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前言
第一章　海参的起源与食用历史
第一节　海参的起源与分类
一、海参的起源
海参（sea cucumber）是海参纲动物的泛称，归属于棘皮动物门。
棘皮动物门（Echinodermata）是由希腊字“echinos”（意为“棘刺”）和“derma”（意为“表皮”）两个词组成，字面意思是“皮上有棘的动物”。棘皮动物体壁含有内骨骼，且骨骼常突出于体表形成“棘”，由此得名。
棘皮动物是一个古老的类群，可追溯至5亿多年以前的古生代寒武纪。棘皮动物在海洋中广泛存在，从热带海域到寒带海域，从潮间带到数千米的深海都有分布。棘皮动物几乎全营底栖生活，栖息环境多种多样，如岩岸、珊瑚礁以及各种沙底。
棘皮动物门含5个纲，分别为海百合纲（Crinoidea）、海星纲（Asteroidea）、蛇尾纲（Ophiuroidea）、海胆纲（Echinoidea）和海参纲（Holothuroidea）。海参纲是棘皮动物门中最具经济价值的一个纲，目前全世界有记录的大约1400种，其中印度洋－西太平洋区域是世界上发现海参种类最多的区域。
二、海参的分类
世界上最先科学命名海参的是林奈。1758年，在第10版《自然系统》中，林奈将Holothuria这个词用于某些游泳动物。1767年，他在《自然系统》扩大版本中，把海参放在Holothuria这个属内。1801年，拉马克把海参命名为Holothuria。
海参的分类系统存在6个版本，按照时间排序依次为：Selenka（1867）、Semper（1868）、Theel（1886）、Ludwig（1892）、Mortensen（1927）、Pawson & Fell（1965）。
目前采用最多的是Pawson & Fell（1965）的分类系统，详细内容如下：
第二节　海参的食用历史
第二章　海参的生物学特征及其主要种类
第一节　海参的形态
一、海参的基本外形
海参的形态见图2-1，其基本特征是：身体呈圆筒状；口在身体前端，周围有触手；肛门在身体后端，其周围常有不甚明显的小疣；背面和腹面常有不同，多数海参腹面平坦，形同足底，背面隆起，生有大小不同的疣足；内骨骼不发达，形成微小的骨片，埋没于体壁之内；生殖腺不呈辐射对称，开口于身体前端。
图2-1　海参的外部结构特征（Purcell，2012）
二、海参的触手
海参口周围有触手，数目10～30个。枝手目一般为10个；楯手目18～30个；无足目12～15个；芋参目15个；平足目10～20个。触手是由水管系统的辐水管向前延伸形成。海参触手形状多样，可分为枝状、楯状、指状和羽状（图2-2）。触手的形状在分类学上意义重大，是“目”水平上分类的重要依据。
图2-2　海参的触手（廖玉麟，1997）
三、海参的足
多数海参的背面有许多瘤状或疣状突起，称为疣足，腹面常具有许多管足。管足是海参的行动器官，呈空心管状，由体壁突出形成，内部和水管系统相通，末端有吸盘，吸盘由钙质骨板——端板所支持。背面的疣足是变化了的管足，无吸盘，主要起到感觉的作用。管足和疣足的区别是相对的，疣足是缺少吸盘或吸盘不发达的管足，位于背面的疣足往往都有一定程度的管足倾向。海参多匍匐于海底，靠腹面的管足爬行，腹面呈足底状，而背部则变为疣足，呈拱形。刺参科（Stichopodidae)的疣足尤为发达，形成锥形肉刺。而无足目和芋参目的海参体壁薄而略透明，不具有疣足和管足。
四、海参的体壁
海参的体壁由外至内依次为角质层、上皮层、真皮层。真皮层是构成体壁的主要部分，并决定了体壁的厚度。不同种类的海参，其体壁厚度有很大差异。如无足目的体壁薄如纸张，而楯手目的体壁厚似皮革。
海参体色由体壁内色素形成，色素以游离颗粒存在于上皮，或以分枝色素细胞颗粒存在于真皮周围。真皮遍布神经丛，色素颗粒常和真皮中的神经成分聚在一起。
五、海参的骨片
真皮的表层包含有称之为骨片或骨针的内骨骼。骨片一般都很小，通常只在显微镜下才能看到，被认为是古老或胚胎期骨骼的存留。海参骨片的形状、大小常随种类而异，并且十分稳定，故在海参分类上是最重要的依据，常见的骨片有桌形体、伪桌形体、扣状体、有孔中空椭圆体、颗粒体、花纹样体、穿孔板体、杆状体、锚形体等（图2-3）。
图2-3　海参骨片的基本类型（Purcell，2012）
六、海参的内部构造
海参的内部构造见图2-4。海参的消化系统由咽、食管、胃和肠组成，咽、食管和胃较短，肠是一个先下降再上升最后再下降的回路结构，与直肠和泄殖腔相连接，最后通过肛门开口于体外。在楯手目的一些海参种类中具有居维叶氏管，通常被认为是一种防御器官，可以在受到刺激后通过泄殖腔喷出。
海参通常是雌雄异体，生殖腺位于背侧，附着在肠系膜上，通过生殖管开口于生殖孔或生殖乳突与体外相连。在非性成熟期，雌雄间差异很小。性成熟产卵时，海参会保持一种直立的姿态，雄性海参和雌性海参的身体同时来回晃动，从而将配子释放到海水中。
海参的水管系统是一个由体腔上皮细胞围成的空间，环绕在食管、辐水管、石管和波里氏囊周围。围血系统十分发达，由沿着消化道、窦和腔分布的大量血管组成，连接消化道的血管组成一个复杂的血网组织，与呼吸树相连，由此实现营养物质与气体的交换与传输。
图2-4　海参的内部构造（Conand，1989）
第二节　海参的生态习性
一、栖息环境
海参对栖息环境的变化非常敏感，当周围环境比较恶劣时，它们通常会躲藏到岩礁空隙或草丛中，待风平浪静后再出来活动和摄食。以仿刺参为例，在自然海区，仿刺参多生活在水深3～15m的浅海中，少数栖息海域可深达35m。仿刺参喜欢的生活环境一般具有以下特征，即海流平稳、无淡水注入、饵料丰富、海水pH为7.8～8.4、水温不高于28℃、冬季不结冰、底质为岩礁底或较硬的泥沙底。
二、体色
海参的体色与栖息环境有一定关系。以仿刺参为例，背面一般为黄褐色或棕褐色，生活在岩礁底的个体体色往往较深，而生活在海藻间的个体常带有绿色，有时变成白色、赤褐色或紫褐色。仿刺参的腹面多为浅黄褐色，此外还有黄绿、赤褐、灰白等颜色。
三、对光线的敏感度
海参对光线强度变化的反应较为灵敏，喜好弱光。随着昼夜光线强弱的变化，海参表现出明显的节律性。在阳光或其他强光照射下往往躲藏在阴暗处，呈收缩状态；在夜间或弱光条件下，海参摄食和活动明显增强。
四、运动
海参的运动通常是为了摄食或是寻找更为适宜的栖息环境。以仿刺参为例，其运动有3种方式。一是爬行，仿刺参通过管足附着和躯体伸缩做尺蠖式运动，一般15min能移动1m左右；二是漂浮，仿刺参一般栖息在水底，但偶尔会漂浮到溶解氧含量较高的水面上；三是滚动，当太阳光强度较大时，滞留在浅水处的仿刺参个体不能忍受强光的照射，往往通过滚动的方式从浅水处滚动到深水处，深水处光线相对较弱，这与海参喜好弱光的习性吻合。
五、夏眠
“夏眠”是刺参特有的生活习性。当夏季海水温度升高到一定程度后，刺参会向深水迁移，潜伏在安静的岩石底下，进行“夏眠”。在此期间，刺参生理状态会出现显著变化，主要表现为摄食和排泄机能降低或休止，消化道发生变薄、变细等退化现象，代谢降低，体重减轻（袁秀堂等，2007）。刺参夏眠时长一般为2～4个月，一直到秋分时节，当海水温度降低时，才恢复摄食和活动。
对于刺参的夏眠有不同的解释，有学者认为是一种生物节律性，更多学者则认为是刺参在长期的进化过程中形成的对生存环境的适应性（袁秀堂，2005）。
刺参是典型的温带种类，温度是刺激夏眠的主要诱因（袁秀堂等，2007），且夏眠的临界温度因栖息地不同而存在差异，并随其体重的增大而降低。研究表明，体重70～140g的刺参，夏眠临界温度为24.5～25.5℃，而体重29～40g的刺参，夏眠临界温度为25.5～30.5℃（Yang et al.，2015）。
六、排脏与再生
某些大形楯手目的海参，在受到强烈刺激或是处于诸如海水污染、水温过高、过分密集等不良的环境条件时，会发生“排脏”现象，表现为身体强烈收缩，泄殖腔破裂，消化道、呼吸树、生殖腺等部分或全部从肛门排出。枝手目海参也有排脏现象，但排脏的部位是在体壁较薄的翻颈部。海参排出内脏后并不意味着死亡，在适宜条件下，60d左右，海参可以再生出一套新的内脏器官。
海参排脏的机理非常复杂，但基本上可以分为3个阶段：首先是连接韧带的快速软化，之后是体壁或泄殖腔强烈的局部软化，最后是肌肉收缩并断裂，继而排出失去韧带连接的内脏（孙修勤等，2005）。海参再生机制也非常复杂，大体上可以分为变形再生和新建再生两种（聂竹兰等，2006）。
第三节　海参的主要种类及其分布
一、世界范围内的海参
尽管海参在全世界的海洋中均有发现，但主要分布在热带和温带地区，且多数行底栖生活。
热带海域的海参资源更加多样化，主要分布在太平洋的热带海域和印度洋。其中，印度洋－西太平洋区是目前发现海参种类最多、资源量最大的区域。楯手目的刺参属、海参属、辐肛参属和白尼参属是这个区域常见的种类。其中，刺参属的种类如绿刺参（Stichopus chloronotus）、花刺参（Stichopus herrmanni）；海参属的种类如糙海参（Holothuria scabra）、沙海参（Holothuria arenicola）、丑海参（Holothuria impatiens）、红腹海参（Holothuria edulis）、黄疣海参（Holothuria hilla）、玉足海参（Holothuria leucospilota）、黑乳参（Holothuria nobilis）；辐肛参属的种类如辐肛参（Actinopyga lecanora）、棘辐肛参（Actinopyga echinites）、白底辐肛参（Actinopyga mauritiana）、乌皱辐肛参（Actinopyga miliaris）；白尼参属的种类如图纹白尼参（Bohadschia marmorata）、蛇目白尼参（Bohadschia argus）。枝手目海参种类并不十分丰富，常见的有针枝柄参（Cladolabes aciculus）、棘杆瓜参（Ohshimella ehrenbergi）、非洲异瓜参（Afrocucumis africana）。我国西沙群岛的海参种类，绝大多数都涵盖在上述范围内。
温带海域的海参资源种类相对单一，主要分布于太平洋东西两岸。具有较高经济价值的优良品种主要分布在北半球的太平洋沿岸、拉丁美洲沿岸以及北冰洋沿岸，且以刺参科为主，如分布在中国黄渤海海域、日本群岛、朝鲜半岛的日本刺参（Stichopus japonicus）和仿刺参（Apostichopus japonicus）；分布在北美洲沿岸的美国红参（Parastichopus californicus）；分布在拉丁美洲、加勒比海、墨西哥沿岸的墨西哥海参（Holothuria mexicana）和北美冰参（Isostichopus badionotus）；分布在加利福尼亚半岛到厄瓜多尔大陆的暗色等刺参（Isostichopus fuscus）；分布在地中海和大西洋东部的冰刺参（Holothuria tubulosa）等。南半球的海参种类相对较多，但大部分品种食用价值较低。
二、中国主要的海参
中国产海参约100种，具有食用价值的约20种（表2-1）。常见的食用海参均为比较粗壮的圆筒状，根据海参背面是否有圆锥形的棘刺，可分为“刺参”和“光参”两大类。刺参类主要包括刺参科的仿刺参、梅花参、绿刺参和花刺参等。光参类则包含了辐肛参、白底辐肛参、乌皱辐肛参、黑海参、玉足海参、黑乳海参、糙海参等。
表2-1　中国主要的海参种类及其分布（郭文场等，2007）
表2-1　中国主要的海参种类及其分布（郭文场等，2007）（续）-1
第四节　典型的海参品种
一、仿刺参
（一）形态特征
仿刺参活体和干制品的形态分别见图2-5、图2-6。活体平均体长约200mm。体壁厚而柔软，呈圆筒状。背面隆起，上有4～6行大小不等、排列不规则的圆锥形疣足；腹面平坦，管足密集，排列成不规则的3纵带。口偏于腹面，具楯形触手20个。肛门偏于背面。生殖腺两束，位于肠系膜两侧。呼吸树发达，但无居维叶氏管。体壁骨片为桌形体。体色变化较大，背面多为黄褐色或褐色，腹面为浅黄褐色或赤褐色。
Apostichopus japonicus
Apostichopus japonicus
（二）地理分布
仿刺参主要分布在西太平洋，如黄海、日本海、鄂霍次克海。其地理分布的北限是库页岛、俄罗斯和阿拉斯加的沿海地区。南界是日本的Tanegashima岛。在中国，通常分布在辽宁、山东、河北、江苏等地。
二、绿刺参
（一）形态特征
绿刺参活体和干制品的形态分别见图2-7、图2-8。活体平均体长约200mm，最大规格可达350mm，体形呈四方柱状，故又名“方刺参”。沿身体侧缘和背面步带各有两行交互排列的圆锥形疣足。腹面管足密集，排列为3纵带，中央带较宽。口大，偏于腹面，具触手20个。肛门偏于背面。体壁骨片主要为桌形体。体色特殊，全体为墨绿色或略带青黑色，疣足末端为橘黄色或橘红色。
Stichopus chloronotus
Stichopus chloronotus
（二）地理分布
绿刺参分布在西印度洋群岛、马斯克林群岛、东非、马达加斯加、马尔代夫、斯里兰卡、孟加拉湾、东印度群岛、澳大利亚北部、菲律宾、日本南部，以及大部分的中西太平洋岛屿。在中国，主要分布于海南。
三、花刺参
（一）形态特征
花刺参活体和干制品的形态分别见图2-9、图2-10。活体大多数体长200～400mm，身体比较坚实，横截面呈方形。体色多变，从浅黄色至棕色或橄榄绿色，腹面颜色较浅。有棕色或黑色斑点散布在体表。两排双行的大型疣状乳突，具有细的黑色环。腹面管足数量很多，具有退化的桌形体骨片。口在腹面，有8～16个粗壮的触手，触手骨片为带刺、略弯曲的杆状体。肛门位于末端，没有肛门齿和肛门疣环绕。
Stichopus herrmanni
Stichopus herrmanni
（二）地理分布
花刺参分布于马斯克林群岛、东非、马达加斯加、红海、阿拉伯半岛东南部、阿卡巴湾、波斯湾、马尔代夫、斯里兰卡、孟加拉湾、东印度群岛、澳大利亚北部、菲律宾、日本南部。在中国，主要分布于广东、广西、海南等地。
四、糙刺参
（一）形态特征
糙刺参活体和干制品的形态分别见图2-11、图2-12。活体平均体长约200mm，直径约40mm。体呈圆筒状。口大，偏于腹面，具触手20个，有发达的疣襟部。肛门偏于背面，周围没有疣。背面具有大的圆锥形疣足，沿着背面的两个步带和腹侧步带，排列成4个不规则的纵行。腹面管足成3纵带排列。体壁骨片有桌形体、不完全花纹样体、C形体和杆状体。背面为深的橄榄绿色，并间杂有深褐、灰、黑和白色。
Stichopus horrens
Stichopus horrens
（二）地理分布
糙刺参分布于红海、东非、马尔代夫、东印度群岛、菲律宾、日本南部和澳大利亚北部。在中国，主要分布在台湾、海南。
五、慢步等刺参或北美冰参
（一）形态特征
慢步等刺参活体和干制品的形态分别见图2-13、图2-14。活体平均体长约200mm。背面米黄色、黄色、棕色或黑色。身体细长，前后端钝圆。身形近圆柱形，背面隆起、腹面扁平。背面覆盖着棕黑色的钝疣足。位于体侧缘下部的疣足稍长，圆锥形，带有圆尖。口在腹面，有20个触手。肛门位于末端。体壁具有数量众多的桌形体和C形杆状体。
Isostichopus badionotus
Isostichopus badionotus
（二）地理分布
慢步等刺参分布于巴西、委内瑞拉、哥伦比亚、巴拿马、墨西哥（尤卡坦）、佛罗里达州南部、巴哈马和美国（南卡罗来纳州）、大西洋中部的阿松森群岛，以及非洲西部海岸的几内亚湾等。
六、暗色等刺参
（一）形态特征
暗色等刺参活体和干制品的形态分别见图2-15、图2-16。活体体长200～240mm。身体近圆柱形，背面隆起，呈深褐色，带有粗壮、黄色的疣足，疣足无序排列。腹面扁平，呈浅棕色，管足密集，腹面中间的管足排列成2行，两侧各一行。口位于腹面，有20个黄色的带有吸盘的触手。肛门位于末端，无肛门齿。触手骨片为弯曲杆状体。体壁骨片为桌形体和C形杆状体。
Isostichopus fuscus
Isostichopus fuscus
（二）地理分布
暗色等刺参主要分布在从加利福尼亚半岛到厄瓜多尔大陆。
七、加州拟刺参或美国红参
（一）形态特征
加州拟刺参活体和干制品的形态分别见图2-17、图2-18。活体平均体长250～400mm。背面布满棕、红和黄的杂色。幼体趋向于较一致的红色或棕色，无斑点杂色。身体圆柱状，末端逐渐变细。背面有约40个大小不等的肉质疣足，颜色黄色到橘色，末端带红色。腹面淡奶油色，管足数量众多，排成5行。口在腹面，有20个短的触手。体壁骨片为桌形体和扣状体。
Parastichopus californicus
Parastichopus californicus
（二）地理分布
加州拟刺参沿北美洲的太平洋海岸分布，从阿留申群岛、阿拉斯加到加利福尼亚湾。
八、梅花参
（一）形态特征
梅花参活体和干制品的形态分别见图2-19、图2-20。活体平均体长为450mm，最大规格可达800mm，是体型较大的海参品种。背面疣足较大，呈肉刺状，多个肉刺的基部相连，外形上似“梅花”。腹面管足多而密集，排列不规则。口位于腹面，具触手20个。肛门端位。体壁内骨片大多退化。背面为橙黄色或橙红色，散布黄色和褐色斑点，腹面赤色。
Thelenota ananas
Thelenota ananas
（二）地理分布
梅花参主要分布于东非、马达加斯加、新喀里多尼亚、马斯克林群岛、马尔代夫群岛、印度尼西亚、日本琉球群岛和澳大利亚北部。在中国，主要分布在台湾南部和西沙群岛。
九、白底辐肛参或白底靴参
（一）形态特征
白底辐肛参活体和干制品的形态分别见图2-21、图2-22。活体平均体长约300mm。体色棕色至淡红色。口较大，偏于腹面。触手排列为不规则的内外两圈。背面隆起，散布一些小疣足，疣足基部常伴有白色环，身体后端的白色环尤为明显。腹面平坦，密布许多管足。后端较为粗壮。肛门在身体后端，周围有5个明显的钙质齿。背面体壁骨片为长短不等的杆状体和花纹样体，腹面体壁骨片有杆状体、颗粒体和花纹样体。
Actinopyga mauritiana
Actinopyga mauritiana
（二）地理分布
白底辐肛参主要分布于西印度洋群岛、红海、东非、孟加拉湾、澳大利亚北部、菲律宾、日本南部。在中国，主要分布在台湾南部、海南。
十、子安辐肛参
（一）形态特征
子安辐肛参活体和干制品的形态分别见图2-23、图2-24。活体平均体长为200mm。身体几乎是均匀的米黄色到巧克力棕色，带有一些颜色稍浅的斑。肛门周围通常是典型的白色。背面明显隆起，腹面平坦。少数几个疣足散落在背面区。口偏于腹面，带有绿色或棕色的触手。肛门末端有5个肛门齿。无居维叶氏管。触手骨片为杆状体，体壁多为花纹样体。
Actinopyga leanora
Actinopyga leanora
（二）地理分布
子安辐肛参分布于马斯克林群岛、东非、红海、马达加斯加、斯里兰卡、孟加拉湾、东印度群岛、澳大利亚北部、菲律宾、中国和日本南部、南太平洋岛屿。
十一、乌皱辐肛参
（一）形态特征
乌皱辐肛参活体和干制品的形态分别见图2-25、图2-26。活体平均体长约250mm。体型粗壮，圆筒形，背面略隆起，腹面稍扁平。背面棕色到微黑色，腹面浅棕色。背面有细长的管足，且多数覆盖黏液。口偏于腹面，有20个粗壮的棕色到黑色的触手。肛门周围有5个坚硬的肛门齿。无居维叶氏管。触手骨片为大且有刺的杆状体，体壁骨片为花纹样体。
Actinopyga miliaris
Actinopyga miliaris
（二）地理分布
乌皱辐肛参分布于马斯克林群岛、东非、红海、马达加斯加、斯里兰卡、孟加拉湾、东印度群岛、澳大利亚北部、菲律宾、中国和日本南部、南太平洋岛屿。
十二、蛇目白尼参
（一）形态特征
蛇目白尼参活体和干制品的形态分别见图2-27、图2-28。活体平均体长约360mm，最大规格长度可达600mm。体呈圆筒状，稍扁平。体色鲜艳，为浅黄色或浅褐色。口偏腹面，触手20个。肛门开口很大。疣足很小，管足较多。背面具许多直径为5～7mm的蛇目状斑纹，排列成不规则的纵行，斑纹周边有一黑色环，环内为黄色或白色，中央为黑色小疣。背部骨片为纤细X形花纹，腹部骨片为葡萄状花纹或卵圆形颗粒状。
Bohadschia argus
Bohadschia argus
（二）地理分布
蛇目白尼参分布于塞舌尔群岛、斯里兰卡、孟加拉湾、菲律宾、日本南部、南太平洋岛屿、澳大利亚北部。在中国，主要分布于台湾、海南。
十三、图纹白尼参
（一）形态特征
图纹白尼参活体和干制品的形态分别见图2-29、图2-30。活体平均体长约180mm，最大规格长度可达260mm。身体圆柱状，腹面扁平，两端逐渐变细，表面光滑，腹面白色到奶油色，有细长的管足。背面通常呈棕褐色，带有棕色的斑块。触手骨片为细杆状体，体壁背面骨片为花纹样体，腹面具有颗粒体状骨片。
Bohadschia marmorata
Bohadschia marmorata
（二）地理分布
图纹白尼参遍及印度洋至东非，广泛分布于马斯克林群岛、东非、马达加斯加、红海、斯里兰卡、孟加拉湾、东印度群岛、澳大利亚北部、菲律宾、中国、日本南部、南太平洋岛屿。
十四、黑海参
（一）形态特征
黑海参活体和干制品的形态分别见图2-31、图2-32。活体平均体长约200mm。全身黑褐色，体呈细圆筒状，前端常比后段略细。口偏于腹面，触手20个。肛门端位。背面疣足小，排列无规则。腹面管足较多，排列亦无规则，管足末端白色，表面常粘有细沙。体壁薄，骨片包括桌形体和花纹样体。
Holothuria atra
Holothuria atra
（二）地理分布
黑海参广泛分布于印度洋－太平洋区域。西从莫桑比克和马达加斯加，向东到塔希提岛，向北到日本南部，向南到澳大利亚的罗德豪岛。在中国，主要分布在台湾、海南。
十五、玉足海参
（一）形态特征
玉足海参活体形态见图2-33，平均体长约300mm。身体黑褐色或紫褐色，腹面色泽较浅，呈圆筒状，前端常比后端细。口偏于腹面，具触手20个。背面散布少数疣足，排列不规则。腹面管足较多，排列也无规则。疣足和管足呈皱纹状皱缩。触手无骨片，体壁骨片为桌形体和扣状体。
Holothuria leucospilota
（二）地理分布
玉足海参广泛分布于印度－西太平洋区域，从东非到夏威夷群岛和社会群岛，向北到日本南部，向南到澳大利亚洛德豪岛和沙克湾。在中国，主要分布于福建、广东、广西、海南和台湾岛。
十六、墨西哥海参
（一）形态特征
墨西哥海参活体和干制品的形态分别见图2-34、图2-35。活体平均体长约300mm，最大规格长度可达500mm。身体前后端钝圆，背面和侧面具有较大的皱褶。背面光滑、不平，有疣状突起，呈深棕色、灰色或黑色。腹面颜色变化很大，口偏于腹面，具20～22个盾状触手。触手骨片为杆状体和花纹样体，体壁骨片为桌形体和花纹样体。
Holothuria mexicana
Holothuria mexicana
（二）地理分布
墨西哥海参分布于佛罗里达群岛、巴哈马群岛、古巴、波多黎各、牙买加、巴巴多斯、多巴哥、阿鲁巴、尤卡坦半岛、伯利兹、博内尔岛、委内瑞拉和哥伦比亚群岛。
十七、糙海参
（一）形态特征
糙海参活体和干制品的形态分别见图2-36、图2-37。活体平均体长约240mm。身体椭圆形，颜色不固定，在东南亚地区，通常是黑色、灰色或淡棕绿色，带有灰黑色横纹。在印度洋海域，通常为深灰色，带有白色、米黄色或黄色的横纹。腹面呈白色或浅灰色，带有细小的黑点。口在腹面，有20个小的灰色触手。肛门在末端，无肛门齿。没有居维叶氏管。触手骨片为带刺的杆状体，体壁骨片为桌形体和扣状体。
Holothuria scabra
Holothuria scabra
（二）地理分布
糙海参在北纬30°至南纬30°间广泛分布，主要集中在热带印度洋－太平洋区域。
十八、象鼻参
（一）形态特征
象鼻参活体和干制品的形态分别见图2-38、图2-39。活体平均体长约480mm。身体粗壮，近椭圆形，背面隆起，腹面扁平。背面有褶皱（形似象鼻），颜色为金黄色至浅棕色或奶油色，腹面白色。口在腹面，有20个粗壮的触手。肛门周围有五组疣。没有居维叶氏管。触手骨片为直的杆状体。体壁具有数量众多的桌形体和椭球形扣状体。
Holothuria fuscopunctata
Holothuria fuscopunctata
（二）地理分布
象鼻参主要分布在中西太平洋和印度洋，往东最远在汤加也有发现。
十九、土耳其参或冰刺参
（一）形态特征
冰刺参活体和干制品的形态分别见图2-40、图2-41。活体长度为200～450mm。体呈圆柱状，具有扁平的底座，底座上有三排纵向的管脚。体壁韧如皮革，一般呈棕色，腹部颜色较浅。皮肤表面覆盖着许多深色、圆锥形、刺状的乳突。在它的前端有一条短而扁平的触须，嘴在前端，肛门在后端。
Holothuria tubulosa
Holothuria tubulosa
（二）地理分布
冰刺参主要分布在地中海和大西洋东部的温带海域，在土耳其、希腊、阿尔及利亚、克罗地亚、法国、直布罗陀、意大利、黑山和葡萄牙等国较为常见。
二十、叶瓜参
（一）形态特征
叶瓜参活体和干制品的形态分别见图2-42、图2-43。活体平均体长250～300mm。身体圆柱形，背面稍弯曲，两端逐渐变细。体色为浅棕色或深棕色，口和触手附近的颜色趋向微黄。口位于前段，具5对枝状触手。当受到外界刺激时，身体会蜷缩成几乎球形。触手骨片为杆状体或穿孔板。体壁骨片是大小不同的穿孔板。
Cucumaria frondosa
Cucumaria frondosa
（二）地理分布
叶瓜参主要分布在北大西洋，从北极到科德角，以及苏格兰和奥克尼群岛。在冰岛、俄罗斯海岸、格陵兰岛沿岸也有分布。
二十一、日本瓜参
（一）形态特征
日本瓜参活体和干制品的形态分别见图2-44、图2-45。活体平均体长约200mm。身体圆柱形，较粗壮，背面隆起，两端逐渐变细。当被触碰时，身体几乎变成球形。体色棕色或灰紫色。管足和小疣足以5条细纵行排列于体表。口在前端，有5对枝状触手，触手微红色。肛门位于末端。
Cucumaria japonica
Cucumaria japonica
（二）地理分布
日本瓜参主要分布于黄海东北部地区、本州岛东北海岸、日本海的俄罗斯沿岸、鄂霍次克海、千岛群岛、堪察加半岛和白令海。
第三章　海参的营养
第一节　海参的基本化学组成
一、我国市场上主流海参品种——仿刺参的基本营养组成
（一）影响仿刺参营养组成的因素——捕获季节
李丹彤等（2006，2009）对1月份、5月份、8月份和11月份黄海獐子岛海域的野生刺参体壁中的水分、粗蛋白质、粗脂肪、灰分、糖分含量及脂肪酸、氨基酸的组成进行了分析。结果表明，4个月份刺参体壁中的水分含量略有波动，分别为90.92%、92.00%、89.01%和91.53%；粗蛋白含量冬季最高，秋季最低，以干基计分别为54.l7%、42.55%、42.30%和38.37%；粗脂肪含量秋季最高，冬季最低，以干基计分别为1.09%，3.87%，2.53%和3.95%；粗灰分含量同样略有波动，以干基计分别为28.36%、36.61%、27.50%和32.95%；1月份、5月份、8月份和11月份的刺参体壁中二十碳五烯酸（EPA）含量分别为12.70%、14.92%、9.94%和11.24%，二十二碳六烯酸（DHA）含量分别为4.59%、9.32%、5.83%和7.02%，说明不同季节的刺参体壁中的EPA、DHA含量有较大变化，且春季明显高于其他季节；4个月份的刺参体壁中的必需氨基酸含量分别占氨基酸总量的36.35%、36.79%、30.08%和20.02%，冬季、春季对应的数值变化非常小，而夏季和秋季对应的数值明显偏低，这可能是刺参夏眠期间营养物质大量消耗、必需氨基酸得不到补充而造成的；在氨基酸组成中，谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）、脯氨酸（Pro）和精氨酸（Arg）含量相对较高。
（二）影响仿刺参营养组成的因素——参龄
韩华（2011）对1龄、2龄、3龄刺参体壁的一般营养成分、氨基酸及脂肪酸组成和含量进行了测量，并对其营养成分进行了分析与评价。结果表明，刺参体壁水分含量随年龄增加逐渐降低，干物质含量逐渐升高，3龄刺参的粗蛋白质和粗脂肪含量最高，表现出累积效应。1～3龄刺参体壁中均含有16种氨基酸，根据联合国粮农组织／世界卫生组织（FAO／WHO）评判模式分析，2龄刺参蛋白质中氨基酸组成和含量较平衡，属人体需要的优质蛋白质。在脂肪酸组成上各年龄组间存在较大差异，C14∶0和C18∶4-3仅在2龄和3龄中存在，C16∶2仅在3龄中存在。C17∶0仅在1龄和2龄中存在，C18∶3-3仅在l龄和3龄中存在，C20∶3-6和C22∶0仅在l龄存在。在脂肪酸含量上，各年龄组间也存在较大差异。不饱和脂肪酸含量随生长呈下降趋势，DHA和EPA含量呈上升趋势，1龄时刺参体壁中花生四烯酸含量高达15.53%，含量之高在海产品中罕见。
宋志东等（2009）通过采集稚参、幼参、成参，研究了刺参在不同生长发育阶段体壁营养组成的差异。结果发现，随着刺参的生长发育，其体内的蛋白质含量逐渐升高，水分、脂肪、灰分含量逐渐降低。刺参从幼体发育到成体的过程中，不断摄食藻类导致蛋白质含量的增加，而所摄食的食物中脂肪的含量均很低，这就导致随着刺参个体的长大，脂肪含量反而减少。虽然内骨骼随着刺参的生长而变大，但是相比其他营养成分的积累速度要慢，这就导致灰分的相对含量反而降低。天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苏氨酸、甘氨酸等几种氨基酸的含量在一定阶段内随着个体生长发育呈现显著升高的趋势，精氨酸含量在从稚参发育到幼参的过程中较为恒定，但是到成参时显著提高，甲硫氨酸和苯丙氨酸含量则一直恒定。氨基酸总量、呈味氨基酸、药效氨基酸等的含量都随个体的生长发育呈升高趋势。
（三）影响仿刺参营养组成的因素——养殖模式
王贵滨等（2015）分析对比了大连地区圈养、浅海和深海3种养殖方式下刺参的营养成分和功能成分。结果表明，圈养刺参的蛋白质、脂肪和碳水化合物含量最高，灰分含量最低；圈养刺参的多糖含量最高，且含有较高的氨基糖和糖醛酸，而深海刺参的胶原蛋白含量最高；3种养殖方式下，刺参的脂肪酸含量均以多不饱和脂肪酸为主，其中深海刺参所含的多不饱和脂肪酸最高，尤其是EPA；3种养殖方式下，刺参的谷氨酸含量均最多，圈养刺参的必需氨基酸含量最高。不同养殖方式下，刺参的营养成分和功能成分有明显差异。
万玉美等（2015）研究了人工鱼礁区和池塘两种养殖模式下刺参体壁营养成分及品质的差别。结果表明，鱼礁组刺参体壁的粗脂肪、胆固醇、糖类含量和能量均显著低于池塘组，灰分含量显著高于池塘组；二者的水分和粗蛋白质含量无显著性差异；鱼礁组刺参体壁的Na和Mg含量均显著高于池塘组，Ca、Fe、Cu、Mn含量均显著低于池塘组；鱼礁组刺参体壁的氨基酸总量和鲜味氨基酸总量均显著高于池塘组，而必需氨基酸总量与池塘组无显著性差异；除苏氨酸外，鱼礁和池塘组刺参的氨基酸评分（AAS）和化学评分（CS）值均小于1；二者的饱和脂肪酸总量、不饱和脂肪酸总量均无显著性差异，鱼礁组脂肪酸中仅C16∶1和C20∶5-3含量显著低于池塘组，其余均无显著性差异。养殖模式会影响刺参营养成分和风味物质的组成和含量。在人工鱼礁区养殖的刺参，其营养价值优于池塘养殖刺参。
高磊等（2016）对工厂化养殖、池塘养殖、底播自然生长和海捕野生仿刺参的各项营养成分进行了分析和评价。结果显示，工厂化养殖仿刺参出皮率为62.7%～65.8%，煮后出皮率为24.8%～31.1%，显著高于其他来源仿刺参。工厂化养殖仿刺参的必需氨基酸／非必需氨基酸为0.46～0.50，氨基酸营养价值平均得分为87.89～90.42，均高于其他来源仿刺参，说明其氨基酸营养价值水平较高。在其他营养成分方面，工厂化养殖仿刺参与池塘养殖仿刺参较为相近。自然环境生长仿刺参由于摄食来源广泛、生长周期较长，其蛋白质与脂肪水平普遍高于其他来源仿刺参。综合分析认为，工厂化养殖仿刺参的营养价值与池塘养殖仿刺参相近，在出皮率和氨基酸营养水平上优于池塘养殖和自然环境生长仿刺参，说明工厂化养殖仿刺参具有较好的品质和营养价值。
王鹤等（2017）选取不同养殖模式（围堰、底播）的刺参进行营养价值评价，结果表明，底播组刺参的粗蛋白和多糖含量显著高于围堰组样品，鲜味氨基酸、药效氨基酸、氨基酸总量绝对值高于围堰组样品，但围堰组刺参的氨基酸评分（87.67）高于底播组（84.45）。两组不同养殖模式的刺参氨基酸营养总体均较高，底播组样品营养更丰富，围堰组样品各组分比例更合理。
（四）影响仿刺参营养组成的因素——地域
王鹤等（2017）选取不同地域（烟台、福州）的刺参，对其一般营养成分、氨基酸组成进行了测定比较。结果表明，以干质量计，烟台组刺参的粗蛋白含量为43.17%，显著高于福建组样品（39.05%），烟台组刺参多糖含量为10.72%，同样显著高于福州组样品（8.46%）；两组刺参在必需氨基酸、鲜味氨基酸、药效氨基酸、氨基酸总量上相差不大，但烟台组必需氨基酸、药效氨基酸占氨基酸总量的比例高于福州组，必需氨基酸指数（87.67）高于福州组（81.91），营养价值整体优于福州组。
张春丹等（2013）测定了北方养殖仿刺参（采集自大连棒棰岛）与南移养殖仿刺参（采集自宁波象山）在营养成分方面的差异。结果显示，南方养殖仿刺参水分和粗脂肪含量显著高于北方养殖仿刺参，而灰分和粗脂肪含量显著低于北方养殖刺参。南方养殖刺参氨基酸平均含量为67.00g/100g（干基计），高于北方刺参的52.58g/100g，南北刺参必需氨基酸含量分别为19.90g/100g和14.38g/100g，差异显著；南北刺参的脂肪酸含量分别为1.39%和3.33%，其中不饱和脂肪酸比例分别为82.74%和78.53%。
（五）影响仿刺参营养组成的因素——参体部位
袁文鹏等（2010）对仿刺参体壁、肠、呼吸树营养成分做了分析和测定。结果表明，参肠、呼吸树蛋白含量均高于体壁，氨基酸的必需氨基酸总和／氨基酸总和（EAA/TAA）、必需氨基酸总和／非必需氨基酸（EAA/NEAA）指标更接近FAO /WHO的理想模式，且第一限制性氨基酸－赖氨酸含量也远远高于体壁。参肠和呼吸树中均含有丰富的牛磺酸，在体壁中未检测到。海参多糖在参肠和呼吸树中含量较少，但皂苷含量却高于体壁。脂肪酸组分的分析表明参肠、呼吸树中二十碳五烯酸（EPA）的含量均高于体壁。经综合评价分析，海参肠、呼吸树可作为开发功能食品的新原料，具有较高的营养保健价值。
Sun等（2010）对刺参不同部位（体壁、肠和卵）中的主要营养成分进行了研究。结果表明，刺参肠、卵的蛋白质含量高于体壁；富含人体所必需的Cu、Fe、Mn、Zn等元素，这些元素更易在肠中富集；维生素E在刺参中含量丰富，以肠中最高；体壁中酸性黏多糖含量较高，为5.03%；氨基酸组成全面，鲜味氨基酸的含量丰富，体壁中羟脯氨酸含量很高，为4.20%，是动物胶原蛋白的主要成分；鉴定出23种脂肪酸，必需脂肪酸含量高，尤其EPA在肠中高达16.06%。
刘小芳等（2011）对乳山刺参体壁和内脏的基本营养成分，包括水分、蛋白质、脂肪、灰分、海参糖胺聚糖、海参皂苷、脂肪酸组成、氨基酸组成以及16种无机元素含量进行了系统测定和比较分析。结果表明，在刺参体壁和内脏中，水分、粗蛋白、粗脂肪、灰分、海参糖胺聚糖和海参皂苷含量分别为90.67%、76.11%；49.75%、34.90%；6.56%、5.15%；27.50%、36.85%；7.47%、1.08%；0.062%、0.017%。体壁和内脏中含有21种脂肪酸，内脏中多不饱和脂肪酸含量高于体壁，含EPA 13.09%、DHA 6.88%。二者粗蛋白的氨基酸组成中，必需氨基酸占氨基酸总量分别为39.36%、39.93%，谷氨酸和天冬氨酸等鲜味氨基酸以及精氨酸等药效氨基酸含量较高。富含镁、铁、锌、钒、硒等元素，内脏中钒和锰的含量尤为丰富。因此，刺参内脏亦含有丰富的蛋白质、多不饱和脂肪酸和钒、锰、硒等无机元素，具有较好的食用和药用价值。
表3-1汇总了过去10年来国内外有关仿刺参基本营养组成的研究报道，折算为干基进行统计，我国仿刺参的粗蛋白含量为（49.32±8.75）%，粗灰分含量为（30.27±9.78）%，粗脂肪含量为（4.44±2.70）%，海参多糖含量（6.97±4.31）%。粗蛋白对应的标准差变异系数（C.V）最小，为17.7%；其次是粗灰分，C.V为32.3%；粗脂肪对应的C.V高达60.8%，说明仿刺参的脂肪含量受地域、养殖模式、年龄等多种因素的影响较大；海参多糖对应的C.V为61.8%，不仅与上述原因有关，还可能与检测时所采用的方法有关。
二、我国市场上常见海参品种的基本营养组成
除仿刺参外，海地瓜、梅花参、乌皱辐肛参、糙海参等是我国海参市场上较为常见的品种，经济和食用价值较高。表3-2汇总了国内市场上常见海参品种的基本营养组成。不同品种的海参在基本营养组成方面差别很大，其中粗蛋白含量范围为54.80%～81.22%，粗灰分含量范围为3.12%～22.05%，粗脂肪含量范围为0.10%～3.74%，海参多糖含量范围为0.47%～20.25%。即便是同一品种的海参，其营养成分的含量也有很大的差异。
表3-1　我国仿刺参（Apostichopus japonicus）基本营养组成（以干基计，%）
表3-1　我国仿刺参（Apostichopus japonicus）基本营养组成（以干基计，%）（续）-1
表3-2　不同品种海参基本营养组成（以干基计，%）
第二节　海参特有的生物活性物质
一、海参胶原蛋白
（一）自然界中胶原蛋白的结构与种类
胶原蛋白是由动物细胞合成的一种生物高分子，是细胞外基质的一种结构蛋白。提取到的胶原蛋白一般是白色、透明的粉状物，分子呈细长的棒状，分子质量从2ku至300ku不等。胶原蛋白具有很强的延伸力，同时具有良好的保水性和乳化性。胶原蛋白不溶于冷水、稀酸、稀碱溶液，不易被一般的蛋白酶水解，但能被动物胶原酶断裂，断裂的碎片自动变性，可被普通蛋白酶水解。
一般的蛋白质是双螺旋结构，而胶原蛋白是由3条多肽链构成的3股螺旋结构，即3条左旋多肽链形成左手螺旋结构，再以氢键相互咬合形成牢固的右手超螺旋结构，这种3股螺旋结构是胶原蛋白的基本特征（图3-1）。螺旋区段最大特征是氨基酸呈现Gly-X-Y周期性排列，其中X、Y位置常为脯氨酸（Pro）和羟脯氨酸（Hyp），是胶原蛋白特有的氨基酸。与陆生动物相比，水生动物中的胶原蛋白，其脯氨酸和羟脯氨酸的总量少。
图3-1　胶原蛋白的分子结构（Vuorio et al.，1990）
胶原蛋白家族已发现的类型多达21种（表3-3），常见类型为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅴ型和Ⅺ型。Ⅰ型胶原蛋白主要分布于皮肤、肌腱等组织，也是水产品加工废弃物（皮、骨和鳞）含量最多的蛋白质，在医学上的应用最为广泛。在鱼类中，Ⅰ型胶原一个最显著的特点是热稳定性比较低，并呈现出鱼种的特异性。Ⅱ型胶原蛋白由软骨细胞产生。Ⅴ型胶原蛋白通常是指细胞外周胶原蛋白，在结缔组织中大量存在。Ⅺ型胶原是软骨的微量成分，在软骨胶原纤维的形成和软骨基质的组成中起着重要作用，且常与Ⅱ型胶原共存。
表3-3　胶原蛋白的主要类型及其分布（Gelse et al.，2003）
（二）仿刺参胶原蛋白的结构类型与生化性质
尽管由于相关畜类疾病和某些宗教信仰在一定程度上限制了人们对陆生哺乳动物胶原蛋白及其制品的使用，但畜禽源动物组织仍是获取天然胶原蛋白的主要途径。来源于海洋动物的胶原蛋白在氨基酸组成和交联度等方面与陆生动物的胶原蛋白有明显差异，因此其在一些方面存在优势，如具有低抗原性、低过敏性等。在水产动物体内胶原蛋白含量一般要高于陆生动物，但种类要少得多。
关于海参胶原的结构类型，迄今为止仍不十分明确。Trotter et al.（1995）研究发现加利福尼亚州海参的胶原蛋白由3条α1链组成。Saito et al.（2002）发现日本刺参体壁中的胶原蛋白富含丙氨酸、羟脯氨酸，但羟赖氨酸含量较少，其胶原类型类似于脊椎动物的I型胶原，组成为(α1)2α2。Cui等（2007）研究发现，中国产仿刺参的胶原蛋白由3条α1链组成，其亚基组成类似于I型胶原。
在氨基酸组成上，仿刺参胶原蛋白符合典型胶原蛋白的氨基酸组成，其中甘氨酸含量最高，约占氨基酸总量的1/3；丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸和天冬氨酸含量较高，而组氨酸、酪氨酸和甲硫氨酸含量较低。亚氨酸（脯氨酸和羟脯氨酸）是胶原蛋白的特征性氨基酸，羟脯氨酸不是以现成的形式参与胶原的生物合成，而是从已经合成的胶原肽链中的脯氨酸经羟化酶作用转化而成。候虎等（2013）研究发现仿刺参体壁中以胶原纤维为主，呈网状排列，少见肌原纤维；胶原蛋白的紫外特征吸收峰位于235nm处，在280nm附近吸收峰较小；傅里叶红外光谱显示其保持三螺旋结构；聚丙烯酰胺凝胶电泳显示海参胶原蛋白分子组成为(α1)3，且不含二硫键，α1链的分子质量约为135ku；氨基酸组成以甘氨酸含量最高（33.3%），脯氨酸与羟脯氨酸含量为16.4%，符合水产胶原蛋白特征；仿刺参胶原蛋白热收缩温度（Ts）为67.56℃，热变性温度（Td）为22.3℃。
王哲平等（2011）研究了加热温度对仿刺参胶原蛋白结构和分子质量的影响（图3-2），发现30℃条件下加热的样品，其分子质量分布与4℃的样品相同，能清晰测到β链和α链，且无低分子质量条带，说明30℃条件下胶原蛋白基本未变性；当温度升高到40℃时，β链和α链的条带消失，分子质量降低，25～100ku均有分布，且主要集中在40～100ku，说明40℃达到了海参胶原蛋白的热变性温度，α链和β链降解成不同分子质量的多肽链；50℃和60℃加热条件下的分子质量分布与40℃的相同；当加热温度达到70℃时，仅存在3条清楚的条带，40ku的条带消失，分子质量为100ku的条带加粗，同时在50ku左右出现了两条带，这说明70℃条件下各种肽链发生聚集和收缩，且肽链之间形成的共价键不会被十二烷基硫酸钠（SDS）破坏；在80℃和90℃加热条件下，胶原蛋白的分子质量又开始增加，主要集中在90ku和120ku左右，90ku以下几乎不存在条带，这说明随着加热温度的进一步升高，肽链进一步聚集、收缩；而在100℃加热条件下，分子质量在90ku左右的条带开始模糊，且低分子质量条带的颜色加深，这说明当温度达到100℃时，肽链开始解聚；当温度升高到110℃时，120ku左右的条带完全消失，分子质量低于90ku且条带模糊不清，当温度达到121℃时，几乎看不清任何条带，分子质量在20ku以内，这说明当温度超过100℃时，胶原蛋白的一级结构被破坏。
图3-2　30～121℃加热条件下的仿刺参胶原蛋白分子质量分布
图3-3为仿刺参酸溶性胶原蛋白的红外图谱。N─H伸缩振动产生的酰胺A的吸收通常在3400～3440/cm，当含有N─H基团的分子肽段参与氢键的形成时，N─H的伸缩振动会向低频率移动，通常在3300/cm左右。仿刺参酸溶性胶原蛋白酰胺A的吸收在3309/cm，表明分子中存在氢键；2927/cm附近是酰胺B带的C─H伸缩振动引起的特征吸收频率；酰胺Ⅰ带吸收波数在1652/cm处，它是由蛋白质多肽骨架中的C═O伸缩振动产生，其吸收峰最强，为蛋白质二级结构变化的敏感区；1541/cm是酰胺Ⅱ带的特征吸收频率，它是由C─N伸缩振动与N─H弯曲振动引起的，为α-螺旋、β-折叠、转角和无规卷曲叠加产生的吸收带；酰胺Ⅲ带出现在1237/cm，它是由N─H弯曲振动引起的特征吸收峰。
图3-3　仿刺参胶原蛋白的傅里叶红外转换图谱
图3-4是仿刺参胶原蛋白在40℃和80℃加热后的红外图谱。仿刺参胶原蛋白在40℃加热条件下酰胺A和酰胺B的吸收峰消失，酰胺Ⅰ带、酰胺Ⅱ带和酰胺Ⅲ带的吸收峰大幅减弱，表明维持胶原蛋白三股螺旋结构的氢键消失，二级结构被破坏；当温度升高到80℃，酰胺Ⅲ带N─H弯曲振动的特征吸收峰完全消失，其他吸收曲线与40℃加热条件下的基本相似，酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅱ带仍存在吸收峰，表明在80℃条件下，胶原蛋白的二级结构虽然被进一步破坏，但仍保持一定量的二级结构。
图3-4　40℃和80℃加热温度下仿刺参胶原蛋白的傅里叶红外转换图谱
二、海参多糖
（一）海参多糖的化学组成
1．单糖
单糖是海参多糖的重要组成部分，常见单糖及其衍生物的缩写见表3-4。化学法是传统的单糖组成分析方法，即采用酸、碱或酶将多糖分解，然后采用分光光度法对不同性质的单糖进行检测。该类方法灵敏度低，干扰因素多，结果的准确性往往较差。采用色谱法进行单糖组成分析，具有操作简便、灵敏度高、重复性好等优点。单糖物质的光学性质较差，采用色谱法对其进行测定时，需要用紫外或荧光试剂进行衍生，以改善其光学活性，提高检测的灵敏度。Honda首次将具有强紫外吸收的1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮（PMP）应用于还原糖的衍生，发现PMP能与还原糖在温和条件下反应，产物也无立体异构体，并在245nm处有强吸收。Strydom运用PMP衍生法成功分离了11种单糖。Fu和Neill使用PMP衍生法准确完成了几种寡糖、糖蛋白的单糖组成分析。
表3-4　单糖及其衍生物的缩写
表3-4　单糖及其衍生物的缩写（续）-1
在海参多糖的单糖组成研究方面，盛文静等（2007）建立了PMP柱前衍生高效液相色谱法测定海参粗多糖中单糖组成的方法，发现该方法具有灵敏度高、重复性好的优点；通过分析几种常见海参多糖的单糖组成（表3-5），发现几种海参多糖均含有岩藻糖、半乳糖和甘露糖，除革皮氏海参和墨西哥海参多糖外，其他海参多糖均含有葡萄糖。各种海参多糖中岩藻糖含量最高，为10.97%～20.25%，半乳糖含量为1.35%～3.80%，甘露糖含量为0.38%～0.95%。
表3-5　几种常见海参多糖的中性单糖含量（盛文静等，2007）
2．硫酸基
硫酸基是海参多糖另一类重要的组成成分。多糖羟基的硫酸酯化不仅增加了多糖的溶解性，还改变了多糖的构象，因此是决定其生物活性的重要因素。通常采用明胶－氯化钡法或玫红酸钠法检测多糖中的硫酸基，此类方法的实验误差较大，精确性、灵敏度不够理想。离子色谱法可用于亲水性阴阳离子的测定，在几分钟内即可完成单个样品中含量的分析，且重复性好，精密度和准确度高。
盛文静等（2007）采用明胶－氯化钡法分析了几种常见海参多糖的硫酸基（表3-6），其含量为19.54%～29.28%。其中，墨西哥海参多糖的硫酸基含量较高，中国产仿刺参和日本刺参多糖的硫酸基含量相对较低，分别为19.54%和20.13%，但含量低并不意味着活性不高，因为硫酸基的活性不仅与其含量有关，更取决于它在多糖结构上的取代位置。
表3-6　几种常见海参粗多糖中的硫酸基含量（盛文静等，2007）
李国云等（2011）利用Dionex ICS-2000型离子色谱仪对几种海参中粗多糖、海参糖胺聚糖（HG）和海参岩藻聚糖（HF）中的硫酸基进行了分离和测定，发现不同种类的海参以及不同地域的同种海参，其硫酸基含量在粗多糖、HG和HF中有明显差异，且HG中硫酸基的含量普遍高于HF（表3-7）。与传统的硫酸钡浊度法和玫红酸钠法相比，离子色谱法消除了其他离子及杂质的干扰，具有操作简单、精确、灵敏、高效等诸多优点。
表3-7　几种常见海参粗多糖、HG、HF中的硫酸基含量（李国云等，2011）
（二）海参多糖的结构
1．海参糖胺聚糖（HG）的结构
HG是由D-N-乙酰氨基半乳糖、D-葡萄糖醛酸和L-岩藻糖组成的分支杂多糖，与硫酸软骨素类似，所以也称之为海参硫酸软骨素。
早在1997年，日本学者Kariya等从日本刺参（S. japonicus）体壁中分离得到一种带有岩藻糖支链的HG。该HG的岩藻糖支链由2个岩藻糖以1，3-糖苷键连接形成，且岩藻糖支链与葡萄糖醛酸的数量几乎相等。约20%的岩藻糖支链连接在葡萄糖醛酸分支的О-3位上（图3-5a），剩余80%的岩藻糖支链可能连接在N-乙酰氨基半乳糖的О-4和（或）О-6位上（图3-5b）。岩藻糖分支高度硫酸酯化，其硫酸基有6种形式的取代类型（图3-5）。
图3-5　日本刺参（S. japonicus）糖胺聚糖（HG）的可能结构（Kariya et al.，1997）
尹利昂（2009）通过1H NMR分析了几种海参HG中岩藻糖支链的硫酸基取代类型，发现中国产仿刺参、日本刺参等产自温带海域的海参以2，4-di-OSO3取代为主，含部分4-OSO3取代；糙海参、北大西洋海参等产自寒带海域的海参以2，4-di-OSO3取代为主，含部分4-OSO3和3，4-di-OSO3取代；产自热带、亚热带海域的墨西哥海参则只含有2，4-di-OSO3双取代一种类型。
Ustyuzhanina et al.（2016）分别从仿刺参（Apostichopus japonicus）和白底辐肛参（Actinopyga mauritiana）中分离纯化得到HG组分（编号AJ和AM），并进行了结构解析（图3-6、图3-7），发现AJ和AM的核心区域都是由二糖[ →3)-β-D-GalNAc-(1→4)-β-D-GlcA-(1→ ]重复单元组成，但硫酸基取代位置和岩藻聚糖支链的连接位置存在差异。
图3-6　海参硫酸软骨素AJ和AM的13C NMR谱图（Ustyuzhanina et al.，2016）
图3-7　海参硫酸软骨素AJ和AM的1H NMR谱图（Ustyuzhanina et al.，2016）
2．海参岩藻聚糖（HF）的结构
HF是由L-岩藻糖构成的直链均一性多糖。
Ribeiro et al.（1997）对巴西海参（Ludwigothurea grisea）中HF的化学结构进行了解析，发现其糖链是由L-岩藻糖通过α-(1→3)连接而成的直链结构，具有四糖重复单元，硫酸基取代位点主要为C-2单硫酸基取代，其次为C-2，4位双硫酸基取代，其结构为：[3-α-L-Fucp-2，4()-1→3-α-L-Fucp-1→3-α-L-Fucp-2()-1→3-α-L-Fucp-2()-1]。Chen et al.（2012）通过串联质谱结合NMR的方法解析了北美冰参（Isostichopus badionotus）HF的结构。
Yu et al.（2014）利用岩藻聚糖硫酸酯酶制备得到了海地瓜（Acaudina molpadioides）的酶解寡糖，采用质谱并结合NMR的方法分析其精细结构（图3-8、图3-9），结果表明，海地瓜HF也是由四糖重复单元组成的大分子质量直链多糖，岩藻糖残基间均由α-(1→3)键连接，但重复单元中糖残基的硫酸酯化方式与Ludwigothurea grisea中的HF有所不同。
图3-8　海地瓜HF的1H NMR谱图
图3-9　海地瓜HF中四糖重复单元的化学结构
（三）海参多糖含量的检测方法
海参多糖是一类结构复杂的生物活性物质。不同种类的海参，其多糖结构往往不同。即便是同种海参，其HG和HF的含量和比例也不尽相同。海参中还含有蛋白质、脂肪、皂苷等复杂成分，会在一定程度上干扰海参多糖的测定。
苯酚－硫酸法、蒽酮－硫酸法是检测海参多糖含量的传统方法。这类方法的原理是利用多糖中单糖的缩合反应，如苯酚－硫酸法是利用多糖在硫酸的作用下先水解成单糖，并迅速脱水生成糖醛衍生物，然后与苯酚生成橙黄色化合物，再通过比色法测定。
另一类方法是利用异染性染料与多糖离子结合的原理，如次甲基蓝法、阿利新蓝法、甲苯胺蓝法以及天青I号染色剂法等，此类方法操作简单，对设备要求较低，常用于海参多糖的定性与定量分析，但需要先用标准品绘制标准曲线，存在选择性不强以及某些标准品难以获取等问题。如续晓琪等（2013）提取了仿刺参、海地瓜、梅花参、北美冰参及北大西洋瓜参5种海参中的HG作为标准，利用次甲基蓝与阴离子聚合物形成显色的超分子复合物的原理，建立了海参HG的定量方法，检出限为1.6～1.8μg/mL，定量限为5.2～6.2μg/mL，精密度、回收率高。
岩藻糖是HG和HF中都存在的一种单糖，同种海参中岩藻糖占多糖总量的比例比较稳定，因此，同种海参中的多糖含量和岩藻糖含量之间存在固定的换算系数。尹利昂（2009）采用柱前PMP衍生高效液相色谱（HPLC）法测定了多种海参的单糖组成，并计算出岩藻糖与海参多糖的换算系数，其中仿刺参多糖中岩藻糖的含量为14.26%，其换算系数为7.01；墨西哥海参中岩藻糖含量为18.26%，换算系数为5.48；北美冰参中岩藻糖的含量为26.58%，换算系数为3.76。
另外，还有同位素标记法、琼脂电泳扫描法、凝胶色谱法、纸层析色谱法等，可以在一定程度上提高海参多糖检测的准确性。
三、海参皂苷
（一）不同种类海参中的皂苷含量
不同种类海参的皂苷含量往往差异较大，董平（2008）采用香草醛－高氯酸显色体系，利用分光光度法测定了几种常见海参品种的皂苷含量（表3-8），发现在测定的几种干海参样品中，革皮氏海参的皂苷含量较高，达到3.514%，而糙海参的皂苷含量最低，仅为0.205%，相差达17倍之多。即使同一种类海参，其皂苷含量也会因不同的产地、参龄等而有所差异（刘小芳，2014）。
表3-8　几种常见海参品种的皂苷含量（董平，2008）
（二）海参皂苷的化学结构
1．苷元结构
目前发现的海参皂苷苷元多为羊毛甾烷型三萜结构，分为烷型和非烷型两类。绝大部分的海参皂苷属于烷型（图3-10），目前已发现70余种海参烷型三萜皂苷。根据16位碳的取代情况，海参烷型三萜皂苷又分为16位无取代的海参烷型三萜皂苷（图3-11）和16位酮基或乙酰基取代的海参烷型三萜皂苷（图3-12）。
图3-10　海参皂苷的烷型苷元结构
图3-11　16位无取代的海参烷型三萜皂苷
图3-12　16位酮基取代的海参烷型三萜皂苷（左）和乙酰基（右）取代的海参烷型三萜皂苷
Kitagawa et al.（1978）从仿刺参（Apostichopus japonicus）中分离得到两种海参皂苷holotoxin A和holotoxin B，Maltsev et al.（1984）进一步鉴定出holotoxin A1和holotoxin B1两种皂苷，这四种皂苷均具有16位酮基取代的结构特征，属于典型的烷型三萜皂苷（图3-13）。Wu et al.（2006）从海参科的黑乳海参（Holothuria nobilis）中分离得到的海参皂苷具有16位乙酰基取代的结构特征（图3-14）。Kitagawa et al.（2008）从海参科的棘辐肛参（Actinopyga echinites）中分离到两种海参皂苷（图3-15），属于16位无取代的烷型三萜皂苷。
图3-13　仿刺参（Apostichopus japonicus）中的烷型三萜皂苷
图3-14　黑乳海参（Holothuria nobilis）中的烷型三萜皂苷（Wu等，2006）
图3-15　棘辐肛参（Actinopyga echinites）中的烷型三萜皂苷（Kitagawa et al.，2008）
非烷型海参皂苷发现的较少，其特征是苷元上有18（16）内酯键或者无内酯键。Kalinin et al.（1997）从五角瓜参（Pentacta australis）中分离得到的海参皂苷，苷元上无内酯键结构（图3-16）。Avilov et al.（2000）从Pentamera calcigera中分离得到的海参皂苷，具有18（16）内酯结构（图3-17）。
图3-16　五角瓜参（Pentacta australis）中的非烷型三萜皂苷（Kalinin et al.，1997）
图3-17　Pentamera calcigera中的非烷型三萜皂苷（Avilov et al.，2000）
2．糖链结构
海参皂苷的糖链通过β-O-糖苷键和苷元的C-3相连，且以木糖为第一连接单糖。糖链一般由2～6个单糖组成，常见的如木糖（Xyl）、3-O-甲基木糖（3-O-MeXyl）、奎诺糖（Qui）、葡萄糖（Glc）、3-O-甲基葡萄糖（3-O-MeGlc）等。某些单糖上的羟基常常发生硫酸酯化。例如，Findlay et al.（1992）从北大西洋瓜参（Cucumaria frondosa）中分离得到的海参皂苷frondooside B含有两个硫酸酯基取代（图3-18）。Drozdova et al.（1993）从日本瓜参（Cucumaria japonic）中分离得到的海参皂苷cucumarioside A7-1、cucumarioside A7-2和cucumarioside A7-3中含有3个硫酸酯基取代（图3-19）。糖链上不含硫酸酯基取代的皂苷主要见于刺参科，如Stonik et al.（1982）从花刺参（Stichopus herrmanni）中分离得到的海参皂苷stichloroside Al、stichloroside Bl和stichloroside Cl就属于这种类型（图3-20）。
图3-18　北大西洋瓜参（Cucumaria frondosa）皂苷frondooside B结构（Findlay et al.，1992）
图3-19　日本瓜参（Cucumaria japonic）皂苷cucumarioside A7-1、cucumarioside A7-2和cucumarioside A7-3结构（Drozdova et al.，1993）
图3-20　花刺参（Stichopus herrmanni）皂苷stichloroside Al、stichloroside Bl和stichloroside Cl结构（Stonik et al.，1982）
（三）海参皂苷的分析方法
1．定性分析方法
尽管海参皂苷的种类多样，但在理化性质方面具有一些共性，例如：不易结晶，熔点较高，熔距较长；苷元多为左旋，且旋光度和双键间关系密切；一般可溶于水，易溶于甲醇和乙醇中，几乎不溶于极性小的有机溶剂；可降低水溶液的表面张力，有助溶和乳化作用，其水溶液经强烈振摇后产生持久性泡沫，不因加热而消失；可通过半透膜，对黏膜有强烈刺激性；有强烈的吸湿性，可吸收大量CO2；可与某些大分子醇或酚类结合生成分子复合物；多数没有紫外吸收，无法用紫外检测器检测；皂苷类成分有许多特有的显色反应，所用显色试剂多属于酸类。
基于上述理化性质，海参皂苷可以用以下几种方法进行初步定性（裴月湖，2006）。
（1）泡沫试验。取海参皂苷样品，溶于水后密闭振荡，溶液能产生持久性泡沫。
（2）沉淀反应。海参皂苷溶液中加入氯化钡，振荡后有白色沉淀产生。
（3）Molish反应。海参皂苷溶液中加入几滴α-萘酚醇溶液，充分摇匀后，加入浓硫酸，液层界面处出现紫红色环。
（4）Libermann Burchard反应。海参皂苷样品加醋酐充分溶解后，滴一滴浓硫酸，充分摇匀后，溶液颜色在红色和紫色之间变化。
2．定量分析方法
海参皂苷的定量分析方法主要有分光光度比色法、薄层扫描法、高效液相色谱法等。
（1）分光光度比色法。海参皂苷和显色试剂反应后显色，在特定波长下测量，该方法对仪器设备要求不高，操作简单便捷，适宜于大批量样品的测定。常用的显色试剂有浓硫酸、香草醛－浓硫酸、香草醛－冰醋酸、香草醛－高氯酸等。香草醛显色灵敏，试剂的空白溶液颜色较浅，常用作三萜皂苷的显色剂。
董平等（2008）以海参三萜皂苷echinoside A作为标准品，以60%乙醇提取、正丁醇萃取得到海参样品中总皂苷，采用香草醛－高氯酸作为显色体系，建立了一种海参中总皂苷含量的测定方法。该方法测定波长为560nm，标准曲线为y=1.3414x－0.0077，该方法在0～1.0mg/mL范围内具有良好的线性关系（R2=0.9994），加样回收率为（99.01±2.82）%，相对标准偏差为4.68%。
（2）薄层扫描法。常用硅胶G作为层析介质，应用不同流动相对皂苷组分进行分离，并采用双波长法扫描测定皂苷含量。该法较比色法专属性和稳定性都有提高，对海参皂苷分离组分既可定性测定，也可测定含量。
（3）高效液相色谱法。该法对海参皂苷分离效能高，分析速度快，灵敏度高，但在定量过程中需要皂苷标准品作为对照，适宜作为一种或少数几种确定的皂苷化合物的测定。
中华人民共和国国家标准《海参及其制品中海参皂苷的测定　高效液相色谱法》（GB/T 33108—2016）已经发布并实施。该标准方法基于喹诺糖广泛存在于海参皂苷糖链中，每个海参皂苷分子中有且仅含有一个喹诺糖单元的特征，规定了液相色谱法测定海参皂苷的具体步骤：样品经乙醇提取、正丁醇萃取得到海参皂苷，再经三氟乙酸水解，水解液中喹诺糖与1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮（PMP）进行衍生反应，产物经C18色谱往分离，高效液相色谱紫外检测器测定，外标法定量，以喹诺糖的含量标示样品中海参皂苷的含量。
试样中海参皂苷的含量按下式进行计算：
X=x×F
式中：X——试样中海参皂苷的含量，mg/kg或mg/L；
x——试样中喹诺糖的含量，mg/kg或mg/L；
F——喹诺糖换算为海参皂苷的系数，见表3-9。
表3-9　GB/T 33108-2016中规定的不同品种海参中海参皂苷与喹诺糖的换算系数
3．结构解析方法
海参皂苷的结构分析方法有红外光谱法、质谱法、气相色谱法、高效毛细管电泳法、核磁共振技术等。质谱技术和核磁共振技术在海参皂苷结构测定中最为常用。通常采用的质谱技术是快原子轰击质谱和电喷雾电离质谱。达到一定浓度和纯度的皂苷样品可采用核磁共振技术进行分析，通过1H NMR、13C NMR或2D-NMR等谱图可以获知海参皂苷的化学结构。
第三节　国内外主要海参品种的营养差异
一、国内养殖仿刺参与野生仿刺参的营养组成
自20世纪80年代以来，随着国内对海参产品需求的增多，仿刺参（以下简称为“刺参”）逐渐成为我国北方主要的海水养殖品种。人工养殖的刺参在营养、品质、安全性等方面与野生刺参是否存在差异一直是海参产业和消费者关注的问题。
王哲平等（2012）对同一季节、同一海域的野生刺参和养殖刺参的化学组成进行了对比分析，发现与野生刺参相比，养殖刺参的粗蛋白含量较高而海参多糖和皂苷含量略低（表3-10）；必需氨基酸总量差异较小，但鲜味氨基酸和药效氨基酸总量稍低；钾、钠、镁、钙等常量元素含量均低于野生刺参，且野生刺参的微量元素比例要优于养殖刺参。
一般而言，水生经济动物经过养殖后，由于生长环境和饵料的改变，其营养成分会与野生群体有较大差异。从实验结果来看，野生与养殖刺参在营养成分上也存在一定的差异。养殖刺参的粗蛋白和胶原蛋白含量均高于野生刺参，其中粗蛋白含量差异显著，而灰分、盐分、黏多糖和皂苷含量要低于野生刺参。由于养殖大棚里的海水取自野生刺参生长的海域，且与野生刺参一样也需要经历夏眠的生活习性，因此造成二者营养成分差异的可能是饵料的不同，这说明养殖刺参的饵料里含高蛋白，而其他营养成分含量相对较低，但也可能是由养殖刺参对目前食用饵料的消化吸收率较低引起的。在刺参不同的生长阶段，不同的饲料或同一种饲料新鲜程度不同，刺参的消化吸收率也不同，因此，可以根据刺参的不同生长阶段进行科学配料，以提高对饵料的消化率和利用率，增加养殖刺参的营养成分。
表3-10　野生和养殖仿刺参的化学组成（干基计，%）
野生刺参与养殖刺参的氨基酸组成见表3-11，总含量分别为55.17%和49.99%，差异极显著（P<0.01），必需氨基酸总量分别为21.16%和20.28%，差异显著（P<0.05），鲜味氨基酸总量分别为30.86%和28.00%，差异极显著（P<0.01），药效氨基酸总量分别为33.66%和30.39%，差异极显著（P<0.01）。
表3-11　野生与养殖刺参氨基酸组成（%）
野生刺参与养殖刺参的天门冬氨酸、谷氨酸和脯氨酸含量差异较大。其中，天门冬氨酸和谷氨酸属于药效氨基酸和鲜味氨基酸，天门冬氨酸具有保护心肌的作用，而谷氨酸能够改善脑细胞营养、改进脑功能和促进红细胞生成等。脯氨酸是胶原蛋白重要的组成氨基酸之一，其含量影响胶原蛋白的变性温度。脯氨酸和羟脯氨酸的含量越高，胶原蛋白的三螺旋结构越稳定，胶原蛋白的变性温度也就越高。野生刺参的脯氨酸含量明显高于养殖刺参，野生刺参胶原蛋白的变性温度可能高于养殖刺参，这对于后续的加工具有重要意义。
从食品营养学角度看，食品蛋白质的营养价值在很大程度上取决于它们为体内合成含氮化合物所提供的必需氨基酸的量及比例。将表3-11中的数据换算成每克氮中含氨基酸的质量（毫克数）后，与鸡蛋蛋白的氨基酸模式和FAO/WHO制定的蛋白质评价的氨基酸标准模式进行比较，分别计算野生刺参和养殖刺参必需氨基酸的氨基酸分（AAS）和化学分（CS）。结果如表3-12、表3-13所示，野生和养殖刺参中的异亮氨酸和苏氨酸的AAS和CS较高，其中苏氨酸的AAS均超过1，CS也接近于1。养殖刺参各氨基酸的AAS和CS相对野生刺参偏低，因此，养殖刺参蛋白营养价值略低于野生刺参。根据AAS，野生刺参和养殖刺参的第一限制氨基酸和第二限制氨基酸均分别是甲硫氨酸和缬氨酸；根据CS，野生刺参第一限制氨基酸是甲硫氨酸，第二限制氨基酸是缬氨酸和苯丙氨酸+酪氨酸，养殖刺参第一限制氨基酸是甲硫氨酸，第二限制氨基酸是苯丙氨酸+酪氨酸。
表3-12　野生刺参氨基酸组成评价
表3-13　养殖刺参氨基酸组成评价
表3-13　养殖刺参氨基酸组成评价（续）-1
对野生与养殖刺参的11种无机元素含量进行了测定（表3-14）。结果表明，刺参钾、钠、镁、钙等常量元素含量丰富；必需微量元素中野生刺参的铁、铜含量极显著高于养殖刺参（P<0.01），而锰、锌的含量低于养殖刺参。
表3-14　野生与养殖刺参无机元素含量
二、代表性进口海参品种的营养组成
近年来，进口海参以野生的概念和价格优势进驻到我国市场，进口海参的品种越来越多。赵玲等（2016）对国内市场上主要的12种进口海参（子安辐肛参、智利瓜参、黑海参、绿刺参、慢步等刺参、红刺参、冰刺参、暗色等刺参、黑北极参、糙刺参、阿拉斯加红参、黄秃参）的营养组成进行了分析。
12种海参在基本化学组成上存在较大差异（表3-15）。蛋白质是海参的主要营养成分，不同品种海参的蛋白质含量存在一定差异，冰刺参蛋白含量最高，达到87.31%。红刺参灰分含量最高，达到8.71%；冰刺参灰分最低，为2.79%。糙刺参海参多糖含量最高，达到13.15%。
表3-15　12种海参蛋白质、海参多糖、灰分含量（以干基计，%）
12种海参的氨基酸组成见表3-16。总氨基酸含量范围为61.42%～80.77%，其中以冰刺参的氨基酸总量最高，绿刺参氨基酸总量最低。由必需氨基酸与氨基酸总量的比值（EAA/TAA）可以看出，阿拉斯加红参最高（达30.60%），糙刺参次之（29.28%)，其他10种海参的EAA/TAA值均在20%以上。从单一氨基酸含量来看，冰刺参、暗色等刺参和黄秃参均是甘氨酸含量最高，其他9种海参中含量最高的均为谷氨酸。另外，天冬氨酸、丙氨酸、精氨酸和脯氨酸含量也相对较高。这些氨基酸具有重要的生理功能：谷氨酸是脑组织生化代谢中重要的氨基酸，参与多种物质的合成；天冬氨酸可以改善心肌收缩，具有保护心肌的作用；丙氨酸是大部分幼年哺乳动物生长发育所必需的氨基酸；精氨酸在大脑、肌肉和肝等人体组织中发挥着至关重要的解毒作用；脯氨酸是胶原蛋白的重要组成之一。
表3-16　12种海参的氨基酸组成及含量（以干基计，%） （n=6）
12种海参的常量元素组成见表3-17。常量元素中以Ca含量最高，其中暗色等刺参Ca含量高达18.21g/kg，Na、Mg含量次之，K、P含量较低。
表3-17　12种海参常量元素含量（以干基计，g/kg）（n=6）
12种海参的微量元素组成见表3-18。微量元素中Fe含量最高，Zn次之，V含量最低。不同海参品种之间同一元素的含量差别较大，智利瓜参Zn含量最高（513.6mg/kg），子安辐肛参Zn含量最低（10.4mg/kg）；慢步等刺参Co含量最高（146.3mg/kg）；黑海参、绿刺参、糙刺参、阿拉斯加红参和黄秃参Co含量最低（均为0.1mg/kg）。12种海参均含有丰富的Fe、Zn、Cu和Se等元素，Fe在氧气运输、细胞周期生长和神经递质合成方面发挥着重要作用；Zn能刺激金属硫蛋白的合成；Cu具有高亲和性，能治疗威尔森氏症；Se是人体必需的矿物质营养素，主要通过食物摄取，它可以提高人体免疫力，还可以增强生殖功能、提高精子的质量，这也是中医认为海参是补肾壮阳佳品的原因之一。
表3-18　12种海参微量元素含量（以干基计，mg/kg）（n=6）
表3-18　12种海参微量元素含量（以干基计，mg/kg）（n=6）（续）-1
子安辐肛参、智利瓜参、黑海参、绿刺参、慢步等刺参、红刺参、冰刺参、暗色等刺参、黑北极参、糙刺参、阿拉斯加红参和黄秃参这12种海参的粗蛋白含量为73.58%～87.31%，海参多糖含量为7.86%～13.15%，总氨基酸含量为61.42%～80.77%，均富含人体必需的Fe、Zn、Cu和Se等微量元素。12种海参虽然在营养成分上存在一定的差异，但均富含蛋白、海参多糖等生物活性物质以及人体所需的矿物质元素，具有较高的营养价值。
第四节　海参加工过程中营养成分与品质变化
一、海参加工过程中腌渍处理对品质的影响
鲜活海参具有极强的自溶能力，不便于存贮和运输，因此，海参多被加工成各类干制品，其中淡干参和盐干参是主要的产品形式。另外，市场上还存在少量的糖干参，在生产过程中加入大量的糖类物质进行腌渍，或是同时加入盐和糖。干参加工过程中需要经过加热、腌渍和干燥等工序，不同的加工工艺对产品品质有很大的影响。曹荣等（2015）分析对比了不同腌渍工艺的干海参在产品出成率、水发倍数和复水后干重率以及营养成分损失等方面的差异。
皮参在受热过程中，会有大量的水分流失，皮参分别经盐渍、糖渍处理，冷风干燥后的成品出成率分别为9.43%和12.11%，不经腌渍处理的淡干品出成率为7.80%。与淡干相比，盐渍和糖渍处理显著提高了成品出成率（表3-19）。
糖干海参是一些加工企业为实现产品塑型、增重，在生产过程中加入大量糖类物质进行腌渍，进而制成的一类产品。实验发现，糖渍处理可以将干参成品出成率提高50%以上，但这种出成率的提高是通过添加大量外源性糖实现的。糖渍处理是以降低成本、牟取暴利为目的，因此国家卫生部已将糖干海参定性为“掺杂使假”产品。
表3-19　不同类型干海参的成品出成率
水发倍数和复水后干重率是评价干参品质的重要指标。淡干、盐干和糖干3种类型的干参对应的水发倍数存在极显著差异（P<0.01），水发倍数大小依次为：淡干>盐干>糖干。复水后干重率是指将干海参复水，再烘干后所得到的干物质重量的百分率。复水后干重率的值越高，说明干参中的外源添加物（糖和盐等）越少，一定程度上反映了干参质量的优劣。淡干、盐干和糖干3种类型的干参对应的复水后干重率同样存在极显著差异（P<0.01），淡干参的复水后干重率为70.39%，符合SC/T 3206—2009规定的特极品的指标要求；盐干参的复水后干重率为56.21%，介于一级品和二级品之间；而糖干参的复水后干重率仅为35.88%，属于不合格产品（图3-21）。
图3-21　腌渍处理对干参水发倍数（左）和复水后干重率（右）的影响
淡干、盐干和糖干3种类型的干参在整个加工过程中蛋白质和海参多糖含量的变化情况见表3-20和表3-21。100g皮参含蛋白质5.64g，经煮制定型后损失0.60g，占蛋白质总量的10.6%，煮制对蛋白质损失有极显著影响（P<0.01）。淡干样品未经腌渍处理，干制后蛋白质含量为5.00g，干燥过程对蛋白损失没有显著影响（P>0.05）。盐干样品在盐渍过程中蛋白质损失0.61g，与皮参和煮制后样品相比均有显著差异（P<0.01），干燥过程中蛋白质含量略有下降，但差异不显著（P>0.05）。糖干样品在糖渍过程中蛋白质损失1.07g，显著高于盐渍处理（P<0.01），在后续的干燥过程中蛋白质含量同样略有下降，但差异不显著（P>0.05）。淡干、盐干和糖干海参加工过程蛋白质损失率分别为11.35%、22.70%和31.03%。
表3-20　干参加工过程中蛋白质含量变化
100g皮参中含海参多糖0.79g，煮制过程中损失0.10g，占海参多糖总量的12.66%。经腌渍和干燥处理后，淡干、盐干和糖干海参中的海参多糖含量分别为0.69g、0.61g和0.54g，海参多糖损失率分别为12.66%、22.78%和31.64%。盐干和糖干海参的多糖损失率明显高于淡干海参（P<0.05）。
表3-21　干参加工过程中海参多糖含量变化
干参加工过程中煮制加热环节对蛋白质和海参多糖损失有较大影响。盐渍和糖渍处理同样会造成蛋白质和海参多糖损失，且糖渍处理造成的损失明显高于盐渍处理（P<0.01）。
二、海参加工过程中蒸煮工艺对产品品质的影响
蒸煮是海参加工过程中的关键环节，关系到产品的出成率、外观、口感、营养等各项指标，对产品品质有显著影响。对于鲜活海参，生产企业一般采用沸水煮制的方式进行预处理，即常压蒸煮，这种方式不需要专门的加工设备，而且过程容易控制，普通消费者通常也采用该种方式处理海参。高压蒸煮所需时间较短，有助于提供生产效率，但依赖于生产设备，高强度的热处理也会对产品品质造成不利影响。低压真空蒸煮是一种相对温和的加工方式，通过采用密闭设备和真空装置降低蒸煮液的沸点，使蒸煮液在较低的温度下沸腾，从而减少对蒸煮物料中热敏性物质的影响。低压蒸煮在海参加工中的应用正逐渐引起关注。刘淇等（2015）分析对比了低压、常压和高压3种蒸煮工艺对海参质量损失率、质构特征、组织形态、复水效果以及营养成分等的影响。
海参受热过程中的质量损失主要与水分流失和可溶性成分的损失有关。鲜活海参体壁中水分含量高达90%以上，除水分外的主要成分是胶原蛋白。热处理会影响海参体壁组织结构和流变学性质，破坏海参胶原蛋白结构，造成水分和可溶性成分的流失。海参受热过程中的质量损失随着蒸煮压力的升高而增大，低压、常压、高压组之间有显著差异（P<0.05）（表3-22）。质量损失对产品的出成率有很大影响，与常压和高压蒸煮工艺相比，低压蒸煮可以在一定程度上减少质量损失，从而提高产品的出成率，这对于海参产品生产过程中的成本控制具有重要意义。
表3-22　不同蒸煮条件下海参质量损失率测定结果
4种蒸煮工艺加工的海参均体态圆润，色泽呈淡褐色或灰褐色，肉质饱满而有光泽，但口感差异较大。低压处理的海参，口感硬；常压100℃、1h和高压115℃、10min处理的海参，口感软硬适中；高压121℃、10min处理的海参口感软绵，肉质稍显软烂。不同蒸煮工艺制备的海参样品其硬度值有显著性差异（P<0.05），且与感官评价中有关口感的描述具有很高的一致性（表3-23）。海参硬度值在30～50的区间范围比较适宜直接食用。硬度在一定程度上反映了海参体壁结构组织被破坏的程度，硬度越小说明被破坏的程度越大。低压处理的海参样品的硬度值显著高于常压和高压组，这可能与低压蒸煮条件更有利于保持海参体壁组织结构的完整性有关。
表3-23　海参经不同工艺蒸煮后感官评价与硬度值测定结果
海参体壁的组织形态见图3-22。经Van Gieson染色后大部分为红色，说明体壁中的主要成分是胶原纤维。鲜活海参组织形态规则整齐，胶原纤维细长，呈网状排列。海参经过常压100℃加热1h后，由于胶原蛋白在受热过程中发生变性收缩，因此胶原纤维呈现出明显的凝集束，胶原纤维变得短粗。另外，长时间加热过程中，胶原蛋白逐步凝胶化形成可溶性的明胶，明胶伴随着组织内外的水分交换而流失，从而使胶原纤维间的空隙变大。高压121℃加热10min的海参样品由于受热时间较短，因而胶原纤维间空隙较小，但组织形态不规则且呈现出片段化，这与高强度的热处理对胶原蛋白造成不可逆的破坏有关。海参经低压蒸煮1h后，其组织形态与其他三组明显不同，胶原纤维凝集束较粗，片段化程度较轻，而纤维束之间的孔隙较大，这可能与低压条件下海参体壁组织因外压的降低而产生一定的膨化作用有关。
图3-22　海参经不同工艺蒸煮后的组织形态
即食海参生产过程中，蒸煮后通常会进行水发处理。将不同蒸煮工艺制备的海参样品在4℃条件下用纯净水进行浸泡，对其复水性能进行比较，结果如图3-23所示。不同蒸煮方式处理的海参，其水发速度和最大复水倍数明显不同。121℃、10min处理的海参水发速度最快，浸泡12h复水倍数即达到1.8倍，至36h时基本达到平衡，最大复水倍数约为3.8；115℃、10min处理的样品水发速度低于121℃、10min处理组，最大复水倍数为2.7；100℃、1h处理的样品，最大复水倍数为3.2；低压处理组样品的水发速度和最大复水倍数均低于常压组和高压组，最大复水倍数为2.2。蒸煮后海参的复水性能与其硬度值成负相关关系，表现在海参硬度值越大，水发速度越慢，最大复水倍数也越小。这可能与海参受热过程中体壁胶原蛋白的破坏程度有关。硬度值越大说明海参体壁胶原纤维结构越完整，胶原蛋白与水分子之间的结合更为稳定，相应的水发速度越慢，复水倍数也越小。
图3-23　不同蒸煮条件加工海参的复水倍数随时间的变化情况
海参在受热过程中伴随水分流失也会有一定的营养成分损失，结果见表3-24。常压蒸煮条件下，海参蛋白质损失率为10.56%，海参多糖损失率为5.99%。高压115℃、10min蒸煮条件下，蛋白质和海参多糖损失率与常压组无显著差异（P>0.05），而121℃、10min组的蛋白质损失率显著增加（P<0.05）。低压蒸煮条件下，蛋白质和海参多糖的损失率显著低于常压组和高压组（P<0.05）。海参体壁主要由结缔组织构成，细胞间充填着胶原蛋白等纤维成分和蛋白聚糖。海参受热过程中，胶原蛋白发生热变性，并逐步凝胶化形成可溶性的明胶，导致海参体壁原本的有序结构变得松散，同时破坏了蛋白聚糖与胶原纤维的共价结合，造成蛋白质和海参多糖的流失。低压蒸煮工艺可以显著减少蛋白质和海参多糖损失，有助于提高产品品质。
表3-24　海参经不同工艺蒸煮后的营养损失情况
蒸煮是海参加工过程中的关键环节，蒸煮条件对海参品质有显著影响。低压蒸煮工艺在提高海参产品品质方面明显优于传统的常压和高压蒸煮工艺，但具体的工艺参数有待进一步优化。
第四章　海参功效与人体健康
第一节　海参的美容功效
一、海参在延缓皮肤衰老中的作用
紫外线可诱导皮肤产生多种自由基，引发透明质酸解聚、胶原蛋白溶解度降低、胶原蛋白含量减少等，导致皮肤出现衰老现象。海参富含胶原蛋白，经生物酶解会产生具有抗氧化作用的活性肽，它们可以清除自由基并抑制生物大分子过氧化，由此延缓皮肤衰老。
不同种类的海参制备得到的蛋白多肽在抗氧化方面存在很大差异。如肖枫等（2006）研究发现用菠萝蛋白酶水解海棒槌（Paracaudina chilensis）胶原蛋白得到的多肽产物对超氧阴离子自由基（·）的清除率可达52.20%。崔凤霞等（2007）制备了仿刺参（Apostichopus japonicus）、墨西哥海参（Holothuria mexicana）和菲律宾刺参（Pearsonothuria graeffei）3种胶原蛋白肽，并研究了其体外清除自由基的能力，发现仿刺参胶原蛋白肽对·的清除活性最高，其IC50为2.18mg/mL，菲律宾刺参胶原蛋白肽对羟基自由基（·OH）的清除活性最高，其IC50为0.20mg/mL。陈卉卉等（2010）以海地瓜（Acaudina molpadioides）为研究对象，制备了不同分子质量的海参胶原蛋白肽，研究了其体外清除自由基的活性，发现用木瓜蛋白酶水解4h得到的多肽清除自由基的能力最强，清除·OH和·的IC50分别为27.8mg/mL和49.3mg/mL。赵玲等（2012）研究了大西洋海参（Holothuria coluber）、海地瓜（Acaudina molpadioides）、仿刺参（Apostichopus japonicus）和加州拟刺参（Parastichopus californicus）4种海参多肽对1，1-二苯基苦基苯肼（DPPH·）、·OH和·的体外清除效果，发现4种海参多肽都表现出理想的抗氧化效果，其中大西洋海参多肽、仿刺参多肽和加州拟刺参多肽分别对·OH、DPPH·和·的清除能力最强。陈娟娟等（2013）采用风味蛋白酶水解黑乳海参（Holothuria nobilis）得到的胶原蛋白肽对DPPH·、·OH和·均有较强的清除作用，其IC50值分别为5.78mg/mL、4.20mg/mL和0.27mg/mL，且能显著提高D-半乳糖模型小鼠血清及皮肤组织的抗氧化水平及羟脯氨酸含量。
海参蛋白多肽在抗氧化方面存在的差异可能与分子质量、氨基酸组成以及氨基酸序列等多个因素有关。刘程惠等（2008）以鲜参为原料制备海参多肽，得到不同分子质量范围的酶解物，发现分子质量在1000～3000u的海参肽具有较强的DPPH·自由基的清除能力，其抗氧化效果甚至优于维生素E。Qian et al.（2008）提出由于巯基可直接与自由基作用，因此多肽中的半胱氨酸含量对其抗氧化作用有显著影响。Rajapakse et al.（2005）认为酸性氨基酸侧链上的羧基能钝化金属离子，终止自由基链式反应，因此含酸性氨基酸的短肽具有更好的抗氧化效果。
海参加工过程会产生大量的水煮液以及肠、性腺等副产物，其中也含有丰富的蛋白质。赵玲等（2013）以刺参加工水煮液的冻干粉为原料，选取中性蛋白酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶分别酶解制备多肽，发现中性蛋白酶酶解制得的海参水煮液多肽清除自由基的能力最强，其清除·OH、·和DPPH·的IC50值分别为8.565mg/mL、6.658mg/mL和2.015mg/mL。进一步研究发现，海参水煮液多肽的抗氧化能力可能与分子质量密切相关。其中，中性蛋白酶酶解制得的海参水煮液多肽分子质量主要分布在小于1000u的小肽中，其中分子质量在630～848u的组分占91%，分子质量小于209u的组分占9%（图4-2）；胃蛋白酶酶解制得的海参水煮液多肽分子质量主要分布在小于2500u的小肽中，其中分子质量在1604～2453u的组分占29%，峰值在779u左右的组分占43%，分子质量小于192u的组分占28%（图4-3）；胰蛋白酶酶解制得的海参水煮液多肽分子质量主要分布在小于3500u的小肽中，其中分子质量在510～3445u的组分占65%，分子质量小于102u的组分占35%（图4-4）。曹荣等（2013）研究发现，刺参肠和刺参性腺酶解多肽清除DPPH·的IC50值分别为3.31mg/mL和0.88mg/mL，清除·OH的IC50值分别为9.53mg/mL和8.81mg/mL，清除·的IC50值分别为6.42mg/mL和3.22mg/mL，同样具有很好的抗氧化效果。
图4-2　中性蛋白酶酶解制得的海参水煮液多肽分子质量分布
图4-3　胃蛋白酶酶解制得的海参水煮液多肽分子质量分布
图4-4　胰蛋白酶酶解制得的海参水煮液多肽分子质量分布
自由基的强氧化性会损伤机体细胞和组织，引起衰老甚至引发慢性疾病。赵芹（2008）建立了细胞氧化应激损伤模型，以仿刺参（Apostichopus japonicus）、北美冰参（Isostichopus badionotus）和冰岛刺参（Cusumaria frondosa）为原料制备了3种活性肽并检测了其对细胞的保护作用。结果表明，海参胶原蛋白肽在维持细胞结构完整性、降低氧化损伤细胞内的活性氧水平、提高氧化损伤细胞内超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）活力方面都有显著作用，由此提高了受损伤细胞的存活率。王奕等（2008）利用仿刺参胶原蛋白肽连续灌胃紫外线诱导的光老化模型小鼠，发现仿刺参胶原蛋白肽能显著降低光老化小鼠皮肤和血清中的丙二醛（MDA）含量，提高SOD和GSH-PX活性，增加皮肤中总羟脯氨酸含量。皮肤组织学观察结果表明，仿刺参胶原蛋白肽能显著改善紫外线导致的小鼠皮肤结构紊乱和胶原纤维的受损情况，说明海参胶原蛋白肽能有效清除皮肤中的自由基，促进真皮内胶原蛋白的合成，延缓皮肤衰老。
二、海参在抑制黑色素合成中的作用
黑色素的合成是一个与自由基偶联的过程。酪氨酸酶是哺乳动物调控黑色素合成的主要限速酶（Iwata et al.，1990），会催化体内的酪氨酸转变成二羟基苯丙氨酸（也称之为“L-多巴”），L-多巴被进一步氧化成L-多巴醌。多巴醌的氧化过程中会产生许多高活性中间体，最后由中间体氧化产生黑色素。
王奕（2007）研究发现，刺参胶原蛋白肽能抑制B16细胞中酪氨酸酶活性并下调相关的mRNA表达，同时提高了谷胱甘肽（GSH）含量，显著降低了B16细胞黑色素含量。GSH是一种重要的生物还原剂，能有效捕捉自由基，在黑色素的生成过程中起重要的调节作用。GSH的巯基可以与酪氨酸酶活性位点结合，进而阻断酪氨酸的羟化作用，巯基也可以与L-多巴醌结合形成多巴醌－巯基复合物，阻止黑色素前体形成黑色素。
由此，海参胶原蛋白肽可以抑制生物大分子过氧化，清除自由基，抑制黑色素合成，具有显著的延缓衰老作用和美容功效。
第二节　海参的抗肿瘤活性
一、海参皂苷的抗肿瘤作用
海参皂苷是海参的主要次生代谢产物，也是其进行化学防御的物质基础。国内外科研人员已经从10余种海参中分离纯化出海参皂苷，解析了超过100种海参皂苷的结构，发现多种海参皂苷具有显著的抗肿瘤活性。海参化合物已成为新型抗癌药物研究的重要筛选对象。
在过去的十几年，科研人员陆续发现海参皂苷对小鼠白血病细胞、人胃癌细胞、肠癌细胞、肝癌细胞、肺癌细胞、肾癌细胞、口腔上皮癌细胞、鼻咽癌细胞、黑色素瘤细胞、乳腺癌细胞、卵巢癌细胞、前列腺癌细胞和宫颈癌细胞等多种癌细胞具有显著的抑制活性。例如：张永娟（2004）从可疑翼手参（Colochirus anceps）中分离得到一种皂苷化合物CA-1，发现此化合物具有很好的体外、体内抗肿瘤活性，对14种肿瘤细胞（P388，HL-60，A-549，SPC-A4，MKN-28，SGC-7901，BEL-7402，HO-8910，MDA-MB-435，MDA-MB-468，HMEC，HUVEC，WI-38，A431）均具有很强的细胞毒活性；对小鼠S-180肉瘤有很高的抑制率，在4mg/kg剂量时，抑制率为70%；对小鼠H22肝癌亦具有很好的治疗作用，在3mg/kg剂量时，抑制率为52.2%。闫冰（2005）从产自福建省东山海域的糙海参（Holothuria scabra）中分离得到6种海参皂苷类化合物，发现这6种皂苷类化合物对小鼠白血病肿瘤细胞P388、人肺癌细胞A549均具有较强的细胞毒活性。韩华等（2008）从海南产糙海参（Holothuria scabra）中分离得到海参皂苷scabraside A、scabraside B，同样发现对HL-60、MOLT-04、A549、BEL-74024种癌细胞株有明显的细胞毒活性。巫军等（2007）从黑乳海参（Holothuria nobilis）中分离得到一种海参皂苷nobiliside A，发现其对人体毒性极小，且具有很强的抗肿瘤活性。刘治东（2009）从革皮氏海参（Pearsonothuria graeffei）中分离得到三萜皂苷holothurin A（HA）和24-dehydroechinoside A（DA），发现其对HepG2、B16、Caco-2、Hela、P388、S180等多种肿瘤细胞的生长有明显的抑制作用，且DA的活性高于HA，推测苷元侧链C-24（25）的双键可能会提高皂苷的活性。张诗龙等（2010）从子安辐肛参（Actinopyga lecanora）分离得到海参皂苷Lecanoroside A，发现其对肿瘤细胞株BEL-7402、A549和HL-60表现出强效抑制。赵芹（2011）从革皮氏海参（Pearsonothuria graeffei）分离得到皂苷单体Echinoside A（EA）和Dsechinoside A（DSEA），对其体外抗肿瘤活性进行了评价，结果发现，EA和DSEA均显著抑制了HepG2、B16、Caco-2、HeLa、P388和S180细胞生长，且有明显的时间－剂量依赖效应。刘洁等（2014）从黑海参（Holothuria atra）中分离获得9个皂苷组分A～I，其中组分C、E、F具有抑制人肺癌细胞A549和白血病细胞株HL-60的活性。
二、海参多糖的抗肿瘤作用
海参多糖是海参体内重要的生物活性物质之一。海参多糖分为两类，一类为海参糖胺聚糖（holothurian glycosaminoglycan，HG），其结构与硫酸软骨素类似，所以也称之为海参硫酸软骨素；另一类为海参岩藻聚糖（holothurian fucoidan，HF），是由L-岩藻糖构成的直链均一性多糖。
海参硫酸软骨素已被证实具有抑制肿瘤生长和转移的作用。李辉（2011）从北美冰参（Isostichopus badionotus）中分离得到岩藻糖基化的海参硫酸软骨素（SC-CHS）。该化合物由葡萄糖醛酸、氨基半乳糖和岩藻糖组成，三者物质的量比为1︰0.7︰0.9，岩藻糖支链95.9%为2，4-SO4取代。该化合物可以显著降低肿瘤细胞同基质、内皮细胞的黏附能力，显著降低人高转移肺癌细胞95D细胞的迁移和侵袭能力，抑制细胞基质金属蛋白酶MMP-1/2的表达，促进其相应的基质金属蛋白酶抑制剂TIMP-1/2 mRNA的表达，并通过降低肿瘤细胞在细胞外基质的侵袭能力发挥抑制肿瘤转移的作用。另外，该化合物可以降低细胞中血管内皮生长因子VEGF mRNA和蛋白的表达，具有抑制血管新生作用。李辉等（2011）建立了小鼠Lewis肺癌自发肺转移模型，研究了SC-CHS在体内抑制肿瘤生长和转移的作用。结果表明，SC-CHS可以显著抑制荷瘤小鼠肿瘤的生长，其平均抑制率为31.5%；可以显著减少肺表面转移灶结节数，平均抑制率为47.5%；可以显著提高血清中TNF-α和γ-IFN的含量；降低荷瘤小鼠肿瘤组织中HIF-1α、VEGF mRNA的表达，抑制肿瘤诱导血管新生。另外，还建立了小鼠B16人工肺转移模型，研究了SC-CHS抑制B16实验性肺转移的作用。结果发现，SC-CHS可以显著降低小鼠的肺转移灶数量，平均转移抑制率为62.66%，并且改善了血清中肿瘤恶化的生化指标，减轻了肺脏的纤维化。SC-CHS可能通过影响B16细胞的活力，降低其黏附和侵袭能力来达到抑制肺转移的作用。
海参岩藻聚糖同样被证实具有抑制肿瘤生长和转移的作用。杨玉红（2013）研究发现北美冰参岩藻聚糖（SC-FUC）具有显著抑制肿瘤细胞增殖活性的作用，人胃癌HGC-27细胞对其作用最为敏感，72h和96h的IC50值分别为399.74μg/mL和126.97μg/mL，具有时间和剂量效应关系。SC-FUC能显著抑制缺氧诱导的HGC-27细胞的增殖活性，改变细胞周期，形成G2/M期阻滞，并诱导肿瘤细胞凋亡，同时显著抑制缺氧条件下肿瘤细胞的迁移、黏附和侵袭能力。通过建立小鼠Lewis肺癌自发肺转移模型，进一步验证了SC-FUC在体内抑制肿瘤生长和转移的作用。结果表明，SC-FUC可以显著抑制荷瘤小鼠肿瘤的生长和肺转移，平均抑制率分别为45.6%和65.9%；可降低荷瘤小鼠肿瘤组织中HIF-1α、Hpa及MMP-2/-9、VEGF mRNA和蛋白的表达，表明SC-FUC可以通过降低ECM降解酶的活力，减少VEGF的释放，从而抑制肿瘤转移和血管新生。
三、海参脂质的抗肿瘤作用
海参中脂质含量相对较低，但结构独特，多种脂质具有生物活性，如磷脂、鞘脂、甾醇等。海参磷脂中富含n-3系列多不饱和脂肪酸。海参鞘脂包含了神经酰胺、脑苷脂和神经节苷脂，含有植物和哺乳动物中罕见的长链碱d17∶1。海参脂质具有改善阿尔茨海默症、抗肿瘤、改善癌症恶病质及代谢综合征等多种生物活性，是海参中的一类重要活性成分。
海参中的鞘脂主要是脑苷脂。多种食物来源的脑苷脂已经被证实具有抑制肿瘤细胞增殖的活性。Cateni et al.（2010）从大戟（Euphorbia peplis L.）中分离得到2种葡萄糖脑苷脂，发现其具有明显的抑制人上皮癌细胞KB和人神经细胞瘤IMR-32增殖的活性。Oku et al.（2007; 2009）从麦芽中提取的β-葡萄糖脑苷脂可诱导肝癌细胞Hep G2周期阻滞及细胞凋亡，还能显著抑制肺癌细胞A549和表皮癌细胞A431的增殖活性，但对正常肝细胞CS-HC无细胞毒性。
Sugawara et al.（2006）研究发现海参脑苷脂中的长链碱对人克隆癌细胞具有杀灭作用。杜磊（2012）从海地瓜（Acaudina molpadioides）中提取脑苷脂，分别在体外和体内水平研究了海参脑苷脂抗肿瘤活性和改善癌症恶病质的作用，发现海参脑苷脂及其长链碱可抑制HepG2、S180、95D、Caco-2和HGC-27等多种肿瘤细胞的增殖活性，且有明显的时间和剂量效应关系，表现出广泛的抗肿瘤活性；海参脑苷脂通过诱导肿瘤细胞凋亡抑制肿瘤细胞的增殖活性，并通过提高机体的免疫功能和抗氧化能力以及通过线粒体信号通路启动肿瘤细胞凋亡等途径，抑制肉瘤的生长、腹水量及腹水瘤细胞的存活，并延长腹水小鼠生存时间。另外，海参脑苷脂表现出良好的改善癌症恶病质功效，可显著延缓癌症恶病质小鼠体重下降，抑制脂肪和肌肉组织分解。海参脑苷脂可通过以下几条途径改善癌症恶病质：抑制促恶病质细胞因子TNF-α、IL-1和IL-6的分泌；抑制脂肪分解酶ATGL和HSL及脂肪动员因子ZAG的表达，抑制脂解；促进脂肪细胞分化、葡萄糖和脂肪酸转运及摄取，上调脂肪组织中SREBP-1c调控的脂肪合成基因的表达，促进脂肪合成；抑制脂肪利用相关基因UCP2和PGC-1α的mRNA表达。
脑苷脂在细胞生长、分化、凋亡及信号转导等方面起重要的调节作用，还具有抗肿瘤、免疫调节、抗肝毒、神经保护、抗菌等生物活性，其作用温和，毒副作用小，有望开发成一类新的抗癌药物和功能食品。
第三节　海参在促进人体健康方面的其他活性
一、提高免疫功能
海参中的多种成分具有提高免疫力的作用。王静凤等（2010）发现海参皂苷能提高正常小鼠的细胞免疫和非特异性免疫功能。对于免疫功能低下的小鼠，海参皂苷能显著提高其抗体形成细胞数和血清溶血素含量，促进小鼠的体液免疫功能和迟发型变态反应，提高小鼠脾淋巴细胞的增殖能力，提高小鼠的细胞免疫功能。此外，海参皂苷还能显著促进小鼠腹腔巨噬细胞对鸡红细胞的吞噬率和吞噬指数，促进小鼠的非特异性免疫功能。
海参多糖也能显著提高机体的细胞免疫功能和非特异性免疫功能，改善和增强因荷瘤或使用化学药物引起的动物机体免疫功能低下的状况。陈祖琼等（1987）发现玉足海参（Holothuria leucospilota）多糖能明显增加巨噬细胞免疫球蛋白Fc受体的表达，促进ADCC效应细胞的活性和脾细胞抗体的分泌，增强机体的免疫功能。李学敏（2014）发现海参及海参岩藻聚糖硫酸酯能够对环磷酰胺造成的小鼠黏膜免疫功能损伤起到改善作用。其中，海参以多糖含量较高的海参品种效果较好，海参岩藻聚糖硫酸酯以酶解成恰当低分子质量片段的多糖作用效果为佳。李甜甜（2015）将海参多糖与人体PBMC体外培养，发现海参多糖在一定浓度范围内能增加外周血PBMC的增殖，调节外周血中T细胞表面的CD2、CD28分子的表达，表明海参多糖可以促进T细胞的免疫功能调节，改善机体的细胞免疫能力。
二、调节血糖
糖尿病是一种由遗传和环境因素相互作用而引起的临床综合征，表现为由于胰岛素分泌相对不足或绝对不足而引起糖、脂肪、蛋白质代谢紊乱，以高血糖为主要标志。近年来，糖尿病的患病率呈现出全球性的上升趋势，已成为继心脑血管病、癌症后严重危害人类健康的第三大疾病。据世界卫生组织估计，到2025年，全球糖尿病患者将突破3亿，控制糖尿病及其并发症已成为世界各国面临的严峻挑战。
张珣（2012）发现海参岩藻聚糖硫酸酯能显著降低糖尿病小鼠空腹血糖、胰岛素水平，具有降血糖和改善胰岛素抵抗的作用，这些作用可能与海参岩藻聚糖硫酸酯可以显著提高肝和肌肉组织中IR、IRS、PI3K、AKT2 mRNA的表达，进而提高肝糖原、肌糖原的合成有关，另外，海参岩藻聚糖硫酸酯可以显著上调肌肉和脂肪组织中GLUT4 mRNA的表达，提高葡萄糖的转运能力。
高脂饮食导致小鼠糖耐量受损，产生胰岛素抵抗现象。而饮食中适量添加海参皂苷可以显著改善糖耐受损现象，减少血清中胰岛素水平。海参皂苷主要通过增加脂联素的含量、抑制α-糖苷酶活性来调节糖代谢（温敏等，2013）。
海参脑苷脂及其主要结构单元——神经酰胺对模型小鼠胰岛素抵抗具有改善作用（高壮，2012）。海参磷脂同样能够有效改善由高脂饮食诱导的胰岛素抵抗现象。长期肥胖所导致的慢性炎症反应是机体发生胰岛素抵抗的重要原因。海参磷脂可通过改善机体炎症反应提高机体胰岛素敏感性，进而调节血糖（胡世伟，2013）。
三、降血脂
血脂是血浆中的中性脂肪（甘油三酯）和类脂（磷脂、糖脂、固醇、类固醇）的总称。血脂水平过高，可直接引起一些疾病，如动脉粥样硬化、冠心病、胰腺炎等，严重危害人体健康。
高森（2009）研究了北美冰参、墨西哥刺参和冰岛刺参对大鼠脂质代谢的调节作用，发现3种海参均能显著降低正常大鼠肝中甘油三酯（TG）的含量，对实验性高胆固醇血症大鼠同样具有脂质代谢调节能力，其作用途径包括促进肝脂肪酸的氧化分解、抑制脂质在消化道内的吸收、促进脂肪酸转化、抑制脂肪酸合成等。蔡彬新（2009）从海地瓜（Acaudina molpadioide）中提取海参多糖并进行了纯化，发现海地瓜多糖能显著降低高血脂小鼠血清中的TC、TG含量以及AI值，对高脂饮食所致小鼠血脂升高有明显抑制作用，可有效预防高血脂症和动脉硬化危险。张珣（2012）采用高脂高糖饮食诱导建立了Ⅱ型糖尿病小鼠模型，发现海参岩藻聚糖硫酸酯能有效抑制体重增加和脂肪蓄积，显著减少血清和肝脂质的积累，具有降血脂作用。
四、抗凝血、抗血栓作用
肝素是临床上最常用的抗凝剂，广泛应用于血栓栓塞性疾病的预防和治疗，但具有较大的副作用。血液凝固是一系列丝氨酸蛋白酶相继激活的过程，海参多糖可以作用于凝血过程的多个环节，且无明显副作用。
在临床上，王学锋等（1997）以玉足海参（Holothuria leucospilota）多糖作为给药组方，以60mg/d和120mg/d两个剂量组观察正常中老年组、脑栓塞恢复期组和缺血性心脏病组患者服用该药物前后的变化，发现玉足海参多糖除有抗凝、降低血液黏度的作用外，还有促进脂肪代谢的作用，且未见明显的副作用。李志广等（2000）进一步研究发现玉足海参多糖可以降低受刺激内皮细胞的促凝活性、组织因子（TF）抗原的表达和TF mRNA的转录，升高凝血酶调节蛋白（TM）抗原的表达和TM mRNA的转录，从而发挥抗血栓形成的作用。陈士国（2010）研究发现海参硫酸软骨素的体外抑制血栓形成活性明显强于岩藻聚糖硫酸酯。胡靖等（2016）对墨西哥海参（Holothuria mexicana）硫酸软骨素的体内抗血栓活性进行了研究，发现海参硫酸软骨素能够作用于内源凝血途径，通过抑制血栓素（TXA2）的生成和调控血友病因子（VWF）含量来抑制血栓形成。
五、改善老年期痴呆症
全球老年期痴呆症呈逐年增加的趋势，目前全世界约有3600万名老年痴呆患者。阿尔茨海默症性痴呆是老年期痴呆中最常见的一种类型。
武风娟（2014）用过氧化氢和叔丁基过氧化氢分别诱导PC12细胞氧化损伤建立神经细胞体外氧化损伤模型，研究了海参脑苷脂和海参磷脂的神经保护作用，发现海参脑苷脂和海参磷脂处理后可增加PC12细胞的存活率，细胞形态也有所恢复，表明海参脑苷脂和海参磷脂对PC12细胞氧化损伤具有保护作用，这种保护作用是通过减少细胞内乳酸盐脱氢酶的泄漏、保护细胞膜的完整性、提高细胞的抗氧化能力、下调促凋亡基因的表达、抑制神经细胞凋亡实现的。进一步动物实验结果表明，海参磷脂可改善阿尔兹海默病模型小鼠的学习记忆能力障碍。
第五章　海参产品及其质量控制
第一节　国内市场主要的海参产品类型及其特点
一、主要产品类型
（一）盐渍海参
又称拉缸盐海参，由鲜海参经去内脏、清洗、预煮、盐渍加工而成。盐渍海参是海参加工的中间产品，主要用作各种干海参、水发海参、即食海参等的加工原料，同时也是北方沿海地区消费者经常购买的一种产品类型。盐渍海参价格相对便宜，但需冷冻保存。盐渍海参食用前需进行脱盐、去牙、清洗，再经过蒸煮、浸泡发制至可食用状态。
（二）盐干海参
盐干海参通常是以盐渍海参为原料，经烤参、干燥等工序加工而成；也可以用鲜参为原料，经去内脏、清洗、煮制、盐渍、烤参、干燥而成。盐干海参具有加工设备简单，成本低，可在常温条件下长时间贮存的特点。盐干海参在加工过程中用盐较多，主要是为了脱水和防腐，因此，盐干海参个体一般比淡干海参大，产品中盐含量较高，根据干海参国家标准的规定盐含量不得高于40%；有些不法商贩为了增重在加工中多次裹盐，导致产品中盐分含量超过40%，甚至高达70%以上，损害了消费者利益，属于不合格产品。
（三）淡干海参
淡干海参通常是以盐渍海参为原料，经脱盐、整形、干燥等工序加工而成；也可以用鲜参为原料，经去内脏、清洗、煮制、整形、干燥而成。淡干海参盐分含量低（≤20%），其个头一般比盐干海参小，但其蛋白质含量和复水后干重率高，发制时复水效果明显优于盐干海参。
（四）水发海参
水发海参是新鲜海参经去内脏、清洗、煮制、去牙、水发等工序加工制成的，或者以盐渍海参、干海参为原料，经浸泡、去牙、清洗、煮制、水发等工序加工制成。水发海参弹性好，食用方便，满足了消费者方便快捷的要求。水发海参需冷冻储存，食用时解冻即可烹制。
（五）冻干海参
冻干海参是将海参水发后经真空冷冻干燥脱水加工而成。冻干海参的含水量极低，存贮方便，保质期长达数年，且食用非常方便，只需在水中浸泡几个小时即可达到食用状态。冻干海参的加工成本相对较高，泡发后的体积基本不变，但泡发后口感绵软，弹性差。
（六）即食海参
即食海参是以鲜参、盐渍海参或干参等为原料，经清洗、去脏、发制、调味、杀菌等工序制成的产品，采用真空包装或充氮气包装，开袋即食。即食海参需冷藏保存，保质期一般不超过3个月。
（七）海参口服液
这类产品是通过对海参进行酶解，再经过滤、调味、灌装、杀菌制成，部分产品同时添加了其他具有保健功效的成分。这类产品具有食用方便、营养物质易被吸收的特点，但这类产品已经脱离海参原形，较难取得消费者的信赖，消费者在选购这类产品时往往持十分谨慎的态度。
（八）海参肽等功效成分提取物
这类产品注重海参的保健功能，如海参肽、海参多糖制剂等。它们多是将海参酶解、分离纯化，从海参中提取所需成分后，单独或与其他功效成分复配制成片剂、胶囊等；该类产品市场价位较高，主要针对一些有保健需求的特殊人群。
（九）免煮速发型干海参
传统的干海参食用前需经过多次的浸泡、煮制，整个发制过程需3～5d时间才能完成，食用不方便，而且发制过程易造成较大程度的营养损失。近年来，免煮速发型干海参受到广大消费者的欢迎。免煮速发型干海参是采用低温熟化和低温干燥技术加工而成的，其最大的特点是无须进行烦琐的发制，只需将干参置于保温杯中，添加热水8～12h后即发制完成，达到可食用状态。
赵玲等（2015）对比分析了免煮速发型干海参和普通盐干海参在营养品质方面的差异，发现免煮速发型干海参和盐干海参在营养成分上有明显差异（表5-1），免煮速发型干海参的盐分含量极低，而蛋白质和海参多糖的含量分别是盐干海参的1.42倍和1.46倍。对照水产行业标准SC/T 3206，免煮速发型干海参的水分、盐分、粗蛋白指标达到了特级品的要求，而盐干海参符合二级品的要求。免煮速发型干海参的复水后干重率（75.8%）也极显著高于盐干海参（57.5%）
表5-1　免煮速发型干海参和盐干海参质量指标的对比（%）
两种类型的干海参在发制过程中蛋白质和海参多糖损失方面也有明显差异（图5-1），盐干海参的蛋白质和海参多糖在发制过程中损失率较高，而免煮速发型干海参在发制过程中蛋白质和海参多糖损失较少。免煮速发型干海参采用低温熟化工艺加工而成，泡发过程中也不需要煮制，明显降低了海参蛋白质和多糖等功能成分的损失。免煮速发型干海参和盐干海参泡发至食用状态时，硬度值存在极显著差异（P<0.01），其均值分别为28.0g和50.1g，说明两种类型的干海参泡发至可食用状态时，在质构特性方面有明显不同，而免煮速发型干海参发制后的口感更佳。
图5-1　干海参泡发过程中蛋白质和海参多糖的损失率
二、海参的加工工艺
1．去脏
（1）表面杂质较多的活海参应进行清洗，去除表面的泥沙等杂质。
（2）从近尾端剖开海参腹部，切口宜占参体长度的1/3左右，清除海参体腔内的肠腺、生殖腺等内脏及杂质。
2．清洗、初选
（1）将去脏后的海参清洗，去除污物。
（2）初选，挑出过大或过小的海参，保持规格均匀。
3．预煮
（1）将初选后的海参放入70～100℃水中预煮8～30min，待海参外皮紧致，刺硬时捞出，预煮时应注意翻动，防止海参贴在锅底，及时去掉浮沫。
（2）预煮后的海参可直接进入干燥工序。
（3）若需盐渍可进入盐渍工序。
4．盐渍
（1）预煮后的海参捞出，放入食品级容器中，加适量盐拌匀，常温放置8～12h，也可再加入饱和盐水。
（2）将浸泡后的盐渍海参捞出后，可直接进入干燥工序。
（3）不能及时加工的盐渍海参，放入－18℃以下冷库中保存备用。
5．脱盐
（1）需要脱盐的海参，盐渍后放入低于40℃的水中，加热至约80℃浸泡，脱盐1.5～4h。
（2）脱盐后的海参可直接进入干燥工序。
6．整形
将蒸煮锅内的水烧开并倒入海参，根据参体饱满度和棘的坚挺度控制蒸煮时间，1～5min后捞出。
7．干燥
（1）干燥方式可采用机械烘干或自然干燥。
（2）采用机械烘干时，温度宜控制在40℃以内，并配置强流动空气辅助干燥。
（3）海参平铺在干燥帘上，置于晾晒场或烘房内进行干燥，并保持通风。
（4）需要时，干燥过程中可进行罨蒸，具体操作为将干海参装箱（袋）密封放置12～48h，使其水分由内部向表层均匀扩散。
（5）应随时检查海参的颜色、干湿度。
（6）需要时，在干燥过程中，可按照整形工序进行多次整形。
8．分选与检验
干燥后的产品进行规格分选，检验后进行等级分选。
9．包装与贮存
检验合格后的产品密封包装，内包装材料应具有一定的耐压性和韧性，包装内可添加柔软的垫材，保持干海参外观品相，包装材料应符合相关食品安全标准规定，每批产品附检验合格证。产品应贮存于阴凉干燥处，防止受潮、日晒、虫害、有害物质的污染和其他损害。
三、现代化海参加工车间
随着科学技术的进步，海参加工技术不断提高，机械化与自动化设备的应用也极大地推动了海参加工产业的发展，涌现出一批现代化加工车间（图5-2）。
图5-2　现代化海参加工车间
第二节　海参相关标准
一、国内外海参相关标准现状
国外仅有日本农林标准《干海参》（1956年实施，1969年修订），标准中质量评定以感官指标为主，理化指标仅规定了水分小于22%。未见其他国家和地区有关海参（刺参）质量标准的报道。
目前我国已经制定了涵盖海参种质、苗种、养殖、饲料、加工技术规范、检测方法、产品等领域的相关标准，截至2018年5月我国海参相关的国家标准和行业标准见表5-2。
表5-2　海参相关的部分国家标准和行业标准
二、食品安全国家标准　干海参
2011年国家立项制定《食品安全国家标准　干海参》，由中国水产科学研究院黄海水产研究所负责起草。经过5年的努力，该标准已经发布（标准号GB 31602—2015），并于2016年11月13日正式实施。根据《食品安全法》第二十五条关于“食品安全标准是强制执行的标准”的规定，《食品安全国家标准干海参》属于强制性标准，所有生产经营者都要执行，市场上干海参必须符合该标准的要求。GB 31602—2015干海参标准的主要质量指标如表5-3所示。
表5-3　GB 31602-2015干海参标准主要质量指标
由于干海参产品是不能直接食用的，需要经过清洗、浸泡、水煮等多个步骤发制后才能达到可食用状态，直接检测干海参产品中的各种污染物及兽药残留值，不能代表消费者所食用的、经过复水发制后的海参的污染状况。另一方面，我国对水产品污染物及兽药残留的规定是以鲜活状态来计的，因此，多次出现合格的鲜活海参加工出的干海参污染物及兽药残留指标不合格的现象。根据《食品安全国家标准　食品中污染物限量》（GB 2762—2012）中3.5条的规定“干制食品中污染物限量以相应食品原料脱水率或浓缩率折算。脱水率或浓缩率可通过对食品的分析、生产者提供的信息以及其他可获得的数据信息等确定”，由此，《食品安全国家标准　干海参》（GB 31602—2015）规定干海参中的污染物和兽药残留检测以复水发制后的海参为检测样品进行检测，这种做法更加科学、合理。
第三节　海参产品的质量鉴别与评价
一、干海参质量鉴别的关键指标——复水后干重率
复水后干重率是指将干海参经过浸泡、煮制和泡发等过程进行复水，在此过程中干海参体内被掺加的物质如盐、糖和胶类等溶于水中，再将海参烘干，所得到干物质质量占干海参质量的百分比。复水后干重率是考察海参质量的重要指标，其值越高意味着海参中的外源添加物（糖和盐等）越少，能够较好地表征海参质量的优劣。
值得注意的是，在复水过程中，海参中的蛋白质、海参多糖等营养物质也会有不同程度的流失，从而造成复水后干重率测定结果偏低。因此，有必要对干海参复水后干重率的测定条件进行深入探讨，为合理测定复水后干重率、科学鉴别干海参质量提供科学依据。
李志超等（2014）研究了干海参在浸泡、煮制和泡发过程中外源性糖、盐的溶出规律，以及蛋白质的损失情况，对干海参复水后干重率的测定条件做了进一步的优化。结果表明，以糖干海参为例，随着浸泡时间的延长，盐分和外源性糖的溶出量均呈现先迅速上升，之后趋于平缓的趋势（图5-3）。其中，盐分在浸泡24h内迅速溶出，24h对应的溶出量为94.15%，之后溶出量缓慢增加，96h时可以达到99.1%。外源性糖的溶出规律与盐分类似，24h对应的溶出量为78.0%，96h对应的溶出量为86.3%。
图5-3　糖干海参中盐分和外源性糖随浸泡时间的溶出规律
浸泡96h时，外源性糖的残留仍高达13.70%，因此需要通过进一步的煮制和泡发以促进外源性糖的进一步溶出。表5-4是糖干海参浸泡24h以后再切成约5mm段煮制和泡发后盐分和外源性糖的残留情况。煮制和泡发过程可以促进残留盐和糖的溶出，煮制20min后再泡发24h可以使盐分溶出99.90%，外源性糖溶出97.50%。此条件下，外源性糖的残留率为2.50%，相当于干海参总质量的0.90%，对复水后干重率的测定影响已较小。
表5-4　糖干海参中的盐分和外源性糖经煮制和泡发后的残留情况
表5-5、表5-6是干海参在复水过程的各个环节蛋白质损失情况及其对复水后干重率数值的影响。淡干海参浸泡24h后，浸泡水中蛋白损失率为2.65%，占干海参总质量的1.67%，即造成复水后干重率降低1.67%，说明浸泡过程对蛋白损失影响较小。煮制20min，蛋白损失率为5.77%，相当于干海参总质量的3.75%。此后随着煮制时间的延长，蛋白损失率大幅度上升，煮制60min的损失率已达11.34%，复水后干重率降低7.44%，已严重影响了淡干海参复水后干重率的测定结果。与淡干海参类似，盐干海参也同样呈现浸泡过程损失较少，随煮制时间延长蛋白损失明显增大的趋势。煮制60min盐干海参的蛋白总损失率为9.50%，相当于干海参总质量的4.75%，低于淡干海参。糖干海参随煮制时间的延长蛋白损失也呈上升趋势，但整个浸泡、煮制和泡发过程中的蛋白损失率明显低于淡干和盐干海参，煮制60min时，蛋白总损失率为3.74%，仅相当于糖干海参总质量的0.98%，这可能与糖干海参在加工过程中加入大量糖浆类物质及反复煮制，导致蛋白质等营养成分在加工过程中大量流失有关。从干海参水发的3个步骤来看，3种干海参在浸泡过程中蛋白损失较少，煮制过程中蛋白损失最大，长时间煮制对应的泡发过程其蛋白损失也呈增大趋势，因此，煮制时间对干海参复水后干重率的测定具有显著影响。
表5-5　干海参复水过程各个环节的蛋白损失情况
表5-6　干海参复水过程各个环节的蛋白损失对复水后干重率数值的影响
为保证干海参复水后干重率测定结果的科学性和准确性，应在满足外源性物质充分溶出的前提下，尽可能缩短煮制时间。建议采用浸泡24h，切成约5mm段煮制20min，泡发24h的条件；该条件下糖干海参中盐分溶出99.9%，外源性糖溶出97.5%，外源性糖残留量占干海参总质量的0.90%，且蛋白质损失相对较少。
二、干海参质量鉴别的关键指标——干海参中水溶性总糖的检测
如前文所述，外源性糖的检测对于干海参产品质量评定和市场监管具有重要意义。李志超等（2014）以糖干海参为研究对象，通过正交试验对糖干海参中外源性糖的溶出条件进行优化，并综合考虑外源性糖溶出和蛋白损失情况，提出了糖干海参中外源性糖溶出的最佳条件。王联珠等（2013）对糖干海参中水溶性总糖的测定方法进行比较研究的基础上，确立了苯酚－硫酸法检测水溶性总糖；并建议将水溶性总糖含量大于3%的干海参判定为掺糖干海参。该方法可以有效检出添加蔗糖和麦芽糊精的糖干海参和料干海参。
三、食用态海参质构评价方法
随着人民生活水平的不断提高和健康意识的不断增强，人们在追求食品营养和保健功效的同时，也越来越重视食品的外观、口感、滋味等感官品质。其中利用感官鉴别的方法对食品进行评判分析，是食品品质评价常用的方法，但主观评价的人为误差较大，实验结果的可靠性、可比性差。质构仪所反映的主要是与力学特性有关的食品质构特征，其结果具有较高的灵敏性与客观性，并可进行准确的量化处理，从而可以更加客观全面地评价食品。
质构仪在食品中的应用越来越广泛，国外学者已将其应用到谷物、果蔬、糕点、奶制品、肉制品等多个领域。国内有关食品质构的研究相对滞后，且多集中在粮油、果蔬和禽畜产品方面。近几年来，质构分析在水产品中的应用逐渐增多，如黄卉等（2010）论述了质构仪在对虾产品质量分级和评价中的应用前景；胡芬等（2011）分析了5种淡水鱼肉的质构特性及与营养成分的相关性；董秀萍等（2011）优化了扇贝柱的质构分析测试条件；史策等（2012）以质构特性作为重要指标研究了反复冷冻－解冻对鲢鱼品质的影响；赵玲等（2016）建立了盐渍海蜇质构测定方法等。而有关海参质构测定方法的研究报道较少。
海参的质地特征与食用时的口感密切相关，也是评价产品品质的重要指标。而我国在海参质构测定方法方面尚没有统一的标准。针对这一现状，曹荣等（2013）研究了海参质构分析方法，发现采用穿刺程序，硬度值的变异系数较小，P/2探头和P/2N探头对应硬度值的变异系数分别为16.71%和4.51%。P/2为直径2mm的圆柱形探头，P/2N为针形探头，与海参样本的接触面积小，因此硬度值明显小于P/2探头的测定值（P<0.01），而P/2N探头对应的测试数据相对稳定，变异系数仅为4.51%，说明该探头更适宜测定海参质构。
采用P/2N探头测定海参不同位点（图5-4）的硬度值。不同位点的硬度值有所差别（表5-7），其中位点A、C、E之间差异不显著（P>0.05），位点B、D之间差异也不显著（P>0.05），但位点A、C、E的硬度值明显高于位点B、D（P<0.05）。从变异系数上看，采用P/2N探头对海参进行穿刺，位点A至E的变异系数均小于10%，其中位点B、C、D对应的变异系数相对较小，适宜作为测定的位点。
图5-4　海参测定位点与分段取样
表5-7　海参不同位点硬度值（n=16）
不同段的海参同一位点（位点C）的质构测试结果见表5-8，不同段海参硬度值也有所差异，靠近头部的段1明显高于其他各段（P<0.05），而段2至段6间没有显著差异。海参不同部位的质构特征存在差异，因此，测定海参硬度值时应固定测定位点。
表5-8　海参不同段硬度值（n=16）
TPA是目前食品领域比较常用的质构测定方法，通过模拟人体口腔的咀嚼运动，对固体半固体样品进行两次压缩，根据探头感应到力的情况得出质构测试曲线。通过TPA可以获得测试对象的硬度、弹性、黏聚性、咀嚼性等多个物性学指标。然而，TPA方法在应用时要求测试的样本尽量整齐、均一，海参形体不规则，体表有肉刺，食用状态的海参内脏已经去除，腹部中空，切面呈现不规则的带有缺口的圆环状。海参这种外形上的特殊性会导致TPA测试时探头受力不均，从而造成试验数据偏差大、影响测试稳定性和可靠性的情况。
穿刺法可以获得的食品物性学指标虽然相对较少，但其精确度较高，对于不完全均一的样本同样可以获得较为理想的测试数据，因此在食品品质评定中的应用逐渐增多。如丁武等（2005）采用穿透法量化评定肉制品的嫩度，成功建立了穿透参数与感官品评嫩度值之间的相关性；马庆华等（2011）建立了基于质构仪穿刺试验的冬枣质构品质评价方法等。穿刺法在海参质构测试中具有理想的应用效果，海参质构测定时通过减少探头与海参的接触面积，可在一定程度上解决海参形体特殊、难以获得整齐均一样本的问题。
第四节　海参产业发展概况与潜在风险
一、海参产业发展概况
我国的刺参产业从2003年开始呈现出迅猛发展的势头，目前已形成年产值500亿元以上的产业规模。据《2016中国渔业统计年鉴》，2015年全国生产刺参苗种共计707.90亿头，其中山东省495.45亿头，居全国首位，辽宁省206亿头，两省之和占全国苗种总量的99%以上（图5-5）。2015年全国海参养殖总面积216508hm2，其中辽宁省120567hm2，山东省86022hm2（图5-6）。2015年全国海参养殖总产量205791t。其中，山东省海参养殖产量为100643t，居全国首位，辽宁（70465t）、福建（24381t）分列2、3位（图5-7）。
图5-5　2015年中国刺参苗种生产地区分布
图5-6　2015年中国刺参养殖面积地区分布
图5-7　2015年中国刺参养殖产量地区分布
山东省作为全国最大的刺参产区和加工品集散地，在很大程度上影响着刺参产业整体的走势。辽宁省作为核心产区，对全国的消费市场起着举足轻重的作用。福建省作为产业拓展的重要补充，起到了缓冲、平衡的作用。目前已基本形成了“胶东刺参”“辽参”“南方刺参”三大特色板块的产业格局。
刺参养殖模式主要包括浅海底播增殖、池塘养殖、围堰养殖、工厂化养殖等，其中浅海底播增殖和池塘养殖模式占主导。
在刺参加工和市场销售方面，产业的规范化程度相对较低，个体业户数量多、规模小，产业竞争较为混乱，品牌培育力度不够，营销策略较为单一，在一定程度上导致出现了初级、低价产品逆淘汰优质产品、品牌产品的现象。
二、海参产业发展的潜在风险
（一）苗种
刺参苗种的繁育目前一般采用工厂化育苗的方式，在亲参促熟和幼苗培育期间需要投喂配合饲料。为保证育苗期间的成活率，刺参苗培育期间常使用药物，使用违禁药物的现象时有发生。
刺参苗种中常检出硝基呋喃类药物，氯霉素也有检出，调查得知，刺参苗种在育苗过程中为了提高成活率，使用药物进行细菌病预防。使用的药物主要是喹诺酮类、四环素类、磺胺类等。
（二）投入品
养殖过程中的投入品主要有饲料、免疫增强剂、水质净化剂以及为控制养殖过程中的病害而使用的药物。所用药物主要是防止猛水蚤等桡足类虫害，以及烂胃病、烂边病、腐皮病以及吐肠病等细菌导致的病害。近几年来在各级渔业主管部门的宣贯指导下，广大养殖户对水产品质量安全的意识有了大幅度提高，故意使用禁药的现象已不多见；目前主要的风险来自掺有抗生素成分的中草药以及没有批号或虚假批号的药物。
目前市场上各种刺参养殖营养添加剂、免疫增强剂、水质净化剂等五花八门，品种繁多，广大苗种生产者面对这些令人眼花缭乱的产品，缺乏正确的选择，往往是抱着别人用我也用的从众心理，往刺参饲料里随意添加各种添加剂，多的达十几种。由于这些添加剂不是以药物来销售的，其成分不明，给刺参的质量安全带来很大隐患。
（三）养殖环境
刺参生长在底层，底质和水质等环境条件影响刺参的质量，目前刺参与环境中污染物的相关性研究积累数据不足，难以进行科学评估。
（四）养殖过程
养殖过程中的管理也非常重要，由于养殖条件差和管理不到位等容易发生病害，往往使用药物而带来安全隐患。
底播增殖和围堰养殖模式接近刺参生长的自然条件，使用药物的可能性接近于零，因此养殖过程质量风险少。池塘养殖由于部分池塘底质差以及水质调控不当，有时需要使用抗生素、杀藻剂、消毒剂等药物，存在药物残留的可能性。工厂化养殖由于养殖密度大，刺参发生细菌感染及消化道疾病等风险增加，存在使用药物不当引起药物残留的风险。
（五）加工环节
目前刺参的加工产品主要有盐渍海参、盐干海参、淡干海参等，加工过程中使用食盐等辅料；存在的问题主要是有些不法商贩在加工过程中加糖、加料和过量加盐等。正常盐干海参的含盐量应≤40%，但有些不法商贩在加工中为了增重多次裹盐，导致盐分含量高达70%以上。“糖干海参”以增重为目的，在生产过程中加入了大量的糖浆类物质，“糖干海参”经过近几年的打击已经大幅度减少，但“料干海参”以更加隐蔽的形式出现。
由于刺参加工门槛低，造成我国个体加工户数量众多，相当数量的加工户没有取得食品生产许可（SC）认证，给质量监管带来很大困难。
（六）流通环节
由于干海参较容易保存，运输贮藏过程较为简单，除了水分含量较高的不合格产品容易变质外基本没有风险，但目前市场上有海参泡发后销售的情况，有可能产生违规使用化学品的隐患。
另外，目前刺参市场鱼龙混杂，多数消费者不懂如何鉴别，特别是对以次充好的产品评价较难，对质高价实的刺参产品造成了冲击，也容易对消费者产生误导，损害消费者的权益。
（七）网络谣言
近年来，社交媒体迅猛发展为生活提供便捷的同时，也为网络谣言提供了传播平台，而食品行业首当其冲。根据中国社会科学院最新发布的《中国新媒体发展报告》显示，食品安全谣言占到各类网络谣言传播的45%，处于第一位。在信息不对称的情况下，消费者对于食品谣言缺乏分辨能力，一旦谣言传播，往往造成消费者受伤、企业受损、行业受害的严重局面。因此，网络谣言也是海参产品的质量风险之一。
海参作为一种高端营养滋补品，不同于肉、粮、菜等日常生活必需品，质量安全风波对产业造成的损害将更为严重，因此，采用新媒体手段加强海参质量安全的科普和辟谣是保护消费者和产业的重要途径。
第六章　海参的食用方法
第一节　干海参的发制方法
一、干海参家庭常规发制方法
（一）浸泡
将干海参放入洁净的容器中，加水置于冰箱冷藏室中浸泡，加水量要没过海参并适当多一些，浸泡时间2～3d，每天换水2～3次直至海参变软。
说明：
（1）此步骤的作用是把干海参泡软、泡透并脱盐。
（2）使用自来水、纯净水等均可。
（3）在冰箱冷藏室中浸泡的目的是防止海参表层脱皮或变质。
（二）去牙、清洗
将海参从腹部的开口纵向剪开，去掉头部海参牙（白色石灰质状硬物）（图6-2），把海参清洗干净。
图6-2　海参牙的形态与位置
（三）水煮
在洁净的锅里加入适量水，将洗净的海参放入，中火烧开后调至小火保持微沸煮40～70min，之后停火，继续盖着锅盖焖1～2h。
说明：
（1）判断海参是否煮好的标准：用筷子从海参中央夹起，海参的两端自然下垂发颤，说明已经煮好（
（2）水煮时间根据海参的品质、大小等确定，质量好的淡干海参通常需要煮60～70min。
（3）高海拔地区由于水的沸点低于100℃，需要适当延长煮制时间或采用压力锅。
（4）此步骤的目的是要把海参彻底煮软、煮透，以利于后续的泡发，此时海参已经可以食用，但个头比较小。
（5）煮海参的水呈绿色或棕褐色属于正常颜色。
图6-3　判断海参是否煮好的方法
（四）泡发
将煮好的海参放入纯净水或蒸馏水中，然后置于冰箱的冷藏室内，再浸泡1～3d，每天换水2～3次，即可达到理想的食用状态。图6-4为淡干海参水发效果。
图6-4　淡干海参水发效果
说明：
（1）此步骤每天换水2～3次非常重要，否则海参涨发效果差很多。
（2）纯净水或蒸馏水也可使用自来水代替，但海参发的个头要小一些。
（3）有的消费者认为海参泡发的越大越好，这种理解是片面的。用于销售的水发海参往往通过延长发制时间或采用其他手段，使得海参涨发到极限状态。家庭食用的海参不建议过分泡发，过分发制会严重影响口感，失去海参的软糯和弹性，泡发到原长度两倍左右时口感最佳。
（4）根据个人的口感喜好选择泡发时间，1～3d均可。
（五）贮存
发好的海参应尽快食用，冷藏条件下可以保存2～3d，如果长时间保存需冷冻。
二、干海参简易发制方法
（一）浸泡
将干海参放入洁净的容器中，加水置于冰箱冷藏室中浸泡，加水量要没过海参并适当多一些，浸泡时间约2d，每天换水2～3次直至海参变软。
（二）去牙、清洗
将海参从腹部的开口纵向剪开，去掉头部海参牙（白色石灰质状硬物），把海参清洗干净。
（三）热焖
将洗干净的海参放入保温效果良好的暖水瓶或保温杯等容器中，加入100℃的开水，焖制12～20h。此时海参已经可以食用，但个头比较小。
（四）泡发
将焖制好的海参放入纯净水或蒸馏水中，然后置于冰箱的冷藏室内，再浸泡1～2d，每天换水2～3次，即可食用。
三、干海参快速发制方法
将干海参直接放入保温效果良好的暖水瓶或保温杯等容器中，加入100℃的开水，放置16～24h，然后取出，将海参从腹部纵向剪开，去掉海参牙，把海参清洗干净，此时海参已经可以食用，如果咸味较大可以放入干净的水中浸泡脱盐。如果想把海参发的再大一些，可以将海参放入纯净水或蒸馏水中，然后置于冰箱的冷藏室内，再浸泡1～2d，每天换水2～3次。
四、进口海参（以北美冰参为例）发制方法
步骤1：将干海参放入一个大且干净的容器内，用冷水完全浸泡海参并给容器加盖放入冰箱冷藏室，让海参吸水24～48h（图6-5）。
步骤2：用剪刀将海参剪开，用清水将海参内脏清理干净。
步骤3：将海参置于干净的容器中煮，当水烧开后，改用文火继续煮30～40min至海参柔软，煮制时要确保海参全部浸泡在水中，必要时添加更多的水。
步骤4：煮好后，让海参在锅内自然晾凉，然后换上清水并加盖，储藏在冰箱冷藏室，让海参继续吸水48h后即可食用，注意每天更换清水1～2次。
说明：
（1）因海参个体不同，有时可能需要更长的发制时间。如需要，可重复方法中的步骤3和步骤4，或者适当延长海参的吸水时间。
（2）将发制好的海参浸泡在冷水中，放在冰箱冷藏室里可存放7d，确保每天更换清水。如果7d内不能食用完，需要冷冻保存。
图6-5　进口海参（北美冰参）的发制
附录
附录1　GB 31602—2015　食品安全国家标准　干海参

附录2　GB/T 34747—2017　干海参等级规格

附录3　SC/T 3215—2014　盐渍海参

附录4　SC/T 3308—2014　即食海参

附录5　美丽石岛企业简介
美丽石岛品牌创立于2008年，是一家专业从事野生海参生产、进出口、销售的综合性科技企业。企业秉承“原生、稀缺、尊贵、共享”的企业理念，以美国食品安全标准为基础，对全球海洋原生态野生资源进行寻找、研发、控制、加工，并与尊贵的客户共享全球优质产地以及高标准加工的天然海洋产品，使每一位客户都能够体会到美丽石岛带来的尊贵。凭借雄厚的资金实力、尖端的科研技术和先进的管理体系，企业现已在黑龙江、吉林、辽宁、北京、河北、山西、湖北等地成立分公司并建立了以观赏体验和科普为主题的海参科技馆。经过多年的发展，公司旗下的美丽石岛品牌野生海参得到了广大消费者的赞誉和认可，美丽石岛更被中国保护消费者基金会、中国食品报社评为“3.15诚信品牌”。
美丽石岛美国海参工厂坐落在328W.Arrow Hwy,San Dimas,CA91773 USA，是一座占地面积达92556ft2[1]，厂房面积达33428ft2的现代化厂房。厂区由生产加工区、封闭式分拣区、封闭式包装区、原料储存区、成品储存区、检验试验区、办公区、展示体验区8大主功能区组成，生产加工设备为通过美国UL及NSF认证，每小时加工量可达250kg，年产量达600000kg的全自动化海参生产线，美丽石岛美国海参工厂目前是北美地区规模较大的、拥有雄厚实力的海参生产加工厂。
美丽石岛从创立之初不仅专注于自身海参产品品质，更长期关注对顾客的回馈与服务。从国内第一家海参科技馆到斥巨资建设美国海参加工厂，都是美丽石岛一贯秉承“以客户为中心”价值观的体现，用先进工艺保证海参品质，用领先科技普及海参知识，传递健康新理念。
美丽石岛美国海参工厂是一座符合国际标准的专业海参生产基地，同时更是行业内少有的集海洋生物研究、世界各地海参标本展示和海参科普教育于一体的展示型海参加工厂。工厂为国际大师设计，开辟五大展厅及生产参观走廊，带领消费者全面、直观地了解美丽石岛海参从捕捞、加工到生产、出厂的全过程。工厂配备专业的展览设备和专业讲解员进行讲解，年接待游客能力可达4万人次。
2017年，九芝堂与美丽石岛在高度认可对方企业理念的基础上达成战略合作，国内重要的医药上市企业与有着国际海参规范标准的美丽石岛强强联合，发挥双方在各自领域的资源优势，共同打造我国大健康产业体系，必将为我国的大健康产业增添浓墨重彩的一笔。
2008—2018年，美丽石岛信守承诺，用执着与拼搏的精神将国外优质野生海参带回中国。未来，美丽石岛将继续坚持“自强不息”的企业精神，顺应新时代大健康产业发展潮流，在继承中创新，在创新中发展，构建完善的健康管理和服务体系，为消费者提供更多更好的产品与服务（附图5-1至附图5-3）。
附图5-1
附图5-2
附图5-3
附录6　国家海参加工技术研发分中心（青岛）简介
国家海参加工技术研发分中心（青岛）依托中国水产科学研究院黄海水产研究所，是我国在海参加工领域原始创新、成果转化和技术推广的核心机构。该中心以全面提升我国海参加工产业的质量和技术水平、培育海参加工龙头企业和知名品牌、促进我国海参产业健康可持续发展为战略目标，致力于海参传统产品加工工艺优化、精深产品现代化生产工艺研发、海参资源的高值化综合利用、海参产品质量标准以及可追溯体系和信息化平台构建等方面的原始创新和集成创新，并通过平台建设、技术推广等工作，为我国海参产业发展提供支撑（附图6-1）。
国家海参加工技术研发分中心（青岛）自2009年成立以来，承担国家级、省部级课题21项，经费总额1705万元，发表学术论文200余篇，申请专利22项，获授权专利16项，制修订标准9项，获各类科技奖励4项，研发新产品10余个。代表性技术成果包括免煮速发干海参加工技术、鲜食Q参加工技术、海参加工副产物高值化利用技术、海参质量品质评定技术等。
附图6-1