任厚朋

青島科技大學(xué)化工學(xué)院 （山東青島 266042）

環(huán)境保護(hù)

滸苔的開發(fā)及綜合應(yīng)用

任厚朋

青島科技大學(xué)化工學(xué)院 （山東青島 266042）

介紹了滸苔的結(jié)構(gòu)性能以及滸苔在我國(guó)食品和保健品、生物醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的研究進(jìn)展，并對(duì)其廣闊的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

滸苔 食品 生物醫(yī)藥 應(yīng)用

近年來，隨著全球氣候變化及水體富營(yíng)養(yǎng)化，海洋大型藻類——滸苔綠潮頻頻暴發(fā)，大量滸苔漂浮聚集到岸邊，腐爛發(fā)臭、阻塞航道、污染環(huán)境，嚴(yán)重威脅著沿海漁業(yè)、旅游業(yè)的發(fā)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(zāi)害，隨后幾年滸苔再次來襲，棧橋沿海兩側(cè)堆積了成片的滸苔，就像一片草場(chǎng)。2013年7月，青島市受洋流和風(fēng)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(yán)重程度堪比2008年的首次滸苔災(zāi)害。研究表明，滸苔最初形成于江蘇外海，隨著時(shí)間的推移，每年6～8月進(jìn)入盛長(zhǎng)期，此時(shí)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(zāi)害。青島已連續(xù)4年暴發(fā)的綠潮現(xiàn)象，使?jié)G苔成為專家學(xué)者研究的熱點(diǎn)，將滸苔變廢為寶，實(shí)現(xiàn)滸苔的資源化利用有著廣闊的應(yīng)用前景?，F(xiàn)在，滸苔被廣泛地應(yīng)用于食品、農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥等領(lǐng)域。

1 滸苔的結(jié)構(gòu)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(xì)胞組成。藻體單條或有分枝，圓管狀中空，有時(shí)部分稍扁。藻體無柄，成熟時(shí)從基部細(xì)胞生出假根絲形成盤狀固著器固著在基質(zhì)上[1]。藻體壁由1層細(xì)胞組成。細(xì)胞內(nèi)有1個(gè)細(xì)胞核和1個(gè)片狀色素體，位于原生質(zhì)體的表面，一般含1個(gè)淀粉核。

滸苔是一種繁殖迅速的經(jīng)濟(jì)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(duì)海水溫度、鹽度、pH值和光照強(qiáng)度的適應(yīng)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(qiáng)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(guó)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(chǎn)量就在10萬t以上。滸苔產(chǎn)生的季節(jié)是當(dāng)年的11月份到次年6月份。

滸苔干物質(zhì)中蛋白質(zhì)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(zhì)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(dòng)物必需微量元素的含量均明顯高于同海域生長(zhǎng)的其他藻類，而對(duì)動(dòng)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(yīng)用現(xiàn)狀概述

2.1 營(yíng)養(yǎng)食品原料

滸苔富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、粗纖維及礦物質(zhì)，同時(shí)還含有脂肪和維生素。在滸苔蛋白質(zhì)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(shù)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(zhì)和維生素的天然營(yíng)養(yǎng)食品的理想原料。滸苔作為食品，目前在國(guó)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(yíng)養(yǎng)性添加劑，廣泛應(yīng)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(guó)研究人員在傳統(tǒng)食用滸苔的基礎(chǔ)上，也對(duì)新型滸苔食品進(jìn)行了開發(fā)探索，如滸苔醬、軟包裝滸苔、滸苔掛面、滸苔果凍等，或?qū)G苔粉作為調(diào)味湯料包的重要輔料。另外，有學(xué)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(fā)，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(duì)滸苔粉生產(chǎn)的影響，對(duì)研究開發(fā)的3種滸苔片進(jìn)行了感官模糊綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：采用脫鹽護(hù)色技術(shù)，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(zhì)聯(lián)用法對(duì)新鮮腸滸苔的揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行測(cè)定,并加以感官評(píng)定分析比較風(fēng)味物質(zhì)組成，結(jié)果表明：滸苔的主要特征性風(fēng)味物質(zhì)是順-3-十七烯，該物質(zhì)在新鮮腸滸苔中含量高達(dá)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(nóng)業(yè)方面

滸苔除富含蛋白質(zhì)、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(chǎng)潛力顯著。王述柏等[7]對(duì)滸苔添加水平對(duì)蛋雞產(chǎn)蛋性能、蛋品質(zhì)等的影響作了相應(yīng)的研究，發(fā)現(xiàn)：蛋雞飼料中額外添加1%～3%的滸苔，可顯著提高產(chǎn)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(zhì)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(jié)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(duì)肉兔生長(zhǎng)有較好作用。龐國(guó)興等[9]對(duì)滸苔作為飼料原料的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的可行性進(jìn)行了研究，確定了滸苔飼料加工生產(chǎn)所需的工藝和機(jī)器設(shè)備。滸苔用作海藻類養(yǎng)殖飼料或飼料添加劑用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，可有效促進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量，改善肉質(zhì)和體色，減少抗生素及其他化學(xué)藥物的用量，降低藥物殘留，提高水產(chǎn)品品質(zhì)?，F(xiàn)已有了相關(guān)研究成果，如蘇秀榕和梁萌青等申請(qǐng)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(duì)比滸苔與鼠尾藻和海帶的基本理化指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)滸苔的蛋白質(zhì)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(fā)滸苔作為新型有機(jī)肥料，近年來有了較快發(fā)展，開始代替了部分傳統(tǒng)化肥。目前已經(jīng)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(chǎn)品。

2.3 生物醫(yī)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(dá)35%～45%。通過對(duì)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(yīng)用于保健品、醫(yī)藥等領(lǐng)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(qiáng)免疫反應(yīng)、消炎、抗病毒等。宋玉娟等[11]對(duì)腸滸苔凝集素進(jìn)行了分離純化及性質(zhì)研究，結(jié)果表明，腸滸苔凝集素具有凝集單細(xì)胞、抑制腫瘤細(xì)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(jìn)行硒化反應(yīng)，制備硒化滸苔多糖。考察了滸苔多糖和硒化滸苔多糖對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌兩種細(xì)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(diǎn)落葉病菌等7種植物致病真菌的抑菌特性。結(jié)果表明，硒化滸苔多糖和滸苔多糖對(duì)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(yōu)于滸苔多糖。在抗癌癥方面，有學(xué)者提取出滸苔中的一些化合物，經(jīng)小白鼠皮膚腫瘤試驗(yàn)證明，其對(duì)皮膚癌有抑制作用。劉暢等[13]研究發(fā)現(xiàn)，以滸苔多糖為基料的可食膜在抗拉強(qiáng)度和斷裂生長(zhǎng)率方面顯著優(yōu)于不添加滸苔多糖的膜，并且滸苔多糖具有優(yōu)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(fā)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(yīng)用價(jià)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(dòng)脈粥樣硬化、提高機(jī)體免疫等作用。

此外，滸苔中所含有的纖維質(zhì)有解毒煙堿的作用，對(duì)吸煙者有好處?？茖W(xué)家在滸苔中還發(fā)現(xiàn)了抗過敏物質(zhì)。另外，有研究證明滸苔在提高動(dòng)物免疫力方面也具有良好的作用。

2.4 能源方面的應(yīng)用

生物質(zhì)是一種可再生的綠色新型能源。目前，我國(guó)主要利用秸稈玉米芯等原料開發(fā)生物質(zhì)資源，而對(duì)于海藻能源的開發(fā)主要以微藻生產(chǎn)柴油為主。相對(duì)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(yǎng)分快，抗逆性強(qiáng)，且繁殖迅速，蘊(yùn)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(yīng)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(zhì)，通過水解實(shí)驗(yàn)降解滸苔生物質(zhì)，并利用降解產(chǎn)生的單糖，通過微生物厭氧發(fā)酵制取生物能源——乙醇。

復(fù)旦大學(xué)研究人員[16]已經(jīng)完成了將滸苔轉(zhuǎn)化成“石油”的全過程，并成功申請(qǐng)了專利。王勇等[17]綜述了生物質(zhì)熱解和生物質(zhì)液化是兩種有效的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù),其轉(zhuǎn)化所得生物質(zhì)油有望替代化石燃料，滸苔在此方面的應(yīng)用前景廣闊。查國(guó)君等[18]以鮮滸苔為原料,在室溫（16～25℃）環(huán)境下，采用批量發(fā)酵的工藝,進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)沼氣實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鮮滸苔可以作為沼氣發(fā)酵原料，其TS（總固體）產(chǎn)氣潛力為513mL/g，VS（揮發(fā)性固體）產(chǎn)氣潛力為654mL/g，說明鮮滸苔是一種很好生物質(zhì)產(chǎn)沼氣原料。

山東科技大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)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(fā)了高含水生物質(zhì)帶有預(yù)處理的連續(xù)快速水熱液化制取液體燃料技術(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，滸苔在220～270℃時(shí)，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(jīng)過分離精制即可生產(chǎn)出適合汽車使用的汽油和柴油。這一高含水生物質(zhì)制取液體燃料的技術(shù)適用于所有淡、海水微藻類。截至2013年5月，山東科技大學(xué)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(zhuǎn)化系統(tǒng)可以將滸苔變發(fā)電原料。

2.5 其他方面的應(yīng)用

2.5.1 吸附劑

周游等[21]將新鮮滸苔進(jìn)行干燥粉碎，制成生物性吸附劑。以滸苔作為吸附劑進(jìn)行印染廢水脫色處理，能起到以廢制廢的功效，實(shí)現(xiàn)滸苔的資源化利用，減輕其隨意堆放帶來的不利生態(tài)環(huán)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(guān)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(fā)現(xiàn)海洋滸苔多糖衣物除菌洗滌液穩(wěn)定性好，對(duì)細(xì)菌繁殖體、芽胞菌和真菌具有良好的除菌效果，屬無毒級(jí)物質(zhì)，對(duì)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(yīng)用于衣物、織物的除菌防霉。

2.5.3 用于特殊材料

滸苔經(jīng)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(jìn)行了滸苔吸音性能的研究，并通過滸苔與其他無機(jī)和有機(jī)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(yù)制樓板的隔間材料，用于生產(chǎn)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(tài)、力學(xué)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(yīng)用提供了一定的理論依據(jù)。

3 結(jié)語

滸苔在我國(guó)產(chǎn)量相對(duì)較低，其暴發(fā)季節(jié)性很強(qiáng)，且生物資源存在不穩(wěn)定因素，加工利用存在一定的難度。青島連續(xù)4年暴發(fā)的綠潮現(xiàn)象，使?jié)G苔成為了專家學(xué)者研究的熱點(diǎn)，相繼取得了一系列成果，為滸苔應(yīng)急處置提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)用技術(shù)措施，滸苔價(jià)值的研究也為滸苔的處置開拓了綠色環(huán)保的應(yīng)用前景，避免了單一的填埋和焚燒等不科學(xué)不環(huán)保的處置方式。將滸苔變廢為寶只是時(shí)間問題，前景無限光明。

[1]王曉,馬家海,葉道才,等.滸苔生活史的初步研究[J].海洋通報(bào),2007,26(5):112-116.

[2]徐大倫,黃曉春,楊文鴿,等.滸苔營(yíng)養(yǎng)成分分析[J].浙江海洋學(xué)院學(xué)報(bào),2003,22(4):318-320.

[3]林英庭,朱風(fēng)華,徐坤,等.青島海域滸苔營(yíng)養(yǎng)成分分析與評(píng)價(jià)[J].飼料工業(yè),2009,30(3):99-103.

[4]高福成.新型海洋食品[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社, 1999.

[5]朱蘭蘭,劉淇,冷凱良,等.滸苔在食品中的應(yīng)用研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(2):719-721.

[6]宋紹華,裘迪紅.滸苔揮發(fā)性風(fēng)味成分分析[J].食品科學(xué),2012,33(12):177-180.

[7]王述柏,賈玉輝,王利華,等.滸苔添加水平對(duì)蛋雞產(chǎn)蛋性能、蛋品質(zhì)、免疫功能及糞便微生物區(qū)系的影響[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),2013,25(6):1346-1352.

[8]周薇.林業(yè)生物質(zhì)能源發(fā)展趨勢(shì)及現(xiàn)狀探析[J].黑龍江科技信息,2012(28):244.

[9]龐國(guó)興,陳長(zhǎng)法,陳欣,等.滸苔飼料產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究[J].飼料工業(yè)雜志,2009,10(23):43-44.

[10]朱建新,曲克明,李健,等.不同處理方法對(duì)滸苔飼喂稚幼刺參效果的影響[J].2009,30(5):108-112.

[11]宋玉娟,崔鐵軍,李丹彤,等.腸滸苔凝集素的分離純化及性質(zhì)研究[J].中國(guó)海洋藥物,2005,24(1):1-5.

[12]高玉杰,呂海濤.滸苔多糖和硒化滸苔多糖抑菌作用研究[J].食品科技,2013,38(1):195-198.

[13]劉暢,高宏偉.富含滸苔多糖的可食性食品包裝膜的研制[J].食品工業(yè)科技,2010,21(7):301-303.

[14]郝翠.系列海洋寡糖衍生物的制備及其抗2型糖尿病作用機(jī)理研究[D].青島中國(guó)海洋大學(xué),2011.

[15]劉政坤.低值海藻滸苔生物乙醇轉(zhuǎn)化工藝的研究[D].青島:中國(guó)海洋大學(xué),2011.

[16]姜澎.綠潮污染元兇變身新型“石油”:復(fù)旦大學(xué)研究人員成功將滸苔轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)油[J].生物加工過程, 2010,10(5):29.

[17]王勇,鄒獻(xiàn)武,秦特夫.生物質(zhì)轉(zhuǎn)化及生物質(zhì)油精制的研究進(jìn)展[J].化學(xué)與生物工程,2010,27(9):595-598.

[18]查國(guó)君,羅永平,歐惠,等.室溫下鮮滸苔發(fā)酵產(chǎn)沼氣潛力的研究[J].新余學(xué)院學(xué)報(bào),2013,18(4):101-102.

[19]趙輝,閆華曉,張萌萌,等.海洋生物質(zhì)的熱解特性與動(dòng)力學(xué)研究[J].生物技術(shù)通報(bào),2010(4):135-140.

[20]田原宇,喬英云.生物質(zhì)氣化技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)及技術(shù)選擇[J].中外能源,2013,18(8):27-32.

[21]程鳳蓮,孟范平,周游,等.大型海藻滸苔對(duì)堿性染料亞甲基藍(lán)的吸附性能[J].化工進(jìn)展，2011,5(1): 887-891.

[22]曲劍英,王海玲,崔瑛,等.海洋滸苔多糖衣物除菌洗滌液除菌效果及性能檢測(cè)[J].醫(yī)學(xué)動(dòng)物防制,2013,10 (2):173-174.

[23]傅圣雪,么光,李剛,等.滸苔作為吸光材料的開發(fā)研究[J].聲光與電子工程,2009,12(2):42-44.

[24]許福超.滸苔多糖的提取及其在紡絲方面的探索[D].青島:青島大學(xué),2010.

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(xì)化工、天然高分子化學(xué)