任厚朋
青岛科技大学化工学院 （山东青岛 266042）
环境保护
浒苔的开发及综合应用
任厚朋
青岛科技大学化工学院 （山东青岛 266042）
介绍了浒苔的结构性能以及浒苔在我国食品和保健品、生物医药、农业等领域的研究进展，并对其广阔的应用前景进行了展望。
浒苔 食品 生物医药 应用
近年来，随着全球气候变化及水体富营养化，海洋大型藻类——浒苔绿潮频频暴发，大量浒苔漂浮聚集到岸边，腐烂发臭、阻塞航道、污染环境，严重威胁着沿海渔业、旅游业的发展。尤其在山东青岛，自2008年6月中旬开始，大量浒苔从黄海中部海域漂移至青岛附近海域，青岛近海海域及沿岸遭遇了突如其来、历史罕见的浒苔自然灾害，随后几年浒苔再次来袭，栈桥沿海两侧堆积了成片的浒苔，就像一片草场。2013年7月，青岛市受洋流和风向的影响，最大的一波浒苔从海面飘来，青岛沿海普遍被大面积浒苔所覆盖，其严重程度堪比2008年的首次浒苔灾害。研究表明，浒苔最初形成于江苏外海，随着时间的推移，每年6～8月进入盛长期，此时正好飘浮到山东半岛，而山东半岛的地形正好将浒苔拦截，形成灾害。青岛已连续4年暴发的绿潮现象，使浒苔成为专家学者研究的热点，将浒苔变废为宝，实现浒苔的资源化利用有着广阔的应用前景。现在，浒苔被广泛地应用于食品、农业和医药等领域。
1 浒苔的结构性能浒苔是绿藻门石莼科的一属。藻体直立，管状中空或者至少在藻体的柄部和藻体边缘部分呈中空，管状部分由单层细胞组成。藻体单条或有分枝，圆管状中空，有时部分稍扁。藻体无柄，成熟时从基部细胞生出假根丝形成盘状固着器固着在基质上[1]。藻体壁由1层细胞组成。细胞内有1个细胞核和1个片状色素体，位于原生质体的表面，一般含1个淀粉核。
浒苔是一种繁殖迅速的经济藻类，藻体呈暗绿色或亮绿色，本身无毒性，广泛分布于河口、中潮带的石沼中，对海水温度、盐度、pH值和光照强度的适应范围广，最合适分布范围：温度15～25℃、盐度20.2～26.9、pH=7～9、光照强度5000～6 000 lx。浒苔属于大型绿藻，广泛分布于世界范围的海洋中，以亚洲居多。全世界目前已知的浒苔种类约有80余种，中国约有11种。特别是东海海域的绿藻（主要是浒苔）资源十分丰富,仅福建沿海每年的产量就在10万t以上。浒苔产生的季节是当年的11月份到次年6月份。
浒苔干物质中蛋白质含量为11.16%、粗脂肪1.50%、粗纤维6.70%、钙1.55%。总氨基酸（TAA）含量9.58%，占粗蛋白质的85.84%，且必需氨基酸（EAA）种类齐全，EAA占TAA的43%，呈味氨基酸占总量的56%以上[2]。微量元素丰富，特别是Fe、Cu、Zn等三种动物必需微量元素的含量均明显高于同海域生长的其他藻类，而对动物有害的重金属元素（尤其是Pb和As）则在同海域海藻中含量最低[3]。
2 浒苔应用现状概述2.1 营养食品原料
浒苔富含碳水化合物、蛋白质、粗纤维及矿物质，同时还含有脂肪和维生素。在浒苔蛋白质中，氨基酸种类齐全，必需氨基酸含量较高，浒苔的脂肪酸组成中，多不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的含量分别为50.5%、12.7%和36.8%，其中包括近4%的奇数碳原子脂肪酸。因此浒苔是高蛋白、高膳食纤维、低脂肪、低能量，且富含矿物质和维生素的天然营养食品的理想原料。浒苔作为食品，目前在国际上已有研究，如在日本，浒苔粉和浒苔片作为食品配料或营养性添加剂，广泛应用于各种食品，如膨化食品、海苔饼干、海苔花生、海苔干脆面、浒苔面包等。
我国研究人员在传统食用浒苔的基础上，也对新型浒苔食品进行了开发探索，如浒苔酱、软包装浒苔、浒苔挂面、浒苔果冻等，或将浒苔粉作为调味汤料包的重要辅料。另外，有学者研究从浒苔中提取浒苔绿藻精等活性成分，用于功能食品的开发，如浒苔绿藻精饮料和浒苔功能食品等[4]。朱兰兰等[5]以新鲜浒苔为原料,研究了不同脱盐试剂配方、烘干温度对浒苔粉生产的影响，对研究开发的3种浒苔片进行了感官模糊综合评价，结果发现：采用脱盐护色技术，35℃低温烘干，可制得色泽呈鲜艳绿色的浒苔粉，且玉米味浒苔片比其他口味更受欢迎。宋绍华等[6]采用顶空固相微萃取-气质联用法对新鲜肠浒苔的挥发性风味成分进行测定,并加以感官评定分析比较风味物质组成，结果表明：浒苔的主要特征性风味物质是顺-3-十七烯，该物质在新鲜肠浒苔中含量高达59.54%，其次是棕榈醛、（E,E）-2,4-庚二烯醛、β-紫罗兰酮、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 农业方面
浒苔除富含蛋白质、多糖和微量元素外，亦是一种具有诱食成分的藻类饲料源，市场潜力显着。王述柏等[7]对浒苔添加水平对蛋鸡产蛋性能、蛋品质等的影响作了相应的研究，发现：蛋鸡饲料中额外添加1%～3%的浒苔，可显着提高产蛋量，显着降低料蛋比，不同程度地增加蛋壳厚度及显着增加蛋壳钙含量，改善蛋壳质量，显着提高蛋黄颜色，并显着降低蛋黄胆固醇含量。周薇等[8]将浒苔用作肉兔饲料，结果表明浒苔可降低肉兔血液总胆固醇中甘油三酯的含量，对肉兔生长有较好作用。庞国兴等[9]对浒苔作为饲料原料的产业化技术的可行性进行了研究，确定了浒苔饲料加工生产所需的工艺和机器设备。浒苔用作海藻类养殖饲料或饲料添加剂用于水产养殖业，可有效促进水产动物的生长，提高产量，改善肉质和体色，减少抗生素及其他化学药物的用量，降低药物残留，提高水产品品质。现已有了相关研究成果，如苏秀榕和梁萌青等申请了“浒苔直接加入法制备海参和大菱鲆饲料”的专利。另外，通过对比浒苔与鼠尾藻和海带的基本理化指标，发现浒苔的蛋白质虽然低于鼠尾藻但却高于海带，粗脂肪含量高于鼠尾藻和海带，因此浒苔可以作为刺参饲料的一种植物蛋白源来替代鼠尾藻或马尾藻[10]。
此外，利用开发浒苔作为新型有机肥料，近年来有了较快发展，开始代替了部分传统化肥。目前已经利用浒苔研制出海藻颗粒肥、海藻微生物菌肥、海藻冲施肥、海藻叶面肥、特效功能肥等五大系列上百种产品。
2.3 生物医药、保健方面
浒苔中除了含有葡萄糖、半乳糖和木糖等中性糖外，还含有较多的鼠李糖和岩藻糖等甲基糖，特别是富含糖醛酸和硫酸基的酸性多糖含量丰富，总糖含量高达35%～45%。通过对活性成分的有效提取，制得的浒苔硫酸多糖生物制品，可推广应用于保健品、医药等领域。
浒苔多糖是浒苔主要活性成分之一，浒苔多糖可以降血脂、抗衰老、增强免疫反应、消炎、抗病毒等。宋玉娟等[11]对肠浒苔凝集素进行了分离纯化及性质研究，结果表明，肠浒苔凝集素具有凝集单细胞、抑制肿瘤细胞增殖等生物活性。高玉杰等[12]从浒苔中提取浒苔多糖，并进行硒化反应，制备硒化浒苔多糖。考察了浒苔多糖和硒化浒苔多糖对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌两种细菌和柑桔炭疽病菌、苹果腐烂病菌、棉花枯萎病菌、苹果轮纹病菌、小麦全蚀病菌、黄瓜枯萎病菌、苹果斑点落叶病菌等7种植物致病真菌的抑菌特性。结果表明，硒化浒苔多糖和浒苔多糖对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌都有一定的抑菌作用，硒化浒苔多糖的抑菌效果明显优于浒苔多糖。在抗癌症方面，有学者提取出浒苔中的一些化合物，经小白鼠皮肤肿瘤试验证明，其对皮肤癌有抑制作用。刘畅等[13]研究发现，以浒苔多糖为基料的可食膜在抗拉强度和断裂生长率方面显着优于不添加浒苔多糖的膜，并且浒苔多糖具有优良的保健功能。
从浒苔中可以提炼出宝贵的海洋寡糖[14]。寡糖与一般的糖相比，具有抑制血压升高、热量低、不易致人发胖、防止龋齿、提高人体免疫力等功能。此外，海洋寡糖还具有其他的应用价值，如从海洋生物中提取的褐藻胶寡糖、卡拉胶寡糖、甲壳胺寡糖和琼胶寡糖等，分别具有抗心脑血管疾病、老年痴呆、肿瘤、动脉粥样硬化、提高机体免疫等作用。
此外，浒苔中所含有的纤维质有解毒烟碱的作用，对吸烟者有好处。科学家在浒苔中还发现了抗过敏物质。另外，有研究证明浒苔在提高动物免疫力方面也具有良好的作用。
2.4 能源方面的应用
生物质是一种可再生的绿色新型能源。目前，我国主要利用秸秆玉米芯等原料开发生物质资源，而对于海藻能源的开发主要以微藻生产柴油为主。相对于陆生植物，浒苔属于低等生物，但浒苔有着巨大的生物量，吸收养分快，抗逆性强，且繁殖迅速，蕴含着丰富的生物能源，是一种理想的能源植物，所以有着广阔的应用前景。
刘政坤[15]以大型绿藻为原材料，充分利用其含有的粗纤维类物质，通过水解实验降解浒苔生物质，并利用降解产生的单糖，通过微生物厌氧发酵制取生物能源——乙醇。
复旦大学研究人员[16]已经完成了将浒苔转化成“石油”的全过程，并成功申请了专利。王勇等[17]综述了生物质热解和生物质液化是两种有效的生物质转化技术,其转化所得生物质油有望替代化石燃料，浒苔在此方面的应用前景广阔。查国君等[18]以鲜浒苔为原料,在室温（16～25℃）环境下，采用批量发酵的工艺,进行发酵产沼气实验，实验结果表明，鲜浒苔可以作为沼气发酵原料，其TS（总固体）产气潜力为513mL/g，VS（挥发性固体）产气潜力为654mL/g，说明鲜浒苔是一种很好生物质产沼气原料。
山东科技大学化学与环境工程学院清洁能源研究中心田原宇教授[19-20]开展了将浒苔炼化为生物原油的研究，开发了高含水生物质带有预处理的连续快速水热液化制取液体燃料技术。实验结果显示，浒苔在220～270℃时，1 t干浒苔能提炼出300～350 kg生物原油、400 kg木醋液和150 kg半焦等。生物原油经过分离精制即可生产出适合汽车使用的汽油和柴油。这一高含水生物质制取液体燃料的技术适用于所有淡、海水微藻类。截至2013年5月，山东科技大学已建成年处理1000 t藻类生物油快速热解中试装置。
此外，提取浒苔中的叶绿素可以制备高效太阳能电池，利用生物光电能源转化系统可以将浒苔变发电原料。
2.5 其他方面的应用
2.5.1 吸附剂
周游等[21]将新鲜浒苔进行干燥粉碎，制成生物性吸附剂。以浒苔作为吸附剂进行印染废水脱色处理，能起到以废制废的功效，实现浒苔的资源化利用，减轻其随意堆放带来的不利生态环境的影响。
2.5.2 衣物和织物的消毒剂
目前，衣物和织物的消毒除菌问题受到消毒界专家和老百姓的关注，海洋浒苔多糖衣物除菌洗涤液是一种新型的衣物除菌洗涤液，无特殊气味、无色透明，由海洋浒苔多糖和表面活性剂制得。曲剑英等[22]发现海洋浒苔多糖衣物除菌洗涤液稳定性好，对细菌繁殖体、芽胞菌和真菌具有良好的除菌效果，属无毒级物质，对完整皮肤无刺激性。因此，浒苔多糖衣物除菌洗涤液可广泛应用于衣物、织物的除菌防霉。
2.5.3 用于特殊材料
浒苔经过特殊处理后，具有很好的韧性，沿海渔民曾将其作为屋顶垫层来防雨。傅圣雪等[23]进行了浒苔吸音性能的研究，并通过浒苔与其他无机和有机纤维吸音材料吸音性能的比较，提出了新见解。另外有人研究将干浒苔作为预制楼板的隔间材料，用于生产建筑材料。
2.5.4 浒苔多糖纤维的纺丝
许福超[24]研究了浒苔多糖溶液的黏度、凝胶温度以及浒苔多糖膜的外观形态、力学性能、亲水疏水性等，初步探索了浒苔可溶性多糖和浒苔中的纤维素成纤的可能性，为浒苔多糖在食品和纺丝方面的应用提供了一定的理论依据。
3 结语浒苔在我国产量相对较低，其暴发季节性很强，且生物资源存在不稳定因素，加工利用存在一定的难度。青岛连续4年暴发的绿潮现象，使浒苔成为了专家学者研究的热点，相继取得了一系列成果，为浒苔应急处置提供了理论基础和实用技术措施，浒苔价值的研究也为浒苔的处置开拓了绿色环保的应用前景，避免了单一的填埋和焚烧等不科学不环保的处置方式。将浒苔变废为宝只是时间问题，前景无限光明。
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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 硕士研究生 研究方向：精细化工、天然高分子化学