海藻活性物質是一類從海藻生物體中提取的，可以透過化學、物理、生物等作用機理對生命現象產生影響的生物質成分，包括海藻細胞外基質、細胞壁、原生質體的組成部份以及細胞生物體內的初級和次級代謝產物。
其中初級代謝產物是海藻從外界吸收營養物質後透過分解代謝與合成代謝，生成的維持生命活動所必需胺基酸、核苷酸、多糖、脂類、維生素等物質，次級代謝產物是海藻在一定的生長期內，以初級代謝產物為前體合成的一些對生物生命活動非必需的有機化合物，也稱天然產物，包括生物資訊物質、藥用物質、生物毒素、功能材料等海藻基化合物。
01海藻中生物活性物質的食用價值
海藻生物體中含有豐富的生物活性物質。海藻中的海藻酸鹽、卡拉膠、瓊膠、甘露醇、巖藻多糖、褐藻多酚、巖藻黃素等成分在功能食品領域均有重要的套用價值。表1為主要的海藻活性物質在海藻生物體中的生物作用及其在功能食品中的套用價值。
表1 海藻活性物質在海藻生物體中的作用及其在功能食品中的套用價值
多糖是海藻植物的結構成分，也用於能量的儲存。100多年前，人類就擁有了可以把海藻澱粉降解的酶，但是對於結構更復雜的多糖，人類卻沒有相應的酶降這些耐降解的多糖就是膳食纖維。
與陸地植物含有的纖維素不同，海藻細胞壁含有的多糖可能是甲基化、乙酰化、丙酮化或硫酸酯化的。
從海藻中提取的海藻酸鹽、卡拉膠、瓊膠等海藻多糖是重要的海藻源食品配料，廣泛套用於飲料、肉制品、奶制品等。
可食用海藻中一般含有大量膳食纖維，其幹基含量在23.5%～64.0%，超出麥麩的膳食纖維含量。
在綠藻和紅藻中，水溶性纖維占總纖維的52%～56%，而在褐藻中是67%～85%，其中大部份膳食纖維透過發酵可以轉化為短鏈脂肪酸，如乙酸、丙酸和丁酸，可以滋養大腸的上皮細胞，並為宿主提供其他益處，例如乙酸和丙酸透過血液輸送到人體的很多器官中，透過氧化提供能量並起到特殊的生理作用。
發酵過程產生的短鏈脂肪酸也滋養了大腸中的菌群並行揮益生菌作用。目前關於海藻多糖對腸道菌群的健康功效有很多，其產生的健康功效包括降低糖尿病、高血壓和心臟病風險等。
02海藻活性物質在功能食品中的套用
海藻活性物質在食品領域的套用主要有2個途徑，即海藻作為海洋食物被食用、從海藻中提取出活性物質被直接或衍生後套用於食品加工。
1. 海藻作為海洋食品被食用
古代中國的先民已認識到藥食同源的健康理念，海藻的健康價值也在很多醫學名著中得到記載，例如【神農本草經】、【名醫別錄】、【海洋本草】、【本草綱目】等著作中均有關於海藻的論述。
在現代食品工業中，海藻是一種美味營養的海洋蔬菜。海藻可以與其他食材復配後食用，例如，把粉碎的海藻與面粉混合後加工制成的海藻面條兼具面條與海藻的口感和營養價值；把海藻與牛油混合後制成的海藻牛油在英國也深受消費者喜愛。
2. 海藻活性物質及其衍生物在食品中的套用
2.1 海藻膠在食品中的套用
從海藻中提取出的海藻酸鹽、卡拉膠、瓊膠等海藻膠是一類效能優良的海洋源功能性食品配料，在食品行業有廣泛的套用和廣闊的發展前景。
海藻膠是一類親水性高分子。海藻酸鹽、卡拉膠、瓊膠同為食品行業有重要套用價值的海藻膠，可以透過很多種方式套用於功能食品的生產，產生一系列獨特的使用功效。表2總結了海藻膠食品配料的主要功能和套用。
2.1.1 海藻膠在凝膠食品中的套用
涼粉是中國傳統食品，市場上有很多種類的產品，包括豌豆涼粉、苞谷涼粉、綠豆涼粉、米涼粉、麥子涼粉等以澱粉為原料做成的涼粉，和以石花菜等海藻為原料做成的涼粉、以明膠為原料做成的涼粉。
這些涼粉的制作工藝基本相似，即用熱水溶解原料，冷卻後得到涼粉。利用海藻酸鈉與鈣離子結合後形成凝膠的特性制作涼粉，其功能特性包括熱不可逆、低熱量、可涼拌、煎炸、蒸煮、涮火鍋、煲湯等，食用後起到飽腹、減肥、補鈣等健康功效。
表2 海藻膠的主要功能和套用
2.1.2 海藻膠在仿生食品中的套用
利用海藻酸鈉在鈣離子作用下形成凝膠的特性，以海藻酸鈉做凝膠成型劑、分離大豆蛋白作填充劑，在攪拌下成型，可以制備具有耐熱效能的仿肉纖維。
這種仿肉纖維可以在調味後烘幹或油炸，參照肉類制品的烹調方法，可以制得多種色、香、味俱佳的大豆蛋白仿肉制品，如五香仿肉脯、美味仿蝦條、糖醋仿肉丸、麻辣仿肉絲等。
2.1.3 海藻膠在肉制品中的套用
作為一種天然高分子，海藻酸鹽具有優良的成膜效能，可用於制備香腸的腸衣。生產過程中，肉的混合物擠出後首先在其表面覆蓋一層海藻酸鈉水溶液，然後與氯化鈣水溶液接觸後成膜，這樣形成的海藻酸鈣腸衣可保護香腸，減少水分和油脂的流失。
脂肪替代品是利用海藻酸鈉與鈣形成熱不可逆凝膠的特性及其與其他高分子多糖的良好配伍性，結合動物脂肪或植物油脂，透過高速攪拌、靜止成型制備出的類似固體脂肪的高強度、高彈性、高韌性肉制品脂肪替代物，可套用於莎拉米等香腸制品，顯著提高腸體的硬度和彈性、降低產品脂肪含量、賦予產品良好的外觀，滿足消費者對低脂、營養餐食的需求。
2.1.4 海藻膠在乳制品和飲料中的套用
在發酵酸奶中加入海藻酸鹽等海藻膠可以起到增稠、乳化作用，穩定蛋白、乳化脂肪、改善口感、保護香氣。在中性飲料中可以透過增稠作用，提高體系穩定性，防止產品分層。在冰激淩中套用海藻酸鹽等海藻膠可提高產品抗凍融穩定性，使冰淇淋膏體細膩、口感好。
2.1.5 海藻膠在面制品中的套用
在面制品中加入海藻酸鹽，可使產品增勁、不混湯、抗凍融、抗老化、耐煮、爽滑、減少斷條率。
2.1.6 海藻膠在焙烤制品中的套用
在焙烤制品中加入海藻酸鹽等海藻膠可以起到保水、增稠、塑形的作用，使產品組織細膩。
2.2 海藻膠衍生物在食品中的套用
海藻酸鹽、卡拉膠、瓊膠等海藻膠可以透過化學、物理、生物等改性技術的套用制備衍生制品。
例如海藻酸丙二醇酯(propylene glycol alginate, PGA)是海藻酸與環氧丙烷反應後得到的一種非離子型衍生物。
由於海藻酸中的羧酸基被丙二醇酯化，PGA溶解於水中形成的黏稠膠體抗鹽性強，對鈣、鈉等金屬離子很穩定，即使在濃電解質溶液中也不鹽析。
由於分子結構中含有丙二醇酯基，PGA的親油性強、乳化穩定性好，能有效套用於乳酸飲料、果汁飲料等低pH值的食品和飲料中。
圖2是由海藻酸鹽制成的部份衍生品。在海洋功能食品領域，海藻酸丙二醇酯和褐藻膠寡糖是二類重要的海藻酸鹽衍生物，其獨特的結構和效能賦予二類產品優良的使用功效。
作為海藻酸的酯化衍生物，藻酸丙二醇酯具有獨特的乳化、增稠、穩定效能，在乳制品、功能飲料、啤酒、焙烤制品等領域有獨特的套用價值。
圖2 以海藻酸鹽為原料制成的衍生品
由海藻酸鹽制得的寡糖一般是聚合度2～10的低聚糖，海藻酸鹽寡糖的分子量低、易溶於水，具有很多獨特的理化效能和生物活性，如抗腫瘤、抗氧化、抑菌、抗炎、免疫調節等，在食品、保健品、化妝品、生物醫藥、農林牧漁等領域越來越受到國內外學者的青睞，具有廣闊的開發前景和巨大的套用價值。
2.3 巖藻多糖在功能食品和保健品中的套用
巖藻多糖也稱褐藻糖膠、褐藻多糖硫酸酯、巖藻依聚糖、巖藻聚糖硫酸酯等，是一種水溶性硫酸雜多糖，富含L-巖藻糖和有機硫酸根，是海洋獨有的天然功能性多糖。
巖藻多糖主要存在於海帶、海蘊、裙帶菜等褐藻表面的黏液中,是褐藻特有的生物活性物質。巖藻多糖在褐藻中的含量很少，新鮮海帶中的含量約為0.1%，幹海帶中的含量約為1%，是一種非常寶貴的海藻活性物質，在褐藻中以墨角藻目和海帶目的含量較高。
作為一種生物質成分，巖藻多糖存在於褐藻表層的細胞壁基質、細胞間隙和黏液中，對藻體起到保濕、抗菌、抗紫外損傷等重要作用。
巖藻多糖具有抗凝血、抗氧化、保護神經細胞、調節免疫、降血糖和血脂、保護腎臟、抗腫瘤、抗病毒等多種生理活性，其研究開發是目前海洋藥物和保健品領域的熱點之一。巖藻多糖對人體最重要的效能是其透過抑制人體癌細胞增殖，產生獨特的抗腫瘤功效。
03結論
人類居住的地球是一顆藍色星球，大海是生命的搖籃，蘊含著健康的奧秘。隨著藍色經濟的蓬勃發展，以海洋資源為原料的健康產業正在興起。
作為人類食物資源的寶庫，海洋中的海藻可為人類社會提供豐富的功能性食品配料。大量科學研究已經證明海藻酸鹽、卡拉膠、瓊膠、巖藻多糖等海藻活性物質具有獨特的效能和功效，在功能食品領域有很高的套用價值。
參考文獻：秦益民. 海藻活性物質在功能食品中的套用[J]. 食品科學技術學報，2019,37(4):18-23.
本文作者 @大食玝野
