滸苔的開發及綜合應用

任厚朋

青島科技大學化工學院 （山東青島 266042）

環境保護

滸苔的開發及綜合應用

任厚朋

青島科技大學化工學院 （山東青島 266042）

介紹了滸苔的結構性能以及滸苔在我國食品和保健品、生物醫藥、農業等領域的研究進展，并對其廣闊的應用前景進行了展望。

滸苔 食品 生物醫藥 應用

近年來，隨著全球氣候變化及水體富營養化，海洋大型藻類——滸苔綠潮頻頻暴發，大量滸苔漂浮聚集到岸邊，腐爛發臭、阻塞航道、污染環境，嚴重威脅著沿海漁業、旅游業的發展。尤其在山東青島，自2008年6月中旬開始，大量滸苔從黃海中部海域漂移至青島附近海域，青島近海海域及沿岸遭遇了突如其來、歷史罕見的滸苔自然災害，隨后幾年滸苔再次來襲，棧橋沿海兩側堆積了成片的滸苔，就像一片草場。2013年7月，青島市受洋流和風向的影響，最大的一波滸苔從海面飄來，青島沿海普遍被大面積滸苔所覆蓋，其嚴重程度堪比2008年的首次滸苔災害。研究表明，滸苔最初形成于江蘇外海，隨著時間的推移，每年6～8月進入盛長期，此時正好飄浮到山東半島，而山東半島的地形正好將滸苔攔截，形成災害。青島已連續4年暴發的綠潮現象，使滸苔成為專家學者研究的熱點，將滸苔變廢為寶，實現滸苔的資源化利用有著廣闊的應用前景?，F在，滸苔被廣泛地應用于食品、農業和醫藥等領域。

1 滸苔的結構性能

滸苔是綠藻門石莼科的一屬。藻體直立，管狀中空或者至少在藻體的柄部和藻體邊緣部分呈中空，管狀部分由單層細胞組成。藻體單條或有分枝，圓管狀中空，有時部分稍扁。藻體無柄，成熟時從基部細胞生出假根絲形成盤狀固著器固著在基質上[1]。藻體壁由1層細胞組成。細胞內有1個細胞核和1個片狀色素體，位于原生質體的表面，一般含1個淀粉核。

滸苔是一種繁殖迅速的經濟藻類，藻體呈暗綠色或亮綠色，本身無毒性，廣泛分布于河口、中潮帶的石沼中，對海水溫度、鹽度、pH值和光照強度的適應范圍廣，最合適分布范圍：溫度15～25℃、鹽度20.2～26.9、pH=7～9、光照強度5000～6 000 lx。滸苔屬于大型綠藻，廣泛分布于世界范圍的海洋中，以亞洲居多。全世界目前已知的滸苔種類約有80余種，中國約有11種。特別是東海海域的綠藻（主要是滸苔）資源十分豐富,僅福建沿海每年的產量就在10萬t以上。滸苔產生的季節是當年的11月份到次年6月份。

滸苔干物質中蛋白質含量為11.16%、粗脂肪1.50%、粗纖維6.70%、鈣1.55%?？偘被幔═AA）含量9.58%，占粗蛋白質的85.84%，且必需氨基酸（EAA）種類齊全，EAA占TAA的43%，呈味氨基酸占總量的56%以上[2]。微量元素豐富，特別是Fe、Cu、Zn等三種動物必需微量元素的含量均明顯高于同海域生長的其他藻類，而對動物有害的重金屬元素（尤其是Pb和As）則在同海域海藻中含量最低[3]。

2 滸苔應用現狀概述

2.1 營養食品原料

滸苔富含碳水化合物、蛋白質、粗纖維及礦物質，同時還含有脂肪和維生素。在滸苔蛋白質中，氨基酸種類齊全，必需氨基酸含量較高，滸苔的脂肪酸組成中，多不飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸的含量分別為50.5%、12.7%和36.8%，其中包括近4%的奇數碳原子脂肪酸。因此滸苔是高蛋白、高膳食纖維、低脂肪、低能量，且富含礦物質和維生素的天然營養食品的理想原料。滸苔作為食品，目前在國際上已有研究，如在日本，滸苔粉和滸苔片作為食品配料或營養性添加劑，廣泛應用于各種食品，如膨化食品、海苔餅干、海苔花生、海苔干脆面、滸苔面包等。

我國研究人員在傳統食用滸苔的基礎上，也對新型滸苔食品進行了開發探索，如滸苔醬、軟包裝滸苔、滸苔掛面、滸苔果凍等，或將滸苔粉作為調味湯料包的重要輔料。另外，有學者研究從滸苔中提取滸苔綠藻精等活性成分，用于功能食品的開發，如滸苔綠藻精飲料和滸苔功能食品等[4]。朱蘭蘭等[5]以新鮮滸苔為原料,研究了不同脫鹽試劑配方、烘干溫度對滸苔粉生產的影響，對研究開發的3種滸苔片進行了感官模糊綜合評價，結果發現：采用脫鹽護色技術，35℃低溫烘干，可制得色澤呈鮮艷綠色的滸苔粉，且玉米味滸苔片比其他口味更受歡迎。宋紹華等[6]采用頂空固相微萃取-氣質聯用法對新鮮腸滸苔的揮發性風味成分進行測定,并加以感官評定分析比較風味物質組成，結果表明：滸苔的主要特征性風味物質是順-3-十七烯，該物質在新鮮腸滸苔中含量高達59.54%，其次是棕櫚醛、（E,E）-2,4-庚二烯醛、β-紫羅蘭酮、壬醛、反式-2-己烯醛、2,4-戊二烯醛以及反，反-2,4-癸二烯醛等。

2.2 農業方面

滸苔除富含蛋白質、多糖和微量元素外，亦是一種具有誘食成分的藻類飼料源，市場潛力顯著。王述柏等[7]對滸苔添加水平對蛋雞產蛋性能、蛋品質等的影響作了相應的研究，發現：蛋雞飼料中額外添加1%～3%的滸苔，可顯著提高產蛋量，顯著降低料蛋比，不同程度地增加蛋殼厚度及顯著增加蛋殼鈣含量，改善蛋殼質量，顯著提高蛋黃顏色，并顯著降低蛋黃膽固醇含量。周薇等[8]將滸苔用作肉兔飼料，結果表明滸苔可降低肉兔血液總膽固醇中甘油三酯的含量，對肉兔生長有較好作用。龐國興等[9]對滸苔作為飼料原料的產業化技術的可行性進行了研究，確定了滸苔飼料加工生產所需的工藝和機器設備。滸苔用作海藻類養殖飼料或飼料添加劑用于水產養殖業，可有效促進水產動物的生長，提高產量，改善肉質和體色，減少抗生素及其他化學藥物的用量，降低藥物殘留，提高水產品品質?，F已有了相關研究成果，如蘇秀榕和梁萌青等申請了“滸苔直接加入法制備海參和大菱鲆飼料”的專利。另外，通過對比滸苔與鼠尾藻和海帶的基本理化指標，發現滸苔的蛋白質雖然低于鼠尾藻但卻高于海帶，粗脂肪含量高于鼠尾藻和海帶，因此滸苔可以作為刺參飼料的一種植物蛋白源來替代鼠尾藻或馬尾藻[10]。

此外，利用開發滸苔作為新型有機肥料，近年來有了較快發展，開始代替了部分傳統化肥。目前已經利用滸苔研制出海藻顆粒肥、海藻微生物菌肥、海藻沖施肥、海藻葉面肥、特效功能肥等五大系列上百種產品。

2.3 生物醫藥、保健方面

滸苔中除了含有葡萄糖、半乳糖和木糖等中性糖外，還含有較多的鼠李糖和巖藻糖等甲基糖，特別是富含糖醛酸和硫酸基的酸性多糖含量豐富，總糖含量高達35%～45%。通過對活性成分的有效提取，制得的滸苔硫酸多糖生物制品，可推廣應用于保健品、醫藥等領域。

滸苔多糖是滸苔主要活性成分之一，滸苔多糖可以降血脂、抗衰老、增強免疫反應、消炎、抗病毒等。宋玉娟等[11]對腸滸苔凝集素進行了分離純化及性質研究，結果表明，腸滸苔凝集素具有凝集單細胞、抑制腫瘤細胞增殖等生物活性。高玉杰等[12]從滸苔中提取滸苔多糖，并進行硒化反應，制備硒化滸苔多糖?？疾炝藵G苔多糖和硒化滸苔多糖對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌兩種細菌和柑桔炭疽病菌、蘋果腐爛病菌、棉花枯萎病菌、蘋果輪紋病菌、小麥全蝕病菌、黃瓜枯萎病菌、蘋果斑點落葉病菌等7種植物致病真菌的抑菌特性。結果表明，硒化滸苔多糖和滸苔多糖對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌都有一定的抑菌作用，硒化滸苔多糖的抑菌效果明顯優于滸苔多糖。在抗癌癥方面，有學者提取出滸苔中的一些化合物，經小白鼠皮膚腫瘤試驗證明，其對皮膚癌有抑制作用。劉暢等[13]研究發現，以滸苔多糖為基料的可食膜在抗拉強度和斷裂生長率方面顯著優于不添加滸苔多糖的膜，并且滸苔多糖具有優良的保健功能。

從滸苔中可以提煉出寶貴的海洋寡糖[14]。寡糖與一般的糖相比，具有抑制血壓升高、熱量低、不易致人發胖、防止齲齒、提高人體免疫力等功能。此外，海洋寡糖還具有其他的應用價值，如從海洋生物中提取的褐藻膠寡糖、卡拉膠寡糖、甲殼胺寡糖和瓊膠寡糖等，分別具有抗心腦血管疾病、老年癡呆、腫瘤、動脈粥樣硬化、提高機體免疫等作用。

此外，滸苔中所含有的纖維質有解毒煙堿的作用，對吸煙者有好處?？茖W家在滸苔中還發現了抗過敏物質。另外，有研究證明滸苔在提高動物免疫力方面也具有良好的作用。

2.4 能源方面的應用

生物質是一種可再生的綠色新型能源。目前，我國主要利用秸稈玉米芯等原料開發生物質資源，而對于海藻能源的開發主要以微藻生產柴油為主。相對于陸生植物，滸苔屬于低等生物，但滸苔有著巨大的生物量，吸收養分快，抗逆性強，且繁殖迅速，蘊含著豐富的生物能源，是一種理想的能源植物，所以有著廣闊的應用前景。

劉政坤[15]以大型綠藻為原材料，充分利用其含有的粗纖維類物質，通過水解實驗降解滸苔生物質，并利用降解產生的單糖，通過微生物厭氧發酵制取生物能源——乙醇。

復旦大學研究人員[16]已經完成了將滸苔轉化成“石油”的全過程，并成功申請了專利。王勇等[17]綜述了生物質熱解和生物質液化是兩種有效的生物質轉化技術,其轉化所得生物質油有望替代化石燃料，滸苔在此方面的應用前景廣闊。查國君等[18]以鮮滸苔為原料,在室溫（16～25℃）環境下，采用批量發酵的工藝,進行發酵產沼氣實驗，實驗結果表明，鮮滸苔可以作為沼氣發酵原料，其TS（總固體）產氣潛力為513mL/g，VS（揮發性固體）產氣潛力為654mL/g，說明鮮滸苔是一種很好生物質產沼氣原料。

山東科技大學化學與環境工程學院清潔能源研究中心田原宇教授[19-20]開展了將滸苔煉化為生物原油的研究，開發了高含水生物質帶有預處理的連續快速水熱液化制取液體燃料技術。實驗結果顯示，滸苔在220～270℃時，1 t干滸苔能提煉出300～350 kg生物原油、400 kg木醋液和150 kg半焦等。生物原油經過分離精制即可生產出適合汽車使用的汽油和柴油。這一高含水生物質制取液體燃料的技術適用于所有淡、海水微藻類。截至2013年5月，山東科技大學已建成年處理1000 t藻類生物油快速熱解中試裝置。

此外，提取滸苔中的葉綠素可以制備高效太陽能電池，利用生物光電能源轉化系統可以將滸苔變發電原料。

2.5 其他方面的應用

2.5.1 吸附劑

周游等[21]將新鮮滸苔進行干燥粉碎，制成生物性吸附劑。以滸苔作為吸附劑進行印染廢水脫色處理，能起到以廢制廢的功效，實現滸苔的資源化利用，減輕其隨意堆放帶來的不利生態環境的影響。

2.5.2 衣物和織物的消毒劑

目前，衣物和織物的消毒除菌問題受到消毒界專家和老百姓的關注，海洋滸苔多糖衣物除菌洗滌液是一種新型的衣物除菌洗滌液，無特殊氣味、無色透明，由海洋滸苔多糖和表面活性劑制得。曲劍英等[22]發現海洋滸苔多糖衣物除菌洗滌液穩定性好，對細菌繁殖體、芽胞菌和真菌具有良好的除菌效果，屬無毒級物質，對完整皮膚無刺激性。因此，滸苔多糖衣物除菌洗滌液可廣泛應用于衣物、織物的除菌防霉。

2.5.3 用于特殊材料

滸苔經過特殊處理后，具有很好的韌性，沿海漁民曾將其作為屋頂墊層來防雨。傅圣雪等[23]進行了滸苔吸音性能的研究，并通過滸苔與其他無機和有機纖維吸音材料吸音性能的比較，提出了新見解。另外有人研究將干滸苔作為預制樓板的隔間材料，用于生產建筑材料。

2.5.4 滸苔多糖纖維的紡絲

許福超[24]研究了滸苔多糖溶液的黏度、凝膠溫度以及滸苔多糖膜的外觀形態、力學性能、親水疏水性等，初步探索了滸苔可溶性多糖和滸苔中的纖維素成纖的可能性，為滸苔多糖在食品和紡絲方面的應用提供了一定的理論依據。

3 結語

滸苔在我國產量相對較低，其暴發季節性很強，且生物資源存在不穩定因素，加工利用存在一定的難度。青島連續4年暴發的綠潮現象，使滸苔成為了專家學者研究的熱點，相繼取得了一系列成果，為滸苔應急處置提供了理論基礎和實用技術措施，滸苔價值的研究也為滸苔的處置開拓了綠色環保的應用前景，避免了單一的填埋和焚燒等不科學不環保的處置方式。將滸苔變廢為寶只是時間問題，前景無限光明。

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Development and Comprehensive Application of Enteromorpha prolifera

Ren Houpeng

Introduces the structural performance of Enteromorpha prolifera and the research progress of its application in the fields of food,health care products,biologicalmedicine and agriculture in China,and previews the broad application prospects of Enteromorpha prolifera.

Enteromorphaprolifera;Food;Biologicalmedicine;Application

Q 946.91

2013年12月

任厚朋 女 1989年生 碩士研究生 研究方向：精細化工、天然高分子化學