0 引言

【研究意义】鼠尾藻(Sargassum thunbergii)^[1-2]、海黍子(Sargassum muticum)及铜藻(Sargassum horneri)等是一类具有较高经济价值的褐藻新资源，它们不仅是藻胶工业的优质原料，也是制备医药、食品、饲料、有机肥等的优质原料。该类褐藻在我国近海分布广泛，是海藻场及海底森林的主要组成部分。大部分的马尾藻一般不直接食用，但可以广泛用于饲料、藻胶和医药行业。海藻中含有丰富的维生素，如脂溶性维生素A、D的前体，维生素E、K，水溶性维生素B₁、B₂、B₃、B₁₂以及维生素C等。褐藻胶是褐藻细胞间质多糖的主要成分，具有高分子阴离子化合物的特性，是维持褐藻生命活动所必须的基础物质，其主要成分为多聚甘露糖醛酸(M)和多聚古罗糖醛酸(G)所构成的高分子化合物，它主要用作食品、纺织、橡胶、医药等工业的助剂。褐藻中岩藻聚糖硫酸酯具有抗凝血、降血脂、抗肿瘤、抗病毒、增强机体免疫机制等多种生理活性，在工业、农业、环保、轻工、食品、医疗等领域有重要的应用价值。褐藻中的岩藻黄素属于类胡萝卜素类的化合物，对光不稳定，易被氧化，具有优越的抗氧化作用和抗肥胖、抗肿瘤、调节血糖含量和清除自由基等活性。褐藻多酚是海藻体内的化学防御物质，分子量从几百到几十万，具有多种化学及生物活性：络合金属离子；抑制淀粉酶、酯酶、抗血纤维蛋白溶酶活性；抑制微生物生长；抑制附生藻类生长；抑制植食动物摄食；凝集血红细胞^[3]。在高度不饱和脂肪酸的抗氧化实验中发现，褐藻多酚比目前常用的抗氧化剂BHT的抗氧化活性高2.5倍^[4]。【前人研究进展】目前已有报道研究大连海黍子^[5]、海南马尾藻^[6]、广东亨氏马尾藻^[7]、浙江一种马尾藻(羊栖菜)^[8]的基本营养成分，如氨基酸、微量元素、维生素等，但有关马尾藻中褐藻胶、岩藻黄素、褐藻多酚这些活性成分分析资料较少。【本研究切入点】每种马尾藻的营养组成有着较大的差异，因此本研究采集山东荣成自然资源量较大的3种马尾藻，对其主要营养组成及功能活性成分物质进行测定及分析。【拟解决的关键问题】扩大马尾藻这一大型经济藻类的应用范围，提高其开发利用价值，为充分开发利用海藻资源提供一定的科学理论参考。

1 材料与方法 1.1 海藻的采集与处理

2015年6月采集荣成俚岛湾海洋科技有限公司潮间带生长的鼠尾藻，潮下带生长的海黍子，以及筏架上漂浮生长的铜藻。所有采集的海藻用过滤海水洗刷后，60℃烘干，装入自封袋中，置于冰箱中冷冻保存。

1.2 方法 1.2.1 一般组分的含量测定

粗蛋白的含量测定采用经典的凯氏定氮法；粗脂肪的含量测定采用索氏抽提法；粗纤维的含量测定采用重量法；灰分的测定采用560℃煅烧法；不溶性膳食纤维的含量测定采用国家标准GB 12394-90。

1.2.2 氨基酸含量测定

海藻样品用2 mL 5 mol/L盐酸110℃水解24 h后过滤，所得滤液用真空泵40℃抽干；再用pH值5.5的磷酸缓冲液稀释到一定体积，摇匀，取一定量的水解样品用氨基酸自动分析仪进行测定。

1.2.3 微量元素以及维生素含量测定

微量元素含量的测定：海藻样品用HNO₃-HClO₄混酸消解至无色透明，用双蒸水定容至一定体积，备用。用原子吸收光谱仪测定微量元素Cu、Fe、Zn的含量，用荧光分光光度法测定元素Se的含量(海洋监测规范生物体分析GB 17378.6-1998)。

维生素B₁的含量采用国家标准GB/T 5009.84-2003测定，维生素B₂的含量采用国家标准GB/T 14701-2002 测定。

1.2.4 海藻多糖的含量测定

褐藻胶的含量测定参考文献^[9]中所使用的醋酸钙法。褐藻淀粉和硫酸多糖的含量测定采用硫酸苯酚法，所用提取方法如下：取10 g海藻干粉，加20 mL甲醇脱色3次后，用80℃热水提取2 h;5 000×g离心后，收集上清液旋转浓缩;然后加入10 mL 50%(V/V)乙醇，离心收集沉淀，即为褐藻淀粉;上清液中再加入10 mL 80%(V/V)乙醇沉淀，收集沉淀物，为硫酸多糖。

1.2.5 其他生物活性物质的含量测定

(1)甘露醇

采用硫代硫酸钠滴定法：海藻用蒸馏水浸泡24 h，将提取液浓缩沉淀，置于碘瓶中，加入3.2 g/L高碘酸钠溶液及硫酸溶液(水∶浓硫酸=1∶20，V/V)，50℃水浴加热15 min，放冷。加入16.5%(W/V)碘化钾液，放置5 min，用0.1 mol/L硫代硫酸钠滴定液滴定，至近终点时，加入1%(W/V)淀粉溶液1.0 mL使溶液呈蓝色，再继续滴定至蓝色消失。每1.0 mL硫代硫酸钠滴定液(0.1 mol/L)相当于1.821 8 mg甘露醇。

(2)岩藻黄素

准确称取1.05 g马尾藻干粉，用20 mL甲醇在60℃的条件下避光静置，浸提2次，每次1 h。浸提液冷冻离心后留取上清液并转入分液漏斗中，缓慢加入正己烷，充分震荡，放置分层，保留上层溶液；再用正己烷对下层甲醇水溶液进行萃取，直至不能再从下层中萃取出黄素物质为止，最后舍掉下层，合并所得的上层溶液。在岩藻黄素特定吸收波长450 nm下测吸光度值，按下式算出岩藻黄素含量：

岩藻黄素(mg/g)=(A₄₅₅×n×1 000)/(A_{1 cm}^1%×M×100)，

式中：A₄₅₅为样品在445 nm处的吸光值；n为稀释倍数；A_{1 cm}^1%为在1 cm光程长的比色皿中1 g/L岩藻黄素的理论吸收值，即1 600；M为样品重量，g。

(3)褐藻多酚

准确称取2 g干样品，加50 mL蒸馏水，于121℃条件下提取15 min。提取液 3 000 r/min离心20 min，用蒸馏水将上清液定容至50 mL得到热水提取的褐藻多酚溶液。然后加入3倍体积的95%(V/V)乙醇溶液进行沉淀，静置10 min后进行离心，旋转蒸发出上清液中的乙醇，浓缩液加蒸馏水定容至50 mL，得到褐藻多酚溶液。取1 mL褐藻多酚溶液置于15 mL试管中，加水稀释至7 mL，混合均匀，加入1 mL Folin-Denis试剂摇匀，3 min后加入2 mL饱和碳酸钠溶液，充分混合，3 h后于710 nm测定吸光值。用1%(W/V)间苯三酚标准液按上述方法做出标准曲线，样品测得的710 nm处吸光值代入标准曲线公式中即可求得褐藻多酚含量。

Folin-Denis试剂为磷酸钨铝复合物：将20 g钨酸钠，80 g磷钼酸钠，50 mL (85%，V/V) 磷酸溶液及750 mL水混合，加热回流2 h，冷却后加水定容至1 L。

2 结果与分析 2.1 3种马尾藻的一般组成含量

已报道的海藻中蛋白质含量一般在20%以下^[10]，从表 1可以看出，本试验中3种海藻的粗蛋白含量为14.1%～19.1%，高于海带(6.4%)^[10]；其中，鼠尾藻与海黍子中粗蛋白含量比较高，与羊栖菜(15.3%)及裙带菜(17.2%)的粗蛋白含量^[8]接近，而铜藻中粗蛋白含量在3种海藻中最低。另外，鼠尾藻与海黍子的粗纤维含量相对低于铜藻；3种海藻的脂肪含量都比较低。总体上来说，海黍子与鼠尾藻的基本营养成分组成比较接近。

粗纤维仅包含部分纤维素、半纤维素、木质素及少量含氮化合物，而膳食纤维包含纤维素、半纤维素、戊聚糖、木质素、果胶、树胶等，因此膳食纤维比粗纤维更能客观、准确地反映食物的可利用率。鼠尾藻、铜藻的不溶性膳食纤维含量比较高，可作为强化纤维配方食品的添加剂。另外，受实验条件限制，我们只测定3种海藻中维生素B₁、B₂的含量，结果显示3种海藻中维生素B₂的含量较高(表 1)。

2.2 蛋白质的氨基酸组成及含量

由表 2可知，马尾藻含有17种氨基酸，缺少色氨酸。鼠尾藻、海黍子、铜藻氨基酸总量分别是16.5 g/100 g、15.4 g/100 g、16.95 g/100 g，必需氨基酸含量分别是5.27 g/100 g、5.70 g/100 g、5.30 g/100 g；必需氨基酸占总氨基酸量的比例分别为31.9%，37.0%，31.3%。WHO推荐的理想蛋白质模式是必需氨基酸占总氨基酸的40%左右，海黍子的氨基酸组成比较接近这一要求。

2.3 微量元素及维生素含量

海藻中含有海水中所有的无机元素，其中K、Na、Mg、Ca、Cl含量很高，是无机元素的宝库，这些无机元素在人体内参与生命过程，起着非常重要的作用。海藻有将海水中元素浓缩的能力，比如铁在海水中含量一般为0.01 mg/kg，而本试验所测得的3种马尾藻铁含量为110～426 mg/kg。从表 3可以看出，3种海藻的微量元素含量比较丰富，特别是铁的含量远高于海带(39 mg/kg)^[11]，但低于报道的亨氏马尾藻(500 mg/kg)；硒的含量比亨氏马尾藻高(30 μg/kg)^[7]。

2.4 褐藻多糖的含量

褐藻多糖主要分为细胞间质多糖及细胞内贮藏多糖，褐藻间质多糖包括褐藻胶及硫酸多糖，细胞内贮藏多糖多为淀粉类物质。

本试验海藻中褐藻胶含量为12.4%～26.2%，其中鼠尾藻的褐藻胶含量最高，鼠尾藻及铜藻中的褐藻胶含量与海带褐藻胶含量(24.5%)^[11]接近(表 4)。从马尾藻提取的褐藻胶与从海带中提取的褐藻胶在分子量、凝胶强度等特征上有很大的差异，用途不尽相同，目前从马尾藻提取的褐藻胶在市场上比较紧缺。褐藻淀粉是褐藻细胞内储存多糖，在所测3种马尾藻中，其含量都很低(表 4)。

比较发现，铜藻的岩藻聚糖硫酸酯含量最高，其次是海黍子，鼠尾藻含量最低。从岩藻聚糖硫酸酯的单糖组成(表 5)中可以看出，海黍子和铜藻中的岩藻糖含量最高，达到27%以上，而鼠尾藻中的岩藻糖含量比较低；鼠尾藻中甘露糖含量最高。同时，海藻岩藻聚糖硫酸酯中还含有微量的葡萄糖醛酸、氨基葡萄糖、鼠李糖、葡萄糖和木糖。

2.5 其他活性成分含量

从表 6可以看出，铜藻中岩藻黄素含量比较高，达到0.74 mg/g，比文献中报道的海带岩藻黄素(0.556 mg/g)高，比裙带菜岩藻黄素(1.21 mg/g)低。鼠尾藻及海黍子的褐藻多酚含量比较高。3种海藻的甘露醇含量接近，均比海带的甘露醇含量(7%以上)^[12]低。

3 结论

鼠尾藻及铜藻的褐藻胶、岩藻黄素及不溶性膳食纤维含量高。海黍子氨基酸组成比较接近WHO推荐的理想蛋白质模式，可作为强化纤维配方食品的添加剂；海黍子中褐藻多酚及岩藻糖含量较高，是功能活性成分优良的海藻，可作为功能活性成分提取的原料，广泛应用于医药上。