王壽權(quán)，員冬玲，尹鳳交，柴本銀

（1.山東天力能源股份有限公司，山東 濟(jì)南 250100；2.齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院），山東省科學(xué)院能源研究所，山東 濟(jì)南 250103）

海參體內(nèi)含有多種具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值的有效成分，具有補(bǔ)腎、益精髓，消痰、生脈血，治潰瘍等功效[1-2]。鮮海參體內(nèi)具有自溶酶，為利于保存，在加工過(guò)程中，首先要用沸水煮制進(jìn)行滅酶處理[3]。然而海參在煮制過(guò)程中，有許多營(yíng)養(yǎng)成分和功效成分會(huì)流失，加工廢液一直是被作為廢液排放，既造成資源浪費(fèi)，又帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染。本文研究了海參廢液中所含營(yíng)養(yǎng)成分，并與海參的營(yíng)養(yǎng)進(jìn)行比較，對(duì)其中所含的蛋白質(zhì)進(jìn)行了營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)，為海參廢液的資源化利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

鮮活海參：好當(dāng)家集團(tuán)有限公司。本文研究的海參是指海參經(jīng)處理后可食用體壁部分，其加工廢棄液是指體壁在蒸煮滅酶過(guò)程中產(chǎn)生的燙漂液。將體壁和燙漂液干燥成固體，以固體作為分析對(duì)象，廢液中固體含量為1.11%。

復(fù)合蛋白酶（酶活500 U/g）：諾維信；氫氧化鈉、冰醋酸、無(wú)水乙醇、正丁醇、苯酚、sevage 試劑、茚三酮溶液等。

1.2 儀器與設(shè)備

日立835-50 型氨基酸分析儀：株式會(huì)社日立制作所；HP-5890 型氣相色譜儀：中國(guó)惠普有限公司；LG-20 冷凍干燥機(jī)：沈陽(yáng)航天新陽(yáng)速凍設(shè)備制造有限公司；RE-52A 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：濟(jì)寧天華超聲電子儀器有限公司；ATN-300 凱氏定氮儀：上海精密儀器儀表有限公司；索氏提取器、SX-4-10 馬福爐：上海洪紀(jì)儀器設(shè)備有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 常量營(yíng)養(yǎng)元素測(cè)定

水分：GB5009.3-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》；灰分：GB5009.4-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測(cè)定》；蛋白質(zhì)：GB5009.5-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》；脂肪含量：GB 5009.6-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測(cè)定》。

1.3.2 多糖含量測(cè)定

參考文獻(xiàn)中海參多糖提取方法[4]，稱取干燥后樣品10 g，加水500 mL，勻漿，加入0.2 g 復(fù)合蛋白酶，50 ℃～55 ℃水解 2 h，90 ℃滅酶活。再加入 10 mol/L NaOH 溶液使終濃度為0.5 mol/L，置于4 ℃冰箱堿解12 h，用冰醋酸調(diào)至中性，8 000 r/min 離心20 min，取上清液減壓濃縮至原體積的1/4，加入2 倍體積的95%的乙醇。離心后棄上清，沉淀分別用95%乙醇、無(wú)水乙醇洗滌，干燥。取干燥的樣品，用熱水溶解，8 000 r/min離心20 min，棄沉淀，取上清液，置透析袋中透析脫鹽，脫鹽后的溶液再轉(zhuǎn)入梨形分液漏斗用sevage 試劑萃取去除蛋白，去除蛋白的溶液，冷凍干燥后為海參粗多糖，精確稱量。

1.3.3 海參皂苷含量測(cè)定

海參皂苷含量測(cè)定參考文獻(xiàn)[5]。

1.3.4 氨基酸含量測(cè)定

氨基酸含量測(cè)定參照GB 5009.124-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中氨基酸的測(cè)定》，利用835-50 型氨基酸分析儀測(cè)定。色氨酸含量未進(jìn)行分析。

1.4 營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)計(jì)算

1.4.1 模糊識(shí)別法分析

根據(jù)蘭氏距離法[6-8]定義被測(cè)蛋白和標(biāo)準(zhǔn)蛋白模式氨基酸的貼近度U，貼近度U 計(jì)算公式為：

式中：ai為標(biāo)準(zhǔn)蛋白模式的第i 種必需氨基酸含量，（mg/g 蛋白）；ui為被測(cè)食物蛋白質(zhì)中的第 i 種必需氨基酸含量，（mg/g 蛋白）。其中，標(biāo)準(zhǔn)模式包含糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織（Food ＆ Agriculture Organization/World Health Organization，F(xiàn)AO/WHO）模式及全雞蛋蛋白模式。

1.4.2 必需氨基酸指數(shù)（essential amino acid index，EAAI）

EAAI 計(jì)算方法參考文獻(xiàn)[9-10]，式中：A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7為被測(cè)樣品蛋白質(zhì)中測(cè)定的 7 種必需氨基酸含量，（mg/g 蛋白）；E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7為全雞蛋蛋白模式中的7 種必需氨基酸含量，（mg/g 蛋白）。

1.4.3 氨基酸評(píng)分法（amino acid score，AAS）和化學(xué)評(píng)分法（chemical score，CS）

參考文獻(xiàn)中 AAS 和 CS 計(jì)算公式[8，10-12]，式中：Ax為樣品蛋白質(zhì)中某種必需氨基酸的含量，（mg/g 蛋白），As 為FAO/WHO 標(biāo)準(zhǔn)蛋白模式中某種必需氨基酸的含量，（mg/g 蛋白），Ex 為全雞蛋蛋白標(biāo)準(zhǔn)模式中某種必需氨基酸的含量，（mg/g 蛋白）。

1.4.4 氨基酸比值系數(shù)（ratio coefficient，RC）及比值系數(shù)分（score of ratio coefficient，SRC）

參考文獻(xiàn)中 RC 和 SRC 計(jì)算公式[6-7，11-12]，式中：AASi表示第i 種必需氨基酸的氨基酸評(píng)分表示該樣品中總必需氨基酸的氨基酸評(píng)分均值；RCi表示樣品中第i 種必需氨基酸的比值系數(shù)表示樣品中各比值系數(shù)的均值。為i 種必需氨基酸比值系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差；SRC 為必需氨基酸的比值系數(shù)分。

2 結(jié)果與討論

2.1 海參及加工廢液基本營(yíng)養(yǎng)成分分析

對(duì)海參及加工廢液的基本成分進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果見表1。

表1 海參及加工廢液基本營(yíng)養(yǎng)成分分析（n=3）Table 1 Nutritional composition of sea cucumber and its waste liquid（n=3）

由表1可以看出，海參廢液中灰分含量較高，含有大量鹽。對(duì)蛋白含量分析，海參中蛋白含量較高，達(dá)到65%左右，廢液固體中，蛋白含量只有12.6%，這是海參在蒸煮過(guò)程中，大量的鹽分進(jìn)入了廢液，廢液固體中主要成分為鹽，蛋白相對(duì)含量降低。而脂肪的含量在廢液固體中較高，達(dá)到了3.6%，高于海參，說(shuō)明海參在加工的過(guò)程中，有大量的脂類物質(zhì)溶解到廢棄液中。海參多糖和海參皂苷是海參中重要活性成分，具有多種藥理活性，包括抗凝血、抗血栓、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)等作用[1]，從表1數(shù)據(jù)可以看出，廢棄液中多糖和總皂苷含量都低于海參的含量，但是含量也都在海參含量的一半以上。從營(yíng)養(yǎng)數(shù)量比較看，海參廢液具有一定的價(jià)值。

2.2 海參及其加工廢液氨基酸組成分析

海參及其加工廢液中每克蛋白質(zhì)的氨基酸組成見表2。

表2 海參與加工廢液氨基酸組分含量Table 2 Amino acid composition of sea cucumber and its waste liquid

續(xù)表2 海參與加工廢液氨基酸組分含量Continued table 2 Amino acid composition of sea cucumber and its waste liquid

表2結(jié)果顯示，海參體及加工廢液氨基酸種類齊全，至少包含17 種氨基酸。比較海參和廢液每克蛋白中氨基酸的含量，廢液中的氨基酸含量要高于海參中的，這可能是海參在加工蒸煮過(guò)程中，從海參體溶解到廢液中的蛋白大部分是可溶性的氨基酸，而留在海參體中的蛋白很多以大分子和復(fù)合物的形式存在，不易降解成氨基酸。從人體所必需的氨基酸上看，廢液每克蛋白中EAA 含量也高于海參，分別為389.29 mg/g和181.77 mg/g，必需氨基酸與總氨基酸的比值（EAA/TAA）也高于海參，分別為49.11%和33.92%，廢液和海參的必需氨基酸與非必需氨基酸的比值（EAA/NEAA）分別為96.48%和51.48%，根據(jù)FAO/WHO 的理想模式[13]，質(zhì)量較好的蛋白質(zhì)其氨基酸組成為EAA/TAA 在40%左右，EAA/NEAA 在60%以上，海參體在這兩項(xiàng)指標(biāo)上還達(dá)不到FAO/WHO 的標(biāo)準(zhǔn)，而廢液中蛋白指標(biāo)則超過(guò)這兩項(xiàng)指標(biāo)。必需氨基酸指數(shù)的分析結(jié)果也顯示，廢液的EAAI 遠(yuǎn)高于海參，分別為78.60和36.88。鮮味氨基酸（FAA）的比較可知，海參體的鮮味氨基酸與總氨基酸的比值（FAA/TAA）高于廢液，但是每克蛋白中的FAA 含量相差不大，說(shuō)明海參與廢液中蛋白的鮮度相當(dāng)，只是由于海參體蛋白中TAA 含量低，從而導(dǎo)致了FAA/TAA 值高于廢液。以上結(jié)果分析顯示，海參廢液蛋白質(zhì)在營(yíng)養(yǎng)學(xué)上利用價(jià)值較大。

2.3 海參及其加工廢液氨基酸營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

2.3.1 海參與加工廢液氨基酸模糊識(shí)別法分析

貼近度U 可以反映評(píng)價(jià)對(duì)象氨基酸與標(biāo)準(zhǔn)模式蛋白氨基酸的接近程度，U 值越接近1，其蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值相對(duì)越高。以FAO/WHO 模式及全雞蛋蛋白模式為標(biāo)準(zhǔn)，按照模糊識(shí)別法得出海參及其加工廢液氨基酸與兩種標(biāo)準(zhǔn)模式蛋白的貼近度，結(jié)果見表3。

表3 海參與加工廢液氨基酸與標(biāo)準(zhǔn)蛋白貼近度比較Table 3 Comparison of amino acids and standard protein proximity of sea cucumber and its waste liquid

不論FAO/WHO 模式還是全雞蛋蛋白模式，海參廢液的蛋白貼近度都要高于海參。從貼近度上分析，海參廢液蛋白FAO/WHO 模式達(dá)到0.956 8，非常貼近FAO/WHO 推薦的蛋白模式。與其他優(yōu)質(zhì)蛋白相比，海參廢液蛋白的貼近度高于人乳蛋白（FAO/WHO 模式貼近度0.944 5）、羊乳蛋白（FAO/WHO 模式貼近度 0.925 0）[14]和豬瘦肉蛋白（FAO/WHO 模式貼近度 0.919）[15]，屬于非常優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)來(lái)源。

2.3.2 氨基酸評(píng)分（AAS）和化學(xué)評(píng)分（CS）

氨基酸評(píng)分和化學(xué)評(píng)分是目前廣為應(yīng)用的一種食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)方法，它反映了食物蛋白質(zhì)與人體蛋白質(zhì)構(gòu)成模式的接近程度[16]。測(cè)定樣品蛋白質(zhì)中某種必需氨基酸的含量占FAO/WHO 評(píng)分模式中該氨基酸含量的百分比，此百分?jǐn)?shù)即為AAS。測(cè)定樣品蛋白質(zhì)中某種必需氨基酸的含量占標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)雞蛋蛋白氨基酸含量的百分比，此百分?jǐn)?shù)即為CS。AAS值與CS 值越接近100%，說(shuō)明與FAO/WHO 標(biāo)準(zhǔn)模式氨基酸或標(biāo)準(zhǔn)雞蛋蛋白的組成越接近，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值就越高。對(duì)海參與加工廢液氨基酸評(píng)分和化學(xué)評(píng)分結(jié)果見表4。

表4 海參與加工廢液氨基酸評(píng)分和化學(xué)評(píng)分比較Table 4 Amino acid score and chemical score of sea cucumber and its waste liquid

海參的AAS 值和CS 值都比較低，所有氨基酸的評(píng)分都低于100%，海參廢液蛋白的AAS 值除了亮氨酸（低于但接近100%），其余必需氨基酸AAS 值都超過(guò)了100%，CS 值除蘇氨酸，其余都低于100%，但與海參的CS 值相比，更接近100%。從總得評(píng)分來(lái)看，廢液的AAS 值和CS 值都顯著高于海參的值，廢液蛋白的品質(zhì)更高。

2.3.2 氨基酸比值系數(shù)（RC）及比值系數(shù)分（SRC）

氨基酸比值系數(shù)可以反映食物中氨基酸組成含量與模式氨基酸的偏離程度[6]。當(dāng)RC＞1 表示該必需氨基酸相對(duì)過(guò)剩，RC＜1 則相反，說(shuō)明該必需氨基酸相對(duì)不足，RC 值最小者為該蛋白第一限制氨基酸。氨基酸比值系數(shù)及比值系數(shù)分比較見表5。

表5 氨基酸比值系數(shù)及比值系數(shù)分比較Table 5 Ratio coefficient and score of ratio coefficient of sea cucumber and its waste liquid

由表5可以看出，海參和廢液的第一限制氨基酸都是亮氨酸，而第二限制氨基酸海參的為賴氨酸，廢液的為蛋氨酸+半胱氨酸，兩者略有區(qū)別。氨基酸比值系數(shù)分表示食物蛋白質(zhì)的相對(duì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，SRC 值直接表明了蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的高低，越接近100，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高。表5結(jié)果顯示，廢液的SRC 值都超過(guò)了海參，說(shuō)明了廢液總必需氨基酸偏離標(biāo)準(zhǔn)氨基酸的程度要低于海參。

3 結(jié)論

通過(guò)上述研究，在常規(guī)營(yíng)養(yǎng)上，海參在總蛋白、多糖、總皂苷的含量上要高于廢液，而粗脂肪含量廢液則高于海參。對(duì)海參和廢液蛋白中氨基酸進(jìn)行測(cè)定并評(píng)價(jià)，海參廢液每克蛋白中的TAA、EAA、FAA 含量都高于海參，EAA/TAA、EAA/NEAA、EAAI 指標(biāo)也都優(yōu)于海參。對(duì)海參和廢液必需氨基酸進(jìn)行貼近度評(píng)價(jià)、氨基酸評(píng)分、化學(xué)評(píng)分、氨基酸比值系數(shù)及比值系數(shù)分分析，這些數(shù)據(jù)都顯示出廢液的蛋白品質(zhì)要高于海參。與其他優(yōu)質(zhì)蛋白相比，廢液中所含蛋白也屬于非常優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)。而海參營(yíng)養(yǎng)主要體現(xiàn)在多糖和皂苷等生物活性物質(zhì)，其蛋白的品質(zhì)評(píng)價(jià)并不高，這與張凡偉等[17]的研究結(jié)果相似。

海參廢液蛋白具有較高的品質(zhì)，但是廢液中含有大量的鹽，同時(shí)廢液中蛋白總體含量不高。可以通過(guò)對(duì)廢液進(jìn)行脫鹽，蛋白進(jìn)行提取純化，來(lái)提高廢液蛋白的利用價(jià)值，這樣不僅可以提高海參產(chǎn)業(yè)的附加值，而且還能減少海參加工產(chǎn)業(yè)廢水的排放，對(duì)整個(gè)海參產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。