2. 广西水产科学研究院, 广西南宁 530021
2. Guangxi Academy of Fishery Sciences, Nanning, Guangxi, 530021, China
海参为棘皮动物门海参纲(Holothuroidea)动物,主要分布在热带和温带海洋,特别是印度洋和太平洋[1]。全世界有约1 400种海参[2],其中近50种有较高的食用和经济价值,我国领海内分布的经济海参有21种[3]。北部湾海域主要有玉足海参(Holothuria leucospilota)、花刺参(Stichopus variegatus)、糙海参(H.scabra)等[4]。2019年,我国海参养殖面积达287 676 hm2,产量达174 340 t,海参养殖已成为我国海洋渔业的支柱型产业[5]。
关于海参的形态学鉴定,廖玉麟[6]早在20世纪90年代就对我国134种海参进行形态学鉴定,并依据骨片对海参进行了分类;李赟等[7]对15种海参骨片进行形态学观察,发现不同海参骨片种类及同型骨片特征差异明显,根据骨片就可将15种海参完全辨别;范嗣刚等[8, 9]描述西沙群岛8种海参,并用扫描电子显微镜对骨片进行观察,获取骨片的更多信息。海参具有很高的营养价值和药用价值,具有缓解疲劳、延缓衰老、抗血栓、消炎、抗癌、保护神经组织等功效[10]。在我国海参自古以来便被视为滋补珍品,被民众广泛地食用。海参可食用的部分是其体壁。随着国内海参市场扩大,其营养成分研究及品质评价受到专家学者的关注。井君等[11]比较美洲不同品种海参的营养成分,并对其进行营养评价;崔凤霞[12]测定新鲜海参和干海参的营养组成,发现海参干物质中含量最高的是蛋白质和黏多糖。此外,海参还含有皂苷、胶原蛋白、脂肪酸、维生素等营养成分[13]。北部湾地区海参资源丰富,但相关的分类鉴定研究较少,基础营养成分研究更是空白。基于此,本研究利用扫描电子显微镜观察玉足海参和花刺参骨片,旨在获得清晰、准确的玉足海参和花刺参骨片超微结构特征,进一步完善和补充2种海参骨片的形态学资料,并简要分析对比2种海参的营养成分,为北部湾地区海参的分类和鉴定提供依据,为其高值化开发利用提供技术支撑。
1 材料与方法 1.1 材料玉足海参和花刺参均采自广西涠洲岛海域,样品采集后装入氧气袋,运输至广西中医药大学海洋药物研究院实验室。2种海参均属于海参纲楯手目,基本信息见表 1。
种 Species |
采集数 Numbers of collection (ind.) |
体重 Weight (g) |
玉足海参 H.leucospilota |
5 | 123.2±31.8 |
花刺参 S.variegatus |
5 | 45.6±26.1 |
1.2 骨片的制备
用刀片从海参体壁背部切取1 cm×1 cm×5 mm的肌肉组织,每个海参重复取3个样,后用蒸馏水洗净,用滤纸吸掉附着在组织表面的水分。将处理好的组织分别置于50 mL烧杯中,每个烧杯配备单独的吸管,防止样品污染。用移液枪取1 mL 10%次氯酸钠溶液加到烧杯中,一边震荡一边消化,消化时间为30—60 s,可见烧杯底部出现白色颗粒。待颗粒数量较多时,取出未消化的组织舍弃,消化液添加3 mL蒸馏水,倾斜静置1 min,待沉淀完全后,用吸管吸除上层液体,再滴加蒸馏水,重复漂洗操作3次。
1.3 电镜制样观察吸取适量浑浊的骨片悬液,滴加在导电胶上,放进烘箱(50±5)℃烘干,然后用离子溅射仪进行喷金处理,放进扫描电子显微镜进行观测。选择电镜下形态完整且不被遮掩的骨片进行拍照,每种骨片至少拍摄5张照片。
1.4 营养成分分析(1) 水分:参照“活体刺参体重测量方法”[14]测活海参体重,然后参照GB 5009.3—2016[15]中的直接干燥法测定水分含量。
(2) 灰分:参照GB 5009.4—2016[16]中的马弗炉灼烧法测定灰分含量。
(3) 盐分:称试样2—3 g于瓷坩锅中,碳化后放入550—600℃马弗炉中灼烧2 h。取出放冷,然后参照SC/T 3011—2001[17]中的直接滴定法测定盐分含量。
(4) 粗蛋白:参照GB 5009.5—2016[18]中的自动凯氏定氮仪法测定粗蛋白含量。
(5) 粗脂肪:参照GB 5009.6—2016[19]中的索氏抽提法测定粗脂肪含量。
(6) 还原糖:参照GB 5009.7—2016[20]中的直接滴定法测定还原糖含量。
(7) 总糖:参照GB/T 9695.31—2008[21]中的分光光度计法测定总糖含量。
1.5 数据处理及分析采用SPSS 26.0软件进行显著性差异统计分析,用单因素分析法(One-Way ANOVA)进行方差分析,采用Turkey's检验进行多重比较,以平均值±标准偏差表示结果,P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著。
2 结果与分析 2.1 玉足海参的骨片结构玉足海参的骨片有桌形体、扣形体、穿孔板体3种类型(图 1)。桌形体底盘近似圆形,面积不等,直径约50 μm,周缘较为平整,呈波纹状;底部中央有1个大孔,大孔与周缘间通常有12个小孔,有时小孔会缺或多1—2个;顶端是一个圆环,直径约20 μm,周缘通常有12个锯齿,有时锯齿会生长畸形,缺或多1—2个,有4根立柱连接顶端与底盘,立柱中间有1根横梁相连(图 1a,b)。扣形体形态像一个椭圆形的衣扣,长径约50 μm,短径约25 μm,具1—4对左右对称的穿孔,通常左右对称穿孔的大小与面积不一(图 1c—f)。穿孔板体形态像一块纱布,布满密密麻麻的穿孔,穿孔为光滑的圆形,面积大小不一(图 1g)。
2.2 花刺参的骨片结构
在花刺参中可以观察到桌形体、花纹样体和C形体3种类型的骨片(图 2)。桌形体盘底近似圆形,直径35—75 μm,面积大小不等,周缘呈波纹状,中央有4个大孔,外围伴有4—30个圆形小孔(图 2a);有4根立柱连接底盘与顶端,中间无横梁相连(图 2b);顶端呈正方形,长10—20 μm,中央有1个圆形大孔,周围有4个脚,每个脚有3或3个锯齿,有些脚相连部分有2个锯齿,有些则没有(图 2c,d)。花纹样体长约20 μm,通常在左右两端各分枝2次或3次,部分枝上分枝,有时骨片发育畸形,左边或右边会缺1—2条分支(图 2e—g)。C形体形似英文字母C,有大有小,径长50—100 μm (图 2h)。
2.3 2种海参的营养成分含量
由表 2可见,玉足海参和花刺参中含量最多的是水,均超过90%,玉足海参干物质含量约为花刺参的1.8倍。玉足海参和花刺参干物质中含量最多的是粗蛋白,分别为52.90%和53.10%,其次是灰分,分别为36.80%和35.47%,两者含量差异均不显著(P>0.05);盐分含量分别为15.32%和23.16%,差异显著(P<0.05),花刺参盐分含量约为玉足海参的1.5倍;总糖含量分别为1.74%和1.14%,还原糖含量分别为0.63%和0.76%,差异极显著(P<0.01);粗脂肪含量分别为1.15%和0.89%。总体来看,玉足海参和花刺参营养价值差距不大,但同等活体质量下,玉足海参含有更多干物质,更低的盐分,经济效益及保健效果可能更好。
样品名称 Name of sample |
水分 Moisture |
粗蛋白 Crude proteins |
灰分 Ash |
盐分 Salinity |
总糖 Total poly-saccharides |
粗脂肪 Crude lipid |
还原糖 Revertose |
玉足海参 H.leucospilota |
93.87±1.02a | 52.90±0.62 | 36.80±0.44 | 15.32±0.29a | 1.74±0.04a | 1.15±0.05a | 0.63±0.01a |
花刺参 S.variegatus |
96.63±0.23b | 53.10±0.82 | 35.47±0.84 | 23.16±0.45c | 1.14±0.06c | 0.89±0.04b | 0.76±0.01c |
注:同一列数据右上角不同字母代表差异显著(P < 0.05);除水分外,其他项为干物质中的含量 Note:Different letters in the upper right corner of the same column of data represent significant differences (P < 0.05);except for moisture, other items are the content in dry matter |
3 讨论
海参骨片是海参体壁真皮层中的一种内骨骼,因为体型微小,在显微镜下才能观察到完整形态。肉眼下海参骨片为白色颗粒,不同种类的海参骨片形态存在差异,可作为海参纲动物分类的显著特征[6]。文菁等[22]最先发现花刺参的桌形体骨片立柱之间无横梁,本研究结果证实了这一点,并对桌形体顶端形态和花纹分枝进行了补充。姚旺等[23]发现玉足海参骨片存在穿孔板体类型,本研究进一步描述了玉足海参的穿孔板体穿孔数量。本次研究与前人研究存在上述差异,推断主要原因有以下3点:首先,本研究利用扫描电子显微镜,分辨率高,图像细节清晰;其次,本研究获取海参骨片使用的次氯酸钠溶液的腐蚀性很强,残留的次氯酸钠会腐蚀骨片,破坏骨片的完整性;最后,次氯酸钠溶液消化间质等缔结组织,未完全消化的肌肉组织容易吸附在骨片上,影响骨片的观察效果。鉴于此,实验时应严格取样,并严格控制次氯酸钠消化时间,以尽可能地保留骨片的完整性。
Massin等[24]研究认为,种的特异性是海参骨片的一个显著特征,海参骨片的细微结构可作为不同种的鉴定依据。2种不同种属的海参骨片观察结果显示,不同种属间海参骨片存在明显差异,如花刺参有花纹样体和C形体,而玉足海参没有,玉足海参有扣形体而花刺参没有。同时,2种海参骨片在形态上存在一定的相似性,如均具有桌形体,但在细节上有差异。本研究得到的骨片特性,可以作为玉足海参和花刺参分类和鉴定的依据。
营养成分含量分析结果表明,玉足海参和花刺参水分含量最高,粗蛋白、灰分、盐分次之,然后是总糖、粗脂肪和还原糖,该结果证明海参是一种高蛋白低脂肪的食品。其中,花刺参的水分、粗蛋白、粗脂肪、灰分的测定结果与李丹彤等[25]的基本一致。灰分含量较高,在2种海参干物质中含量均超过30%,相差不大,但远高于黄鳝、对虾、带鱼等[26]水产动物,这主要是由于海参体壁组织下存在许多细小石灰质骨片。
2种海参干物质中粗蛋白质含量均超40%,是海参主要的营养成分,与时嘉赓等[27]和周光东等[28]研究结果相似。玉足海参粗脂肪含量比花刺参高,二者的含量都为1%左右,略低于北方仿刺参的粗脂肪含量[21],远低于猪肉、鸭肉等肉类[29, 30]。花刺参的盐分差不多是玉足海参的1.5倍,且二者的还原糖和总糖含量差异较大,可能是由于不同海参品种特性造成的。
4 结论玉足海参骨片有桌形体、扣形体、穿孔板体3种类型,花刺参骨片有桌形体、花纹样体、C形体3种类型,两者骨片形态的差异可作为其鉴别特征。2种海参的营养成分含量特征大致相同,水分含量均在90%以上。玉足海参干物质的粗蛋白、灰分、盐分、粗脂肪、还原糖、总糖含量分别为52.90%、36.80%、15.32%、1.15%、0.63%、1.74%,花刺参干物质中的含量分别为53.10%、35.47%、23.16%、0.89%、0.76%、1.14%。2种海参具有高蛋白低脂肪的特点,有益于人体健康,特别是糖尿病、高血压、冠心病等人群,是一类较符合消费人群补充蛋白质来源的食品。
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