紅毛藻營養成分分析與評價

吳靖娜 ， 陳曉婷 ， 路海霞 ， 蘇 捷 ， 林玉雨 ， 劉智禹 *

（1.福建省水產研究所，福建 廈門 361013；2.福建省海洋生物增養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]。紅毛藻生長區域廣泛，基本遍及亞寒帶至亞熱帶區域，我國的產量也較大，福建省莆田是其中一個首要的產地，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、滋陰降火以及預防血管疾病等功效[3-4]。目前，紅毛藻人工養殖量不斷上升，但加工利用率卻很低，弱化其在市場中的競爭力及經濟收益，因而增強其深度、充分及合理的加工利用，提高產品價值，將成為研究及開發的熱點。

目前，已有關于紅毛藻基因序列[2]、藻紅蛋白[5]、多糖[5-6]、脂肪酸[7]及氨基酸[8]等分析研究的文獻資料，但對于紅毛藻的營養成分和價值未有較為系統分析及評價。因此，本文作者對紅毛藻中常規營養成分、氨基酸、脂肪酸及礦物質元素進行了系統的分析和評價，充分掌握了紅毛藻的食用和營養價值，為更深入的加工研究提供科學基礎，從而實現紅毛藻的高值化利用及可持續發展。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅毛藻干品，莆田市匯龍海產有限公司提供。

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

1.2 實驗方法

水分：參考國家標準直接干燥法 （GB 5009.3-2010）進行檢測；灰分：參考國家標準高溫灰化法（GB 5009.4-2010）進行檢測；粗蛋白質：參考國家標準方法（GB 5009.5-2010）進行檢測；粗脂肪和脂肪酸：參考AOAC996.06-2008GC-FID的方法進行檢測；粗纖維：參考國家標準方法（GB 5009.88-2014）進行檢測；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：參考國家標準方法 （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、鈣及硒的質量分數。

1.3 氨基酸營養評價值評價

氨基酸評分基準按照FAO/WHO的提議[9]，雞蛋蛋白質的化學評分基準按照中國預防醫學科學院的提議[10]，進而通過蛋白質化學評分（AAS）、化學評分（CS）及必需氨基酸指數（EAAI）系統的評價紅毛藻樣品中的營養物質[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為樣品中粗蛋白質質量分數，mg/g N；m為測定的樣品蛋白質中含多少某種必需氨基酸，mg/g N；A（FAO/WHO）為 FAO/WHO 評分基準中含某一必需氨基酸的質量分數，mg/g N；AEgg為雞蛋蛋白質中含多少該種必需氨基酸，mg/g N；、β…μ為樣品蛋白質中含有多少必需氨基酸，mg/g N；αE、βE…μE為雞蛋蛋白質中含多少必需氨基酸，mg/g N；t為比較的氨基酸種類個數。

2 結果與討論

2.1 常規營養成分分析

表1為紅毛藻中常規營養成分。由于原料來源、捕撈時間、采樣方法的差異，會致使檢測結果的少量差異。其中紅毛藻中水分的質量分數為10.90%，與孫惠浩[6]和黃文鳳[7]的檢測結果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，粗蛋白質的質量分數高于壇紫菜；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、粗蛋白質和粗纖維的質量分數最高。檢測結果顯示，紅毛藻是一種具有較高膳食纖維以及蛋白含量的經濟海藻。膳食纖維作為一種平衡膳食結構的必須營養品，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 紅毛藻基本營養成分含量Table 1 Nutritional composition in Bangia fusco-purpurea

2.2 氨基酸組成及營養評價

2.2.1 氨基酸組成 表2為紅毛藻中氨基酸檢測結果，總氨基酸的質量分數是38.62%，與馬家海[8]的檢測結果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量分數為13.72%，占氨基酸總量的35.53%，接近FAO/WHO中EAA/TAA標準為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現，質量分數最高的是谷氨酸（4.79%），而甲硫氨酸（0.92%）和組氨酸（0.62%）的質量分數相對較低，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量分數為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 氨基酸營養價值評價 食物蛋白質營養價值的評分主要取決于氨基酸的種類、含量及構成比例[22]，特別是人體必需氨基酸質量分數及組成[23]。按照FAO/WHO的氨基酸和雞蛋蛋白質的評分基準，得出蛋白質化學評分（AAS）、化學評分（CS）和必需氨基酸評分（EAAI），并進行分析評價（表 3）。

由表3可知，紅毛藻的7種必需氨基酸的質量分數均超過了FAO/WHO關于人體攝入必需氨基酸的推薦標準，必需氨基酸質量分數為2583 mg/g N，小于FAO/WHO的蛋白質標準（2960 mg/g N）和雞蛋蛋白質 （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量分數較佳的必需氨基酸以及較高的營養價值。

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量分數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，是脂肪酸總質量分數的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，發現ω-3PUFA的質量分數為1.48%，其質量分數最高是脂肪酸總質量分數的39.26%，高于壇紫菜 （24.89%）和龍須菜（3.60%），ω-3系列PUFA具有預防心血管疾病、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，發現棕櫚酸的質量分數為1.24%，在MUFA中，發現油酸的質量分數為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）的質量分數最高，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、促進平滑肌收縮以及擴張血管等，研究表明，同花生四烯酸相比，能夠更有效的預防動脈粥狀硬化[20]，并且有一定的保健作用[27-29]。

2.4 礦物質元素分析

含有豐富礦物質元素的海洋藻類被譽為“天然營養礦藏”[30]，于是對紅毛藻的礦物質元素進行分析，檢測結果見表5，可以看出紅毛藻中有常量元素6種和微量元素4種，其中質量分數最高為鉀元素（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病率[20]。微量礦物質元素中含較高的鐵元素，達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揮重要的作用；Cu能預防貧血，因其是造血過程不可或缺的元素；Zn能夠促進生長及智力發育，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元素能夠補充人體需求，可以將其進一步開發和利用成食用及藥用產品。

表5 紅毛藻礦物質元素質量分數Table 5 Mineral content in Bangia fusco-purpurea mg/hg

3 結 語

檢測紅毛藻的主要營養成分，將結果與其他同為紅藻門及原紅藻綱的海藻類進行比較及評價。結果顯示，紅毛藻干品的水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白質和粗纖維的質量分數分別為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量分數分別為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量分數為3.77%，含較多的多不飽和脂肪酸，是總脂肪酸的56.76%，其中質量分數最高的是ω-3系列的EPA，占脂肪酸總質量分數的39.26%；礦物質元素中質量分數最高為鉀元素 （2627.17 mg/hg）其次是鈉和磷。綜合數據表明，紅毛藻是高蛋白質和高膳食纖維的經濟海藻類，且氨基酸和脂肪酸組成適宜，礦物質豐富、營養價值較佳、有一定的保健作用。因此，對紅毛藻進行綜合開發利用具有重要的實際意義及經濟價值。