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Therapeutic and nutritional uses of marine algae: a pharmacy in the ocean
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期刊 International Journal of Biological Macromolecules (IF: 7.7, Q1), Food Science & Nutrition (IF: 3.5, Q2), Journal of Food Measurement and Characterization (IF: 2.9, Q2) 引用了本文。
被引期刊信息
文章梗概
为了适应不同的环境、便于捕食和抵御天敌,海洋生物在形态和生理机能上具有极大的多样性。在最近三十年,随着技术的进步,研究者逐渐认识到生物活性化合物的分离和表征。人们对能够抗菌和抗肿瘤的活性分子的需求日益增长,海洋环境可能是当前生物前景下,探索新的药理活性化合物时最为关键的一类环境。因此,本文总结了作为海洋生物之一的海藻,具有的医疗和营养用途,包括它们的抗菌、抗肿瘤和抗病毒活性,以及当下在食品、药品和化妆品行业中的应用。本研究认为,藻类及其成分和提取物具有巨大的治疗潜力。
引用信息:
Pereira L. Therapeutic and nutritional uses of marine algae: a pharmacy in the ocean. Tradit Med Res. 2022;7(3):30.
doi:10.53388/TMR20220310268
藻类及其多样性
藻类这一名词首次被使用是在1753年,以此命名的植物分类包括藻类、以及部分地衣和苔藓植物。藻类无处不在,从水生到陆生,多种栖息地皆有它们的身影,几乎遍布全球。藻类没有根、茎、叶或血管系统。藻类是一组形态功能广泛、生存策略多样的生物的集合,没有单系起源。因此,藻类可以被描述为既包含单细胞(微藻)、也包含多细胞的光合生物。
微藻可以进行光合作用的单细胞生物,主要生存于海洋环境、淡水和潮湿土壤中,只能在显微镜下观察到。浮游微藻和浮游植物是海洋食物链的基础,地球50%以上的分子氧都由它们产出。人们认为,藻类是最早进行光合作用的有机物,并且是创造出当前地球大气层的要素之一。
大型藻类是肉眼可见的藻类,由三个主要门组成:绿藻门、红藻门和褐藻门(图1)。大型藻类是光合自养型多细胞生物,在支撑栖息地和初级生产方面发挥着重要作用。为了躲避食草动物,许多大型藻类不断进化防御策略,钙化是其中最常见的策略(尤其是珊瑚藻科)。
图1 不同类别的海藻图片
藻类的应用
商业化的藻类栽培始于几十年前,即在第二次世界大战期间的德国,当时由于肉类稀缺,藻类被用作提供蛋白质的替代品。战后,德国面临严重的原材料短缺,导致公司破产,通货膨胀严重,储备的美元不足以用于进口。此时欧洲正在经历一场能源危机,尤其在冬季,情况变得尤为困难。在这种情况下,藻类也被用于生产甲烷。
源自藻类的首批商业产品是从大型藻类提取的多糖,用于产出藻胶。迄今为止,藻类的生物活性及其对健康的益处引起了众多研究人员的兴趣。藻类中的生物活性化合物具有抗氧化和抗菌活性,备受制药行业关注。而食品工业主要将藻类用作人类服用的营养补充剂,因为它们富含大量的蛋白质、多糖和维生素。此外,藻类的光合效率非常高,在生产中,对温室效应和地球气候变化的影响达到了最小化。
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藻类在食品工业的应用
微藻在人类食物中的使用可以追溯到古代,当时它们被乍得的古非洲部落和阿兹特克人作为蛋白质来源。然而,直到20世纪,作为营养来源的微藻才开始正式进入商业化。近年来,藻类的生物学、生物技术和营养潜力得到评估,终于被视为保健食品。
日本是这类食品消费最多的国家。海藻及其衍生物作为日本料理的核心成分,有着数千年的历史。紫菜是一种薄薄的绿色叶片,由干燥的可食用红藻压制而成。这种食材被广泛用于寿司和饭团。紫菜的其他形式还包括紫菜碎——紫菜被切成细条之后,用于装饰丼饭;以及青海苔——干粉状的海藻,用作大阪烧和炒面的调料。
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藻类在制药和化妆品行业的应用
藻类也是工业中各种食品补充剂和生物材料的潜在来源。例如,从海藻中提取的琼脂被用于制造药片和胶囊、手术润滑剂以及多种类型的乳胶。在化妆品行业,琼脂用于生产面霜、护肤液、润唇膏和除臭剂。事实上,市场上很多产品都源自藻类,特别是护肤产品(如抗衰老面霜、具有修复和清洁功能的护肤品等)。
另一方面,从褐藻中提取的海藻酸盐,由于其在通过肠道时能够吸收大量水分、增大体积,有助于促进肠道通行,因此,常作为泻药使用。在牙科中,这些化合物还被用于制备牙科模具。含有海藻酸盐的绷带可以用于治疗烧伤,因为这种藻胶有助于愈合和减轻疼痛。海藻酸盐还可以用作某些重金属或放射性金属的中和剂,以治疗口服金属中毒的患者。
作者简介
Leonel Pereira
细胞生物学博士,葡萄牙科英布拉大学教授,主要从事生物技术、环境评估和食品技术相关研究。兼任UC/MARE首席研究员,葡萄牙应用藻类协会(APAA)创始人及成员,IMAR-Coimbra跨学科中心成员,科英布拉大学海洋和环境科学中心成员,第二届欧洲地中海环境一体化会议科学委员会成员,第20届伊比利亚海洋生物学研究研讨会科学委员会成员。
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