1、2023，Vol.26，No.4饮 料 工 业综述收稿日期：2022-09-23项目基金：高RG-I结构域果胶的特异获取及其对肠道免疫调节作用机制的研究（ZR202111110111）作者简介：于佳琦（1998），女，硕士，研究方向为食品科学。E-mail：通讯作者：吴澎（1972），女，教授，博士，研究方向为食品科学。E-mail：摘要：海参作为海珍品因其较高的营养价值而深受国内消费者喜爱，其开发利用过程中的副产物如蒸煮废液、海参内脏的产生量逐年攀升，造成严重的环境污染与资源浪费。本论文综述了海参废弃物的开发应用现状，并对其加工与利用前景进行展望，旨在为海参废弃物进一步开发利用提供参考。关键
2、词：海参废弃物；海参多糖；海参皂苷；海参多肽Comprehensive Development and Application of Sea Cucumber WasteYU Jia-qi1，LIU Lu1，JIANG Ling2，WU Peng1,*（1 College of Food Science and Engineering，Shandong Agricultural University Tai an 271018，China；2 Shandong Jiangling Sea Cucumber Co.，Ltd，Jinan 250000，China）Abstract:Sea cucu
3、mber，as a marine treasure，has been favored by domestic consumers because of its high nutritionalvalue in recent years.The production of waste products such as cooking waste liquid and sea cucumber viscera in theprocess of its development and utilization has been increasing year by year，resulting in
4、serious environmentalpollution and resource waste.This paper summarized the development and application status of sea cucumber waste，and prospects its processing and utilization，in order to provide reference for the further development and utilizationof sea cucumber waste.Key words:sea cucumber wast
5、e；sea cucumber polysaccharide；sea cucumber saponins；sea cucumber peptides中图分类号：TS202文献标志码：A文章编号：1007-7871（2023）04-0055-07海参脂肪含量低、营养价值高、富含多种活性成分、具有极其重要的食用和药用价值，常作为强身健体的补品。目前市面上的海参加工产品大多以海参体壁为主，如海参体壁类食品、海参保健品、海参休闲零食等。这些产品产生了大量的海参废弃物。据 2022 中国渔业年鉴 报道，2021 年全国海参总产量 22.27 万吨。海参蒸煮废液、海参内脏作为海参加工过程中产生的主要废弃物，
6、富含海参多糖、海参皂苷、海参多肽等物质，具有辅助抗肿瘤、抗氧化、降血糖、降血脂等作用1。如不能深入研究海参的生物活性物质并充分利用它们，将导致资源大量浪费和环境污染。因此，系统利用海参加工废弃物研发高附加值的产品成为近些年来研究的重点和热点。1 1海参废弃物海参废弃物1.1海参蒸煮废液海参在捕捞、运输、加工和贮藏过程中受温度、盐浓度、阳光照射、紫外线照射和机械刺激等外部刺激的影响海参废弃物的综合开发与应用于佳琦1，刘陆1，姜玲2，吴澎1*（1 山东农业大学食品科学与工程学院，山东泰安271018；2 山东姜玲海参集团有限公司，山东济南250000）55饮 料 工 业2023，Vol.26，No
7、.4综述后，会发生自溶现象导致体壁溶解；同时在营养缺乏的情况下，海参也会发生自溶现象2。海参自溶将导致海参营养成分流失和组织结构严重破坏，使海参品质下降，不利于海参的加工销售，从而带来严重经济损失3，4。海参体壁自溶是一个迅速的过程，有研究表明：海参自溶主要与海参体壁内的内源酶有关5，6。因此，在海参捕捞后需及时进行防自溶处理。针对海参自溶，可通过热力灭酶、超高压技术、超声波辅助电解水、高压电场干燥、酶抑制剂、交联等技术控制7。海参蒸煮废液是海参在加工过程中用沸水进行蒸煮灭酶，防止海参自溶而产生的墨绿色液体8，9。生产企业一般采用常压蒸煮，即沸水煮制的方式对鲜海参进行蒸煮灭酶处理。徐文其等10
8、介绍了传统蒸煮灭酶工艺与连续式蒸煮灭酶工艺。此外，不同蒸煮条件对海参品质有影响。低压蒸煮工艺在提高海参产品品质方面优于常压、高压蒸煮工艺11。在蒸煮灭酶过程中，会有多种营养成分流失在蒸煮废液中，其中含有大量的海参多糖、海参多肽和海参皂苷类等多种活性物质，具有辅助抗肿瘤、抗氧化、降血糖等多种功效。袁文康12等在其研究中发现，每煮制 100kg 鲜海参最少能产生 60kg 左右的海参加工废液。如果直接将海参蒸煮废液倒掉，将会造成环境污染及经济损失。因此，我国需高值化利用海参蒸煮废液避免资源浪费和环境污染。1.2海参内脏海参内脏包括海参肠、生殖腺（海参卵、海参精）13、呼吸树、居维氏管、水肺、波里氏
9、囊、水环管、触手以及筛板等14。在国外，海参内脏可生吃或将新鲜海参连同内脏一并烹饪制作菜肴的习惯15。日本对海参内脏利用较为充分，海参肠可被加工成盐辛料理、海参肠酒等，海参卵可用来沏茶煨汤等16。但海参内脏形状奇怪、气味腥，难以让国人接受，因此海参内脏在我国饮食中还未有市场。1.2.1海参内脏去除工艺作为底栖动物，海参会摄入大量泥沙，通过自身的过滤系统保留泥沙上的营养食物供自身食用。虽过滤后的泥沙会排出体内，但海参内脏中依旧会有大量泥沙，影响海参深加工。因此在加工海参的过程中会去除海参内脏。传统去脏工艺采用手工开膛的方式：用手挤压、捏拽出内脏。此工艺会对内脏造成损伤，内脏中的污物会影响海参品质
10、17。徐文其18等以海参应激排脏反应为去脏工艺原理，采用滚动与振动的方式持续对海参刺激后，海参出现排脏反应。受海参养殖环境、鲜活程度的影响，机械化除脏生产效果并不理想。日本采用特制的除脏针去脏获得完整肠体；美国则针对本国海参特性，研发机械化加工工艺、配套专用设备进行规模化高效生产14。目前我国采用机械刺激与人工相结合的方式进行海参除脏。1.2.2海参内脏除腥海参内脏因口感苦麻、腥味严重、形状难以接受、海参加工过程不完善等原因，造成其应用范围被限制19。而腥味严重，是限制海参内脏深加工的重要因素。因此脱腥对于海参内脏加工应用来说尤为重要。石友盛20等在基于气质联用法（GC-MS）的海参气味分析的
11、研究结果中表明，水产品中的挥发性物质主要包括醇类、醛类、酮类、烃类及少量的呋喃类、硫醚、萘等物质，这些挥发性物质是水产品的主要腥味物质。目前应用于水产品脱腥的技术主要有掩蔽法、大孔树脂吸附脱腥法、活性炭吸附法、微生物发酵法等。具体脱腥方法及优缺点比较如表 1 所示。表 1不同脱腥方法比较Table 1Comparison of different deodorization methods方法感官掩蔽法大孔树脂吸附法活性炭吸附法生物发酵法辐射脱腥法超滤脱腥法美拉德反应脱腥法有机溶剂萃取脱腥法优点安全、经济、方便成本低、操作简单成本低、操作简单、吸附性强脱腥效果好、安全系数高简单、高效、可大量操
12、作脱色率高、可与其他脱腥方法联用产品风味得到改善降低食品中的脂肪氧化程度缺点气味较浓、部分消费者无法接受预处理麻烦、脱腥效果不好主要作用于物体表面脱腥效果一般、降低总体风味和营养价值某些发酵菌种会产生不良风味，酸味较重消费者接受度低只能用于液体、大分子物质的脱腥会损失部分氨基酸、不同氨基酸和葡萄糖发生反应产生香气不同影响因素较多、反应过程较为复杂蛋白质易变性、有机物质的残留参考文献21，2221，2321，2321，24，2522，2326，2728，2922，23562023，Vol.26，No.4饮 料 工 业综述2 2海参废弃物主要功效成分海参废弃物主要功效成分海参废弃物中有效成分含量丰
13、富。海参蒸煮废液中至少包含 17 种氨基酸，且蛋白品质比海参高30，多糖和蛋白质的含量分别为 0.546mg/mL，0.535mg/mL31。鼓风干燥处理后的海参内脏样品，皂苷含量 37.50mg/g，多糖含量为5.20mg/g；真 空 干 燥 法 后 的 海 参 内 脏 样 品 皂 苷 含 量47.38mg/g，多糖含量 9.06mg/g32。国外学者认为，海参内脏含有各种营养成分，海参加工废弃物应被海洋食品工业视为矿物质和维生素的丰富来源33。海参内脏的基本组成成分有蛋白质、多糖、灰分、水分和脂肪等34。并且，海参内脏是制备分离蛋白的优质资源，具有良好的氨基酸组成，可以用作食品工业中的蛋白
14、质原料35。其皂苷类成分的含量通常为体壁皂苷含量的数倍，在繁殖季节皂苷含量比平时要增加 80200 倍以上32。除了含有与体壁相似的蛋白质、多糖、脂肪酸、海参皂苷等成分，海参内脏还富含磷脂、不饱和脂肪酸以及各种有益的微量元素、色素和活性肠道酶等16，36。海参肠、卵内的性腺色素与维生素一样，动物并不能依靠自身合成。与海参体壁相比，海参内脏多糖含量更高，海参肠、卵中微量元素钒的含量是海参体壁的 34 倍，且现代医药学研究证明，海参肠卵对肿瘤、糖尿病、高血压等有明显防治作用37。海参蒸煮废液可以有效地预防和治疗血脂异常38，其干粉也对四氯化碳致小鼠急性肝损伤的预防有作用9。有研究证明，海参卵在改善
15、学习和记忆方面具有一定功效39，同时富含海参肠粉的高脂肪饮食对 C57BL/6 小鼠具有保护心脏和抗肥胖作用40。2.1海参多糖2.1.1海参多糖的生物活性海参多糖是海参特有的一种活性成分，通常存在于海参体壁及其加工副产物中。海参多糖是典型的硫酸化多糖，主要包括两种形式，一类为海参岩藻聚糖，也称为海参岩藻聚糖硫酸酯；另一类为海参糖胺聚糖，也称为海参硫酸软骨素41，42。现阶段已有较多关于海参废弃物中多糖提取及生物活性的相关研究。海参多糖具有降血脂43、抗肿瘤44、抗凝血、抗氧化、增强免疫力等生物学活性，并且低毒性，具有很高的药用价值，是海洋功能性食品、药品研发领域的热点45，46。海参多糖结构
16、特征包括侧支链和硫酸化模式，可以影响多糖的链构象，从而决定其理化性质和降血脂活性43。在小鼠模型实验中，海参多糖可有效抑制 A549 肺癌细胞的增殖并促进其凋亡47；对抗生素所致肠道菌群紊乱有一定的恢复作用，硫酸多糖通过调节肠道微生物群组成而起到有益于宿主健康的作用48，49；以硫酸软骨素为主的多糖组分可以改善 2 型糖尿病大鼠胰岛素抵抗和促进肝糖原积累50，为海参多糖类功能产品的商业化提供了可行性。2.1.2海参多糖的提取方法海参中的海参多糖与蛋白、脂质等结合在一起，因此，提取海参多糖需破坏蛋白多糖聚集体间的次级键，降解核心蛋白链，破坏多糖链与蛋白质的共价结合，释放出多糖链51。常用的海参多
17、糖的提取方法有溶剂提取法与蛋白酶水解法。根据提取过程中所用溶剂的不同，溶剂提取法可分为水提法、醇提法、酸提法、碱提法等。蛋白酶水解法可以断裂海参多糖与蛋白质之间的糖肽键，提取效果好且作用条件温和，能够保持海参多糖的原有结构。此外，酶解法可以采用单一酶进行酶解，也可以多种酶联合酶解，且为了提高多糖提取率，酶法常与超声辅助法结合使用。常用的酶种类有木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和胰蛋白酶等。碱法提取操作简便，但会使多糖分子降解和糖基结构改变。此外，碱法提取效果受碱液浓度、碱解温度和碱解时间等因素的影响。酶法与碱法结合的方法可以弥补酶法提取时间过长，碱提取法多糖结构破坏较大的缺点45。除此之外，也有盐析萃取
18、法、絮凝剂沉淀法等一些新型的提取方法。但目前提取方法很难达到产量化、规模化生产。2.2海参皂苷海参皂苷是海参抵御天敌的次生代谢产物，主要由苷元和寡糖链两部分组成，广泛存在于海参体壁、居维氏管和内脏中，海参内脏是海参皂苷的主要来源52。2.2.1海参皂苷的生物活性海参皂苷具有增强免疫力、抗癌、抗菌、抗糖尿病等多种药理作用53。目前，海参皂苷的活性研究主要集中于抗肿瘤、抗生物污损、改善动脉粥样硬化、改善肥胖和肥胖引起的胰岛素抵抗、改善帕金森病症状、改善骨质疏松等，生物活性的应用研究较少54。海参皂苷的生物活性具有巨大商业前景，可应用于保健品、药品、化妆品及其他工业领域。海参皂苷对高尿酸血症有明显的
19、改善作用，海参皂苷单体 Holothurin A（HA）和 Echinoside A（EA）对 db/db 肥胖小鼠尿酸代谢的影响实验验证了食用海参皂苷能够预防尿酸代谢异常55。海洋生物提取物作为美白剂具有天然无毒等诸多优点。对蒸煮废液进行醇沉、大孔树脂吸附后，使用乙醇溶液进行梯度洗脱得到海参皂苷组分水溶液，在质量浓度5g/L 时，DPPH 自由基的清除率可达92.5%；在质量浓度 50g/L70g/L 时，酪氨酸酶的抑制率可达 30.4%56。因此，蒸煮液具有良好的美白抗衰老功效，可作为潜在化妆品添加剂用于美白抗衰老。有研究表明，海参皂苷能明显的抑制 S180 皮下瘤小鼠肿瘤的生长，并提高正
20、常小鼠和 S180 皮下瘤小鼠的免疫器官指数57。需要注意的是，海参皂苷有一定的毒性作用，能影响小鼠的正常生长，但是影响结果不显著。2.2.2海参皂苷的提取方法57饮 料 工 业2023，Vol.26，No.4综述皂苷的传统提取方法有回流提取法、酶提取法、微波辅助提取法、有机溶剂提取法、超声波提取法等。因海参皂苷极性较大，易溶于极性大溶剂，因此一般选用有机溶剂提取法或水提取法来进行提取。但水提法不适用大量提取，所以目前提取海参皂苷主要是有机溶剂提取法，有机溶剂提取法包括回流提取法、醇-醇提取法、水-醇提取法以及冷浸提取法，通常会联合醇提法进行海参皂苷的提取，去除海参中的蛋白质和磷脂类物质，减少
21、在提取过程中皂苷的损耗，简化操作工艺，降低生产成本53。表 2不同提取方法比较Table 2Comparison of different extraction methods提取方法水提法回流提取法醇-醇提取法水-醇提取法冷浸提取法优缺点需进一步处理，不适合大量提取提取率较高、提取时间较短、成本低且绿色环保、适合大量提取大量提取时过程繁琐，长时间使用苯危害人体健康操作较繁琐，不适用于大量提取耗费时间较长2.3海参多肽海参多肽是海参经水解后分离纯化得到的具有功能特性的生物活性物质58，59。图 1海参多肽的提取纯化及应用Fig.1Extraction，purification and appl
22、icationof sea cucumber peptides2.3.1海参多肽的生物活性海参多肽具有抗氧化、促进胶原蛋白分泌、降血压、抗肿瘤、抑制炎症、抗疲劳等多种功能。在食品、医药、化妆品等行业具有应用潜力60。微丸是一种直径为 0.5mm2.5mm 的球形或是类球形的多单元新型口服制剂，其性能优于片剂、丸剂等固体制剂61，62。采用挤出滚圆法制备出海参多肽微丸，使用碳酸钙作为主要稀释剂，不仅降低了生产成本，还提高了海参多肽的稳定性62，具有一定的应用价值，在市场上具有广阔的前景。采用 MTT 法、酪氨酸酶抑制法和弹性蛋白酶抑制法测定海参蒸煮液中分离出的糖蛋白，发现其在美白和抗皱活性方面效
23、果好，可作为一种宝贵的海洋天然资源的实用价值，并具有潜在的功能应用于化妆品中的美白和抗皱成分63。在我国 已使用化妆品原料目录（2021 年版），海参多肽尚未纳入其中，未来，多肽作为新化妆品原料在化妆品行业应用前景广阔64。王奇等65研究表明，东海海参酶解液能有效提高小鼠体内抗氧化活性，保护了海马记忆细胞免受自由基攻击，还能增强胆碱能系统的功能，从而提高机体学习记忆过程中的生理机能，增加小鼠的空间时间记忆力。ZHAO 等66在评价海参卵肽源NDEELNK 的神经保护功能实验中表明，NDEELNK 通过改善胆碱能系统、增加能量代谢和上调磷酸化蛋白激酶A、脑源性神经营养因子和神经生长因子信号蛋白的
24、表达，缓解了东莨菪碱诱导的 PC12 细胞损伤。因此，海参卵肽来源的 NDEELNK 可能对 PC12 细胞具有保护作用。海参卵的胰蛋白酶水解物具有显著的钙结合活性，海参卵源肽有潜力作为一种高效的纳米载体，在胃肠道系统中运输钙67。2.3.2海参多肽的提取制备多肽的方法有蛋白酶酶解法、水解法（酸解法、碱解法）。水解法反应剧烈，对设备的要求较高，且碱提法会将海参中的胶原蛋白水解成有致畸、致癌、致突变风险的D-型氨基酸。蛋白酶水解法安全、易控，通过选择酶的种类、控制反应时间、酶添加量和底物浓度可得到具有特定生理功能的活性肽60。3 3海参废弃物在食品中的应用海参废弃物在食品中的应用3.1发酵产品3
25、.1.1米酒将海参酶解与传统生产工艺相结合研制出的海参米酒，其功能成分含量和抗氧化活性都高于传统米酒68。在黄酒发酵的生物过程中添加提取物来生产一种新型的海参黄酒的工艺，为利用海参废弃物发酵米酒建立了基础。若以海参废弃物作为原料，不仅降低了生产成本，还可以提高废弃物的利用价值，避免资源的浪费，但目前市场上还未出现以海参废弃物作为酶解原料的酒类产品，未来市场可聚焦于海参废弃物酶解酒产品的研发。3.1.2酱油海参酱油一般是指以海参废液为基础原料，按照酱油发酵过程制作或是直接与酿造酱油进行复配而成的酱油69。以海参蒸煮废液为原料，利用生物技术及原料含盐特性，采用低盐固态发酵可酿造出新型海参酱油70。
26、添加海参蒸煮废液的低盐固态酱油微量元素及多糖含量比目前市购酱油丰富，有比较浓郁的酱香，无腥异味71。利用海582023，Vol.26，No.4饮 料 工 业综述参蒸煮废液发酵酱油，提高了产品的附加值，在酱油市场具有广阔前景。3.2调味品海参蒸煮液风味调味料，营养丰富，味道鲜美72，优化后的海参汁复合调味品颜色红褐色、有光泽、口感细腻、口味浓郁、粘稠度良好、具有海参特有的香味73。以脱腥后的海参肠研制出的海参肠调味料，味道鲜美，基本没有腥味74。3.3饮料以海参为主要原料研制出的海参蜂蜜营养口服液，将海参的营养成分转移到产品中75。海参加工废弃物，含有多种营养成分，用于饮料可以促进海参产业的精深
27、加工。孙荣雪76以海参蒸煮液、大米汁为原料，辅以柠檬、玫瑰和红枣研制出色泽均匀、风味独特的海参蒸煮液营养饮料。该营养饮料中海参蒸煮液与大米汁的最佳体积比为2 1，各辅料的最适添加量为柠檬汁 0.20%，玫瑰汁15.86%，红枣汁 12.40%。在此工艺下研制的饮料具有新鲜柠檬样香气的清甜香气。此外，以海参多肽为主，以山楂、红糖、红枣、蜂蜜为辅料研制出的海参多肽饮品香气组成丰富77；辅以蜂蜜、柠檬汁、蓝莓果汁、红提果汁，制得的海参肽果汁复合饮料呈深蓝色，酸甜适中，有浓郁的水果清香78。海参肽饮品氨基酸种类多，富含多种营养成分，添加辅料于饮品中，在减少酶解液的不良风味的同时，可以更加迎合消费者的口
28、味。3.4其他产品3.4.1动物饲料补充剂海参内脏中两种主要成分海参内脏酶解产物和海参内脏油可转化为潜在的动物营养饲料等产品79。目前有关研究聚焦于这些功能性产品在动物营养饲料补充剂、功能性食品配料、营养和制药等方面的应用。3.4.2果冻功能性食品能够降低某些疾病的风险，并调节身体的生理功能80。果冻作为深受消费者喜爱的零食产品，对果冻的制作工艺进行调整研制具有特殊功能性的果冻，可以扩大果冻消费市场，满足特殊人士的需求81。海参银耳果冻风味独特、营养丰富，是一种安全并且具有一定功能性的纯天然保健食品82。苏永昌等83参考海参果冻的制备工艺，以多肽液为溶剂，研制出了海参多肽果冻。海参多肽保健果冻
29、具有果冻的爽滑清甜，兼具多肽保健功能。果冻外观晶莹、口感软滑且具有保健功能，将更加受到消费者的喜爱84，85。因此，可以利用海参加工的废弃物研制出加工原料成本更低的新功能性果冻。4 4展望展望近年来随着人们对海参需求量的增大，海参产量剧增，对海参废弃物的开发尤为必要，且纯天然提取物制成的产品一直是开发热点。本文对海参废弃物的来源、功能性质、提取方法、食品方面的应用进行了综述，通过梳理文献发现了以下不足：与海参体壁相比，关于海参废弃物的研究大多关于生理作用的实验研究且大都停留在实验室阶段，关于食品研发方面的研究较少，开发和利用研究的广度和深度还远远不够；目前因传统饮食习惯及海参废弃物本身腥味等因
30、素的制约，我国目前对海参废弃物综合利用程度较低；海参产业相关产品大多聚焦于海参体壁，基于海参废弃物的许多产品受限于规模和制备技术等因素，无法进入产业化生产。未来应加快海参废弃物在各类食品中的应用研究，促进海参精深加工的发展，使其尽快进入大众视野。参考文献：1杨林彤，黄栋，周建华，等.海参营养价值与主要功效成分的研究进展J.食品科技，2022，47（2）：168-172.2YU Xinliu，DA Yongzhou，DONG Dongma，et al.Changes in collag-enous tissue microstructures and distributions of cathe
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