不同海域刺参氨基酸的比较分析

    郝振林+徐瀚晨+于洋洋+田莹+王荦+常亚青

    

    摘 要：采用生化手段，对大连海域的皮口、獐子岛、长海和瓦房店，山东的崂山、乳山、莱州和担子岛等八个海区刺参的体壁氨基酸含量和组成进行了测定和分析。结果表明：每个海域的刺参均含有16种氨基酸。氨基酸总量为45.7%～54.8%；每个海域的刺参均含有8种必需氨基酸，占氨基酸总含量的22.9%～26.5%；含有6种呈味氨基酸，占总氨基酸含量的56.0%以上。聚类分析发现各海域间刺参体壁氨基酸含量存在显著差异：天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸和谷氨酸等。

    关键词：刺参；氨基酸；比较分析

    刺参又名仿刺参（Apous japonicas Liaostichop），属棘皮动物门（Echinopermata）、游走亚门（Eicutherozoa）、海参纲（Holothuroidea）、楯手目（Aspidochiroia）、刺参科（Stichopodidae）、仿刺参属（Apostichopus）[1]。

    刺参多栖息在水深1～35 m的浅海区，一般生活在波流静稳、无淡水注入、海藻茂盛的岩礁底，或大叶藻丛生的底质较硬的泥沙底[2]。在我国刺参主要分布在辽东半岛、山东半岛、江苏、浙江和福建等沿海地区[3]。

    刺参具有极高的食用和药用价值，被誉为“海产八珍”之首，是天然的海洋保健食品，可以提高人体免疫能力和抗病力，进而达到防病治病、增强体质的效果[4]。目前关于刺参的研究较多，主要集中于生长和免疫等方面，如陈效儒等[5]通过对饲料中添加甘草酸来观察刺参生长、免疫及抗病力的变化情况；刘伟等[6]通过温度的缓降和骤降来研究对刺參非特异性免疫的影响；何舟[7]研究了不同饲料对刺参的生长和免疫相关酶的影响，但是关于不同海域刺参氨基酸的研究报道较少。本文采集了獐子岛、瓦房店、崂山等八个海域的刺参样品，测定了不同海域刺参体壁的氨基酸组分和含量，旨在了解不同海域刺参体壁氨基酸组成和含量的差异。

    1 材料与方法

    1.1 实验材料

    实验用海参于2015年3月-4月采自青岛崂山、烟台莱州和担子岛、威海乳山、大连皮口、獐子岛、长海、瓦房店八个海域。海参的重量为110～130 g，参龄两年。捕捞后解剖，取出肠、生殖腺和沙嘴等，并用海水清洗干净，将体壁保存于-80 ℃冰箱中备用，使用时将体壁置于110 ℃干燥箱中干燥粉碎。

    1.2 实验方法

    将取得样品烘干，然后进行索氏抽提脱脂，脱脂完成后将其烘干粉碎放入水解管中，然后加入6 mol/L HCL（优级纯），充氮气封口后放入110 ℃烘箱内水解24 h，将水解液移入容量瓶定容过滤，接着采用Waters公司的AccQ.Tag方法衍生，最后用高效液相色谱仪分析。

    1.3 数据处理

    采用Excel建立数据库。运用SPSS18.0软件进行数据处理分析。

    1.4 氨基酸评分

    根据FAO/WHO提出的人体必需氨基酸均衡模式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进行换算，进行氨基酸评分（AAS）和化学评分（CS）。计算公式如下[8]：

    AAS（氨基酸评分）=待评蛋白质氨基酸含量（mg/gN）FAO/WHO评分模式中同种氨基酸含量（mg/gN）

    CS（化学评分）=待评蛋白质氨基酸含量（mg/gN）鸡蛋蛋白质中同种氨基酸含量（mg/gN）

    2 结果与分析

    2.1 不同海域刺参氨基酸的组成及含量

    八个海域刺参氨基酸含量测定结果见表1。由表1结果可见，刺参体壁中氨基酸种类比较齐全，共检测出16种氨基酸。总氨基酸（TAA）含量最高的是獐子岛海域，达到54.8 g/100 g，瓦房店次之，大连皮口的含量最低。造成刺参体壁氨基酸含量有差异的原因可能与水环境条件有关系。

    从单一氨基酸角度看，谷氨酸含量最高，其次是甘氨酸、天门冬氨酸。它们占氨基酸总含量的39.2%～44.8%。谷氨酸在人体内具有促进红细胞生成、改善脑细胞营养及活跃思维等作用[9]。组氨酸所占比例较低，仅占总量的0.8%～1.2%。

    对不同海域刺参体壁氨基酸进行差异性分析，结果表明：各游离氨基酸均存在地域性显著差异（P<0.05）。从氨基酸总量上看，獐子岛显著高于其他海域（P<0.05），且其他各海域之间均有显著性差异（P<0.05）。因此可以通过测定以上指标进而推测未知海参所在的海域。

    2.2 不同海域刺参中必需氨基酸的比较

    人体自身不能合成或合成速度不能满足人体需要，必须从食物中摄取的氨基酸叫必需氨基酸（EAA）。由表1结果可见，刺参中必需氨基酸种类丰富，含8种，分别为赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸和组氨酸。必需氨基酸占总氨基酸含量（EAA/TAA）的22.9%～26.5%。獐子岛刺参含量最高，达到12.7 g/100 g，显著高于其他海域（P<0.05），除大连长海和威海乳山之间不存在显著性差异外（P>0.05），其余各海域间均有显著性差异（P<0.05）。根据1973年联合国粮农组织/世界卫生组织（FAO/WHO）推荐的理想蛋白质模式认为：质量较好的蛋白质氨基酸组成EAA/TAA（E/T）应在40%[10]。由表1结果可看出青岛崂山刺参体壁的氨基酸组成更接近理想蛋白质模式，但还有一定差距。

    2.3 不同海域刺参呈味氨基酸的比较

    刺参作为一种海珍品，其味道与口感在一定程度上也决定了它的市场需求。一般意义上将天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸这6种能呈现出特殊鲜味的氨基酸称作鲜味氨基酸（DAA），即呈味氨基酸（DAA）[11]。刺参中包含这全部6种氨基酸，呈味氨基酸占氨基酸总含量的56.0%～57.6%，在一半以上，因此刺参有着浓厚的鲜味。獐子岛刺参体壁呈味氨基酸含量最高，达到31.5 g/100 g，显著高于其他海域（P<0.05），除大连长海和担子岛之间不存在显著性差异外（P>0.05），其他各海域之间差异性显著（P<0.05）。

    2.4 不同海域刺参的氨基酸评价

    氨基酸与鸡蛋蛋白和FAO/WHO氨基酸标准模式比较见表2，由表2计算出不同海域刺参体壁的氨基酸评分（AAS）计算结果见表3。八个海域刺参体壁的第一限制氨基酸均为蛋氨酸，第二限制氨基酸均为赖氨酸。化学评分（CS）的计算结果见表4。青岛崂山的第一限制氨基酸是蛋氨酸，第二限制氨基酸是缬氨酸。其余海域的第一限制氨基酸均为蛋氨酸，第二限制氨基酸均为赖氨酸。

    2.5 不同海域刺参氨基酸含量的聚类分析

    由图1可看出獐子岛的含量最高且单独聚为一类，烟台莱州和担子岛含量最低且接近而聚为一类。青岛崂山和威海乳山含量接近，聚为一类。最后长海、瓦房店和皮口聚为一类。

    由图2可见獐子岛的苏氨酸含量最高且单独聚为一类。烟台莱州和担子岛的含量较低而聚为第二类，其余五个海域含量居中聚为最后一类。

    由图3可见獐子岛含量最高且单独聚为一类。大连长海、皮口和瓦房店含量次之聚为第二类。其余山东省四个海域含量较低而聚为最后一类。

    由图4可见獐子岛谷氨酸含量最高且单独聚为一类。大连长海、皮口和瓦房店含量次之聚为第二类。其余山东省四个海域含量较低而聚为最后一类。

    由图5可见獐子岛含量最高且单独聚为一类。大连皮口和瓦房店含量次之聚为第二类。长海和担子岛的含量稍低于瓦房店和皮口聚为第三类。烟台莱州、青岛崂山和威海乳山的含量较低聚为第四类。

    由图6可见烟台莱州含量最低单独聚为第一类。獐子岛含量最高单独聚为第二类。瓦房店、皮口和长海含量较高而聚为第三类。担子岛、乳山和崂山的含量较低而聚为最后一类。

    由图7可见獐子岛和瓦房店的含量较高而聚为第一类。皮口与长海的含量次之而聚为第二类。烟台莱州的含量最低单独聚为第三类。其余三个海域聚为最后一类。

    由图8可见獐子岛和瓦房店的含量较高而聚为第一类。皮口与长海的含量次之而聚为第二类。青岛崂山的含量最低单独聚为第三类。其余三个海域聚为最后一类。

    由圖9可见獐子岛总氨基酸含量最高且单独聚为一类。皮口、长海和瓦房店的含量次之聚为第二类。其余四个海域含量较低而聚为最后一类。

    由图10可见獐子岛和崂山的必需氨基酸含量最高而聚为第一类。莱州和担子岛和含量较低而聚为第二类。其余四个海域聚为最后一类。

    由图11可见獐子岛和瓦房店的呈味氨基酸含量较高而聚为第一类。皮口、长海和瓦房店的含量次之聚为第二类。其余四个海域含量较低聚为最后一类。

    3 讨论

    氨基酸是生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，是构成生物营养所需蛋白质的基本物质。研究表明，对同一种生物而言，生物体体内氨基酸含量会存在较大差异，有学者认为，这些差异除了遗传因素外，其所在的生活环境也起着很大作用[12]。如王远红[13]通过对威海、舟山、福州、厦门和北海五个海域的中国花鲈（Lateolabrax japonicus）体内氨基酸含量进行测定和分析中发现，其氨基酸含量存在显著差异。此外，远辉[14]在对新疆五个不同产地雪菊（Coreopsis tinctoria）的研究中发现，不同产地雪菊中各氨基酸含量差异性显著。刘小芳[15]在对锦州、旅顺、乐清等七个不同海域刺参体壁氨基酸的含量进行测定和分析中发现，不同海域刺参体壁各氨基酸含量均存在显著性差异。本实验从8个不同海域刺参体壁中共检测出16种氨基酸，其中包含人体必需氨基酸8种，呈味氨基酸6种。各氨基酸含量，必需氨基酸含量和呈味氨基酸含量与总氨基酸含量比值与刘小芳的研究结果基本一致。

    从每一种氨基酸的含量分析来看，地域差异也会导致每一种氨基酸含量存在较大差异。李涛等[16]在探讨黄官1号海带（Laminaria japonica）在不同海域的营养成分分析时发现，每种氨基酸含量在不同海域间均存在显著性差异。本研究通过聚类分析，发现不同海域刺参的天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、精氨酸、脯氨酸在含量上均存在显著性差异。并且各类氨基酸在人体内均起到不同的作用，如谷氨酸有降低血氨，治疗肝昏迷的作用；精氨酸可以促进创口愈合，调节免疫功能；丝氨酸在脂肪和脂肪酸的新陈代谢及肌肉生长中发挥着重要作用；丙氨酸有缓和低血糖，改善身体能量的作用，脯氨酸对维持皮肤和结缔组织健康成长起到关键性作用。其中，聚类分析发现，在精氨酸水平上，辽宁海域刺参聚为一类，山东海域聚为一类。另，丝氨酸、丙氨酸和脯氨酸聚类结果与精氨酸一致。而在甘氨酸水平上，产自大连长海的刺参在聚类结果中与山东海域刺参聚为一支，这有可能是实验误差所导致的。此外，从氨基酸总量、必需氨基酸含量和呈味氨基酸含量的聚类分析结果来看，辽宁海域聚为一类，山东海域聚为一类。

    由此可见，不同海域间刺参的氨基酸含量确实存在差异，且通过这些差异可以大致判断不同刺参的产地。

    参考文献：

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