1(中國水產(chǎn)科學研究院南海水產(chǎn)研究所，國家水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)中心，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品加工重點實驗室，廣東 廣州，510300)2(上海海洋大學 食品學院，上海，201306) 3(韓山師范學院 食品工程與生物科技學院，廣東 潮州，521041)

摘 要 紫菜是一種藥食同源的經(jīng)濟紅藻，具有較好的開發(fā)利用價值。該文對現(xiàn)今國內(nèi)外紫菜的研究及綜合利用現(xiàn)狀進行了歸納，主要從營養(yǎng)成分(蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物及多酚等)和功能活性(抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化等)方面概述了最新研究進展，并在食品、海洋藥物及功能性產(chǎn)品、護膚化妝品等領(lǐng)域總結(jié)了紫菜的綜合利用狀況。就目前紫菜營養(yǎng)成分及功能活性研究存在的局限性、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(yīng)用前景，旨在為紫菜資源的合理利用及產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展提供參考。

紫菜(Porphyra)是一類重要的大型經(jīng)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]。現(xiàn)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(yǎng)殖品種[2]。壇紫菜(P. haitanensis)則是我國特有的暖溫帶種類，產(chǎn)于浙江、福建和廣東等長江以南地區(qū)，年產(chǎn)量約占全國紫菜產(chǎn)量的70%以上[3]。據(jù)統(tǒng)計，2017年我國紫菜產(chǎn)量約17.33萬t，較2016年增長了32.01%[4]，高產(chǎn)的特點為其深加工利用及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了可能。

紫菜素有“營養(yǎng)寶庫”之稱，蛋白質(zhì)、多糖含量高且富含人體所需的氨基酸、礦物質(zhì)及維生素等。據(jù)《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(xiàn)代研究表明，因紫菜含有多糖、多肽、多酚類等生物活性物質(zhì)，具有免疫調(diào)節(jié)、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(fā)利用價值。本文從營養(yǎng)成分和功能活性兩大方面較為全面地對紫菜研究與應(yīng)用現(xiàn)狀進行了總結(jié)和分析。

1 營養(yǎng)成分

1.1 蛋白質(zhì)

紫菜是一種高蛋白海藻，通常含有25%～50%蛋白質(zhì)(以干基計)，因產(chǎn)地、品種和生長期的不同其含量和變化趨勢會有所差異[6-15](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]，這在紫菜降血糖、抗腫瘤、抗氧化、增強免疫等多種生物學功能中體現(xiàn)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(fā)現(xiàn)其可作脂質(zhì)系統(tǒng)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。

利用紫菜蛋白酶解液制備生物活性肽正成為熱點研究內(nèi)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(chǎn)物分級純化，得到分子質(zhì)量為1.77 kDa的新型抗凝肽。白露[19]采用反復(fù)凍融與超聲波破碎結(jié)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(jīng)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(fā)現(xiàn)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(guān)。紫菜牛磺酸含量約達到藻體干質(zhì)量的1.2%，對促進嬰兒大腦發(fā)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(jié)晶相結(jié)合可有效實現(xiàn)分離純化。GACESA等[21]研究還表明紫菜真菌孢子類氨基酸(mycosporine-like amino acids, MAAs)是一種可吸收紫外線的代謝物，不僅有防曬保護作用，還具有抗氧化和免疫調(diào)節(jié)功能?？傮w上，紫菜的蛋白質(zhì)(藻膽蛋白)、酶解多肽和氨基酸都是重要的營養(yǎng)功能成分，在開發(fā)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)。陳偉洲等[9]發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)殖的皺紫菜的脂肪較壇紫菜等其他紫菜含量高且質(zhì)量更佳。紫菜脂肪酸組成中，多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)含量最多，單不飽和脂肪酸(monounsaturated fatty acid, MUFA)含量最低。飽和脂肪酸(saturated fatty acid, 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(lián)用技術(shù)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(jié)果表明部分脂肪酸組成及含量可為壇紫菜品質(zhì)分析提供依據(jù)。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(jīng)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(diào)條件下的加熱穩(wěn)定性，為日后利用紫菜生產(chǎn)EPA-DHA油和發(fā)揮其營養(yǎng)保健功能奠定基礎(chǔ)。

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3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(nèi)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(zhì)及功能活性評價方面，尤其功能活性和相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)備受關(guān)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(nèi)醚-L-半乳糖瓊二糖”重復(fù)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(fù)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(zhì)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(diào)節(jié)活性。由于多糖黏度大、擴散困難，限制了其在食品、生物、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)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(fā)現(xiàn)低分子量降解多糖對受損的HK-2細胞的修復(fù)活性優(yōu)于未降解多糖。GONG等[5]采用H2O2-Vc法降解制備的壇紫菜寡糖，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(jīng)IR和1D/2D NMR鑒定其結(jié)構(gòu)為“→3)β-D-半乳糖(1→4)3,6-內(nèi)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(fù)單元，并伴有其它基團連接，該實驗為紫菜多糖構(gòu)效關(guān)系分析提供了重要參考。

表1 紫菜基本營養(yǎng)成分含量 單位：g/100 g(以干基計)

Table 1 Basic nutrition components of Porphyra

產(chǎn)地及品種生長期蛋白質(zhì)脂肪碳水化合物膳食纖維灰分參考文獻浙江洞頭縣壇紫菜一水31.50±0.700.74±0.13/25.20±1.109.84±0.22二水30.10±0.000.70±0.08/23.30±1.6011.90±0.22三水28.30±0.202.69±0.01/21.00±1.5019.80±0.26四水27.20±0.102.80±0.16/19.80±1.3020.00±0.32[6]福建福清海域壇紫菜頭茬30.40.3641.51.8/11.1二茬33.10.3338.22.011.4三茬31.40.3137.62.113.7四茬33.00.3234.43.114.3五茬35.90.5429.53.315.8[7]廣東南澳縣壇紫菜三水35.30±0.650.51±0.0334.57±1.045.11±0.5310.37±0.30殘次30.49±0.710.35±0.0241.92±0.973.35±0.4910.97±0.25[8]廣東南澳縣皺紫菜初期40.38±0.910.74±0.0415.3±2.502.14±0.106.83±1.02中期35.39±0.700.94±0.0520.4±1.202.90±0.208.16±0.39后期32.81±0.312.12±0.0623.5±1.502.62±0.108.80±0.52[9]山東靖海灣條斑紫菜頭水49.82±0.21a0.99±0.04a24.05±0.11a/10.39±0.09a二水50.94±0.12a0.92±0.13a21.91±0.18b/16.58±0.15b四水46.67±0.19b0.90±0.09b22.17±0.07b/17.94±0.24b六水31.33±0.25c1.04±0.07a25.22±0.15a/19.54±0.22b[10]江蘇南通條斑紫菜頭茬33.40.76/4.79.3二茬37.50.74/4.910.5三茬39.50.78/5.010.8四茬39.20.81/5.411.3五茬39.60.77/5.911.8六茬38.90.76/6.112.4[11]韓國甘紫菜/36.83±0.720.73±0.04//10.31±0.19[12]日本紫菜/43.62.144.42.07.8[13]西班牙紫菜/33.21.044.622.921.3[14]哥倫比亞紫菜8月-10月24.61±0.210.25±0.0648.02±1.1321.42±5.126.46±0.09[15]

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)

膳食纖維是紫菜多糖的主要成分，水溶性膳食纖維(soluble dietary fiber, SDF)占很大比例。超聲波輔助提取是壇紫菜SDF最適提取方法[27]，中性蛋白酶為不溶性膳食纖維的最適酶解劑，超聲輔助ClO2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。

堿處理可使紫菜膠轉(zhuǎn)變成瓊膠糖。程新梅等[28]實驗發(fā)現(xiàn)，堿浸溫度60～70 ℃、堿質(zhì)量分數(shù)30%時，瓊膠的產(chǎn)量、強度均較高?，F(xiàn)今紫菜瓊膠的大量制備已在工業(yè)上有所應(yīng)用[29]，但對其分離純化、生物活性方面有待進一步研究。

1.4 維生素和礦物質(zhì)

紫菜維生素種類齊全，含量豐富，是良好的維生素原料。其中，VA含量高于牛肉、雞蛋，VB1含量是橘子的2～3倍，VB2含量約為香菇的9倍，VC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(shù)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VB12，具有活躍腦神經(jīng)，預(yù)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 VB12，其對VB12缺乏大鼠有重要生物價值[30]。

紫菜中礦物質(zhì)極為豐富，其灰分占6.4%～20.9%(表1)，這與它自身可吸收和積蓄海水中無機質(zhì)有很大相關(guān)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F(xiàn)e 33.2 mg、Ca 343 mg、P 457 mg[6]，尤其是Na/K小于1.2，有助于降低高血壓發(fā)病。金屬離子如Cu、Pb、Cd、Cr的含量均低于食品衛(wèi)生標準[22]，符合食品安全要求。此外，紫菜的礦物質(zhì)還具有一定生理活性，可有效平衡體內(nèi)礦質(zhì)元素水平。

1.5 天然色素

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(zhì)的重要指標，有助于篩選優(yōu)質(zhì)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/100 g。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(jīng)膠質(zhì)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(jīng)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(zhì)開發(fā)的一條重要途徑。

1.6 多酚類

紫菜多酚類物質(zhì)的分離純化、結(jié)構(gòu)測定工作剛起步，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OH·和的IC50分別為0.405 mg/mL和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%，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(xiàn)出90%的抑制作用，同時也具有較好的DPPH·清除能力。李峰，邱小明等[35-36]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。

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[37]。紫菜中這些成分含量較少，其研究起步較晚。KAZLOWSKA等[38]用甲醇萃取紫菜再經(jīng)連續(xù)溶劑區(qū)分萃取，經(jīng)高效液相層析-蒸發(fā)光散射檢測器分析其CH2Cl2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(shù)，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(fù)制備薄層色譜相結(jié)合法，首次從條斑紫菜中分離出5個半倍萜類化合物，結(jié)構(gòu)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(zhì)的含量目前尚不明確，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。

2 功能活性

2.1 抗腫瘤活性

紫菜在抗腫瘤活性方面的機制主要體現(xiàn)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2個方面[41]。發(fā)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(zhì)[42-45]。ZHANG等[42]MTT增殖實驗顯示，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，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(shù)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(guān)。CHEN等[43]通過體外SGC-7901腫瘤細胞試驗及體內(nèi)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(yù)防和治療提供了可能。FAN等[44]以凝膠過濾色譜法從蛋白質(zhì)水解物中分離出3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(nèi)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(fā)現(xiàn)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。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(diào)節(jié)功能

生物活性成分免疫調(diào)節(jié)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(jié)合活性以及調(diào)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(chǎn)生等途徑來實現(xiàn)對機體免疫系統(tǒng)功能的調(diào)節(jié)[24]。值得關(guān)注的是，紫菜多糖是紫菜中主要的免疫調(diào)節(jié)物質(zhì)，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(diào)節(jié)[46-48]。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(nèi)實驗表明紫菜多糖可通過平衡Th1/Th2免疫反應(yīng)，對原肌凝蛋白TM誘導的過敏反應(yīng)起負向免疫抑制作用。因而，紫菜多糖可作為免疫調(diào)節(jié)的食品或藥物成分，可利用其開發(fā)具有正負雙向免疫調(diào)節(jié)作用的功能性產(chǎn)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(xiàn)抗氧化和抗衰老作用，其機理主要是直接清除等自由基和淬滅脂過氧化過程中產(chǎn)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(zhì)聯(lián)用技術(shù)，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(guān)的異染色質(zhì)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(jīng)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。利用紫菜獲得具有抗衰老潛力的生物安全劑，開發(fā)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(tǒng)的影響

紫菜對心血管系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)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(fā)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(jié)果表明，PPS可作為高脂血癥的潛在治療藥物。CAO等[53]研究結(jié)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(jié)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(jié)合穩(wěn)定。紫菜中的多種活性因子對預(yù)防和治療心血管疾病可能有積極的促進作用，可開發(fā)相關(guān)藥品及功能性食品。

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(zhì)及時排泄體外，維持系統(tǒng)腸道功能。ZHANG等[55]應(yīng)用illumina PE250測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)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(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著變化。陳海敏等[56]連續(xù)喂食小鼠30 d后，發(fā)現(xiàn)紫菜組小鼠糞便持水量、排便粒數(shù)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(fā)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(fā)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(guān)系，表明紫菜可通過相關(guān)微生物水平基因轉(zhuǎn)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(diào)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(zhì)酸更好。GACESA等[21]發(fā)現(xiàn)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(fā)提供了實驗依據(jù)。KIM等[59]的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]的研究表明，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(yīng)用前景。LIU等[61]從紫菜中分離出γ-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(zhì)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

紫菜在作為優(yōu)良菜肴的同時，可作為新型食品、海洋藥物和功能性產(chǎn)品及化妝品的天然綠色來源，還有望成為環(huán)境保護、維護生態(tài)平衡、能源轉(zhuǎn)化的重要海藻資源。

3.1 食品

(1)直接加工。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(fā)為海苔類產(chǎn)品，壇紫菜主要以紫菜餅、即食紫菜、小包裝湯料呈現(xiàn)[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(fā)出來，賦予了較好的口感。

(2)間接加工。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(tài)。近年來已開發(fā)出紫菜茶、紫菜糖、復(fù)合海苔等新興食品，國內(nèi)外也相繼報道了紫菜醬、紫菜醬油、紫菜酸奶等創(chuàng)新產(chǎn)品的加工工藝[29]。王軍[62]公開發(fā)明了一種紫菜蝦醬，將紫菜和麻蝦結(jié)合，更具風味和營養(yǎng)價值，且適宜消化吸收，還可預(yù)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，適宜添加入含臍帶菌、內(nèi)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(diào)理飲食均衡。

3.2 海洋藥物及功能性產(chǎn)品

紫菜因其具有多種功能活性，在藥物及功能性產(chǎn)品的研發(fā)等領(lǐng)域顯示出重要的研發(fā)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(jié)合實際需要將紫菜的生物活性充分利用起來開發(fā)海洋藥物及保健品具有實驗依據(jù)和發(fā)展前景。高效提取及利用紫菜活性單體及先導化合物開發(fā)藥物及功能性產(chǎn)品，是目前充分挖掘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(fā)護膚化妝品將大大提高紫菜的產(chǎn)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(zhì)，將其開發(fā)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(yīng)用領(lǐng)域。但現(xiàn)今藻類藥妝領(lǐng)域工業(yè)化生產(chǎn)工藝、檢測技術(shù)、功效評價體系建立等方面依舊存在欠缺，有待進一步完善。

3.4 其他

海藻作為第三代生物質(zhì)能，正成為未來生物能源轉(zhuǎn)化的熱點目標。含高碳水化合物和蛋白質(zhì)的紫菜適合制備生物燃氣和乙醇[66]，在海藻資源能源轉(zhuǎn)化應(yīng)用上占據(jù)重要地位。并且紫菜可有效固定CO2，對降低溫室效應(yīng)、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(yǎng)殖是防止我國近海海域因氮、磷等元素超量誘發(fā)的大面積“赤潮”的有力措施，可有效改善海域富營養(yǎng)化程度[37]。

值得關(guān)注的是，由于紫菜早期營養(yǎng)品質(zhì)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。近年來的研究已重點關(guān)注于后期及末水紫菜的瓊膠制備及活性物質(zhì)提取與開發(fā)利用上[67]，保證了資源合理利用并兼顧了經(jīng)濟可行性。

4 展望

目前對紫菜營養(yǎng)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。對紫菜的化學成分評價不夠全面和透徹，主要集中在蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素等基本營養(yǎng)成分，多酚、黃酮、蒽醌、內(nèi)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(lǐng)域，未充分研究多酚、黃酮及其他小分子活性物質(zhì)的生理功能，其提取純化、結(jié)構(gòu)解析、生物活性研究鮮有報道，極大地限制了紫菜的相關(guān)應(yīng)用，這將成為未來紫菜生物活性物質(zhì)研究的重點方向之一。

此外，對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(guān)于構(gòu)效關(guān)系、量效關(guān)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(jié)構(gòu)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(yīng)重點關(guān)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(zhì)的生物活性探索，特別是分離純化后單一組分功能性結(jié)構(gòu)解析、構(gòu)效關(guān)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(xié)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(chǔ)。

現(xiàn)今紫菜創(chuàng)新食品研發(fā)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(yīng)用鮮有報道，活性物質(zhì)的研究依舊停留在實驗室階段，應(yīng)當重視臨床試驗及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)方向。紫菜部分化合物已經(jīng)在化妝品領(lǐng)域得到了應(yīng)用，但尚處于研究階段。因此，研究人員需要利用紫菜資源優(yōu)勢，采用新技術(shù)新手段加大紫菜創(chuàng)新食品研制，開發(fā)商業(yè)價值高的海洋藥物和功能食品及化妝品，增加紫菜的經(jīng)濟附加值，以及密切關(guān)注紫菜資源在能源轉(zhuǎn)化與環(huán)境保護上的機遇，對于進一步推動紫菜行業(yè)發(fā)展，帶動整個海藻產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展都具有非常重要的意義。

參考文獻

[1] SUTHERLAND J E,LINDSTROM S C,NELSON W A,et al.A new look at an ancient order:generic revision of the Bangials(Rhodophyta)[J].Journal of Phycology,2011,47(5):1 131-1 151.

[2] 李微,阿曼尼薩·買買提,徐繼林,等.不同收獲期不同品系壇紫菜脂肪酸組成比較[J].生物學雜志,2016,33(1):27-31.

[3] CAO Jin,WANG Jianping,WANG Shicheng,et al.Porphyra species: a mini-review of its pharmacological and nutritional properties[J].Journal of Medicinal Food,2016,19(2):111-119.

[4] 農(nóng)業(yè)部漁業(yè)局編制.中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社,2018.

[5] GONG Guiping,ZHAO Jixiang,WEI Ming,et al.Structural characterization and antioxidant activities of the degradation products from Porphyra haitanensis polysaccharides[J].Process Biochemistry,2018,7(1):185-193.

[6] 應(yīng)苗苗,施文正,潘峰.紫菜不同收割期營養(yǎng)成分的分析[J].浙江農(nóng)業(yè)科學,2009,1(6):1 227-1 228.

[7] 楊少玲,戚勃,楊賢慶,等.中國不同海域養(yǎng)殖壇紫菜營養(yǎng)成分差異分析[J].南方水產(chǎn)科學,doi:10.12131/20190066.

[8] 陳美珍,徐景燕,潘群文,等.末水殘次壇紫菜的營養(yǎng)成分及多糖組成分析[J].食品科學,2011,32(20):230-234.

[9] 陳偉洲,蔡少佳,劉婕,等.養(yǎng)殖海藻皺紫菜和脆江蘺的主要營養(yǎng)成分分析[J].營養(yǎng)學報,2013,35(6):613-615.

[10] 趙玲,曹榮,王聯(lián)珠,等.靖海灣條斑紫菜的營養(yǎng)及鮮味評價[J].漁業(yè)科學進展,2018,39(6):134-140.

[11] 仲明,張銳.條斑紫菜不同采收期主要營養(yǎng)成分變化情況[J].中國飼料,2003(23):30-31.

[12] HWANG E S.Composition of amino acids, minerals, and heavy metals in differently cooked laver (Porphyra tenera)[J].Journal of the Korean Society of Food Science & Nutrition,2013,42(8):1 270-1 276.

[13] NODA H.Health benefits and nutritional properties of Nori[J].Journal of Applied Phycology,1993,5(2):255-258.

[14] TABOADA C,MILLAN R,MIGUEZ I.Evaluation of marine algae Undaria pinnatifida and Porphyra purpurea as a food supplement: composition,nutritional value and effect of intake on intestinal, hepatic and renal enzyme activities in rats[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,2013,93(8):1 863-1 868.

[15] CIAN R E,FAJARDO M A,ALAIZ M,et al.Chemical composition, nutritional and antioxidant properties of the red edible seaweed Porphyra columbina[J].International Journal of Food Sciences and Nutrition,2014,65(3):299-305.

[16] 于嬌,胡曉,楊賢慶,等.海洋藻類藻膽蛋白的提取、純化與應(yīng)用研究進展[J].食品工業(yè)科技,2018,(11):314-326.

[17] CHEN Xu,WU Miaohong,YANG Qian,et al.Preparation, characterization of food grade phycobiliproteins from Porphyra haitanensis, and the application in liposome-meat system[J].LWT-Food Science and Technology,2017,77:468-474.

[18] INDUMATHI P,MEHTA A.A novel anticoagulant peptide from the Nori hydrolysate[J].Journal of Functional Foods,2016,20:606-617.

[19] 白露.壇紫菜多肽的分離純化及其抗腫瘤活性研究[D].廣州：華南理工大學,2016.

[20] WANG Fen,GUO Xiaoyu,ZHANG Danni,et al.Ultrasound-assisted extraction and purification of taurine from the red algae Porphyra yezoensis[J].Ultrasonics Sonochemistry,2015,24:36-42.

[21] GACESA R,LAWRENCE K P,NIKOLAOS D,et al.The mycosporine-like amino acids Porphyra-334 and shinorine are antioxidants and direct antagonists of Keap1-Nrf2 binding[J].Biochimie,2018,154:35-44.

[22] 張全斌,趙婷婷,綦慧敏,等.紫菜的營養(yǎng)價值研究概況[J].海洋科學,2005,29(2):69-72.

[23] 曲興源.分離純化渤海紫菜中EPA-DHA并對其加熱穩(wěn)定性進行評價[D].錦州：錦州醫(yī)科大學,2015.

[24] BHAKTI T,AVINASH M.Nutraceutical potential of seaweed polysaccharides: structure, bioactivity, safety, and toxicity[J].Food Science and Food Safety,2019,18(3):817-831.

[25] 邱偉芬,楊文建,薛梅,等.條斑紫菜多糖的純化、理化性質(zhì)及其免疫活性研究[J].食品科學,2013,34(23):51-56.

[26] BHADJA P,TAN Caiyan,OUYANG Jianming,et al.Repair effect of seaweed polysaccharides with different contents of sulfate group and molecular weights on damaged HK-2 Cells[J].Polymers,2016,8(5):188-202.

[27] 王靜博.福建壇紫菜膳食纖維粗粉的制備及其性質(zhì)研究[D].福州：福建農(nóng)林大學,2011.

[28] 程新梅,田世國,邊陸軍.提高紫菜瓊脂產(chǎn)量和強度的工藝探討[J].河北漁業(yè),2013(3):3-5.

[29] 王海洪,王揚.紫菜加工利用可行性分析[J].食品科技,2000,(6):29-30.

[30] WATANABE F,TAKENAKA S,KATSURA H,et al.Characterization of a vitamin B12 compound in the edible purple laver, Porphyra yezoensis[J].Bioscience Biotechnology & Biochemistry,2014,12(64):2 712-2 715.

[31] 謝程亮,黃健,孫彬,等.壇紫菜(紅藻門，紅毛菜綱)化學成分分析[J].中國海洋藥物,2009(1):29-35.

[32] 李小平,閆忠輝,別雨薇,等.壇紫菜中化學成分的提取及抗腦膠質(zhì)瘤活性組分的篩選[J].中藥藥理與臨床,2018,34(5):83-87.

[33] LI Yingchang,WANG Yali,LI Jianrong,et al.Purification of total polyphenols from Porphyra yezoensis[J].Asian Journal of Chemistry,2014,26(23):7 897-7 903.

[34] OH Y J,KIM J M,BANG I S.Anti-proliferating effects and gene expression profiles through antioxidant activity of Porphyra yezoensis fractions on human HepG2 cell lines[J].Journal of Life Science,2018,2(28):176-186.

[35] 李鋒,李清仙,程志遠,等.壇紫菜多酚抗氧化及抑制UVB致HSF細胞氧化損傷作用[J].食品科學,2017,38(17):190-197.

[36] 邱小明,李鋒,石賢愛.紫菜多酚對人惡性黑色素瘤細胞A375增殖和誘導凋亡的影響及機制探討[J].福州大學學報(自然科學版),2018,46(3):445-450.

[37] 田靜,張盼盼,盧永昌,等.矮紫堇化學成分與生物活性研究進展[J].中藥新藥與臨床藥理,2019,30(1):140-145.

[38] KAZLOWSKA K,LIN H T V,CHANG S H,et al.In vitro and in vivo anticancer effects of sterol fraction from red algae Porphyra dentata[J].Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine,2013,2013:1-10.

[39] 馮強,魏玉西,齊君,等.壇紫菜(Porphyra haitanensis)化學成分的研究[J].海洋科學,2013,37(5):15-18.

[40] SUN Yingying,XING Jingzeng,ZHANG Jianshuo,et al.Sesquiterpenoids with antialgal activity against the common red tide microalgae from marine macroalga Porphyra yezoensis[J].Environmental Science and Pollution Research International,2018,8(25):7 844-7 859.

[41] 孫謙,胡中海,孫志高,等.魚腥草的生物活性及其機理研究進展[J].食品科學,2014,35(23):354-358.

[42] ZHANG Luxi,CAI Chuner,GUO Tingting,et al.Anti-cancer effects of polysaccharide and phycocyanin from Porphyra yezoensis[J].Journal of Marine Science and Technology,2011,19(4):377-382.

[43] CHEN Yiyong,XUE Yiting.Optimization of microwave assisted extraction, chemical characterization and antitumor activities of polysaccharides from Porphyra haitanensis[J].Carbohydrate Polymers,2019(206):179-186.

[44] FAN Xiaodan,BAI Lu,MAO Xinliang,et al.Novel peptides with anti-proliferation activity from the Porphyra haitanensis hydrolysate[J].Process Biochemistry,2017,60:98-107.

[45] KIM S C,LEE J R,PARK S J.Porphyra tenera induces apoptosis of oral cancer cells[J].The Korea Journal of Herbology,2015,30(2):25-30.

[46] 田冰,劉璟.紫菜多糖對腸道病毒71型乳鼠模型T細胞亞群及細胞因子的免疫干預(yù)作用[J].中國生物制品學雜志,2018,(2):145-149.

[47] LIU Qingmei,XU Shasha,LI Long,et al.In vitro and in vivo immunomodulatory activity of sulfated polysaccharide from Porphyra haitanensis[J].Carbohydrate Polymers,2017,165(4):189-196.

[48] SHI Chaolan,PAN Tzuming,CAO Minjie,et al.Suppression of Th2 immune responses by the sulfated polysaccharide from Porphyra haitanensis in tropomyosin-sensitized mice[J].International Immunopharmacology,2015,24(2):211-218.

[49] MARIA C,JULIANNE S,PAUL R T,et al.Peptide identification from a Porphyra dioica protein hydrolysate with antioxidant, angiotensin converting enzyme and dipeptidyl peptidase IV inhibitory activities[J].Food & function,2019,10(6):3 421-3 429.

[50] ZHANG Zhongshan,WANG Xiaomei,SU Huili,et al.Effect of sulfated galactan from Porphyra haitanensis on H2O2-induced premature senescence in WI-38 cells[J].International Journal of Biological Macromolecules,2018,106:1 235-1 239.

[51] 呂鐘鐘,羅建光,管華詩.紫菜的生物活性研究進展[J].中國海洋大學學報(自然科學版),2009,39(A1):47-51.

[52] QIAN Li,ZHOU Yan,MA Jianxin.Hypolipidemic effect of the polysaccharides from Porphyra yezoensis[J].International Journal of Biological Macromolecules,2014,68(7):48-49.

[53] CAO Chunjie,CHEN Meizhen,LIANG Bin,et al.Hypoglycemic effect of abandoned Porphyra haitanensis, polysaccharides in alloxan-induced diabetic mice[J].Bioactive Carbohydrates & Dietary Fiber,2016,8(1):1-6.

[54] AZEEMULLAH A S,KALKOORU L V,ALKA M.An anticoagulant peptide from Porphyra yezoensis inhibits the activity of factor XIIa: In vitro and in silico analysis[J].Journal of Molecular Graphics & Modelling,2019,89:225-233.

[55] ZHANG Zhongshan,WANG Xiaomie,HAN Shuwen,et al.Effect of two seaweed polysaccharides on intestinal microbiota in mice evaluated by illumina PE250 sequencing[J].International Journal of Biological Macromolecules,2018,112:796-802.

[56] 陳海敏,駱其君,裴魯青,等.紫菜粉對小鼠腸道排便功能的影響[J].營養(yǎng)學報,2009,31(6):591-595.

[57] JOKE H,FREDERIK L,OLIVIER D C,et al.What we can learn from sushi: a review on seaweed-bacterial associations[J].FEMS Microbiology Ecology,2012,83(1):1-16.

[58] WANG Jing,JIN Weihua,HOU Yun,et al.Chemical composition and moisture-absorption/retention ability of polysaccharides extracted from five algae[J].International Journal of Biological Macromolecules,2013,57(6):26-29.

[59] KIM H H, LEE X J, HAN T J,et al.The micosporine-like amino acids-rich aqueous methanol extract of laver (Porphyra yezoensis)inhibits adipogenesis and induces apoptosis in 3T3-L1 adipocytes[J].Nutrition Research & Practice,2015,9(6):592-598.

[60] 顧曉慧.紫菜對大鼠生理機能的影響及對大鼠鉛中毒的促排作用研究[D].青島：中國海洋大學,2014.

[61] LIU Qingmei,WANG Youzhao,CAO Minjie,et al.Anti-allergic activity of R-phycocyanin from Porphyra haitanensis in antigen-sensitized mice and mast cells[J].International Immunopharmacology,2015,25(2):465-473.

[62] 王軍.一種紫菜蝦醬的制備方法:中國,CN 109645444A[P].2019.

[63] NUNEZ M,PICON A.Seaweeds in yogurt and quark supplementation: influence of five dehydrated edible seaweeds on sensory characteristics[J].International Journal of Food Science & Technology,2016,52(2):431-438.

[64] 陶莉.糖尿病專用早餐及其制備方法:中國,CN 109892370A[P].2019.

[65] 楊亞云.四種大型海藻在化妝品上綜合應(yīng)用研究[D].上海：上海海洋大學,2016.

[66] 張毅,孔曉英,孫永明.海藻資源能源轉(zhuǎn)化技術(shù)研究進展[J].現(xiàn)代化工,2015,35(8):50-54.

[67] 王小慧,戚勃,楊賢慶,等.響應(yīng)面法優(yōu)化末水壇紫菜蛋白酶解工藝及其酶解液抗氧化活性研究[J].南方水產(chǎn)科學,2019,15(2):94-101.

相關(guān)知識

黃花菜生物活性成分及功能研究進展
山藥活性成分及營養(yǎng)功能研究進展
紫黑米的色素和營養(yǎng)成分研究綜述
黃花菜的活性成分、生物活性及加工技術(shù)研究進展
青稞功能成分與生物活性研究進展
黑茶活性成分及健康功效研究進展
燕麥營養(yǎng)成分、功能特性及其產(chǎn)品的研究進展
米酒功能性成分研究進展
茶及其功能成分的抗炎作用研究進展
氨基酸的生物活性及其營養(yǎng)調(diào)控功能的研究進展

網(wǎng)址: 紫菜的營養(yǎng)成分、功能活性及綜合利用研究進展 http://m.u1s5d6.cn/newsview1722326.html