《海藻化学》PPT课件.ppt

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1、第二章 海藻化学,1.抗甲状腺功能亢进（甲亢）海藻中所含的碘可用来纠正因缺碘而引起的甲状腺功能不足，增强机体新陈代谢。 2.海藻中的蛋氨酸、胱氨酸含量丰富，能防止皮肤干燥，常食还可使干性皮肤富有光泽，油性皮肤可改善油脂分泌。 3.海藻中所含维生素丰富，可维护上皮组织健康生长，减少色素斑点。 4.海藻多糖具有抗凝血、增强免疫、抗氧化、抗病毒，包括疱疹病毒、艾滋病病毒等。 5.预防白血病 藻胶酸可与放射性元素锶结合成不溶物排出体外，使锶不致在体内引起白血病等。,海藻面膜以海藻提取物的矿物质成份,控油清洁毛孔,提供充足的水分,镇静疲劳、粗糙的皮肤,使皮肤维持细腻、抗氧化、有光泽。,1，海藻化学：主要

2、研究海藻中化学成分的组成、结构、性质、代谢、含量，以及分离纯化的机理和方法。 2，海藻化学起源于17世纪末，法国人将海带烧成灰，从中制备钠碱、提取碘。海藻的化学成分在工业和药物研发中都有重要作用。 3，矿质元素、多糖、肽、萜、不饱和脂肪酸等。,第一节 海藻资源及利用概况,一、世界海藻资源及利用情况 世界海藻资源非常丰富，估计有近万种，目前利用的经济藻类有百余种，从几微米的单细胞藻类到几十米的巨藻，包括褐藻、红藻、绿藻和蓝藻。 全球藻类主要分布在亚洲，尤其是中国、日本和朝鲜半岛。三地产量占到总产值的三分之二，而产量则占到96%。,黑潮是流经我国外海海域的一股强大暖流，因海水看似蓝若靛青，所以称为

3、黑潮。 其宽度为80千米左右，总行程6000千米。最大流速为75-250厘米/秒，可及水深1000米。 黑潮主流线区是西北太平洋海、气热量交换最强的地区之一，对于东亚大陆气候有着十分重要的影响作用，致使这里常年的气候温和，雨量充沛。如果主流线稍有摆动，就会对沿岸的气候与农业生产带来重大影响。,黑潮由北赤道发源，经菲律宾，紧贴中国台湾东部进入东海，然后经琉球群岛，沿日本列岛的南部流去，于东经142、北纬35附近海域结束行程。,褐藻：在全世界共有1600多种，分归240个属、我国占80个属，巳知250多种，且绝大多数为海产. 常见的经济价值较高的藻类主要海带、裙带菜、巨藻、马尾藻等。,绿藻：是藻类

4、植物中最大的一门。是水域环境中生长分布最上层的藻类，巳知有8600多种，科学家们把它们分类归入350个属，绿藻约有110为海产种类，我国海生绿藻200多种。,红藻：全世界的红藻已知有4410多种，分归560多个属，其中绝大多数为海生红藻，极少数为淡水种类，如胭脂藻。我国红藻已知有130多个属、450多种，现仅开发利用几十种。经济种类有紫菜、江蓠、石花菜、麒麟菜等。,二、中国海藻资源 （一）概述 我国海岸线漫长，纬度跨热带、亚热带、温带。 中国海藻资源非常丰富，有几千种不同种类的海藻，具有经济价值的50多种。海藻产量位居世界首位。,（二）中国重要经济海藻 1，海带：褐藻类，冷水性海藻。它生长快，

5、个体大，是人工栽培最多的海藻。 海带含有2226的海藻酸钠，1118的甘露醇59的粗蛋白，其他还有碳水化合物、脂肪、多种维生素。 海带中碘含量为海藻中最高，可达0.45%。预防、治疗甲状腺肿大有特殊功效。,（1）是我国目前产量最高的一个品种，占2/3. （2）辽宁、山东、福建、浙江产量较高。食用，预防治疗甲状腺肿大。 （3）海藻化工：褐藻胶、甘露醇、碘、氯化钾。 （4）连云港从70年代开始人工养殖，是江苏唯一的海带产地。,2紫菜： 红藻类，辽宁到海南均有。我国第二大海藻资源，自然品种有10种，其中坛紫菜和条斑紫菜产量大。加工企业主要分布在江苏。,条斑紫菜北方，坛紫菜南方，藻体单双层细胞，几十微

6、米厚。维生素、微量元素、蛋白质含量高，牛磺酸含量高。 紫菜富含EPA和DHA，可以预防人体衰老。紫菜所含的多糖具有明显增强细胞免疫和体液免疫功能，并可以促进淋巴细胞转化，提高机体的免疫力。 紫菜含有大量可降低胆固醇的牛磺酸，有利于保护肝脏。另外，它还含有丰富的胆碱，而胆碱又是神经细胞传递信息的重要化学物质，对增强人的记忆、防止记忆衰退有良好的作用。,紫菜多糖 (Porphyra polysaccharide) 从紫菜中分离出分子量约为74,000的紫菜多糖，能促进蛋白质生物合成，提高机体免疫功能，抗肿瘤、抗突变、抗肝炎、抗辐射及抗白细胞数降低。 增强脑、肝中超氧化物岐化酶 (SOD) 的活力，

7、对多种老年性疾病有防治作用。 另有增强心肌收缩力、降血脂、抗凝血、降低血液粘滞度、抑制血栓形成的作用，对预防动脉硬化、改善心肌梗塞具重要意义。,3裙带菜：褐藻类，温带性海藻。有海藻之王的美称，裙带菜的味道比海带好。主要分布在辽宁、山东、江苏、浙江、福建沿海。钙、微量元素、维生素含量高，辽宁大连市产量现已跃居世界第一。海木耳。,4马尾藻： 褐藻类，温带性海藻。到目前为止，全世界已报道了280多种马尾藻，我国已知有60多种，此外，常见的羊栖菜、铜藻、鼠尾藻、海黍子、海篙于等也属于马尾藻局。许多马尾藻属的藻类，其藻体极大。成体长达数米、数十米、甚至数百米，如在南美洲和大西洋非洲西岸等处形成的规模巨大

8、的马尾藻海，有的船只进去后居然出不未。,藻体分固着器、茎、叶和气囊四部分。茎略呈三棱形，叶子多为披针形。生近海中，可做饲料，又可用来制褐藻胶和绿肥。本属的种类是提取褐藻胶等重要的工业原料，羊栖菜可药用和食用（羊栖菜多糖，抗肿瘤）。,海藻工业的重要原料： 提取海藻胶、甘露醇、碘。 现在对马尾藻的利用主要是提炼药品、制造甲烷及用作饲料和肥料等，这是一类极有开发价值的海洋大型藻类。,5巨藻：褐藻类。水深流大的海区。我国从国外引种成功。主要分布于美洲、大洋洲，非洲也有零星分布。1978年、1985年中国水产科学研究院黄海水产研究所先后两次从墨西哥、美国引进巨藻。巨藻是提取褐藻胶的主要原料。同时还是动物

9、饲料和制取甲烷的原料。,6，石花菜：红藻门。温带性藻类，我国南北海域均有分布。是提取琼胶的优质原料。通体透明、犹如冻胶。 石花菜含有丰富的矿物质和多种维生素，尤其是它所含的褐藻酸盐类物质具有降压作用，所含的淀粉类硫酸脂，具有降脂功能，对高血压、高血脂有一定的防治作用。 中医认为石花菜能清肺化痰、清热燥湿，滋阴降火、凉血止血，并有解暑功效。,7，江蓠：是一种温带性红藻。生于潮间带。广东、福建产量高。提取琼脂的原料。其中龙须菜含胶量是目前已知可养江蓠属海藻中最高。 含植物凝集素(agglutinin)，二十碳五烯酸，花生四烯酸等脂肪酸，抗病毒、抗肿瘤的硫酸多糖。,8，麒麟菜：红藻门。是一种热带、亚

10、热带海藻。我国只见于海南岛、西沙群岛和台湾等地区。它含有大量的卡拉胶，是目前我国生产卡拉胶和琼脂的主要原料之一。,9，羊栖菜：马尾藻的一种。又名鹿角尖、海大麦，属暖温带性海藻。 低潮线的岩石上，食用。在日本誉为长寿菜。 含有丰富的蛋白质、糖类、生物钙以及各种维生素，对防治甲状腺肿大、高血压、风湿病、大肠癌以及消除大脑疲劳、促进皮肤光滑等均有显著疗效。,食用方法主要为炒制，可制成调味品和海藻凝胶食品。 药用可作为治疗风湿病用的含脂多糖药物；制成逆转录酶抑制剂；治疗消化道溃疡用的植物和微生物脂多糖；抗疱疹药；胆固醇下降剂；抗糖尿病剂以及治疗弓形体感染用的脂多糖。 化工上可作为香皂原料的添加剂和家具

11、板的粘合剂。羊栖菜藻体还含有丰富的褐藻胶、甘露醇、碘等，它们均可作为工业原料。,10海篙子：马尾藻的一种。海藻工业重要原料，褐藻胶、甘露醇、叶绿素等。,海篙子多糖：为海洋植物中的褐藻门Phaeophyta马尾藻科马尾藻属植物海篙子中所提取分离的有效部位多糖，其分子量在40080000之间，呈固态深棕色，可用作安神、镇静、催眠的药品或作为具有这类药用功能的保健品或食品 。,11螺旋藻：蓝藻类。海水和淡水中均有生长，是一种热带和亚热带藻类，在我国海南沿海和云南省内陆均有养殖和加工。营养丰富，被联合国粮农组织和联合国世界食品协会推荐为“二十一世纪最理想的食品”。,螺旋藻是人类迄今为止所发现的最优秀的

12、纯天然蛋白质食品源，并且是蛋白质含量高达6070%，且消化吸收率高达95%以上 。 含有大量的-亚麻酸，这是一种人体必需的不饱和脂肪酸，是健脑益智、清除血脂、调节血压、降低胆固醇的理想物质。 螺旋藻多糖具有抗辐射损伤和改善放、化疗引起的副反应作用，因此对肿瘤患者是食疗佳品。,螺旋藻中叶绿素含量极为丰富，是普通蔬菜含量的10倍以上，对促进人体消化，中和血液中毒素及改善过敏体质，消除内脏炎症等都有积极作用。 螺旋藻中脂肪含量只有5%，且不含胆固醇，可使人体在补充必要蛋白时避免摄入过多热量。,12小球藻：绿藻类。单细胞藻类。微藻中产量最大。优良的食品资源。,第二节 海藻的一般成分,海藻一般成分: 指

13、其所含的蛋白质、碳水化合物、灰分、色素、脂肪等。其中含量较高的是碳水化合物、灰分、粗蛋白。 （1）其含量受生长环境、生长季节和藻体部位等因素的影响。 （2）脂肪含量低，仅为0.1-1.0%之间。,（3）生物活性物质：主要是硫酸杂多糖，如琼脂、褐藻糖胶、螺旋藻多糖、羊栖菜多糖等等。 （4）灰分含量高，微量元素宝库，尤其是碘，野生海带的含碘量高于养殖海带。,第三节 海藻的碳水化合物,一、红藻多糖 细胞间质：半乳聚糖（半乳糖胶） 细胞质：红藻淀粉 琼胶类和卡拉胶类多糖的结构是红藻多糖的基本骨架。 两者的区别是前者具有3，6内醚-L-半乳糖，后者具有3，6内醚-D-半乳糖,（一）琼脂(agar) 1，

14、琼脂分子结构 琼脂 由-D-半乳糖（D）与3,6-内醚-L-半乳糖通过C1,3和C1,4交替连结起来的长链。主要原料为石花菜和江蓠。,琼胶糖的结构 A 易被酸或-琼胶酶水解的键；E易被-琼胶酶水解的键； (L)3,6-内醚-a-L-半乳糖(3,6-AG)；(D)D-半乳糖,2，琼脂化学成分 （1）琼脂糖(agarose)： ，也称为琼胶素，琼脂主要成分，中性， 65%，可形成凝胶。 （2）琼脂胶(agaropectin)， 。是琼脂糖的衍生物，其单糖残基不同程度被硫酸基、甲氧基、丙酮酸等负电荷基团取代。 36%，酸性，不形成凝胶。 （3）琼脂这一概念应该理解为有相同聚半乳糖主链但不同程度被负电

15、荷基团取代的多糖混合物。 （4）这两种成分广泛应用于生化，临床，医药，食品等领域。琼胶类硫酸多糖对B型流感病毒、腮腺炎及脑膜炎病毒等有抑制作用。,3琼脂糖凝胶 冷却时琼脂糖单链分子相互缠绕可形成左手双螺旋区段，这些区段交错连接聚集成束，形成具有刚性的交联凝胶网。,琼脂糖凝胶特点： 80度以上热水和30-40%乙醇中溶解，在电解质存在时能够沉淀。耐碱不耐酸，ph低于5.5时琼胶降解。 琼胶的凝固温度和融化温度相差50-60度，其中的-OCH3含量越高，凝固温度越高。 中性琼脂糖含量越高，凝胶强度越高；硫酸基含量越低，强度越高。通过氢键形成网状结构。 泌水性：凝胶表面析水。 粘度：与中性琼脂糖的分

16、子量有关。,（二）卡拉胶（carrageenan） 也称为角叉聚糖，红藻中的卡帕藻和麒麟菜是主要原料。 卡拉胶是-D-半乳糖和3,6-内醚-D-半乳糖通过C1,3和C1，4糖苷键交替连接形成的线形高分子聚合物。 根据D-半乳糖是否成醚，所含硫酸基的含量和结合位置可将卡拉胶分为5族13种,也可形成右手双螺旋结构，也可形成热可逆性凝胶，形成类似琼脂的凝胶。是琼脂的良好替代品，被广泛用作肉制品中的脂肪代用品。 卡拉胶凝固性最好，1，3糖苷键连接的D半乳糖的硫酸基处在C4位置，不妨碍双螺旋的形成。,生产： 一般从卡帕藻和麒麟菜中分离提取，其工艺流程如下。 冻结法 原藻漂白水洗切细加5%-10%NaOH

17、溶液于70提取1h水洗呈中性90热水提取过滤冷却凝固切条冻结脱水干燥磨粉精制-卡拉胶。,应用： 1，凝固剂：火腿肠、午餐肉、果冻布丁、奶酪、糖果 2，稳定剂：巧克力、牛奶、酸奶、奶油、冰淇淋 3，悬浮剂：富钙牛奶中避免钙沉淀 4，乳化剂：浓缩牛奶中避免脂肪分离 5，持水剂：面包、蛋糕 6，粘合剂：果酱、鱼子酱等罐头生产中 7，澄清剂：醋、酒 8，增稠剂：鱼露、虾油 9，宠物食品,二、褐藻多糖 （一）褐藻胶 1原料：海带、巨藻、马尾藻等。 2成分：褐藻胶(algin) 是褐藻细胞壁的填充物质，直链线性嵌段型高聚物。褐藻酸的盐类。褐藻酸由1,4-D-甘露糖醛酸（M）和1,4-L-古洛糖醛酸(G)为

18、基本骨架连接而成。,3，物化性质： （1）褐藻酸在水和有机溶剂中均不溶。形成盐后（褐藻胶）可溶。 （2）分子量越大粘度越高，温度越高粘度越高，ph7时粘度最大。 （3）低M/G值的褐藻胶凝胶强度高而脆，高M/G值的褐藻胶凝胶强度。 （4）褐藻酸有较强的吸附金属离子的能力，且对高价重金属离子的富集能力强。,4，褐藻胶生产 海藻（海藻酸、不溶性海藻酸盐）碱性加热可溶性褐藻酸盐离子交换海藻酸沉淀与钠盐、钾盐、铵盐混合褐藻胶,（二）褐藻糖胶 1，褐藻糖胶：褐藻糖胶是褐藻所特有的，存在于细胞壁基质的粘多糖，也称为褐藻素、褐藻多糖硫酸酯、岩藻多糖硫酸酯。,2，是一类硫酸杂多糖，包括岩藻糖、糖醛酸等成分。褐

19、藻糖胶的相对分子质量在13万20万之间，能溶于水、稀酸和稀碱中，但不溶于有机溶剂 。,大量研究表明,褐藻糖胶具有多样的生物活性,如抗凝血、抗血栓、抗肿瘤、抗病毒等,加之褐藻资源非常丰富,因而成为研究的热点. 褐藻糖胶的生物活性主要是由于它们高度的硫酸酯化,此外与独特的多糖结构和相对分子质量有一定的关系。,（三）海藻纤维素 构成海藻细胞壁的主要成分，占海藻干重的10-15%，主要由海（褐）藻酸钠构成。在纺织工业中已有应用-纺纱。 海藻酸钠：由甘露糖醛酸和古洛糖醛酸共聚而成的链状高分子杂聚物，与淀粉和纤维素相比，仅多含有游离羧基。 海藻纤维性能：吸湿性能比普通纤维素高，还具有防辐射、抗菌等功能。,

20、（四）低分子量碳水化合物 1甘露醇：从海带中提取。 甘露醇在医药上是良好的利尿剂，高渗透降压药，片剂用赋形剂，甘露醇无吸湿性，干燥快，糕点的防粘粉，糖尿病患者用食品。 在工业上，甘露醇可用于塑料行业，制松香酸酯及人造甘油树脂、炸药、雷管（硝化甘露醇）等。 食品中：甘露醇硬脂酸酯可防止油脂分离，饼干干燥剂，糖果定性剂。 2糖苷：1-D-甘露醇-D-葡萄糖苷，1,6-D-甘露醇-二（-D-葡萄糖苷）。,三、绿藻多糖 褐藻和红藻已经被大规模的人工养殖和工业利用，而绿藻则未被广泛开发和利用，只有部分产量高的绿藻被用作饲料、饵料、肥料等。 绿藻却是种类最多的一类海藻，是藻类植物中最大的一门，约有350个

21、属，7 5008 000种。,绿藻多糖是绿藻的主要化学成分，含量丰富，组成和结构各异，并具有抗凝血、抗病毒、免疫调节、降血脂、抗辐射、抗氧化和抗肿瘤等多种生物活性。 组成：主要成分也是多水溶性糖硫酸酯，存在于细胞间质和细胞壁中。其组分和结构随着绿藻种类的不同而不同，通常可分为两类，一类为木糖一阿拉伯糖一半乳糖聚合物，另一类为葡萄糖醛酸一木糖一鼠李糖聚合物。,第四节 海藻的脂类物质,海藻中能用非极性有机溶剂萃取的成分，都属脂类化合物。 包括可被皂化的游离脂肪酸及其酯类，以及不被皂化的烃类、萜类、甾酸类、色素等。 海藻中总脂含量相差较大，而且随个体生长发育变化而变化。,一、脂肪酸 （1）海藻不饱和

22、脂肪酸含量高，是提取如二十碳五烯酸EPA、二十二碳六烯酸DHA等功能不饱和脂肪酸的好材料。 （2）根据EPA占饱和脂肪酸的比值，可以将红藻分为：EPA优势组；EPA和aa平衡组；aa优势组。,二、极性脂质组成： （1）糖脂：重要的代谢中间产物，多存在与膜上。 单半乳糖二酰甘油酯MGDG，常与必需不饱和脂肪酸形成酯。 双半乳糖基二酰甘油酯(DGDG） 硫酸喹喏糖基二酰甘油酯(SQDG) 糖脂MGDG可以治疗炎症和糖尿病并发症，防止免疫系统失调，对神经紊乱和头痛有一定的缓解作用。,（2）磷脂：PC（卵磷脂）, PE（脑磷脂）是细胞膜中最丰富的脂质。 鱼类肌肉磷脂质的75%以上是PC和PE 。 PC

23、的1位多为16：0、18：1等饱和脂肪酸和单烯酸；2位往往结合20：5、22：6等n-3PUFA 。,（3）特殊极性脂类： 二酰甘油羟甲基三甲基- 丙氨酸（DGTA） 二酰甘油三甲基溶血丝氨酸（DGTS） 藻类细胞中的酰基载体。,三、固醇类化合物 海藻中也存在少量固醇类化合物，在绿藻、褐藻和红藻中的含量分别为0.050.20mg/g、0.160.24mg/g和0.10mg/g，这些物质是代谢中重要的中间产物。,第五节 海藻色素,颜色是光和眼睛相互作用而产生的，是大脑对投射在视网膜上不同性质光线进行辨认的结果。是生理感觉。 光源色和物体色。 色素：能够在产生颜色的物质。,从是否发射荧光可分为两部

24、分： （1）荧光色素，大部分的光合色素。 （2）非荧光色素。,从溶解性能来看则可分为两部分： （1）脂溶性色素，包括叶绿素和类胡萝卡素。 （2）水溶性色素，如藻胆蛋白。海藻中色素含量一般占干藻质量的7%8%。,一、叶绿素 脂溶性色素，与血红素结构相似。按化学性质来说，叶绿素是叶绿酸的酯，能发生皂化反应。 1,根据结构和功能分为abcd四种，均为 4个吡咯环连接成卟啉环结构，中间为镁元素。,2，四种叶绿素在蓝紫光和红光区的吸光度不同（640660nm的红光部分和430450nm的蓝紫光部分），比值也不同。 3，叶绿素不稳定，易发生光氧化。 Soret band：The absorption ba

25、nd of all porphyrins at about 400 nm.,叶绿素定量测定 一般用丙酮或甲醇提取叶绿素，对红藻、褐藻和多数浮游生物而言，可用 660nm波长的吸光值减去730nm时吸光值的读数，计算叶绿素a的含量。 式中，C为V体积中的叶绿素a的含量(mg)；D660和D730分别为在波长660nm和730nm时的吸光值，比消光系数E1%1cm=890。,二、类胡萝卜素Carotenoid 1，功能：天线色素 捕获光能，传递给叶绿素进行光合作用，并具有电子传递、辅酶、氧传递、防止光氧化的功能。,2, 分类： （1）不含氧的类胡萝卜素：胡萝卜素、番茄红素。盐藻、紫菜中胡萝卜素含量

26、高。,番茄红素： 在类胡萝卜素中，它具有最强的抗氧化活性。番茄红素清除自由基的功效远胜于其它类胡萝卜素和维生素E，其淬灭单线态氧的速率常数是维生素E的100倍，是迄今为止自然界中被发现的最强抗氧化剂之一。,（2）含氧的胡萝卜素衍生物：叶黄素（玉米黄素、褐藻黄素、虾青素）,堇菜黄质,玉米黄素,叶黄素,虾青素,3，胡萝卜素是维生素A的重要来源，一个胡萝卜素分子可以断裂生成两个维生素A。 维生素A可以生成视黄醛，而视黄醛在人体视觉细胞中参与对光量子的信号感受。 抗氧化功能、抗癌。,4，类胡萝卜素定量测定 类胡萝卜素的提取一般采用丙酮或甲醇萃取，胡萝卜素的分离选用Al2O3或Ca(OH)2柱分离，叶黄

27、素的分离则采用 MgO、CaCO3或硅胶柱分离。用含不同量丙酮的石油醚进行洗脱，对极性较大的色素，则采用提高洗脱液中极性溶剂的量来完成。类胡萝卜素的含量以450nm处的吸光值来计算。 C为类胡萝卜素含量(mg)；V为提取液的体积(mL)；f为稀释因子；2500 假设的类胡萝卜素的吸光系数。,三、藻胆蛋白(Phycobiliprotein) 水溶性色素蛋白 1，分类：已知的藻胆蛋白主要可以分为以下3大类 藻红蛋白(Phycoerythrin,PE)、 藻蓝蛋白(Phycocyanin,PC)、 别藻蓝蛋白(Allophyxoxyanin,APC)。,2，藻胆蛋白含有人体必需的氨基酸，用途极为广泛

28、。 可以作为天然色素应用于食品、化妆品、染料等工业。 可制成荧光试剂，用于临床医学诊断和免疫化学等研究领域中。 还是一种重要的生理活性物质，抗病毒、增强免疫、消炎、清除自由基、抗癌等。等方面具有很好的效果。可制成保健品及药品等。,3，化学性质： 藻胆蛋白（Phycobiliprotein）是红藻和蓝藻特有的捕光色素蛋白，藻胆蛋白具有良好的捕光活性。本身为亮丽的天蓝色，在蓝紫光激发下能发出强烈的荧光.,藻胆蛋白由辅基和脱辅基蛋白共价结合，辅基为藻胆素phycobilin. 藻红素（phycoerythrobilin ,PEB）、 藻蓝素(phycocyanobilin ,PCB)、 藻脲素(ph

29、ycourobilin ,PUB)、 藻紫素（phycoviolobilin ,PVB）(phycobiliviolin )。,每个藻胆蛋白至少有8个藻胆素分子。 藻红蛋白主要存在红藻中，其吸收峰约在565纳米绿光，故显红色。 藻蓝蛋白主要存在蓝藻中，其吸收峰约在620纳米橙黄光，故显蓝色。 它们能将所吸收的光能传递给叶绿素而用于光合作用）。它们在光合作用中只起吸收及传递光能的作用，并在细胞中聚集形成特殊的颗粒，称为藻胆体，有规则的排列在类囊体的表面。,第六节 海藻含氮有机物,海藻中的含氮化合物占干物质重5%-15%，分为蛋白氮和非蛋白氮，前者是后者的37倍。 包括肽、游离氨基酸、核酸、其它低

30、分子量含氮化合物。 氮含量因种类、生长季节、环境、部位等因素不同有明显差异。,一、海藻蛋白质 海藻蛋白质含量因品种而有差异，通常褐藻中蛋白质含量低于绿藻或红藻。 含量相对比较稳定，随季节变化的幅度较小。,二、海藻游离氨基酸 主要为常见的20中氨基酸，是海藻重要的呈味成分之一。 含量与组成受季节和环境影响大。 主要成分为Asp,Glu,Ala三种。,三、海藻肽类 海藻乙醇提取液中除游离的氨基酸外，尚含有少量低分子量的肽类。如肌肽： 丙氨酰组氨酸。,四、海藻中的特殊氨基酸 （1）褐藻氨酸（海带氨酸） ：结构类似胆碱的碱性氨基酸, 具有明显的降血压, 调节血脂平衡及防治动脉粥样硬化的作用。,（2）海

31、人草酸：脯氨酸的衍生物，驱虫、神经毒。选择性地损害脑组织, 与多种脑部疾病, 如癫病、帕金森氏病、老年痴呆症等有一定关系。,（3）软骨藻酸：结构与海人草酸相似，使中枢神经系统兴奋、神经紊乱, 严重时会出现短暂的记忆丧失 ；,（4）牛磺酸：氨基乙磺酸，硫代谢。促进大脑发育、改善心血管功能、保护视力、抗智力衰退。,五、其它含氮物质 （一）季铵碱： 一类通式为R4NOH的化合物，式中R为四个相同或不相同的脂烃基或芳烃基。分子结构与氢氧化铵相似，可看作是后者NH4+中氢被取代而得的衍生物，具强碱性，易潮解，易溶于水并发生100电离。,胆碱 HOCH2CH2N(CH3)3OH是一种强有机碱,是卵磷脂的组

32、成成分,也存在于神经鞘磷脂之中,是机体可变甲基的一个来源而作用于合成甲基的产物,同时又是乙酰胆碱的前体.人体也能合成胆碱,所以不易造成缺乏病.,功能： 1，调节动植物细胞的渗透压。 2，生物体内甲基供体。 3，重要呈味物质。,（二）胺类 胺类是含有氨基（NH2-）官能团的一类有机化合物的总称。它可以被看成是氨（NH3）分子中的氢被烃基取代得到的产物。根据被取代的H的数量，分为伯胺（一級胺）、仲胺（二級胺）、叔胺（三級胺），此外，还有季铵化合物（四級胺鹽類），可以认为是铵根离子（NH4+）的四个H都被取代的产物。,氧化三甲胺,（三）核酸 存在于嘌呤和嘧啶中。核酸的N含量约为15%16%，且在各种

33、海藻中含氮量稳定。,（四）细胞色素c 1，存在于原核细胞质膜和真核细胞线粒体内膜上，呼吸链的电子传递体。 外源性细胞色素C不能进入健康细胞，但在缺氧时，细胞膜的通透性增加，细胞色素C便有可能进入细胞及线粒体内，增强细胞氧化，提高氧的利用。 2，分子结构保守 ，可作为生物进化研究的分子标记。,第七节 海藻无机物,（1）无机成分占干重的1/3-1/2，主要是金属离子和非金属离子。 （2）部分以游离盐类形式存在，大部分与多糖等有机物的羧基和羟基以酯键形式存在。,（3）海藻对许多无机元素有富集作用：碘、钙、钠、镁、钾、铁、锰。海带含碘4.5g/kg. （4）富集因子：,海藻生物活性物质大致可分为两类

34、一类是分子量较小,吸收后能直接或间接影响体内代谢物质,主要包括卤族化合物、萜类化合物、溴酚类化合物、对苯二酚、褐藻氨酸等; 另一类是难以被消化吸收的细胞间粘性多糖,主要包括褐藻中的藻酸、褐藻糖胶、硫酸多糖,红藻中的琼胶、卡拉胶,绿藻中的硫酸多糖等。,专题：海藻开发利用,一、海藻的食用价值 海藻中的浒苔富含碳水化合物、蛋白质、粗纤维、矿物质、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, 其中缘管浒苔的限制氨基酸为赖氨酸, 氨基酸评分为79，条浒苔的限制氨基酸为蛋氨酸, 氨基酸评分为80。 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.

35、5%、12.7%和36.8%, 其中包括近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理想营养食品原料,二、海藻的药用价值 目前国内外有关专家的研究已经证实海藻不仅可以降低血脂、胆固醇、治疗脂肪肝, 而且还具有消除和抑制脂肪生成等减肥效果。 我国医籍和民间经验认为, 大型绿藻不仅具有丰富的营养价值, 而且具有清热解毒、抗菌消炎、降胆固醉、增强机体免疫力、软坚散结、消肿利尿及化疾之功效,研究证明： 浒苔具有明显降低胆固醇的作用, 以5%的浒苔和的1%胆固醇混合制成的饲料喂养大白鼠进行实验, 结果表明, 浒苔能使血浆全胆固醇含量降低50%, 游离

36、胆固醇降低51%。,三、海旅肥的开发与利用 海藻肥属于天然产物, 无毒、无害、无污染, 运输方便, 施用简单, 有效成分吸收利用率高, 对作物和土壤无任何危害, 对植物生长起着显著的调节和促进作用, 是绿色食品的首选肥料。 海藻肥含有非常丰富的物质组分, 可以增强作物抗早、抗寒、抗病虫等多种抗逆功能还能改善土壤结构, 提高土壤保水能力等。,1，增加产一, 提高品质 2，增强抵抗不良环境的能力 3，促进养分的吸收和转移 4，促进根系发育和主茎粗大 5，天然的土壤调理剂：海藻酸盐持水性 6，抑制病虫害 7，改善果实的品质、延长保藏期,四、海藻动物饲料添加剂 一般海藻都可以被直接用来做畜禽动物饲料或

37、掺入基础饲料中作为营养添加剂。这一产品系列的研究开发始于上世纪50年代。因为海藻本身能提供丰富的碘化物、矿物质元素、维生素以及激素等成分, 所以海藻是很好的营养源。生产海藻饲料添加剂是一项较成熟的产业, 目前全世界海藻粉产量达50000吨左右, 其中挪威就占20000吨, 是世界上最大的海藻饲料生产国。,浒苔深加工产品作为海藻类养殖饲料或饲料添加剂, 用于水产养殖, 可有效地促进鱼、虾、贝等水产动物的生长, 提高产量, 改善肉质和体色, 提高品质。 同时可提高饲养动物的抗病力, 增进健康, 从而减少抗生素及其它化学药物的用量, 减少水产品中的药物残留, 提高水产品品质用于蛋鸡养殖, 可显著降低

38、蛋黄中胆固醇含量, 提高鸡蛋品质。,五、海藻的其他开发方面及利用价值 1，卡拉胶：食品添加剂 2，琼胶：食品添加剂、培养基、药用 3，褐藻胶：食品添加剂、药用,六、我国海藻开发中的问题 1，重金属安全问题 在我国海藻食品生产中, 由于全球环境污染加剧, 海藻中重金属汞、锡等的含量有时超过限量标准。 对此, 首先要了解海藻中重金属含量与环境污染之间的关系, 进行有针对性的环境治理, 减少环境污染。其次应该发展如何减少海藻食品中重金属含量及其它有毒化学物质的研究, 通过各种转化使其达到对人体无毒的状态,2，我国海藻加工利用水平暂时滞后 全世界在海藻研究开发及利用上, 处于较高水平的国家主要有日本、美国、英国、加拿大、挪威等国。我们同邻国韩国、日本相比, 仅在海藻类食品的开发利用上, 就已经有了不小的差距。 虽然我国自20世纪50年代起, 就逐步开始系统地研究海藻的生产开发及加工利用。但是在产业化发展、产品的开发种类及质量上与上述国家还有一定的差距。,