李 穎，王 茵，陳婷茹，林曉娟，陳繼承*，劉智禹*

(1.福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002；2.閩臺(tái)特色海洋食品加工及營(yíng)養(yǎng)健康教育部工程研究中心，福建 福州 350002；3.福建省水產(chǎn)研究所，福建省海洋生物增養(yǎng)殖與高值化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海洋生物種業(yè)技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，福建 廈門(mén) 361013)

海帶(Laminariajaponica)，又名昆布、江白菜，是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)藻類(lèi)之一，主要在中國(guó)、日本、韓國(guó)和朝鮮等亞洲國(guó)家養(yǎng)殖，其中中國(guó)是最大的海帶養(yǎng)殖國(guó)，年產(chǎn)量占全球的80%以上[1]?！?022年中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》的數(shù)據(jù)顯示，2021年全國(guó)海帶海水養(yǎng)殖產(chǎn)量為174.2×104t，其中福建省海帶海水養(yǎng)殖面積居全國(guó)首位[2]。海帶富含蛋白質(zhì)、膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分，除食用外，在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域也有所應(yīng)用[3]。目前，我國(guó)海帶食用加工品種較為單一，仍以鹽漬、淡干海帶等初級(jí)加工食品為主[4]，但近年來(lái)，逐漸開(kāi)發(fā)出海帶糕、海帶茶、海帶面條等精深加工食品[5]。在海帶化工方面，我國(guó)已建立起碘、甘露醇及褐藻膠等海帶“三大寶”提取生產(chǎn)體系，但目前海帶的工業(yè)化利用率仍較低，以干物質(zhì)計(jì)算，利用率僅達(dá)30%[6]。海帶中含有多糖、活性肽、碘、甘露醇等多種具有特殊生理功能的物質(zhì)，許多研究將其作為功效成分并開(kāi)發(fā)為醫(yī)藥制劑和美妝產(chǎn)品。除此之外，海帶中富含的膳食纖維、礦物質(zhì)和促生長(zhǎng)因子，也被作為肥料和飼料廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)之中。

可見(jiàn)，海帶應(yīng)用范圍廣，開(kāi)發(fā)潛力大，因而具有很大的產(chǎn)業(yè)升值空間。本文圍繞海帶的活性物質(zhì)研究及其在食品、生物醫(yī)藥制品、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的高值化綜合利用進(jìn)行綜述，旨在為新型海帶產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供參考思路。

1 海帶活性物質(zhì)的研究

海帶因含有豐富的活性物質(zhì)，而具有重要的營(yíng)養(yǎng)保健和臨床藥用價(jià)值。深入研究海帶含有的活性物質(zhì)，可以進(jìn)一步促進(jìn)海帶的深加工、高附加值產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)海帶資源的充分利用。

1.1 功能性多糖

海帶多糖分布在細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞之間，主要有褐藻膠、巖藻聚糖(又稱(chēng)褐藻糖膠)和褐藻淀粉三種，具有調(diào)節(jié)免疫、抗癌、抗炎、降血栓等生理功能。其中巖藻聚糖和膳食纖維已成為海帶多糖中的研究熱點(diǎn)。

1.1.1 抗炎作用

Peng F H等[7]從海帶中提取出海帶多糖(LJP12)，并進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn)，以探究LJP12對(duì)預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化的影響，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，LJP12可以顯著減弱高脂膽固醇飲食誘導(dǎo)的全身炎癥和動(dòng)脈粥樣硬化病變部位的局部炎癥，其機(jī)理是LJP12通過(guò)抑制核因子κ-B和絲裂原活化蛋白激酶介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，從而達(dá)到預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化、減輕炎癥程度的效果。Ni L Y等[8]探究海帶中提取的巖藻聚糖(LJSF4)的抗炎效果，研究顯示，LJSF4作用于脂多糖(Lipopolysaccharide，LPS)誘導(dǎo)的RAW 264.7巨噬細(xì)胞，可以顯著降低一氧化氮的生成；將LJSF4和LPS聯(lián)合作用于斑馬魚(yú)，可顯著提高其受精卵的存活率，減輕LPS誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，表明LJSF4在體內(nèi)和體外試驗(yàn)中均表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗炎作用。

1.1.2 抗血栓作用

已有研究證明，海帶中提取的巖藻聚糖在動(dòng)物模型中靜脈或皮下注射，都表現(xiàn)出良好的抗血栓活性。但作為硫酸多糖的一種，口服后，巖藻聚糖可能在進(jìn)入血液循環(huán)之前被降解或脫硫，從而影響到其功能活性的發(fā)揮。Zhao X等[9]為了探究口服巖藻聚糖的抗血栓活性，在試驗(yàn)中，將動(dòng)脈血栓小鼠模型分別口服低分子量(Low molecular weight，LMW)巖藻聚糖和中分子量的(Medium molecular weight，MMW)巖藻聚糖，并用高效液相色譜法檢測(cè)小鼠模型血清和尿液中巖藻聚糖的含量，若含量越高，則吸收率和生物利用度越高。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，LMW巖藻聚糖的口服吸收效果和抗血栓活性均優(yōu)于MMW巖藻聚糖。

1.1.3 抗肥胖作用

海帶中膳食纖維含量豐富，可分為可溶性和不可溶性膳食纖維兩種。張麗萍[10]從海帶渣中提取可溶性海帶膳食纖維(Soluble dietary fiber，SDF)，并用SDF灌食肥胖小鼠模型，發(fā)現(xiàn)SDF可以促進(jìn)腸道蠕動(dòng)、減少腸道內(nèi)葡萄糖和膽固醇的吸收，且觀察到脂肪細(xì)胞變小，具有減肥的功效。Deng Z Z等[11]也有類(lèi)似的發(fā)現(xiàn)，他們將海帶粉溶解在檸檬酸溶液中，提取海帶膳食纖維(Dietary fibers，DFs)，用海帶DFs灌胃高脂飲食(High fat diet，HFD)誘導(dǎo)的高脂模型小鼠后，發(fā)現(xiàn)海帶DFs可以顯著改善HFD小鼠的胰島素抵抗和血脂異常，降低炎癥因子，還可以增加有益菌的相對(duì)豐度，從而改善腸道菌群失調(diào)。

1.1.4 調(diào)節(jié)免疫、抗癌作用

An E K等[12]探究從海帶中提取的巖藻聚糖的免疫激活能力，結(jié)果顯示其可以促進(jìn)誘導(dǎo)免疫細(xì)胞活化，同時(shí)增強(qiáng)免疫檢查點(diǎn)抑制劑的抗癌活性。Zeng M L等[13]采用體內(nèi)和體外抗癌模型，評(píng)價(jià)海帶多糖(LJP)對(duì)鼻咽癌的影響，將LJP分別作用于鼻炎低分化鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞株CNE2和HONE1后，發(fā)現(xiàn)LJP可以有效抑制上述癌細(xì)胞的增殖，且抑制效果具有劑量依賴(lài)性；此外，還發(fā)現(xiàn)中、高濃度的LJP可有效抑制癌細(xì)胞移植小鼠模型中癌細(xì)胞的凋亡，且癌細(xì)胞出現(xiàn)了獨(dú)特的凋亡變化，由此可見(jiàn)，LJP在體內(nèi)和體外都可誘導(dǎo)鼻咽癌細(xì)胞的凋亡，但其具體的凋亡機(jī)制需進(jìn)一步探究。

1.2 生物活性肽

海帶蛋白質(zhì)中的氨基酸種類(lèi)豐富，比例適當(dāng)，其中8種必需氨基酸的比例與理想蛋白質(zhì)中必需氨基酸比例十分接近，因此海帶蛋白質(zhì)是制備生物活性肽的理想原料[14]。

李琦[15]用復(fù)合酶酶解海帶蛋白，得到海帶低聚肽混合物，發(fā)現(xiàn)其對(duì)SD糖尿病模型大鼠具有降血糖功效。隨后對(duì)海帶低聚肽混合物中各成分進(jìn)行進(jìn)一步的分離、分析，發(fā)現(xiàn)分離出的多肽VGPDGSPDPL和多肽VDSYIPTPI對(duì)α-葡萄糖苷酶酶活的抑制效果最好，且VDSYIPTPI具有一定的抗氧化活性。Chen H等[16]采用反相高效液相色譜和高效液相色譜/電噴霧質(zhì)譜(HPLC-ESI-MS)技術(shù)從鮮海帶中分離得到海帶多肽(Laminariajaponicapeptides，LJPs)，試驗(yàn)結(jié)果表明，不論在體內(nèi)還是體外，LJPs都對(duì)肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)有顯著的抑制作用。Wang J等[17]用堿性蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶混合而成的多酶混合物對(duì)海帶進(jìn)行酶解，并采用受控酶解結(jié)合響應(yīng)面法制備血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE，EC 3.4.15.1)抑制肽。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在酶量比(木瓜蛋白酶∶堿性蛋白酶∶胰蛋白酶)為1∶2∶1、底物濃度為1.7% 、加酶量為4.4%，水解時(shí)間為5.1 h的條件下，水解產(chǎn)物的活性最強(qiáng)。同時(shí)，將8個(gè)C端含有酪氨酸的ACE抑制肽進(jìn)行分子對(duì)接，發(fā)現(xiàn)氫鍵是將肽與ACE活性位點(diǎn)結(jié)合的主要活性力量，形成了一個(gè)非常穩(wěn)定的復(fù)合結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到抑制ACE的作用。

1.3 碘

碘是人體必需微量元素之一，缺碘會(huì)導(dǎo)致各種碘缺乏病。海帶具有選擇性吸收和富集碘的能力，且成本低廉，因此其可作為我國(guó)提取碘的主要原材料。以海藻為原料生產(chǎn)碘的方法主要有灰化法、發(fā)酵法和浸出吸附法。周令芬[18]采用四氯化碳多次浸泡法改進(jìn)海帶提碘工藝。由于碘在四氯化碳溶液中的溶解度大，因此可以最大限度將水中的碘全部溶于四氯化碳中，減少原料中碘的損失。采用此法從海帶提取碘，具有反應(yīng)快、流程短、損失少、收率高等優(yōu)點(diǎn)。Peng L Q等[19]研發(fā)了一種基于吡啶類(lèi)離子液體的固液萃取法，它是一種可以同時(shí)提取海帶中無(wú)機(jī)碘和有機(jī)碘的綠色提取工藝，超聲強(qiáng)度100 W、乙基溴化吡啶濃度200 mmol/L、提取時(shí)間30 min、固液比10 mL/g、pH 6.5為最佳提取條件。

1.4 甘露醇

甘露醇是一種多元醇，具有利尿、脫水、鎮(zhèn)咳、清除人體自由基等功能。海帶中甘露醇含量豐富，在直接烘干處理的海帶中，甘露醇含量高達(dá)74.7 mg·g-1[20]，因此海帶常被用來(lái)工業(yè)制備甘露醇。劉振融等[21]利用響應(yīng)面優(yōu)化果膠酶提取海帶甘露醇的條件，結(jié)果確定果膠酶添加量0.26 mL·L-1、料液比1∶39 g·mL-1、浸提時(shí)間59 min、浸提溫度52℃為最優(yōu)工藝，在此條件下，海帶中甘露醇提取率最高。陳莉等[22]對(duì)超聲輔助醇提甘露醇工藝進(jìn)行優(yōu)化，先用酸解前處理海帶，降低黏度，釋放甘露醇，然后再用超聲輔助醇提甘露醇，發(fā)現(xiàn)用酸前處理后，甘露醇得率從16.36%提升到17.67%。

2 海帶在食品領(lǐng)域的應(yīng)用

海帶營(yíng)養(yǎng)豐富、味道鮮美，在我國(guó)已有很長(zhǎng)的食用歷史。鮮海帶有許多烹飪方法，常被用來(lái)葷炒、素烹、燉煮、煨湯等，其中海帶排骨湯是一道著名的家常菜；而海帶加工食品以粗加工形式為主，其中鹽漬和淡干海帶約占海帶制品的80%[23]。隨著海帶不斷被開(kāi)發(fā)，不同形式的海帶精加工食品和食品添加劑逐漸被研發(fā)出來(lái)。

2.1 精加工產(chǎn)品

為了進(jìn)一步提升海帶的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)海帶食品的產(chǎn)業(yè)化加工技術(shù)升級(jí)，我國(guó)逐漸開(kāi)發(fā)出一些海帶精深加工產(chǎn)品，主要為副食品、預(yù)制菜和飲料制品。劉茂等[24]研發(fā)出一種發(fā)酵型海帶-蘋(píng)果復(fù)合果汁飲料，該飲料以海帶汁、蘋(píng)果汁、白砂糖為主要原料，同時(shí)以植物乳桿菌為發(fā)酵菌進(jìn)行發(fā)酵。生物發(fā)酵不僅達(dá)到了去腥的效果，還抑制了其他微生物的生長(zhǎng)，延長(zhǎng)貨架期，使飲料獲得更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和風(fēng)味品質(zhì)。在最優(yōu)配方參數(shù)條件下，復(fù)合飲料色澤明亮、無(wú)沉淀、無(wú)腥味且具有蘋(píng)果和海帶特有風(fēng)味，口感絲滑細(xì)膩。史亞萍等[25]開(kāi)發(fā)了一款可在常溫下保藏的脫脂型排骨海帶即食軟罐頭。這款預(yù)制菜產(chǎn)品采用脫脂工藝，解決了肉類(lèi)罐頭食品內(nèi)壁附有白油等影響感官品質(zhì)的瓶頸問(wèn)題，其即食的特性也適應(yīng)當(dāng)代人們快節(jié)奏的生活需求；同時(shí)，保持了傳統(tǒng)烹飪菜肴原有的風(fēng)味特色和口感，不僅排骨口感嫩滑，而且海帶也有少許脆感，滋味良好。除了上述的產(chǎn)品外，還有海帶豆腐、海帶醬、海帶果凍等(表1)被開(kāi)發(fā)出來(lái)。這些精深加工產(chǎn)品可提升海帶附加值，也能有較高的市售價(jià)格，但大部分仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，還需開(kāi)發(fā)相應(yīng)的現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)，才能推動(dòng)海帶加工產(chǎn)業(yè)向標(biāo)準(zhǔn)化、智能化轉(zhuǎn)變，從而促進(jìn)海帶深加工產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

表1 部分海帶精加工食品Tab.1 Some of the kelp processed food

2.2 食品添加劑

海帶中的多糖具有獨(dú)特的化學(xué)和物理性質(zhì)，因此其可作為穩(wěn)定劑、保水劑、保鮮劑、降脂劑、降糖劑、營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑、風(fēng)味劑和抑菌劑等被添加到食品中，改善和保持食品的品質(zhì)[36]。李佳等[37]用褐藻膠和茶多酚制成復(fù)合可食性抗菌膜，以冬棗在貨架期內(nèi)的顏色、外觀、氣體成分、失重率等為評(píng)價(jià)指標(biāo)，探究抗菌膜對(duì)冬棗的保鮮效果。結(jié)果表明，1.0%褐藻膠和0.6%茶多酚是制備抗菌膜的最佳濃度，在此條件下，其能最有效地減緩冬棗揮發(fā)性物質(zhì)的釋放，控制失重率和腐敗率，保持良好的感官品質(zhì)。董雪敏等[38]以海帶為原料，提取出高純度高硫酸根巖藻聚糖硫酸酯海帶提取液，并將其開(kāi)發(fā)成富含巖藻聚糖硫酸酯的功能性飲料，該飲料經(jīng)無(wú)菌罐裝后放置在40℃環(huán)境下3個(gè)月，飲料仍呈現(xiàn)淡金色、澄清狀態(tài)，無(wú)細(xì)菌滋生，穩(wěn)定性較好。

3 海帶在生物醫(yī)藥與制品領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1 臨床應(yīng)用藥品

廣義上將褐藻酸及其鹽類(lèi)統(tǒng)稱(chēng)為褐藻膠[39]。褐藻膠通過(guò)化學(xué)改性、酶解等手段降低分子量后，可產(chǎn)生具有“增值”效果的褐藻膠衍生物和褐藻膠寡糖。它們可以具有更優(yōu)異的物理、化學(xué)性質(zhì)和功能活性。

藻酸雙酯鈉(Poly saccharide sulphate，PSS)是中國(guó)海洋大學(xué)管華詩(shī)院士于1985年研發(fā)的世界上第一個(gè)海洋類(lèi)肝素糖類(lèi)藥物，它是通過(guò)褐藻酸鈉分子的羥基和羧基上分別引入磺酰基和丙二醇基而形成的褐藻酸衍生物。PSS具有較強(qiáng)的聚陰離子性質(zhì)、抗凝活性和明顯的降血脂活性，從而達(dá)到改變血液的流變學(xué)性質(zhì)、抑制血小板聚集、抑制局部血栓形成和動(dòng)脈粥樣硬化病變，改善微循環(huán)等功效。目前，PSS在臨床上主要用于治療高血脂及高血黏、心腦血管疾病、糖尿病及并發(fā)癥等。甘糖酯(Propylene glycol mannuronate sulfate，PGMS)是基于PSS構(gòu)效關(guān)系基礎(chǔ)上研制的一類(lèi)低分子海洋類(lèi)肝素藥物。研究發(fā)現(xiàn)，PGMS可以通過(guò)抑制凝血系統(tǒng)和激活纖維蛋白溶解系統(tǒng)來(lái)發(fā)揮其抗血栓的作用，其在很小劑量(1.6 μg/mL)即可明顯促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的生長(zhǎng)，從而發(fā)揮其抗血栓作用，且不引起平滑肌細(xì)胞增殖，還具有抗氧化作用。PGMS在臨床上主要用于高血脂癥的預(yù)防和治療[40]。

巖藻聚糖是褐藻中的獨(dú)有成分，在其他藻類(lèi)和陸生動(dòng)物中均未被分離出來(lái)[41]，并且具有獨(dú)特的生理功能。腎?？凳俏覈?guó)在1999年開(kāi)始用于治療早、中期慢性衰竭的藥物，主要的功效成分是從海帶中提取的巖藻聚糖硫酸酯。中國(guó)科學(xué)研究院海洋研究所對(duì)該藥物進(jìn)行了Ⅱ期臨床試驗(yàn)，結(jié)果表明腎?？稻哂薪档湍蛩氐?、肌酐、改善腎功能、增強(qiáng)人體免疫力、增加腎血流量和利尿等作用，從而達(dá)到延緩慢性腎衰竭病情進(jìn)展的臨床療效。對(duì)部分病情穩(wěn)定的病例帶藥遠(yuǎn)期隨訪一年，發(fā)現(xiàn)腎?？等匀痪哂幸欢刂撇∏榈淖饔?，且未觀察到明顯的毒副作用[42]。

甘露特鈉(GV-971)是由我國(guó)原創(chuàng)、基于靶向腦-腸軸的阿爾茲海默癥(Alzheimer’s disease，AD)治療新藥，于2019年11月在中國(guó)獲得有條件批準(zhǔn)，用于治療輕、中度AD，改善認(rèn)知功能。其主要功效成分是從褐藻中提取的酸性線性低聚糖(從二聚體到十聚體，分子量670～880 Da)。AD的病理特征是細(xì)胞外老年斑中β-淀粉樣肽的聚集和大腦細(xì)胞內(nèi)神經(jīng)纖維纏結(jié)中Tau蛋白過(guò)度磷酸化。將GV-971作用于AD模型小鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)模型小鼠的β-淀粉樣肽的聚集和Tau蛋白磷酸化減少，且可以改善模型小鼠的辨別學(xué)習(xí)能力。同時(shí)該制劑通過(guò)顯著改變腸道菌群的組成和調(diào)節(jié)氨基酸代謝(包括顯著降低苯丙氨酸和異亮氨酸水平)來(lái)抑制神經(jīng)炎癥，從而抑制阿爾茲海默癥的發(fā)展[43-44]。

此外，還有一系列以褐藻酸為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的處于臨床研究中的藥物：具有預(yù)防及治療腎結(jié)石和膀胱結(jié)石作用的古糖酯、用于治療艾滋病的聚甘古酯、以胰淀素為作用靶點(diǎn)的新型抗2型糖尿病的藥物——寡聚藻甘酸鉻鈉[40]、以非抗生素法治療囊性纖維化的低分子量褐藻酸寡糖OligoG CF-5/20[45]等。

3.2 醫(yī)用紡織品

海帶中的海藻酸鈉可與二價(jià)金屬離子反應(yīng)，生成不溶于水的海藻酸金屬鹽。Ca2+與海藻酸鈉反應(yīng)生成的海藻酸鈣纖維具有高透氧性、生物相容性、生物降解性等特點(diǎn)，因此其在醫(yī)用紡織品行業(yè)中可用作醫(yī)用紗布或敷料。為了提升海藻酸鈣纖維作為醫(yī)用敷料時(shí)的抗菌性能，王海樓等[46]將其與吸濕性、透氣性好的水刺非織造布結(jié)合，制備了一種載銀海藻酸鈣纖維水刺非織造布。結(jié)果表明，這種布料吸液率有所提升，并且對(duì)金黃色葡萄酒菌、大腸埃希氏菌均有較好的抑制效果，抑菌率達(dá)99%以上。王倩倩[47]為改善海藻酸鈣纖維的脆性大、易斷裂等缺點(diǎn)，用多價(jià)金屬離子與鈣離子復(fù)配，制得含有多種金屬離子的海藻酸纖維。結(jié)果表明，復(fù)配海藻酸纖維的抑菌性和阻燃性均優(yōu)于海藻酸鈣纖維。

3.3 美妝制品

天然、環(huán)保、生態(tài)可持續(xù)是消費(fèi)者對(duì)美妝產(chǎn)品追求的方向，因此，海藻逐漸成為化妝品行業(yè)的新興原料[48]。海帶作為海藻之一，可被加工成保濕劑、美白劑和護(hù)發(fā)劑等產(chǎn)品運(yùn)用到美妝行業(yè)中。

海帶富含不飽和脂肪酸等具有保濕功能的化合物，這些物質(zhì)是讓皮膚持水的關(guān)鍵因素之一。Otero P等[49]利用加壓液體萃取技術(shù)，從海帶中提取了大量的亞油酸、亞麻酸、油酸、棕櫚油酸等不飽和脂肪酸，發(fā)現(xiàn)這些不飽和脂肪酸可以幫助皮膚鎖住水分。蔡婉靜等[50]制備乙?；Ф嗵?Acetylated degraded polysaccharides fromLaminariajaponica，ADLP)并探究其吸濕保濕性能，研究發(fā)現(xiàn)：與普通海帶多糖相比，ADLP的抗氧化、吸濕等能力都有所提高，且所有海帶多糖及其衍生物的保濕性能都優(yōu)于甘油。Shimoda H等[51]發(fā)現(xiàn)，在海帶中提取的巖藻黃質(zhì)可以抑制絡(luò)氨酸酶的活性、黑色素瘤的色素生成以及UVB輻射引起的皮膚色素沉著。Chen Q R等[52]利用酶解法提取海帶中的巖藻聚糖，并以酪氨酸酶抑制力、細(xì)胞黑色素抑制力以及抗氧化能力等為指標(biāo)，探究巖藻聚糖的分子量與美白活性的關(guān)系，結(jié)果表明：在B16細(xì)胞中，分子量范圍在5～10 kDa之間的巖藻聚糖的美白活性最佳，說(shuō)明海帶具有開(kāi)發(fā)成美白產(chǎn)品的潛力；此外，海帶提取物可以促進(jìn)毛發(fā)生長(zhǎng)。Lee B M等[53]為研究一款治療脫發(fā)的藥物，探究了海帶提取物及其與刺激毛發(fā)生長(zhǎng)的胰島素生長(zhǎng)因子-1(Insulin-like growth factor-1，IGF-1)混合物的促毛發(fā)生長(zhǎng)效果；試驗(yàn)將海帶提取物和混合物局部涂抹在背部剃毛后的6周大的C57BL/6小鼠上，觀察二者對(duì)毛發(fā)再生的促進(jìn)效果，結(jié)果顯示：海帶提取物和其與IGF-1的混合物均可促進(jìn)小鼠毛發(fā)的生長(zhǎng)，且海帶提取物與IGF-1的混合使用具有增效作用。

3.4 保健食品

隨著人們生活節(jié)奏加快，亞健康逐漸年輕化，使保健品行業(yè)得以飛速發(fā)展。因含有各種蛋白質(zhì)、維生素、活性多糖、多肽等功效成分，海帶具有調(diào)節(jié)血糖、降血脂、抗氧化、抗動(dòng)脈粥樣硬化等作用。因此，以海帶為原料開(kāi)發(fā)各類(lèi)保健品也成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。

張李等[54]研發(fā)了一種富含膳食纖維和不飽和脂肪酸的復(fù)方海帶代餐粉，并將之喂養(yǎng)高脂血癥大鼠模型，發(fā)現(xiàn)其對(duì)模型大鼠有輔助降血脂的作用，且存在一定的劑量依賴(lài)關(guān)系；同時(shí)，可有效抑制大鼠動(dòng)脈粥樣硬化指數(shù)升高。白旭等[55]將多種藥食同源原料按一定配比制成復(fù)方海藻粥，并將其喂養(yǎng)便秘模型小鼠，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)復(fù)方海藻粥對(duì)便秘小鼠有促進(jìn)腸道蠕動(dòng)、潤(rùn)腸通便的作用。李純曉等[56]為糖尿病患者提供了一種富含海帶的全營(yíng)養(yǎng)配方食品，這款配方產(chǎn)品經(jīng)凍干制得，可以給糖尿病患者提供足夠的營(yíng)養(yǎng)，且具有穩(wěn)定血糖和抗氧化的功效。除此之外，研究人員還開(kāi)發(fā)了低糖低脂、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的功能性海帶面包、集無(wú)花果葉和海帶營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)于一體的海帶無(wú)花果葉保健軟糖等[57-58]。這些產(chǎn)品以保健休閑食品的形式，更加吸引大眾消費(fèi)者，從而有利于提高海帶保健食品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

4 海帶在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用

作為飼料，海帶可以促進(jìn)畜禽的繁殖能力、免疫力、對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力以及對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力，從而提高畜禽的生長(zhǎng)速率，降低飼養(yǎng)成本[59]。同時(shí)，海帶含有的促生長(zhǎng)因子可以有效促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，因而被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)中。

4.1 海帶在飼料中的應(yīng)用

在20世紀(jì)90年代，海帶就已經(jīng)被用作為飼料添加劑。孟昭聚[60-61]將海帶加工后的下腳料制成粉末，并以2%的添加量將海帶粉加入到肉雞飼料中，發(fā)現(xiàn)海帶粉可以提高肉雞存活率，并促進(jìn)其生長(zhǎng)；用鮮干海帶粉作為飼料添加劑，以2%含量加喂到豬飼料中，肉豬的日增重量極顯著提高，表明海帶可以促進(jìn)肉豬生長(zhǎng)，提高飼料的轉(zhuǎn)化率。

近年來(lái)，越來(lái)越多國(guó)內(nèi)外學(xué)者探究海帶直接作為飼料，在不同水產(chǎn)養(yǎng)殖物種中的喂養(yǎng)效果。王熙濤[62]為降低養(yǎng)殖刺參的飼料成本，以海帶為飼料原料，并在海泥中分離出BacillusamyloliquefaciensWB1菌株，然后利用菌株將海帶中刺參不能消化吸收的褐藻膠成分進(jìn)行降解，制得一種具有原料增值功能的刺參微生物脫膠海帶飼料，此外喂養(yǎng)該飼料的海參的各類(lèi)生長(zhǎng)性能和免疫力都有所提高。張翠翠[63]利用微生物發(fā)酵技術(shù)制備了一種寡糖型海帶發(fā)酵飼料，用于喂養(yǎng)鮑魚(yú)；該飼料通過(guò)微生物發(fā)酵，將所含的粗蛋白和膳食纖維降解為小分子物質(zhì)，更有利于被動(dòng)物消化吸收，從而提高飼料的利用率；試驗(yàn)結(jié)果表明，不論是在生長(zhǎng)速度，還在是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)上，寡糖型飼料喂養(yǎng)的鮑魚(yú)都優(yōu)于原飼料喂養(yǎng)的，而且寡糖型海帶發(fā)酵飼料不僅可以解決天然優(yōu)質(zhì)鮑魚(yú)飼料匱乏的問(wèn)題，還可以降低飼料成本，從而能可持續(xù)發(fā)展鮑魚(yú)養(yǎng)殖業(yè)。Takagi S等[64]用海帶基葉作為飼料喂養(yǎng)海膽，并觀察海膽性腺的大小、質(zhì)地、顏色和游離氨基酸的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著喂養(yǎng)周期的延長(zhǎng)，海膽性腺的大小和顏色均有所改善，而丙氨酸含量也有所增加，提高了海膽性腺的甜度，改善了口感。

4.2 海帶在肥料中的應(yīng)用

在19世紀(jì)，Haslam S F I等[65]發(fā)現(xiàn)在土壤中加入海帶碎塊，可以提高土壤的呼吸速率和潛在氮元素的礦化率。在海帶工業(yè)提取褐藻膠、甘露醇的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生不溶性的海帶渣，通常將其當(dāng)廢棄物處理。但海帶渣里面含有殼聚糖、多酚、甜菜堿等物質(zhì)，可促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，將其開(kāi)發(fā)成有機(jī)肥并應(yīng)用到農(nóng)業(yè)中，不僅可以提高海帶的綜合利用率，還能減少?gòu)U棄物排放[66]。

劉洋[66]將60%海帶渣與麥麩、雞糞、菌劑等物質(zhì)配比發(fā)酵，制得海帶渣有機(jī)堆肥，并將其施用在大蒜、豇豆、茭白等3種蔬菜作物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，海帶渣有機(jī)堆肥可以顯著促進(jìn)大蒜的株高和根長(zhǎng)，且隨著海帶渣堆肥的濃度增加，3種作物的全氮、全磷、全鉀的含量也顯著增加，說(shuō)明海帶渣有機(jī)堆肥可以有效促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)。何梅琳等[67]酶解處理海帶渣，制得海帶渣提取物(Kelp waste extracts ，KWE)，并將其作為彩椒和茭白的葉面肥，結(jié)果表明：KWE可以顯著促進(jìn)彩椒和茭白的生長(zhǎng)和改善其品質(zhì)。王銘等[68]預(yù)處理海帶渣后，再進(jìn)行酶解生產(chǎn)糖化液，隨后探究海帶渣糖化液培養(yǎng)小球藻(Chlorellasp.)的情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用海帶渣糖化液培養(yǎng)的小球藻的生物量顯著高于未添加的對(duì)照組。

5 其他應(yīng)用

除了上述應(yīng)用，海帶還被學(xué)者作為生產(chǎn)清潔能源的開(kāi)發(fā)對(duì)象。Liu H Y等[69]用加熱、酸、堿、超聲等4種預(yù)處理方法處理海帶，并用厭氧混合菌發(fā)酵海帶制造氫氣。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，預(yù)處理后的海帶產(chǎn)生的氫氣明顯多于未處理過(guò)的生海帶。其中，酸預(yù)處理的效果最好，當(dāng)初始pH為6.0、海帶為單一底物且濃度為2%時(shí)，氫氣產(chǎn)量最高可達(dá)(83.45 ± 6.96)mL·g-1。此外，被提取海藻酸鈉后剩余的海帶料渣可用來(lái)生產(chǎn)燃料乙醇。明凱利等[70]以海帶渣為原料，用酵母菌發(fā)酵制備燃料乙醇。與Liu H Y等[69]的發(fā)現(xiàn)相同，均是酸預(yù)處理效果優(yōu)于堿預(yù)處理。海帶渣分步糖化產(chǎn)生的乙醇濃度高于常用作制備燃料乙醇的原料秸稈。且在海帶渣同步糖化發(fā)酵過(guò)程中，以低溫QP7酶液和常溫纖維素酶制得的混合酶進(jìn)行酶解，乙醇產(chǎn)量可提高21%以上，說(shuō)明海帶渣作為生產(chǎn)燃料乙醇的原料具有良好的應(yīng)用前景。

鹽漬海帶的加工過(guò)程產(chǎn)生的漂燙液中含有碘、甘露醇、巖藻黃素等具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的有效活性成分，但大多數(shù)都被作為加工廢水而排放，沒(méi)有得到充分利用。張加幸等[71]為了提高海帶漂燙水中碘的回收率，利用空氣吹出法提取漂燙水中的碘，此工藝不僅不受體系雜質(zhì)限制，可在較高溫度下使用，還可以保持較高的碘提取率。研究表明，在最佳的工藝條件下，此法的碘吹出率高達(dá)90%。對(duì)海帶渣、漂燙液的充分利用，不僅可以減少污染物的排放，保護(hù)環(huán)境，還可以提高海帶資源的綜合利用率。

6 結(jié)語(yǔ)

海帶作為我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)藻類(lèi)，具有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和顯著的藥理活性。海帶多糖、活性多肽、碘、甘露醇等功能性物質(zhì)具有抗炎、抗血栓、抗癌、降血脂、減肥等生理功效，將其作為功效成分并開(kāi)發(fā)成生物醫(yī)藥制品和保健食品已成為研究熱點(diǎn)。海帶應(yīng)用范圍廣泛，但目前仍以粗加工產(chǎn)品為主。為進(jìn)一步促進(jìn)海帶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，未來(lái)可利用海帶中的多糖、降血壓肽等活性物質(zhì)加工成功能性口服液、注射液等保健品和藥品，提高海帶加工產(chǎn)品的附加值。海帶渣也富含碘、碳源等物質(zhì)，利用其加工成肥料和飼料，既可充分利用海帶資源，也可減少環(huán)境污染。