海带加工现状研究
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作者:郭峰君 易灵红 容英霖 吴军 杨乐乐
摘要：海带是一种含有碘、甘露糖、褐藻酸钠、多糖、膳食纤维、微量元素等高蛋白低脂肪的营养食材。本文对国内外海带加工现状和海带渣的研究进展进行简述，对未来海带加工进行展望，为促进海带产业发展提供新思路。
关键词：海带;加工;海带渣
中图分类号：TS254.4
我国海岸线较长，海洋资源的开发利用具有重要的经济价值，向海洋索取食物、蛋白质和活性物质是未来海洋开发的重要内容。海藻作为“海洋蔬菜”“海上粮仓”，能消除海水富营养化、修复海洋生态环境，是鱼贝类的重要食物，同时具有良好的经济价值。我国经济藻类有100余种，近些年，我国一直是全球藻类产量大国，海带养殖规模和产量逐年增加，但我国海带产业仍处在以传统的粗放加工及初级加工品为主的低附加值和低效益的初级状态，养殖业与加工业极不协调[1]。1海带及其养殖
1.1海带简述
海带（Laminaria japonica），别名昆布、纶布、江白菜，是生长在低温海水中的一种多年生大型藻类，在我国以养殖为主，是普遍食用的经济藻类之一[2-3]。海带含有碘、甘露糖胶、岩藻糖、膳食纤维、各种维生素、矿物质和微量元素等60多种功效成分，高蛋白质低脂肪，药食两用，被称为“海上之蔬”“长寿菜”[4-5]。海带的化学成分受生长环境、季节、海域等影响[6]。海带能缓解血液酸碱度过低引起的碱性元素等被过多消耗的症状，被称为“碱性食物之冠”，其氨基酸含量丰富，具有浓郁的海藻鲜味，是优良的天然调味品原料[7-8]。海带能抑制海洋酸化，且在碘的生物地球化学循环中作用巨大。碘能预防甲状腺肿，日本食用海带和其他的海产品较多，甲状腺肿发病率世界最低。海带含较多甘露醇，能利尿消肿、缓解药物中毒等，可防治水肿、慢性气管炎、动脉硬化、贫血、高血压、慢性肝炎、青光眼等多种疾病，同时能提高免疫力;海带含有的褐藻糖胶，能使放射性物质随大便排出体外。
海带除了可食用外，在医药、纺织、国防等方面都有着不可替代的作用，被称为可种植的能源。
1.2我国海带养殖发展
半个世纪前，海带主要生长在日本和俄罗斯的海域，是奢侈品，需要从国外进口。曾呈奎发明了“夏苗培育法”“陶罐海上施肥法”，推动了海带养殖业的发展，使我国海带产量跃居世界第一。1980年前后，海带占海藻总产量的96%左右，1990年，演变为紫菜和海带二元结构，截至目前，海带比例有所下降，但仍占70%以上[9]。2016年，我国藻类总产量200多万t，其中海带140多万t，2017年海带产量150多万t[10]。
2海带加工现状
2.1国内外海带加工现状
很多人难以接受海带本身具有的腥味，除了作为蔬菜和海带丝、海带榨菜食用之外，国内外生产果味、抹茶味等特殊口味海带小零食、海带糕点、不同口味即食海带、海带茶、海带饮料、海带面包、海带挂面等，具有保健功能的海带酸奶、海带八宝粥、海带罐头、海带豆腐等。海带深加工产品种类也很多：海带胶囊、海带茶、海带饮料、面包、色拉、海带纸质产品、海带豆腐、海带饮料、海带酥糖、海带脯等[11]，还有系列减肥、抗癌、排铅、糖尿病、降血脂等保健品，已经研制成功的药品有：海藻碘片、肾海康、抗艾滋病药等。
国内虽然品种多样，有各种海带调味品、海带制品的研发，海带根或者褐藻胶提取后的残渣提取食用纤维、有机碘、多糖等，酶解提取呈味氨基酸合成口感高于味精鸡精等的高级调味料，在农业方面制备杀虫剂、农药悬浮稳定剂、土壤调理剂等用于农业生产，用浒苔和海带制备干地膜等，用海带纤维素制备纳米纤维;海带粉末治疗口腔炎，添加海带提取物的化妆品等，但大部分仅限于实验室研发，难于推广和被消费者认可。
2.2国内外海带渣加工现状
海带渣是指海藻酸钠生产过程中，海带经浸泡、碱液消化、粗滤得到的不溶性组分和胶液，经稀释、发泡、漂浮后得到的悬浮性固体成分。海带加工过程中排放大量富含有机质和营养盐的废渣，造成水体富营养化和赤潮、以及诱发的潜在化学因素，对海洋渔业经济、生态产生不良影响。海带渣是海带加工过程中最大的固体废弃物，是工业提胶后的剩余产品。提取碘、甘露醇、褐藻酸钠等剩余的下脚料含有岩藻糖等多种营养物质，成分复杂难以进一步加工处理和深度利用，造成浪费和污染[12]。其成分主要是海藻纤维、蛋白质、多糖、壳聚糖、多酚和甜菜碱等，还含有大量的碱性金属离子[13-14]。海带渣填埋造成资源浪费和环境污染[15]。
海带深加工过程中利用率仅30%左右，超过50%的含有较高的糖类、纤维素和蛋白质等物质的海带渣被浪费[16-17]。近年来海带渣被用于提取膳食纤维、制备饲料、肥料和油污吸附材料、生产燃料等[18-20]。海带渣中富含大量营养素，有陆地植物含量极少的活性矿物质和维生素，海带中的多糖能提高动物的免疫力，独特的腥味对虾等水产动物具有提高食欲的功效。明凯利等[21]利用海带渣经120 ℃酸、碱处理，在酵母作用下发酵制备生物乙醇，比秸秆发酵产乙醇更具优势;李秀辰等[22]利用海带提取岩藻聚糖硫酸酯的残渣和养殖固废为原料，混合发酵制备沼气。陈志兵等[23]对海带加工下脚料中岩藻聚糖硫酸酯提取率的影响因素进行研究，采用单因素試验对超声波、温度、时间、料液比等进行研究，提高了岩藻糖的提取率。彭素晓[24]探讨了海带渣的酶解工艺，产物应用于对虾养殖。刘萌等[25]采用酶法破壁技术和固相萃取技术研究纤维素酶、果胶酶及其组成的复合酶对海带多酚溶出效果的影响。肖伟等[26]用Hitwh-BA2菌株发酵生产的海带渣微生物药肥，能配肥地力、增加作物产量、调节土壤pH、增强土壤的抑病原真菌活性。贾福强等[27]以海带加工废渣、氯乙酸为原料制备羧甲基纤维素（CMC）。Jin等利用干海带渣经过酸预处理和酶水解发酵产乙醇试验研究[28]，T. Shimadate等从藻类工业废渣中提取岩藻固醇[29]，J. S. Edmonds等从厌氧分解过程中的昆布中分离出砷化物[30]。 海带渣的废物利用，很多方法存在加工成本高、工序复杂、占地空间大和容易造成二次污染等问题，不能被工业采用，海带渣的高值化利用是目前需要解决的难题。
3我国海带产业存在的问题
3.1产量较高，生产加工利用率低
虽然水产行业海藻加工业的加工水平较高，但原料利用率、生产工艺、高值化利用等方面较差。国内外研究主要集中在提取和验证海带中的活性物质以及开发相关保健品、药品。目前国内专家学者研究内容相对基础，没有形成海带深加工的成套技术[31]。海藻产业的发展方式应该向高附加值、精细加工转变[32]。
我国海带食品以淡干海带为主，其次是盐渍盐干海带和调味海带丝等初级产品[33]，再以海带为原料，生产碘、褐藻胶、甘露醇三大产品，在农药和饲料领域也有所应用，但未大量推广。美国和欧洲年产量不足百吨[34]，日本海带加工技术世界领先，加工厂超过4 000家，藻类产品多达200多种，包括减肥食品、抗癌食品、降脂食品、排铅饮料、糖尿病食品等，海带汤、海带茶、海带面、醋海带等风靡国内外[35]，由于加工技术先进，日本海带产品的单价是中国的三倍以上[36]。我国海带化工产品产量居世界首位，但生产率和利用率远低于发达国家[37]。海带综合利用水平较低，与日本韩国形成贸易顺差[38]。
目前海带加工多将其作为辅料或从中提取活性成分与其他主料进行复合，很少将海带作为主要原料进行精深加工，即食产品中又添加大量添加剂，丧失了海带的原有风味。海带褐藻胶持水能力强，黏度大，呈味物质和功能因子被胶体包裹不易提取，制约海带的成分提取及深加工[39]。
3.2海带腥味浓重，不被大众接收
海带的腥味是由海带中的醇、醛、酮、羧酸、烃类及其衍生物等有机成分共同作用的结果，特殊的藻腥味影响着海带产品开发和精深加工，海带的脱腥研究十分重要。目前海带脱腥的方法主要有：物理脱腥、化学脱腥和微生物发酵脱腥[40]。
3.3研发投入较少，创新能力不足
海带加工技术设备研发滞后，能源消耗高，污染严重。大多数企业选用生产成本较低的纯碱消化法，而酶解法处于实验室和刚起步阶段。创新不足主要有以下原因：海藻企业不成规模，研发投入少，创新人才不足，以及实验室成果转化较少。
国内外有海带产品近百种，我国海带产品仍处在初级阶段，研发海带系列产品迫在眉睫。
4海带深加工的发展思路
4.1研发海带新产品，提高群众接受度
4.1.1即食海带产品即食海带丝，海带发酵产品较多，甚至有人研究用海带加工海苔，应该不断创新开发，为消费者提供营养丰富、口感鲜美、物美价廉的海带制品。
4.1.2海带活性药物海带已知主要有：海带多糖、酸性聚糖类物质、岩藻聚糖硫酸酯、大叶藻素、昆布氨酸、半乳糖醛酸、双歧因子、牛磺酸等生物活性物质。利用其抗血栓、抗病毒、抗高血压等特性，提取活性成分，合成药物，还可提取膳食纤维，制作保健食品。
4.1.3海帶高级调味料海带粉、海带酱油等海带浓缩调味品、红曲海鲜调味品、海带复合调味素[41-43]等。用超微粉碎技术，制作海带粉，提高海带吸收率，保留其生物活性成分，提高生物利用率，也可用于禽畜养殖，提高饲料转化率。
4.1.4化妆品保湿剂应用于化妆保湿产品研发。上海海洋大学从海带加工厂的废液废渣中提取褐藻糖胶、寡糖，得出结论：其吸湿和保湿活性优于甘油和山梨醇[44]。美国从一种巨型海带中提取大量天然气、氯化钾和可用于化妆品中的乳化剂等。
4.2加强与科研院所高校合作，提高科研成果转化率
科研成果转化是科研与经济相结合的最有效的促进经济增长的方式。当前科研理论较多，只有企业与高校合作，提高成果转化率，才能产生经济效益，形成产业化。企业牵头、政府引导、高校研发，形成产业创新联盟，完善校企合作成果转化。
4.3合理利用海带残渣，提高海带附加值
提取工业残渣中的活性成分，合成药物。提取膳食纤维，制作保健食品。深度加工，制成肥料、饲料或者产能产气，倡导绿色加工，环保又创收。
4.4扩大企业规模，提高企业竞争力
目前我国专门从事海藻生产的厂家较少，仅青岛明月集团形成了较为完整的加工产业。政府对海洋产业发展十分重视，给予企业资金和政策扶持，企业也应抓住机会，加强研发与成果转化，更好地促进海带产业发展。
综上所述，使用酶制剂和其他现代化加工手段，能高效提取海带中的营养物质;对加工残渣进行综合利用，进一步提高海带的加工价值和产品附加值，这是海带研究的趋势。我国地大物博，资源丰富，人口众多，必须走科技带动产业的道路，开发新型的加工和生产工艺，才能推进海带产业可持续发展。我国虽有海带食用习惯，但这些人口较少，研发和推广海带新产品，让人们普遍接受并食用海带相关食品任重道远。
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GUO Fengjun1，YI Linghong1，RONG Yinglin1，WU Jun1，YANG Lele2
（1.Beihai Vocational College， Beihai 536000;2.Beihai Environmental Monitoring Center， Beihai 536000， China）
Abstract：Laminaria japonica contains iodine mannose， sodium alginate， polysaccharide， dietary fiber， and trace elements， and has high level of protein and low level of fat. In this paper， the present situation of Laminaria japonica processing at home and abroad and the research progress of Laminaria japonica residue are reviewed.
Key words： Laminaria japonica; processing; residue of Laminaria japonica
（收稿日期：2020-03-19）
基金項目：2016年度广西高校中青年教师基础能力提升项目：广西海域海带岩藻聚糖硫酸酯基本结构测定和抗血栓活性研究（KY2016YB756）。
作者简介：郭峰君（1989.07-），女，讲师，硕士，研究方向：海洋活性物质。E-mail：543635983@qq.com。DOI：10.3969/j.issn.1004-6755.2020.04.014
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