符合现代人的饮食结构。碘是人体必需的微量元素，可以预防甲状腺肿大；褐藻胶具有抗凝血、抗病毒、抗血栓和抗肿瘤作用；甘露醇在医学上具有降低颅压的作用，工业上用作化学调和剂[25-27]。几种海带相对于北方早熟海带均具有较高的碘、褐藻胶和甘露醇，均可作为工业提取的原料。其中“海天1号”海带中碘含量为0.47%高于日本海带（0.337%）、鬼海带（0.2%）、利尻海带（0.337%）、长海带（0.275%）、三石海带（0.338%），这5种日本产海带的碘含量[12]，更适合提取碘；而“海天3号”海带中的甘露醇含量高于其他3种海带，是提取甘露醇的优质材料。
几种海带中共检测出16种氨基酸，其中半胱氨酸用GB/T 5009.124—2003方法不能检测出，色氨酸是因为酸水解时被破坏，所以也未能检测出。几个海带品系中EAA/TAA、EAA/NEAA最大的是“海天1号”海带，最接近FAO/WHO推荐的理想蛋白质模式。其次是厚叶海带，再次是“海天2号”，最后是“海天3号”。4 个海带品系的氨基酸评分都低于60分，Lys是第一受限氨基酸，这与李涛等[21]的研究是一致的。
3种食用海带新品系中矿物质元素含量丰富，其中厚叶海带的Fe元素是其他3种海带的6 倍左右，Ca元素在几种海带中均具有较高的含量，因此，几种海带是补充人体Fe和Ca的不错食材。3种食用海带新品系和厚叶海带的Na/K均低于1.5，符合人体对Na/K吸收的理想比例，有助于改善人体内的Na、K平衡。“海天2号”海带含有的Mn元素较高，但与普通海带基本一致[23]。
3种食用海带新品系和厚叶海带外观 上具有叶片完整、宽度大、中带与边缘叶片厚度均匀、产量高等特点。通过对营养成分分析发现蛋白质、氨基酸、矿物质元素含量丰富，脂肪含量低。“海天1号”海带碘和褐藻胶含量较高，分别为0.47%、28.2%，甘露醇含量一般，因此“海天1号”海带不仅可以加工成可口的食品，在医药、工业等方面也有较大的应用价值。
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Chemical Analysis and Nutritional Assessment of New Varieties of Saccharina japonica
YAO Haiqin1,2, WANG Feijiu2,*, LIU Fuli2, LIANG Zhourui2, WANG Wenjun2, SUN Xiutao2, LI Xiaolei1,2
(1. College of Fisheries and Life Science, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China; 2. Key Laboratory of Sustainable Development of Marine Fisheries, Ministry of Agriculture, Yellow Sea Fisheries Research Insti tute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Qingdao 266071, China)
Abstract: The nutritional compositions of 3 new varieties of Saccharina japonica, “Haitian No. 1”, “Haitian No. 2”, and “Haitian No. 3”, as well as Kjellmaniella crassifolia were analyzed. The results indicated that the contents of proximate composition except for ash, such as crude protein, alginate and mannitol, were higher in Saccharina japonica. The contents of crude protein in both “Haitian No. 1” and “Haitian No. 2” were the highest (10.7%). The content of crude fat (0.3%) in “Haitian No. 3” was the lowest, and the content of mannitol (15.1%) in “Haitian No. 3” was the highest. The contents of iodine (0.47%) and alginate (28.2%) in “Haitian No. 1” were the highest among 4 algae. The amino acid composition showed that the contents of total amino acids in all the 4 algae were 5%–7%, and the contents of essential amino acids accounted for 30%–40% of the total amino acids (EAA/TAA ratio). Calcium, magnesium and iron were more abundant than other tested mineral elements.
Key words: Saccharina japonica; nutritional composition; amino acid; nutritional assessment
收稿日期：2015-10-21
基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）项目（2012AA10A406）；山东省科技发展计划项目（2013GGF01028；2013GHY11505）；山东省农业良种工程项目（抗逆功能性海带种质的基因开发与利用）；国家自然科学基金青年科学基金项目（41306176）
作者简介：姚海芹（1990—），女，硕士研究生，研究方向为藻类遗传育种。E-mail：yaohaiqin19@163.com
*通信作者：王飞久（1955—），男，研究员，学士，研究方向为藻类遗传育种。E-mail：wangfj@ysfri.ac.cn
DOI:10.7506/spkx1002-6630-201612016
中图分类号：TS201.1
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2016）12-0095-04