紅毛藻營養(yǎng)成分分析與評價

吳靖娜 ， 陳曉婷 ， 路海霞 ， 蘇 捷 ， 林玉雨 ， 劉智禹 *

（1.福建省水產(chǎn)研究所，福建 廈門 361013；2.福建省海洋生物增養(yǎng)殖與高值化利用重點實驗室，福建 廈門361013；3.莆田市匯龍食品有限公司，福建 莆田 351100）

紅毛藻（Bangia fusco-purpurea）俗稱為紅棉藻、紅毛苔、紅發(fā)菜及紅毛菜等。屬于紅藻門、原紅藻綱及紅毛菜屬植物[1]。紅毛藻生長區(qū)域廣泛，基本遍及亞寒帶至亞熱帶區(qū)域，我國的產(chǎn)量也較大，福建省莆田是其中一個首要的產(chǎn)地，大多位于南日諸島及泥洲島[2]。研究表明，鮮香美味的紅毛藻具有顯著的降低血壓、改善血虛癥、滋陰降火以及預(yù)防血管疾病等功效[3-4]。目前，紅毛藻人工養(yǎng)殖量不斷上升，但加工利用率卻很低，弱化其在市場中的競爭力及經(jīng)濟(jì)收益，因而增強(qiáng)其深度、充分及合理的加工利用，提高產(chǎn)品價值，將成為研究及開發(fā)的熱點。

目前，已有關(guān)于紅毛藻基因序列[2]、藻紅蛋白[5]、多糖[5-6]、脂肪酸[7]及氨基酸[8]等分析研究的文獻(xiàn)資料，但對于紅毛藻的營養(yǎng)成分和價值未有較為系統(tǒng)分析及評價。因此，本文作者對紅毛藻中常規(guī)營養(yǎng)成分、氨基酸、脂肪酸及礦物質(zhì)元素進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和評價，充分掌握了紅毛藻的食用和營養(yǎng)價值，為更深入的加工研究提供科學(xué)基礎(chǔ)，從而實現(xiàn)紅毛藻的高值化利用及可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅毛藻干品，莆田市匯龍海產(chǎn)有限公司提供。

設(shè)備及儀器：KSJ型電爐溫度控制器，山東神龍口市先科儀器公司產(chǎn)品；DHG-9141A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；BSA224S型電子分析天平，廈門精藝興業(yè)科技有限公司產(chǎn)品。

1.2 實驗方法

水分：參考國家標(biāo)準(zhǔn)直接干燥法 （GB 5009.3-2010）進(jìn)行檢測；灰分：參考國家標(biāo)準(zhǔn)高溫灰化法（GB 5009.4-2010）進(jìn)行檢測；粗蛋白質(zhì)：參考國家標(biāo)準(zhǔn)方法（GB 5009.5-2010）進(jìn)行檢測；粗脂肪和脂肪酸：參考AOAC996.06-2008GC-FID的方法進(jìn)行檢測；粗纖維：參考國家標(biāo)準(zhǔn)方法（GB 5009.88-2014）進(jìn)行檢測；氨基酸：利用自動分析儀檢測出樣品中氨基酸的量及其分布（GB 5009.124-2010）；礦物質(zhì)：參考國家標(biāo)準(zhǔn)方法 （GB/T 5009.13（14、87、90、91、92）-2003 和 GB 5009.93-2010）檢測食品中銅、鋅、磷、鐵、鎂、錳、鉀、鈉、鈣及硒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.3 氨基酸營養(yǎng)評價值評價

氨基酸評分基準(zhǔn)按照FAO/WHO的提議[9]，雞蛋蛋白質(zhì)的化學(xué)評分基準(zhǔn)按照中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院的提議[10]，進(jìn)而通過蛋白質(zhì)化學(xué)評分（AAS）、化學(xué)評分（CS）及必需氨基酸指數(shù)（EAAI）系統(tǒng)的評價紅毛藻樣品中的營養(yǎng)物質(zhì)[11]。分別由下式求得：

式中：M為含多少氨基酸，mg/g N；n為樣品中含多少某種氨基酸，mg/g N；nPro為樣品中粗蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg/g N；m為測定的樣品蛋白質(zhì)中含多少某種必需氨基酸，mg/g N；A（FAO/WHO）為 FAO/WHO 評分基準(zhǔn)中含某一必需氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg/g N；AEgg為雞蛋蛋白質(zhì)中含多少該種必需氨基酸，mg/g N；、β…μ為樣品蛋白質(zhì)中含有多少必需氨基酸，mg/g N；αE、βE…μE為雞蛋蛋白質(zhì)中含多少必需氨基酸，mg/g N；t為比較的氨基酸種類個數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 常規(guī)營養(yǎng)成分分析

表1為紅毛藻中常規(guī)營養(yǎng)成分。由于原料來源、捕撈時間、采樣方法的差異，會致使檢測結(jié)果的少量差異。其中紅毛藻中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.90%，與孫惠浩[6]和黃文鳳[7]的檢測結(jié)果10.92%和9%相近。相比同為紅毛菜科的壇紫菜與條斑紫菜，紅毛藻粗脂肪、灰分為最高，粗蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于壇紫菜；相比同為原紅藻綱的龍須菜、芋根江蘺、粗枝軟骨藻和異枝麒麟菜，紅毛藻的粗脂肪、粗蛋白質(zhì)和粗纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高。檢測結(jié)果顯示，紅毛藻是一種具有較高膳食纖維以及蛋白含量的經(jīng)濟(jì)海藻。膳食纖維作為一種平衡膳食結(jié)構(gòu)的必須營養(yǎng)品，能夠清理腸道、改善便秘、降低血脂及血壓，控制血糖、排毒抗癌等[12-13]。

表1 紅毛藻基本營養(yǎng)成分含量Table 1 Nutritional composition in Bangia fusco-purpurea

2.2 氨基酸組成及營養(yǎng)評價

2.2.1 氨基酸組成 表2為紅毛藻中氨基酸檢測結(jié)果，總氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是38.62%，與馬家海[8]的檢測結(jié)果40.27%相近，均高于干品檢測的壇紫菜（35.48%）[19]、條斑紫菜（33.45%）[20]、龍須菜（15.23%）[16]、芋根江蘺（13.00%）[17]、粗枝軟骨藻（21.30%）[17]和異枝麒麟菜（4.93%）[18]。紅毛藻中必需氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.72%，占氨基酸總量的35.53%，接近FAO/WHO中EAA/TAA標(biāo)準(zhǔn)為40%左右[21]，與非必需氨基酸的比值是55.10%。

紅毛藻的氨基酸組成比例中可以發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是谷氨酸（4.79%），而甲硫氨酸（0.92%）和組氨酸（0.62%）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對較低，這與多種藻類組成比例相似。呈味氨基酸鮮味及甜味氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49.87%，均高于條斑紫菜（41.90%）、龍須菜（43.99%）、芋根江蘺（47.64%）、粗枝軟骨藻（46.35%）和異枝麒麟菜 （44.77%），且與壇紫菜（50.34%）相近，這賦予了紅毛藻特有的鮮美風(fēng)味。

表2 紅毛藻的氨基酸組成Table 2 Amino acid composition in Bangia fuscopurpurea

2.2.2 氨基酸營養(yǎng)價值評價 食物蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的評分主要取決于氨基酸的種類、含量及構(gòu)成比例[22]，特別是人體必需氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)及組成[23]。按照FAO/WHO的氨基酸和雞蛋蛋白質(zhì)的評分基準(zhǔn)，得出蛋白質(zhì)化學(xué)評分（AAS）、化學(xué)評分（CS）和必需氨基酸評分（EAAI），并進(jìn)行分析評價（表 3）。

由表3可知，紅毛藻的7種必需氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均超過了FAO/WHO關(guān)于人體攝入必需氨基酸的推薦標(biāo)準(zhǔn)，必需氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2583 mg/g N，小于FAO/WHO的蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（2960 mg/g N）和雞蛋蛋白質(zhì) （2190 mg/g N）。AAS中甲硫氨酸+胱氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸、亮氨酸、異亮氨酸的數(shù)值均比1大，賴氨酸接近1，這表明紅毛藻中富含多種必需氨基酸，且分布比例合理。由AAS及CS可知，第一限制氨基酸是賴氨酸，第二限制氨基酸是異亮氨酸，即紅毛藻蛋白質(zhì)中賴氨酸及異亮氨酸欠缺，紅毛藻的EAAI值是87.79。綜上所述，紅毛藻中具有組成和質(zhì)量分?jǐn)?shù)較佳的必需氨基酸以及較高的營養(yǎng)價值。

2.3 脂肪酸成分分析

表3 紅毛藻必需氨基酸組成評價Table 3 Evaluation of essential amino acids composition in Bangia fusco-purpurea

表4 紅毛藻脂肪酸組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 4 Fatty acid content in Bangia fusco-purpurea

檢出紅毛藻包含飽和脂肪酸（SFA）、單不飽和脂肪酸（MUFA）和多不飽和脂肪酸（PUFA）（表 4），分別是1.31%、0.32%和2.14%。紅毛藻含較低的脂肪（3.78%），但PUFA在脂肪酸中的相對含量較多，是脂肪酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的56.76%，高于壇紫菜（44.88%）和龍須菜（10.17%）[24]。有研究表明，不飽和脂肪酸能酯化膽固醇，從而減弱血清和肝臟的膽固醇水平[8]。在PUFA中，發(fā)現(xiàn)ω-3PUFA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.48%，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高是脂肪酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的39.26%，高于壇紫菜 （24.89%）和龍須菜（3.60%），ω-3系列PUFA具有預(yù)防心血管疾病、冠心病、慢性炎癥性疾病以及改善視覺功能等功效[25]。

在SFA中，發(fā)現(xiàn)棕櫚酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.24%，在MUFA中，發(fā)現(xiàn)油酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.24%，均為最高，這與條斑紫菜、壇紫菜、龍須菜等脂肪酸分布比例相似[24]，這兩者能夠代替膳食中的月桂酸和豆蔻酸，兩者結(jié)合有利于治療血栓，棕櫚酸能夠減少血清膽固醇[26]。PUFA中二十碳五烯酸（EPA）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，是脂肪酸總量的39.26%，高于壇紫菜（24.34%）和龍須菜（1.92%），EPA 能夠降血壓、促進(jìn)平滑肌收縮以及擴(kuò)張血管等，研究表明，同花生四烯酸相比，能夠更有效的預(yù)防動脈粥狀硬化[20]，并且有一定的保健作用[27-29]。

2.4 礦物質(zhì)元素分析

含有豐富礦物質(zhì)元素的海洋藻類被譽為“天然營養(yǎng)礦藏”[30]，于是對紅毛藻的礦物質(zhì)元素進(jìn)行分析，檢測結(jié)果見表5，可以看出紅毛藻中有常量元素6種和微量元素4種，其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高為鉀元素（2627.17 mg/hg），鈉、磷和鎂元素（分別為1156.27、739.07 mg/hg和272.67 mg/hg）次之，高于龍須菜鉀、鈉和鎂元素（197.3、160.8 mg/hg 和 226 mg/hg）[17]。 紅毛藻中含有較多的是鉀、鈣、鈉、鎂和磷，其中Na/K值為0.4，鈉會升高血壓，鉀會降低血壓，這種低Na/K比例有助于降低高血壓的發(fā)病率[20]。微量礦物質(zhì)元素中含較高的鐵元素，達(dá)31.80 mg/hg，鋅（4.00 mg/hg）及銅（1.10 mg/hg）次之。Fe參與了血紅蛋白和多種酶的合成過程，同時在組織呼吸、生物氧化過程中也發(fā)揮重要的作用；Cu能預(yù)防貧血，因其是造血過程不可或缺的元素；Zn能夠促進(jìn)生長及智力發(fā)育，同時也是多種酶合成的重要因子[31]。因此，紅毛藻中豐富的礦質(zhì)元素能夠補充人體需求，可以將其進(jìn)一步開發(fā)和利用成食用及藥用產(chǎn)品。

表5 紅毛藻礦物質(zhì)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 5 Mineral content in Bangia fusco-purpurea mg/hg

3 結(jié) 語

檢測紅毛藻的主要營養(yǎng)成分，將結(jié)果與其他同為紅藻門及原紅藻綱的海藻類進(jìn)行比較及評價。結(jié)果顯示，紅毛藻干品的水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白質(zhì)和粗纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10.90%、10.00%、3.78%、39.42%及17.20%；除了色氨酸，共檢出17種氨基酸，總氨基酸和必需氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為38.62%和13.77%，其中大部分是鮮味及甜味氨基酸，是總氨基酸的49.87%；測得紅毛藻中總脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.77%，含較多的多不飽和脂肪酸，是總脂肪酸的56.76%，其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是ω-3系列的EPA，占脂肪酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的39.26%；礦物質(zhì)元素中質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高為鉀元素 （2627.17 mg/hg）其次是鈉和磷。綜合數(shù)據(jù)表明，紅毛藻是高蛋白質(zhì)和高膳食纖維的經(jīng)濟(jì)海藻類，且氨基酸和脂肪酸組成適宜，礦物質(zhì)豐富、營養(yǎng)價值較佳、有一定的保健作用。因此，對紅毛藻進(jìn)行綜合開發(fā)利用具有重要的實際意義及經(jīng)濟(jì)價值。