王寿权，员冬玲，尹凤交，柴本银

（1.山东天力能源股份有限公司，山东 济南 250100；2.齐鲁工业大学（山东省科学院），山东省科学院能源研究所，山东 济南 250103）

海参体内含有多种具有营养价值和药用价值的有效成分，具有补肾、益精髓，消痰、生脉血，治溃疡等功效[1-2]。鲜海参体内具有自溶酶，为利于保存，在加工过程中，首先要用沸水煮制进行灭酶处理[3]。然而海参在煮制过程中，有许多营养成分和功效成分会流失，加工废液一直是被作为废液排放，既造成资源浪费，又带来严重的环境污染。本文研究了海参废液中所含营养成分，并与海参的营养进行比较，对其中所含的蛋白质进行了营养评价，为海参废液的资源化利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

鲜活海参：好当家集团有限公司。本文研究的海参是指海参经处理后可食用体壁部分，其加工废弃液是指体壁在蒸煮灭酶过程中产生的烫漂液。将体壁和烫漂液干燥成固体，以固体作为分析对象，废液中固体含量为1.11%。

复合蛋白酶（酶活500 U/g）：诺维信；氢氧化钠、冰醋酸、无水乙醇、正丁醇、苯酚、sevage 试剂、茚三酮溶液等。

1.2 仪器与设备

日立835-50 型氨基酸分析仪：株式会社日立制作所；HP-5890 型气相色谱仪：中国惠普有限公司；LG-20 冷冻干燥机：沈阳航天新阳速冻设备制造有限公司；RE-52A 旋转蒸发仪：济宁天华超声电子仪器有限公司；ATN-300 凯氏定氮仪：上海精密仪器仪表有限公司；索氏提取器、SX-4-10 马福炉：上海洪纪仪器设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 常量营养元素测定

水分：GB5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》；灰分：GB5009.4-2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》；蛋白质：GB5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》；脂肪含量：GB 5009.6-2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》。

1.3.2 多糖含量测定

参考文献中海参多糖提取方法[4]，称取干燥后样品10 g，加水500 mL，匀浆，加入0.2 g 复合蛋白酶，50 ℃～55 ℃水解 2 h，90 ℃灭酶活。再加入 10 mol/L NaOH 溶液使终浓度为0.5 mol/L，置于4 ℃冰箱碱解12 h，用冰醋酸调至中性，8 000 r/min 离心20 min，取上清液减压浓缩至原体积的1/4，加入2 倍体积的95%的乙醇。离心后弃上清，沉淀分别用95%乙醇、无水乙醇洗涤，干燥。取干燥的样品，用热水溶解，8 000 r/min离心20 min，弃沉淀，取上清液，置透析袋中透析脱盐，脱盐后的溶液再转入梨形分液漏斗用sevage 试剂萃取去除蛋白，去除蛋白的溶液，冷冻干燥后为海参粗多糖，精确称量。

1.3.3 海参皂苷含量测定

海参皂苷含量测定参考文献[5]。

1.3.4 氨基酸含量测定

氨基酸含量测定参照GB 5009.124-2016《食品安全国家标准食品中氨基酸的测定》，利用835-50 型氨基酸分析仪测定。色氨酸含量未进行分析。

1.4 营养评价计算

1.4.1 模糊识别法分析

根据兰氏距离法[6-8]定义被测蛋白和标准蛋白模式氨基酸的贴近度U，贴近度U 计算公式为：

式中：ai为标准蛋白模式的第i 种必需氨基酸含量，（mg/g 蛋白）；ui为被测食物蛋白质中的第 i 种必需氨基酸含量，（mg/g 蛋白）。其中，标准模式包含粮农组织/世界卫生组织（Food ＆ Agriculture Organization/World Health Organization，FAO/WHO）模式及全鸡蛋蛋白模式。

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

EAAI 计算方法参考文献[9-10]，式中：A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7为被测样品蛋白质中测定的 7 种必需氨基酸含量，（mg/g 蛋白）；E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7为全鸡蛋蛋白模式中的7 种必需氨基酸含量，（mg/g 蛋白）。

1.4.3 氨基酸评分法（amino acid score，AAS）和化学评分法（chemical score，CS）

参考文献中 AAS 和 CS 计算公式[8，10-12]，式中：Ax为样品蛋白质中某种必需氨基酸的含量，（mg/g 蛋白），As 为FAO/WHO 标准蛋白模式中某种必需氨基酸的含量，（mg/g 蛋白），Ex 为全鸡蛋蛋白标准模式中某种必需氨基酸的含量，（mg/g 蛋白）。

1.4.4 氨基酸比值系数（ratio coefficient，RC）及比值系数分（score of ratio coefficient，SRC）

参考文献中 RC 和 SRC 计算公式[6-7，11-12]，式中：AASi表示第i 种必需氨基酸的氨基酸评分表示该样品中总必需氨基酸的氨基酸评分均值；RCi表示样品中第i 种必需氨基酸的比值系数表示样品中各比值系数的均值。为i 种必需氨基酸比值系数的标准差；SRC 为必需氨基酸的比值系数分。

2 结果与讨论

2.1 海参及加工废液基本营养成分分析

对海参及加工废液的基本成分进行了测定，结果见表1。

表1 海参及加工废液基本营养成分分析（n=3）Table 1 Nutritional composition of sea cucumber and its waste liquid（n=3）

由表1可以看出，海参废液中灰分含量较高，含有大量盐。对蛋白含量分析，海参中蛋白含量较高，达到65%左右，废液固体中，蛋白含量只有12.6%，这是海参在蒸煮过程中，大量的盐分进入了废液，废液固体中主要成分为盐，蛋白相对含量降低。而脂肪的含量在废液固体中较高，达到了3.6%，高于海参，说明海参在加工的过程中，有大量的脂类物质溶解到废弃液中。海参多糖和海参皂苷是海参中重要活性成分，具有多种药理活性，包括抗凝血、抗血栓、抗肿瘤、免疫调节等作用[1]，从表1数据可以看出，废弃液中多糖和总皂苷含量都低于海参的含量，但是含量也都在海参含量的一半以上。从营养数量比较看，海参废液具有一定的价值。

2.2 海参及其加工废液氨基酸组成分析

海参及其加工废液中每克蛋白质的氨基酸组成见表2。

表2 海参与加工废液氨基酸组分含量Table 2 Amino acid composition of sea cucumber and its waste liquid

续表2 海参与加工废液氨基酸组分含量Continued table 2 Amino acid composition of sea cucumber and its waste liquid

表2结果显示，海参体及加工废液氨基酸种类齐全，至少包含17 种氨基酸。比较海参和废液每克蛋白中氨基酸的含量，废液中的氨基酸含量要高于海参中的，这可能是海参在加工蒸煮过程中，从海参体溶解到废液中的蛋白大部分是可溶性的氨基酸，而留在海参体中的蛋白很多以大分子和复合物的形式存在，不易降解成氨基酸。从人体所必需的氨基酸上看，废液每克蛋白中EAA 含量也高于海参，分别为389.29 mg/g和181.77 mg/g，必需氨基酸与总氨基酸的比值（EAA/TAA）也高于海参，分别为49.11%和33.92%，废液和海参的必需氨基酸与非必需氨基酸的比值（EAA/NEAA）分别为96.48%和51.48%，根据FAO/WHO 的理想模式[13]，质量较好的蛋白质其氨基酸组成为EAA/TAA 在40%左右，EAA/NEAA 在60%以上，海参体在这两项指标上还达不到FAO/WHO 的标准，而废液中蛋白指标则超过这两项指标。必需氨基酸指数的分析结果也显示，废液的EAAI 远高于海参，分别为78.60和36.88。鲜味氨基酸（FAA）的比较可知，海参体的鲜味氨基酸与总氨基酸的比值（FAA/TAA）高于废液，但是每克蛋白中的FAA 含量相差不大，说明海参与废液中蛋白的鲜度相当，只是由于海参体蛋白中TAA 含量低，从而导致了FAA/TAA 值高于废液。以上结果分析显示，海参废液蛋白质在营养学上利用价值较大。

2.3 海参及其加工废液氨基酸营养评价

2.3.1 海参与加工废液氨基酸模糊识别法分析

贴近度U 可以反映评价对象氨基酸与标准模式蛋白氨基酸的接近程度，U 值越接近1，其蛋白质营养价值相对越高。以FAO/WHO 模式及全鸡蛋蛋白模式为标准，按照模糊识别法得出海参及其加工废液氨基酸与两种标准模式蛋白的贴近度，结果见表3。

表3 海参与加工废液氨基酸与标准蛋白贴近度比较Table 3 Comparison of amino acids and standard protein proximity of sea cucumber and its waste liquid

不论FAO/WHO 模式还是全鸡蛋蛋白模式，海参废液的蛋白贴近度都要高于海参。从贴近度上分析，海参废液蛋白FAO/WHO 模式达到0.956 8，非常贴近FAO/WHO 推荐的蛋白模式。与其他优质蛋白相比，海参废液蛋白的贴近度高于人乳蛋白（FAO/WHO 模式贴近度0.944 5）、羊乳蛋白（FAO/WHO 模式贴近度 0.925 0）[14]和猪瘦肉蛋白（FAO/WHO 模式贴近度 0.919）[15]，属于非常优质的蛋白质来源。

2.3.2 氨基酸评分（AAS）和化学评分（CS）

氨基酸评分和化学评分是目前广为应用的一种食物蛋白质营养价值评价方法，它反映了食物蛋白质与人体蛋白质构成模式的接近程度[16]。测定样品蛋白质中某种必需氨基酸的含量占FAO/WHO 评分模式中该氨基酸含量的百分比，此百分数即为AAS。测定样品蛋白质中某种必需氨基酸的含量占标准蛋白质鸡蛋蛋白氨基酸含量的百分比，此百分数即为CS。AAS值与CS 值越接近100%，说明与FAO/WHO 标准模式氨基酸或标准鸡蛋蛋白的组成越接近，营养价值就越高。对海参与加工废液氨基酸评分和化学评分结果见表4。

表4 海参与加工废液氨基酸评分和化学评分比较Table 4 Amino acid score and chemical score of sea cucumber and its waste liquid

海参的AAS 值和CS 值都比较低，所有氨基酸的评分都低于100%，海参废液蛋白的AAS 值除了亮氨酸（低于但接近100%），其余必需氨基酸AAS 值都超过了100%，CS 值除苏氨酸，其余都低于100%，但与海参的CS 值相比，更接近100%。从总得评分来看，废液的AAS 值和CS 值都显著高于海参的值，废液蛋白的品质更高。

2.3.2 氨基酸比值系数（RC）及比值系数分（SRC）

氨基酸比值系数可以反映食物中氨基酸组成含量与模式氨基酸的偏离程度[6]。当RC＞1 表示该必需氨基酸相对过剩，RC＜1 则相反，说明该必需氨基酸相对不足，RC 值最小者为该蛋白第一限制氨基酸。氨基酸比值系数及比值系数分比较见表5。

表5 氨基酸比值系数及比值系数分比较Table 5 Ratio coefficient and score of ratio coefficient of sea cucumber and its waste liquid

由表5可以看出，海参和废液的第一限制氨基酸都是亮氨酸，而第二限制氨基酸海参的为赖氨酸，废液的为蛋氨酸+半胱氨酸，两者略有区别。氨基酸比值系数分表示食物蛋白质的相对营养价值，SRC 值直接表明了蛋白质营养价值的高低，越接近100，营养价值越高。表5结果显示，废液的SRC 值都超过了海参，说明了废液总必需氨基酸偏离标准氨基酸的程度要低于海参。

3 结论

通过上述研究，在常规营养上，海参在总蛋白、多糖、总皂苷的含量上要高于废液，而粗脂肪含量废液则高于海参。对海参和废液蛋白中氨基酸进行测定并评价，海参废液每克蛋白中的TAA、EAA、FAA 含量都高于海参，EAA/TAA、EAA/NEAA、EAAI 指标也都优于海参。对海参和废液必需氨基酸进行贴近度评价、氨基酸评分、化学评分、氨基酸比值系数及比值系数分分析，这些数据都显示出废液的蛋白品质要高于海参。与其他优质蛋白相比，废液中所含蛋白也属于非常优质的蛋白质。而海参营养主要体现在多糖和皂苷等生物活性物质，其蛋白的品质评价并不高，这与张凡伟等[17]的研究结果相似。

海参废液蛋白具有较高的品质，但是废液中含有大量的盐，同时废液中蛋白总体含量不高。可以通过对废液进行脱盐，蛋白进行提取纯化，来提高废液蛋白的利用价值，这样不仅可以提高海参产业的附加值，而且还能减少海参加工产业废水的排放，对整个海参产业的发展具有重要意义。