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紫菜營養成分和功能活性的研究綜述

時間:2020-01-13 來源:食品與發酵工業 作者:楊賢慶,黃海潮,潘創, 本文字數:14659字

  摘    要: 紫菜是一種藥食同源的經濟紅藻,具有較好的開發利用價值。本文對現今國內外紫菜的研究及綜合利用現狀進行了歸納,主要從營養成分(蛋白質、脂肪、碳水化合物及多酚等)和功能活性(抗腫瘤、免疫調節、抗氧化等)方面概述了其研究新進展,并在食品、海洋藥物及功能性產品、護膚化妝品等領域總結了紫菜的綜合利用狀況。就目前紫菜營養成分及功能活性研究存在局限性、綜合利用率低等問題進行了分析和探討,并展望了進一步研究方向與潛在應用前景,旨在為紫菜資源的合理利用及產業的健康快速發展提供參考。

  關鍵詞: 紫菜; 營養成分; 功能活性; 綜合利用;

  Abstract: Porphyra is a medicinal and edible red algae, which has a good value for deep utilization. This review summarized the research and comprehensive use of Porphyra at home and abroad. The new progress of Porphyra was introduced from the aspects of nutrition (protein, fat, carbohydrate and polyphenols, etc.) and biological activity (anti-tumor, immune regulation, anti-oxidation, etc.), the application of Porphyra was also concluded in the areas of food, marine medicine, functional products, cosmetics. At last, the limitation and low comprehensive utilization rate of nutrition and activity were analyzed and discussed, and the further research direction and potential application prospect were described, hoping to provide a reference for reasonable utilization of Porphyra resources and healthy rapid development of Porphyra industry.

  Keyword: Porphyra; nutrient components; biological activities; comprehensive utilization;

  紫菜(Porphyra)是一類重要的大型經濟海藻,藻體呈紫紅、紫褐或褐綠色,廣泛分布于寒帶到亞熱帶的淺海潮間帶。其主要分為紅藻門紅毛菜科下的赤菜屬和紫菜屬,前者包括條斑紫菜、壇紫菜,后者包括甘紫菜、圓紫菜等[1],F今主要研究對象為條斑紫菜(P. yezoensis)和壇紫菜(P. haitanensis)。條斑紫菜(P. yezoensis)為北太平洋西部特有種類,是我國長江以北以及日本、韓國的主要養殖品種[2]。壇紫菜( P. haitanensis)則是我國特有的暖溫帶種類,產于浙江、福建和廣東等長江以南地區,年產量約占全國紫菜產量的70%以上[3]。據統計,2017年我國紫菜產量約17.33萬t,較2016年增長了32.01%[4],其高產的特點為其深加工利用及產業化發展提供了可能。

  紫菜素有“營養寶庫”之稱,蛋白質、多糖含量高且富含人體所需的氨基酸、礦物質及維生素等。據《本草綱目》記載,紫菜具有減肥、降血壓、抗癌等功效,長期食用有益于人身健康[3],F代研究表明,因紫菜含有多糖、多肽、多酚類等生物活性物質,具有免疫調節、降血脂、抗凝血、抗衰老等多種生理功能[5]。因此,紫菜作為藥食同源的食材之一,具有較好的研究與開發利用價值。本文從營養成分和功能活性兩大方面較為全面的對紫菜研究與應用現狀進行了總結和分析,以期為進一步研究與綜合利用紫菜營養功能成分提供依據和指明方向。

  1、 營養成分

  1.1、 蛋白質

  紫菜是一種高蛋白海藻,通常含有25%~50%蛋白質,因產地、品種和生長期的不同其含量和變化趨勢會有所差異[6,7,8,9,10,11,12,13,14,15](表1)。其中,藻膽蛋白約占干重的4%,藻紅蛋白含量約達到2.43%[16],常用傳統水提、酶法和微波輔助進行提取,其在紫菜降血糖、抗腫瘤、抗氧化、增強免疫等多種生物學功能中也體現了重要作用。CHEN等[17]利用紫外可見光譜法證實了壇紫菜藻膽蛋白中含有藻紅蛋白和藻藍蛋白,并發現其可作脂質系統的潛在添加劑。藻膽蛋白還可作為光敏治療藥物的原料,可用于特殊分子定位,對腫瘤細胞有顯著殺傷作用。
 

紫菜營養成分和功能活性的研究綜述
 

  利用紫菜蛋白酶解液制備生物活性肽正成為熱點研究內容。INDUMATHI等[18]通過Sephadex G-100、陰離子交換、Sephadex G-25色譜法和Sephadex G-10脫鹽法4個步驟對蛋白酶水解產物分級純化,得到分子質量為1.77 kDa的新型抗凝肽。白露[19]采用反復凍融與超聲波破碎結合提取壇紫菜蛋白,并用木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和胃蛋白酶降解,經超濾、凝膠色譜層析分離純化,篩選出較高抗腫瘤活性的多肽組分。

  紫菜富含人體必須的9種氨基酸,與FAO/WHO必需氨基酸模式譜基本一致。陳美珍等[8]發現殘次壇紫菜中必需氨基酸占氨基酸總量的33.99%,與非必需氨基酸的比值為52.84%。其中,丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等中酸性氨基酸較多,鮮味氨基酸和甜味氨基酸含量也較高,與紫菜的良好風味密切相關。紫菜;撬岷考s達到藻體干質量的1.2%,對促進嬰兒大腦發育、抗氧化有良好功效,WANG等[20]采用超聲輔助提取紫菜;撬,最高提取率為13.0 mg/g,通過陽離子交換樹脂和結晶相結合可有效實現分離純化。GACESA等[21]研究還表明紫菜真菌孢子類氨基酸(MAAs)是一種可吸收紫外線的代謝物,不僅起防曬保護作用,也具有抗氧化和免疫調節功能?傮w上,紫菜的蛋白質(藻膽蛋白)、酶解多肽和氨基酸都是重要的營養功能成分,在開發海洋藥物及保健品方面具有較好的前景。

  1.2、 脂肪

  紫菜脂肪含量非常低,但伴隨著生長期的延長有明顯增加趨勢,同時不同品種脂肪含量有一定差異(表1),陳偉洲[9]發現其養殖皺紫菜的脂肪較壇紫菜等其他紫菜含量高且質量更佳。紫菜脂肪酸組成中,多不飽和脂肪酸(PUFA)含量最多,單不飽和脂肪酸(MUFA)含量最低。飽和脂肪酸(SFA)以C16:0為主,MUFA和PUFA分別以C18:1(n-9)和C20:5(n-3)居多[22]。李微等[2]用GC—MS聯用技術定性定量分析了不同海域、不同品系及不同生長期壇紫菜脂肪酸,結果表明部分脂肪酸組成及含量可為壇紫菜品質分析提供依據。此外,不同高溫脅迫下壇紫菜脂肪酸會有所不同,篩選耐高溫品系具有一定重要性。紫菜脂肪酸中主要成分為二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA),可防止動脈硬化的EPA分別約占條斑紫菜和壇紫菜脂肪酸總量的76%和24%[22]。曲興源[23]通過超聲波輔助提取紫菜脂肪酸,經尿素包合法從渤海紫菜中富集純化并制得EPA和DHA含量分別為45.27%和46.19%的EPA-DHA油,通過測定碘價、過氧化值、酸價等指標研究了不同烹調條件下的加熱穩定性,為日后利用紫菜生產EPA-DHA油和發揮其營養保健功能奠定基礎。因此,深入研究紫菜脂肪酸與開發類似產品可作為日后研究的重要方向。

  1.3、 碳水化合物

  碳水化合物主要由糖(單糖、雙糖、糖醇)、寡糖和多糖三類組成[24]。紫菜碳水化合物占干重的20%~45%,其中含有大量的膳食纖維及其他大分子多糖(表1)。近些年來,國內外紫菜碳水化合物的研究主要集中在多糖的提取、分離純化、理化性質及功能活性評價方面,尤其功能活性和相關產品研發備受關注[8]。紫菜多糖為半乳聚糖硫酸酯,主要由瓊膠糖“β-(1→3)-D-半乳糖與α-(1→4)-3,6-內醚-L-半乳糖瓊二糖”重復單元及紫菜膠“β-(1→3)-D-半乳糖α-(1→4)-6-OSO3-L-半乳糖”連接的二糖重復單元組成[5]。邱偉芬等[25]采用木瓜蛋白酶法提取條斑紫菜多糖,利用DEAE-52和Sephadex G-100凝膠柱層析進行分離純化,并對所得組分進行了純度、糖基組成、分子質量、單糖組成等特征分析,運用小鼠單核巨噬細胞RAW 264.7模型驗證了各組分具有顯著免疫調節活性。由于多糖粘度大、擴散困難,限制了其在食品、生物、醫藥等領域的應用,對其進行降解是提高利用率的重要方式。近年化學降解、酶解、物理降解等方法常用于多糖降解研究中,通過降低分子量來增強活性功能。BHADJA等[26]利用H2O2降解條斑紫菜多糖等6種海藻多糖,發現低分子量降解多糖對受損的HK-2細胞的修復活性優于未降解多糖。GONG等[5]采用H2O2-Vc降解壇紫菜寡糖,其抗氧化活性明顯增強,用Sephadex G-100凝膠色譜法純化活性最強的組分,并經IR和1D/2D NMR鑒定其結構為“→3)β-D-半乳糖(1→4)3,6-內醚-α-L-半乳糖(1→”和“→3)β-D-半乳糖(1→4)-α-L-半乳糖-6-S(1→”重復單元,并伴有其它基團連接,該實驗為紫菜多糖構效關系分析提供了重要參考。

  膳食纖維是紫菜多糖的主要成分,水溶性膳食纖維(SDF)占很大比例。王靜博[27]表明超聲波輔助提取是壇紫菜SDF最適提取方法,中性蛋白酶為IDF(不溶性膳食纖維)的最適酶解劑,且發現超聲輔助二氧化氯漂白方式可提高IDF的持水力、持油力和膨脹力。紫菜膳食纖維還可以有效清除重金屬,對維持身體健康有重要作用。然而,近幾年紫菜膳食纖維單體的報道較少,有待學者的關注與進一步研究。

  堿處理可使紫菜膠轉變成瓊膠糖,其中,堿處理工藝是紫菜瓊膠提取工藝中的重要步驟。程新梅等[28]實驗發現,堿浸溫度60~70 ℃、堿濃度30%時瓊膠的產量、強度均較高,F今紫菜瓊膠的大量制備已在工業上有所應用[29],但對其分離純化、生物活性方面有待進一步研究。

  表1 紫菜基本營養成分含量(以干基計,g/100 g)
表1 紫菜基本營養成分含量(以干基計,g/100 g)
表1 紫菜基本營養成分含量(以干基計,g/100 g)

  注:“/”表示文獻中未給出;同列不同上標字母表示組間差異顯著(P<0.05)。

  1.4 、維生素和礦物質

  紫菜維生素種類齊全,含量豐富,是良好的維生素原料。其中,維生素A含量高于牛肉、雞蛋,維生素B1含量是桔子的2~3倍,維生素B2含量約為香菇的9倍,維生素C含量和番茄大致相等[3],煙酸、膽堿等含量也很高,不同紫菜之間的數值會有所差異。張全斌等[22]測得壇紫菜Vc和β-胡蘿卜素分別占干重的12.10%和1.87%,Vc含量高于螺旋藻。紫菜富含陸生植物中幾乎不存在的天然維生素B12,具有活躍腦神經,預防衰老和記憶力減退,改善憂郁之功效,每100 g條斑紫菜含51.49±1.51 μg維生素B12,其對B12缺乏大鼠有重要生物價值[30]。

  紫菜中礦物質極為豐富,灰分質量分數為6.4%~20.9%(表1),這與它自身可吸收和積蓄海水中無機質有很大相關性。其中,Ca、K、Na及P的含量最高,Mn、Zn、I等微量元素次之。每100 g干紫菜大約含Fe 33.2 mg、Ca 343 mg、P 457 mg[6],尤其是Na/K的比率小于1.2,有助于降低高血壓發病。金屬離子如Cu、Pb、Cd、Cr的含量均低于食品衛生標準[22],符合食品安全要求。此外,紫菜的礦物質還具有一定生理活性,可有效平衡體內礦質元素水平。因而,紫菜可作為理想的維生素及礦物質補充劑,對改善營養和維持生理功能有重要意義。

  1.5、 天然色素

  紫菜一般呈現紫色或褐綠色,各色素比例的差別會導致藻體顏色有所差異。紫菜所含天然色素包括葉綠素、葉黃素、胡蘿卜素、藻膽蛋白等,是評價紫菜品質的重要指標,有助于篩選優質品種[16]。謝程亮等[31]分析了福建省壇紫菜光合色素中葉綠素a、類胡蘿卜素、藻紅和藻藍蛋白的含量分別為601~646、120~130、1 289~1 802、1 255~1 743 mg/(100g)。李小平等[32]以U87細胞增殖活性為指征,通過MTT實驗確定對神經膠質瘤細胞具有潛在抑制活性的組分為其石油醚萃取相和乙酸乙酯萃取相。采用硅膠柱層析和Sephadex LH-20柱層析,獲得對U87細胞增殖具有顯著抑制活性的單一組分F9,經MS、1H-NMR、13C-NMR、圖譜鑒定其為葉黃素。因此,從紫菜色素中獲取活性組分是紫菜功能活性物質開發的一條重要途徑。

  1.6、 多酚類

  紫菜多酚類物質的分離純化、結構測定工作才剛剛起步,藥理活性實驗大多局限在抗氧化層面。LI等[33]用70%乙醇在液固比為25:1(mL:g)及75 ℃條件下萃取2.5 h,提取多酚的比例為6.263 mg/g,其對羥基自由基和超氧陰離子自由基的IC50分別為0.405 mg/mL、0.539 mg/mL,抗氧化活性極高。此外,用AB-8樹脂純化出純度為81.35%的多酚,其回收率為72.26%,并采用HPLC-MS/MS對7種多酚類化合物進行了分離和分析。OH等[34]從紫菜甲醇提取物中分離出的多酚對HepG2細胞呈劑量依賴性抑制,在處理24 h時表現出90%的抑制作用,同時也具有較好的DPPH自由基清除能力。李峰,邱小明等[35,36]實驗得出壇紫菜多酚DPPH自由基清除能力與BHT相當,可有效保護HSFs免受UVB氧化損傷,并通過MTT法和Annexin V/PI雙染測定法測得純化多酚組分對黑色素瘤細胞A375有抑制增長、促進凋亡作用。所以,多酚類物質不僅具有較強的抗氧化活性,還具有其他潛在活性,對其純化制備及生物活性的深入探究可作為學者未來研究的重點目標。

  1.7 、其他

  蒽醌類、固醇類、萜類等小分子活性成分是植物化學中常見的研究對象,這些成分通常具有抗炎癥、抗氧化、抗癌、抗菌等功效,相關研究正日益受到關注[37]。由于紫菜中這些成分含量較少,其研究起步較晚且不夠全面。KAZLOWSKA等[38]用甲醇萃取紫菜再經連續溶劑區分萃取,經高效液相層析-蒸發光散射檢測器分析其二氯甲烷萃取物指紋圖譜,得主要固醇組成為β-谷固醇、菜油固醇和膽固醇。馮強等[39]利用硅膠色譜、Sephadex LH-20凝膠色譜、HPLC等技術,首次從壇紫菜醇提物中分離純化出1,8-二羥基-9,10-蒽醌、(E)-N-2(1,3-二羥基-4-十八烯基)-十六酰胺、鄰苯二甲酸二異丁酯、膽甾醇、鯊肝醇等7個化合物。SUN等[40]采用硅膠柱層析和重復制備薄層色譜相結合法,首次從條斑紫菜中分離出5個半倍萜類化合物,結構分別為gossonorol,7,10-epoxy-ar-bisabol-11-ol,cyclonerodiol,cadinol和4-cadinen-1-ol,且該類化合物對有害赤潮微藻具有較好抑制作用。但是,這些活性物質的含量測定目前尚不明確,對紫菜小分子成分提取及純化、定性與定量檢測、功能活性評價仍需探索,對全面分析紫菜化學成分組成和挖掘新的活性成分具有重要價值。

  2、 功能活性

  2.1、 抗腫瘤活性

  紫菜在抗腫瘤活性方面的研究不斷取得進展,有關機制主要體現在直接通過清除自由基和單線氧、抑制癌細胞的生長和間接通過提高細胞的吞噬能力、增強細胞的免疫活性以抑制癌細胞生長兩個方面[41]。發揮抗腫瘤作用的主要成分除紫菜多糖外,還有多肽、藻膽蛋白、固醇和多酚等物質[42,43,44,45]。ZHANG等[42]MTT增殖實驗表示,多糖PY-D2對HO-8910、MCF-7、K562、SMMC-7721四株腫瘤細胞生長存在明顯抑制作用,藻藍蛋白處理Hep-2和A375兩株癌細胞的最低存活率分別為29.8%和16.2%。流式細胞術分析顯示,PY-D2的抗腫瘤作用與G0/G1或G2/M檢查點的細胞周期阻滯有關。CHEN等[43]通過體外SGC-7901腫瘤細胞試驗及體內SGC-7901荷瘤小鼠試驗均驗證了壇紫菜多糖具有較好抗腫瘤活性,為臨床癌癥的預防和治療提供了可能。FAN等[44]以凝膠過濾色譜法從蛋白質水解物中分離出三個多肽組分,可有效抑制癌細胞周期和誘導癌細胞凋亡。KAZLOWSKA等[38]以體外、體內試驗驗證了紫菜固醇可有效防止試驗動物生成4T1乳癌細胞。KIM等[45]也發現紫菜乙醇提取物PTE通過caspase激活和AIF核易位誘導YD-10B細胞凋亡,有明顯抑癌作用。這些結果表明,紫菜具有多種抗腫瘤因子,在治療人類癌癥方面可能是有用的。

  2.2、 免疫調節功能

  生物活性成分免疫調節機制一般基于對炎癥細胞因子(如前列腺素類、NO等)的影響,或影響核因子的結合活性以及調控細胞因子mRNA表達,還可以通過促進淋巴細胞增殖與分化、刺激巨噬細胞的吞噬功能、促進細胞因子和抗體的產生等途徑來實現對機體免疫系統功能的調節[24]。值得關注的是,紫菜多糖是紫菜中主要的免疫調節物質,且由多種免疫促進和抑制組分組成,可參與免疫功能的正負雙向調節[46,47,48]。田冰等[46]探討出紫菜多糖在EV71乳鼠模型中,可誘導T細胞活化,促進IFN-α、IL-6、IL-1β等細胞因子的分泌,起到正面免疫功能。LIU等[47]通過RAW264.7巨噬細胞和BALB/c小鼠模型,得出紫菜多糖可增強RAW264.7巨噬細胞的吞噬作用,提高免疫活性。SHI等[48]體外、體內實驗表明紫菜多糖可通過平衡Th1/Th2免疫反應,對原肌凝蛋白TM誘導的過敏反應起負向免疫抑制作用。因而,紫菜多糖可作為免疫調節的食品或藥物成分,可利用其開發具有正負雙向免疫調節作用的功能性產品。

  2.3 、抗氧化和抗衰老

  紫菜主要通過多肽、多糖及多酚的清除自由基作用來實現抗氧化和抗衰老作用,其機理主要是直接清除O2-·、·OH等自由基和淬滅脂過氧化過程中產生的烷氧基(LO·)和烷過氧基(LOO·)或間接作用于對抗氧化有影響的酶活和金屬離子[41]。MARIA等[49]采用半制備反相高效液相色譜法和液質聯用技術,對紫菜蛋白酶解液分離和分析,Asp-Tyr-Tyr-Lys-Arg肽段具有最高的氧自由基清除能力。ZHANG等[50]實驗表明紫菜多糖處理組特異性地減少了衰老細胞中相關的異染色質簇集SAHF的形成,SA-β-gal陽性細胞比例大大降低,還顯著影響了H2O2處理的WI-38細胞中的p53-p21通路。李峰等[35]經DPPH清除能力、ABTS自由基清除作用、ORAC還原力、抑制β-胡蘿卜素褪色能力、UVB致人表皮成纖維細胞損傷模型綜合評價得出壇紫菜多酚具有較好的抗氧化活性。于是,利用紫菜獲得具有抗衰老潛力的生物安全劑,進而開發抗氧化和延緩衰老的功能性食品有良好前景。

  2.4 、對心血管系統的影響

  紫菜對心血管系統的影響主要體現在抗凝血、降血糖、降血壓、降血脂等作用,其中,紫菜多糖及蛋白是發揮這些作用的主要成分[51]。QIAN等[52]用條斑紫菜多糖(PPS)治療雄性Sprague Dawley大鼠,結果表明,PPS可作為高脂血癥的潛在治療藥物。CAO等[53]研究結果顯示,末水壇紫菜多糖(APHP)通過刺激β細胞促進受損的胰島細胞再生增殖,取得較好降糖效果,APHP對提高抗氧化活性和降血脂水平也有一定促進作用。AZEEMULLAH等[54]從紫菜中分離出具有抗凝血作用的16分子多肽VITPOR AI,其抑制凝血因子FXIIa的 IC50為70.24 μmol/L。采用肽-蛋白對接軟件進行分子對接,結果顯示肽段與FXIIa的Pro96、tyr99、Glu146、Gly193和Ser195通過氫鍵相互作用,MD模擬和MM/PBSA分析表明該肽與FXIIa結合穩定,F今心血管疾病嚴重危害了人們的身體健康,成為全球發病率和死亡率升高的重要原因,紫菜中的多種活性因子對預防和治療該疾病可能有積極的促進作用,開發相關藥品及功能性食品勢在必行。

  2.5 、對腸道功能的影響

  紫菜中含量豐富的膳食纖維可有效增加腸道蠕動,將有害物質及時排泄體外,維持系統腸道功能。ZHANG等[55]應用illumina PE250測序技術發現紫菜多糖及糖苷有助于小鼠腸道菌群的形成,其糞便微生物群落結構產生顯著變化。陳海敏等[56]連續喂食小鼠30 d后,發現紫菜組小鼠糞便持水量、排便粒數等顯著增加,且首黑便時間縮短,大腸桿菌和醇類、酚類等揮發性臭氣化合物隨紫菜添加量的增加而下降。從而表明,紫菜粉中的膳食纖維可發揮改善腸道功能、減少糞便臭味的作用。JOKE等[57]綜述了海藻與細菌多樣性和特異性的關系,表明紫菜可通過相關微生物水平基因轉移來影響人類腸道菌群,進而改善腸道功能。由此可見,紫菜可在一定程度上增強腸道功能,是一種無毒高效的腸道調理劑。

  2.6、 其他

  WANG等[58]從壇紫菜中提取的低分子量硫酸多糖吸濕和保濕能力比透明質酸更好。GACESA等[21]發現MAAs可保護皮膚免受紫外線照射引起的皮膚光老化,與防曬霜具有同等效果,為防曬護膚品的開發提供了實驗依據。HYUNHEE等[59]實驗分別表明紫菜甲醇提取物有重要活性,可保護用UVA或UVB照射的HaCaT細胞,亦可抑制脂肪生成。顧曉慧等[60]表明,條斑紫菜和壇紫菜對低劑量鉛有明顯促排作用,可有效抑制肝臟中重金屬蓄積。SUN等[40]表明紫菜萜類化合物gossonorol和7,10-epoxy-ar-bisabol-11-ol作為一種特征性抗藻劑,對抑制特定的有害赤潮微藻(異型赤藻、紅藻)具有潛在的應用前景。LIU等[61]從紫菜中分離出r-藻藍蛋白(RPC),通過阻斷Th2細胞極化,抑制抗原刺激肥大細胞中過敏介質的釋放,降低了對原肌球蛋白TM的過敏敏感性,具有一定抗過敏作用。

  3、 綜合利用

  紫菜具有極高營養價值和多種功能活性,味道鮮美、安全性高并且價格低廉、資源豐富,具有巨大發展潛力,開發利用前景非常廣闊。因而,紫菜在作為優良菜肴的同時,可作為新型食品、海洋藥物和功能性產品及化妝品的天然綠色來源,還有望成為環境保護、維護生態平衡、能源轉化的重要海藻資源。

  3.1、 食品

 。1)直接加工

  直接加工指的是紫菜采收后直接通過簡單處理方式加工成食品或作為輔料。紫菜全藻均可食用,是食用較普遍的海洋風味食品,尤其中國、日本、韓國等,均是紫菜消費大國。其中,條斑紫菜大多開發為海苔類產品,壇紫菜主要以紫菜餅、即食紫菜、小包裝湯料呈現[29]。此外,其常作為食品輔料制作餅干、麻花等,且涼拌紫菜、油炸紫菜、紫菜炒飯等廣大消費者喜聞樂見的新式菜肴被開發出來,賦予了較好的口感。

  (2)間接加工

  間接加工通常指在紫菜中提取有效成分精深加工成保健類食品,已不具藻類形態。近年來已開發出紫菜茶、紫菜糖、復合海苔等新興食品,國內外也相繼報道了紫菜醬、紫菜醬油、紫菜酸奶等創新產品的加工工藝[29]。王軍[62]公開發明了一種紫菜蝦醬,將紫菜和麻蝦結合,更具風味和營養價值,且適宜消化吸收,還可預防、治療各種疾病。Nunez[63]表明由于臍形紫菜等具有獨特的海藻氣味和味道,適宜添加含臍帶菌、內酯乳桿菌或羽狀乳桿菌的酸奶,使制得的紫菜酸奶能夠幫助調理飲食均衡。

  3.2、 海洋藥物及功能性產品

  紫菜因其具有多種功能活性,在藥物及功能性產品的研發等領域顯示出重要的研發價值和較好的市場競爭力。一些紫菜藥膳已可用來治療慢性氣管炎、甲狀腺腫及糖尿病等癥狀[64],因而結合實際需要將紫菜的生物活性充分利用起來開發海洋藥物及保健品具有深刻依據和發展前景。然而,現今高效提取及利用紫菜活性單體及先導化合物開發藥物及功能性產品的報道甚少,是充分發揮紫菜價值亟待解決的問題。

  3.3、 護膚化妝品

  鑒于紫菜多糖、藻膽蛋白、MAAs等具有抗衰老、美白、防曬等功效,因此在作為藥用化妝品成分方面也有較大潛能,利用其開發護膚化妝品將大大提高紫菜的產品附加值。楊亞云[65]提取分離出條斑紫菜、壇紫菜等海藻的活性物質,將其開發成面膜、護膚霜等多種功效的化妝品,均具有較好的保濕、吸濕性能,開拓了紫菜應用領域。但現今藻類藥妝領域工業化生產工藝、檢測技術、功效評價體系建立等方面依舊存在欠缺,有待進一步加強。

  3.4、 其他

  海藻作為第三代生物質能,正成為未來生物能源轉化的熱點目標。高碳水化合物和蛋白質的紫菜適合制備生物燃氣和乙醇[66],在海藻資源能源轉化應用上占據重要地位。并且紫菜可有效固定CO2,對降低溫室效應、海水酸化問題和緩解極端氣候壓力有重要意義。此外,紫菜養殖是防止我國近海海域因氮、磷等元素超量誘發的大面積“赤潮”的有力措施,可有效改善海域富營養化程度[37]。

  值得關注的是,由于紫菜早期營養品質較高、口感較好,可廣泛作為食材,而后期的紫菜往往因放棄采收造成浪費。近年來研究已重點關注在后期及末水紫菜的瓊膠制備及活性物質提取與開發利用上[67],保證了資源合理利用并兼顧了經濟可行性,充分提高了紫菜資源綜合利用率,有利于產生更好的經濟效益和社會效益。

  4 、展望

  目前對紫菜營養成分、功能活性的研究已取得較大進展,但依舊存在不足和局限性。紫菜化學成分評價不夠全面和透徹,主要集中在蛋白質、脂肪、碳水化合物、維生素等基本營養成分,多酚、黃酮、蒽醌、內酯等小分子活性成分尚未廣泛定性。功能活性的研究也多限于藻膽蛋白、多肽和多糖領域,未充分研究多酚、黃酮及其他小分子活性物質的生理功能,其提取純化、結構解析、生物活性研究鮮有報道,極大的限制了紫菜的相關應用,這將成為未來紫菜生物活性物質研究的重點方向之一。

  此外,紫菜功能活性的研究還不夠深入,就碳水化合物而言,其活性研究集中在多糖層面,而對寡糖活性研究較少,并且有關于構效關系、量效關系的研究不夠全面;就蛋白及多肽類研究而言,活性肽的純化、結構剖析等研究還不夠充分;此外,紫菜的活性功能作用機制有待深入研究。因此,今后的研究應重點關注紫菜小分子功能活性成分,并進一步加強對紫菜多糖、蛋白等大分子活性物質的生物活性探索,特別是分離純化后單一組分功能性結構解析、構效關系及活性作用機制研究。同時也要考慮各活性單體之間的協同或拮抗作用,以及進一步進行安全性評價試驗,為紫菜精深加工奠定基礎。

  現今紫菜創新食品研發越來越多,但總體上來說形式單一,附加值相對較低。利用其活性成分合成藥物及研制保健品以及進行臨床應用鮮有報道,活性物質的研究依舊停留在實驗室階段,應當重視臨床試驗及產業化生產方向。紫菜部分化合物已經在化妝品領域得到了應用,但尚處于研究階段。因此,研究人員需要利用紫菜資源優勢,采用新技術新手段加大紫菜創新食品研制,開發商業價值高的海洋藥物和功能食品及化妝品,增加紫菜的經濟附加值,以及密切關注紫菜資源在能源轉化與環境保護上的機遇,對于進一步推動紫菜行業發展,帶動整個海藻產業的健康可持續發展都具有非常重要的意義。

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