《食品酶学导论》：海洋生物资源开发中的酶应用

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：海洋生物资源极为丰富，有50万种以上，可为人类转化30亿t的海产食品，开发潜力巨大，而目前仍处于起步阶段。另外，溶菌酶对甲壳素及其衍生物的降解研究已取得了不少进展。许多研究证实，功能性肽具有促进免疫调节，抗心脑血管疾病等功效，在保健食品和医药领域具有重要的应用前景。经研究证实，海藻类有许多生理功能，如抗肿瘤、抗辐射、增强机体免疫能力等，目前，海藻多糖已逐渐引起关注和重视。

海洋生物资源极为丰富，有50万种以上，可为人类转化30亿t的海产食品，开发潜力巨大，而目前仍处于起步阶段。海洋食品资源和药物资源主要包括贝类、虾、蟹类、海藻、海绵、海苔、海菜、海鱼类、海洋微生物及其他海洋动植物等。

1.从海洋生物中提取DHA和EPA

经过10多年来的应用基础研究证实，二十二碳六烯酸（decosahexaenoic acid，DHA）和二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic acid，EPA）对防治心血管病、美容和改善智力发育等具有重要功能。这些物质主要存在于寒冷水域或深海栖息的鱼类（如沙丁鱼、鳕鱼、红鲑、鲐鱼、鲱鱼等）及一些浮游生物的油脂中。由于其鱼体中的鱼油与其蛋白质紧密地结合，为了提高其DHA、EPA提取效率，其技术关键是采用复合蛋白酶酶解预处理，把其中蛋白质成分预先用蛋白酶催化水解成可溶性肽或氨基酸，然后再采用尿素包合法、硝酸银层析法、分子蒸馏、碱金属冷冻沉淀法和超临界CO₂萃取等方法。但由于DHA和EPA的理化性质比较相似，难以把它们分开。赵亚平等采用硝酸银络合与超临界萃取相结合方法进行分离研究，结果表明，其DHA和EPA的分离纯度均可达到90%以上。

2.从虾、蟹壳中提取壳聚糖

据估计，自然界中每年生物合成甲壳质总量约100亿t，它是地球上仅次于纤维素的第二再生有机资源。壳聚糖是由甲壳素经脱乙酰基的产物。由于壳聚糖大分子上有游离氨基和羟基，其功能特性优越，被誉为人体必需的第七大要素。同时，壳聚糖具有良好的生物相容性和生物降解性，可应用于外科手术缝线材质或应用于制造止血海绵。我国是海岸线最长国家，每年出口消费大量虾、蟹肉，而大部分虾壳、蟹壳被废弃掉，如何变废为宝是一个有待于研究开发的课题。近十多年来，国内外以壳聚糖为主要原料已开发了几十种生物保健品，如“救多善”“救护善”“喜多安”“鲜之宝”等保健品，其分子质量较大，一般在10⁴～10⁵u。但分子质量在10³u以下的低聚壳聚糖更具有医疗保健价值，它具有巨噬细胞的吞噬功能、抗肿瘤、降血脂、抗血栓及具有增殖双歧杆菌等功能。

低聚壳聚糖的制备方法主要有三种：酸解法、氧化降解法和酶法。酸解法作用条件强烈，产物多为单糖或三聚糖，而且会造成环境污染。氧化降解法较为优越，但采用多种试剂，操作比较麻烦。而酶法因其作用条件温和、专一，催化效率高，又无副产物产生，已受到广泛关注及开发利用。

2000年10月，中科院大连物化所首次采用内切甲壳素酶，利用反应耦合技术和纳米滤膜浓缩制备低聚壳聚糖成功并通过了国家级技术鉴定。另外，溶菌酶对甲壳素及其衍生物的降解研究已取得了不少进展。Ryosuke M.等研究了溶菌酶催化反应动力学；Morita T.等研究了液-液双相体系中溶菌酶降解甲壳素。此外，壳聚糖作为生化制剂也已有研究成果。

3.从海洋水产的杂鱼类中提取功能性活性肽

海洋鱼类资源丰富，不仅鱼类脂肪的不饱和脂肪酸具有特殊生理功能，而且鱼类蛋白质降解成肽类也具特殊功能。许多研究证实，功能性肽具有促进免疫调节，抗心脑血管疾病等功效，在保健食品和医药领域具有重要的应用前景。日本Hiroyuki等从鲣鱼蛋白质的酶解物中提取一种具有血管紧张素转化酶（ACE）抑制作用的多肽。法国Rozenn等从鳕鱼蛋白质的酶解物中提取出一种具有促进动物生长的肽类物质，而且其分子质量均小于4500u的肽类。我国学者周涛等自鲐鱼蛋白酶催化水解制取低分子肽类，并制得无苦味的多肽水解液作为功能食品基料。(www.chuimin.cn)

我国每年从海洋中捕捞大量低值杂鱼，仅广东沿海就超过40万t，应用酶解可控技术及膜分离技术，便可从大宗海产资源中制取各种具有保健功能低分子肽类，或者由低值鱼采用酶法生产食品调味基料，也有利于人类的生活和健康。

4.从海洋贝类中提取有效功能成分

我国沿海海域滩涂多，有利于发展养殖业，其中贝类的养殖已达数百万吨。牡蛎（Osyter）肉质嫩白，味美可口，各种营养成分齐全且平衡，有“海洋牛乳”之称。而且还含有牛磺酸，日本等国已从牡蛎开发出几十种保健食品。其加工方法均采用蛋白酶水解法制取各种各样的保健食品。我国也采用酶解法从海产贝类开发了系列保健产品，如“金牡蛎”“生命口服液”等产品，酶解蛋白质制取保健食品是一个重要方向。

5.从海藻类中提取活性多糖

海藻类包括海带、海菜、紫菜和琼菜等。目前，我国沿海总产量约100万t，海菜一般加工成卡拉胶琼胶、海藻胶等化工产品。海带、紫菜已有食品加工产品，但是深加工产品仍处于开发之中。经研究证实，海藻类有许多生理功能，如抗肿瘤、抗辐射、增强机体免疫能力等，目前，海藻多糖已逐渐引起关注和重视。

提取海藻多糖有多种方法，传统的方法是采用机械法和化学结合法，将海藻细胞壁破坏，这种方法会造成海藻多糖活性的损失。因此，采用果胶酶、纤维素酶联合催化作用，对海藻体细胞进行预处理，有利于进一步进行分离提纯。

海洋中微藻类、螺旋藻类也含有丰富的多糖，其中螺旋藻多糖的组成、结构与功能研究得比较深入。一般而言，多数多糖都能刺激单核原噬细胞系统，从而发挥其吞噬异物的能力，具有抗辐射和提高免疫能力。

《食品酶学导论》：海洋生物资源开发中的酶应用

相关推荐