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1、海藻脱腥技术研究进展 张贤艳 段文杨 邹佳欣 李继丹 杨海龙 温州大学生命与环境科学学院 摘 要： 海藻营养丰富, 味道鲜美, 富含多糖、多酚等活性成分, 具有抗凝血、抗病毒、降血脂、降血糖、抗氧化、抗疲劳及提高机体免疫等作用, 但由于海藻中含有种类繁多的挥发性化合物质, 包括烃类、酚类、醛类、烷基苯、萜类、醇类、酮类、酸类、酯类以及含氮、卤素元素的有机化合物等, 多种挥发性成分相互混杂、共同作用产生了强烈的腥味, 严重影响了消费者的接受程度和海藻产业的发展。本文针对国内外近年来对海藻腥味物质与形成机制, 以及吸附、微胶囊、微生物发酵等脱腥技术进行了概述, 并对今后有关海藻脱腥的研究工作提出了
2、展望。关键词： 海藻; 脱腥; 掩盖法; 吸附法; 发酵法; 作者简介：杨海龙, 教授, 主要研究方向为发酵技术研究。E-mail:。作者简介：张贤艳, 主要研究方向为食品生物技术研究。E-mail:基金：温州市海洋与渔业局项目 (KH1612108) Research progress on the deodorization technology of seaweedZHANG Xian-Yan DUAN Wen-Yang ZOU Jia-Xin LI Ji-Dan YANG Hai-Long College of Life and Environmental Science, Wenzh
3、ou University; Abstract： Seaweed is rich in nutrient and tastes deliciously. Due to the presence of high amounts of active ingredients such as polysaccharide and polyphenol, seaweed has anticoagulant, anti-virus, hypolipidemic, hypoglycemic, antioxidation and anti-fatigue activities, as well as impr
4、oving the immunity of the body. However, seaweed contains a wide variety of volatile compounds including hydrocarbon, phenols, aldehydes, alkyl benzene, terpenoids, alcohols, acids, esters, ketones, and other organic compounds containing nitrogen and halogen elements. The various volatile components
5、 are intermixed and the joint action produces a strong smell, which significantly affects the consumer acceptance and limits the development of seaweed industry. This paper summarized the domestic and overseas research progress on the odor compounds and their formation mechanism, as well as deodoriz
6、ation technology including adsorption, microcapsule, microbial fermentation, and also introduced the future research work on seaweed deodorization.Keyword： seaweed; deodorization; masking; adsorption; fermentation; 1 引言我国海域辽阔, 海洋藻类的生长环境多样, 海藻种类丰富多样, 已记录有 800种左右, 其中 100 多种具有经济利用价值, 主要是红藻、褐藻和绿藻等大型海藻种类
7、1。海带 (Laminaria japonica) 、紫菜 (Porphyra haitanensis) 、条斑紫菜 (P.yezoensis) 、羊栖菜 (Sargassum fusiforme) 、龙须菜 (Gracilariopsis lemaneiformis) 、裙带菜 (Undaria pinnatifida) 、螺旋藻 (Spirulina platensis) 、鼠尾藻 (Sargassum thunbergii) 等都是常见的经济海藻。海藻富含岩藻糖等硫酸酯多糖、褐藻多酚、岩藻黄质色素、活性碘、膳食纤维等功能性成分2-4, 具有良好的保健价值, 现代药理学研究表明海藻活性成分
8、具有抗凝血、抗菌5、抗病毒6、降血脂7、降血糖8、抗炎症9-11以及清除自由基、抗氧化12-14、提高机体的免疫力、抗肿瘤15,16、抗疲劳、增强记忆的作用17, 同时海藻含有微量元素、氨基酸等成分, 营养丰富, 而且脂质含量较低, 一般为 0.1%1.0%, 但不饱和脂肪酸含量较高, 尤其富含 n-3 和 n-6 系列不饱和脂肪酸, 是不饱和脂肪酸的重要来源18, 但海藻中含有种类繁多的挥发性化合物质, 包括烃类、酚类、醛类、烷基苯、萜类、醇类、酮类、酸类、酯类以及含氮、卤素元素的有机化合物等, 这些挥发性成分相互混杂、共同作用导致海藻具有浓重的腥味, 影响消费者的接受程度, 限制了海藻产业
9、的发展。2 海藻腥味物质及形成机制海藻中的挥发性成分包括烃类、酚类、醛类、烷基苯、萜类、醇类、酮类、酸类、酯类以及含氮、卤素元素的有机化合物19。这些挥发性成分构成了海藻腥味的物质基础, 脂肪酸氧化、酶 (醛类物质生成酶、脂氧合酶等) 催化、类胡萝卜素的降解是海藻形成挥发性物质的重要途径。烃类化合物主要通过脂肪酸烷氧自由基的均裂产生, 在一定条件下有些烷烯烃类裂解之后产生腥味的潜在物质20;长链醛合成酶 (long chain aldehyde-forming enzyme, LCAE) 普遍存在于红藻、褐藻、绿藻中, 它能催化亚麻酸、油酸、亚油酸和棕榈酸合成 (8Z, 11Z, 14Z) -
10、十七碳三烯醛 (heptadecatrienal) 、 (8Z, 11Z) -十七碳二烯醛 (heptadecadienal) 、 (8Z) -十七碳醛 (heptadermal) 、 (7Z, 10Z, 13Z) -十六碳三烯醛 (hexadecatrienal) 以及十五碳醛 (pentadecanal) 等长链醛类化合物21;在狭叶海带 (Laminaria angustata) 中, 不饱和脂肪酸亚油酸和花生四烯酸在脂氧合酶 (lipoxygenase) 和脂肪酸过氧化裂解酶 (fatty acid hydroperoxide lyase) 的作用下, 通过 (S) -13-羟-过氧十
11、八碳酸 (S-13-hydroperoxyoctadecadienoic acid) 、 (S) -15-羟-过氧二十烷酸 (S-15-hydroperoxyeicosatetraenoic acid) 、 (R) -9-羟-过氧十八碳酸 (R-9-hydroperoxyoctadecadienoic acid) 等中间产物形成 n-己醛、3Z-壬烯醛、2E-壬烯醛等挥发性成分22;绿藻砺菜 (Ulva conglobata) 中的酶将花生四烯酸经由 15-羟-过氧二十烷酸转化为 2, 4-癸二烯醛 (2, 4-Decadienal) 23。Jttern24早在 1976 就从惠氏微囊藻 (M
12、icrocystis wesenbergii) 和铜绿微囊藻 (M.aeruginosa) 的挥发性成分中分离鉴定出了 -柠檬醛与一些烃类成分;Tinoco 等25的研究表明藻类中类胡萝卜素降解形成了 -柠檬醛、-紫罗兰酮及 -紫罗兰酮等化合物;Yamamoto 等26确定浒苔 (Ulva prolifera) 、缘管浒苔 (Ulva linza) 中主要的挥发性成分为十七碳烯、紫罗兰酮等类胡萝卜素降解物, 礁膜 (Monostroma nitidum) 中的主要挥发性物质为苯甲醛;盒管藻 (Capsosiphon fulvescens) 的挥发性物质由 (E) -紫罗兰酮、 (E, E) -
13、2, 4-庚二烯醛、棕榈酸、肉豆蔻酸、-柠檬醛、辛烷、 (Z, Z) -1, 5-辛二烯-3-醇、苯甲醛等化合物组成27。不同海藻的腥味成分、浓度有差异, 而且同一海藻的品种、养殖时间、养殖环境都会影响藻类挥发性成分的种类及其含量, 另外, 测定方法的不同所获得的结果也有差异。张敏28采用现代分析手段, 利用顶空固相微萃取 (headspace solid phase micro-extraction, HS-SPME) 和气相色谱-质谱 (gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS) 联用法, 研究了鼠尾藻、龙须菜、浒苔、条斑紫菜和红毛菜等常见经济
14、海藻的挥发性成分, 在 5 种海藻中分别鉴定出烃类、醇类、醛类及酯类物质, 其中鼠尾藻、浒苔及龙须菜以烃类、醛类、醇类、酯类及其他挥发性化合物为主;红毛菜和条斑紫菜的挥发性成分均以烃类物质为主, 其含量占总挥发性成分的 60%以上, 烃类成分主要为 8-十七碳烯及十七碳烷, 含量超过总成分的 50%, 同时含有少量醛类、醇类、酯类成分。而在浒苔、龙须菜、鼠尾藻的挥发性成分中 8-十七碳烯的含量较少。海藻中挥发性物质一般经提取制备后采用 GC-MS 法, 但前处理方法较多, 不同的提取、制备方法获得的挥发性成分有所不同, 如网翼藻 (Dictyopteris membranacea) 采用水蒸馏
15、法提取, 分析确定的产物主要是 C11 烃类, 微波辅助水蒸馏法分析出的主要成分是倍半萜类, 而超临界萃取法分析确定的主要代谢成分是含硫化合物29。另外不同品种、海域、生长环境对海藻挥发性成分的形成也有影响, 李微等20比较了不同海域不同品种坛紫菜 (P.haitanensis) 挥发性成分, 确定坛紫菜的挥发性组分有明显的品种和地区性差异, 在不同品种间 8-十七碳烯、1-十七碳烯、壬醛、2-乙烯基-6-甲基吡嗪、辛醛等为主要的差异组分, 而 8-十七碳烯、壬醛、2-乙烯基-6-甲基吡嗪、1-十七碳烯、苯乙烯等是不同海域的主要差异组分;徐年军等30分析了高温胁迫条件下龙须菜 (G.leman
16、eiformis) 的挥发性成分, 确定了 E-2-庚烯醛、2-正戊基呋喃、E, E-2, 4-庚二烯醛和三氯甲烷与龙须菜高温逆境生理有关。形成海藻的特有风味的主要成分还含有苯乙醛、甲基吡咯、间甲基异丙基苯、溴代戊烷、5, 6-二甲基已内酯、邻甲基乙基苯等, 其中胺类、萜类和吡啶类物质是形成海藻腥味的主要成分。陈婉珠等31以海带均浆液为实验材料, 采用二乙烯苯-Caroxen-聚二甲基硅氧烷涂层的固相微萃取头萃取挥发性成分, 并通过气质联用仪分析鉴定海带中的气味成分, 结果表明 3-羟基-1-辛烯醇含量最多, 其次是十六烷酸、愈创蓝油烃、异丙基豆蔻酸酯、四甲基十七烷, 这些物质共同作用形成了海带特殊的藻香藻腥味。丁洁32的研究表明, 螺旋藻腥味的主要成分为 2-甲基四氢呋喃、三甲胺、3, 5, 5-三甲基-2-环已烯-1-酮、甲苯、1, 3-二氯苯和 1-辛烯-
