海洋植物与耐盐植物研究与开发利用现状

范作卿++吴昊++顾寅钰++王向誉

摘要：我国拥有绵长的海岸线、广阔的海洋面积及广袤的盐碱化土地，随着科技的发展，海洋植物资源的开发利用及耐盐碱植物的相关系列研究逐渐成为人们关注的热点。本文就常见的海洋植物与耐盐植物及它们在食品保鲜、功能食品、免疫调节、抗肿瘤、降血脂、抗氧化、畜禽养殖、水产养殖等行业中的研究与开发利用现状进行了综述，可为海水农业关键技术的研究提供科学参考。

关键词：海洋植物 ；耐盐植物；研究；开发

中图分类号：S917.3文献标识号：A文章编号：1001-4942（2017）02-0168-05

我国海岸线总长度3.2万千米，其中大陆海岸线1.8万千米，岛屿海岸线1.4万千米，管辖海域300 多万平方千米，拥有丰富的海洋资源。同时，海水也不断浸蚀着大陆，致使大陆土地盐碱化严重。我国沿海滩涂有200多万公顷，河口滩涂还在继续以每年1万～2万公顷的速度淤长，致使可耕地资源和淡水资源日益紧张。随着人口数量的日趋增加，粮食问题也日趋严峻，人们开始将目光转向海洋与盐碱滩涂，于是海洋植物资源的开发利用及耐盐碱植物的适应性筛选、栽培、管理与开发利用等相关研究逐渐成为人们关注的热点。

本文就常见的海洋植物与耐盐植物及它们在食品、医疗、饲料等领域中的研究与开发利用现状进行概述，以期为海水农业关键技术的研究提供科学参考。

1常见海洋植物与耐盐植物

海洋植物是海洋中具有叶绿素、能进行光合作用生产有机物的自养型生物，它们是海洋中最重要的初级生产者。耐盐植物是指植物在NaCl或其它混合盐分环境中能继续维持生长的植物，其在生物修复和生态保护方面具有非常重要的意义。

海草是生长在近海滩涂、盐滩及水沟中的一种水生植物，学名为川蔓藻，又名沟草。海草营养丰富，粗纤维含量较少，是沿海地区一种十分宝贵的天然饲草资源，有很好的开发利用价值。

海藻是海洋中分布最广的生物，世界海洋中的海藻类植物约一万多种，主要有海藻、紫菜、海带草、海更菜、海青菜、海谷菜等[1]，其中的主要功能成分为海藻多糖。海藻多糖是一类多组分的混合物，就其来源可分为褐藻多糖、红藻多糖、绿藻多糖和蓝藻多糖4大类[2]，具有抗肿瘤、抗凝血、抗病毒、降血糖、降血脂等生物活性[3]，广泛应用于食品、医疗、饲料等行业。

秋茄为红树科秋茄树属海水植物，多生长在河流入海口海湾较平坦的泥滩上，其能把海水吸收，将盐类物质通过叶片的正反面排到植物体外，从而使得秋茄可以在盐碱地带生长，当幼苗在母体上发育到一定程度便从植株脱落，掉落在淤泥里或海水中，漂移到其它地方在合适的条件下开始发育，所以秋茄具有较强的耐盐特性。

碱蓬是叶肉质化的稀盐耐盐植物，主要生长于海滨、湖边、荒漠等处的盐碱荒地，耐盐度为2.5%～3.0%，是一种典型的盐碱地指示植物[4]。我国共有碱蓬属植物20种及1个变种[5]，是重要的油脂植物资源。

北美海蓬子属于藜科海蓬子属植物，是一种耐盐性极强的真盐生植物，可以利用全海水直接灌溉，同时又是一种极具开发潜力的经济作物。

牛蒡又名大力子、白肌人参，亦称“东洋萝卜”、“黑萝卜”，别称“恶实”，是菊科牛蒡属直根系二年生大型草本植物。研究表明，牛蒡在盐度为5的盐土地上可正常生长，最高可耐盐度为8，可在中度或次生盐土地上种植[6]，目前已经在山东东营盐生植物园成功种植，是重要的耐盐植物。

三角叶滨藜（Atriplex patens）为藜科滨藜属一年生多叶草本植物，是从美国东北部沿海沼泽边缘筛选出来的优良耐盐特色蔬菜，已成功种植在我国江苏盐城沿海滩涂，可以改良盐渍化土壤、降低盐分含量，具有较好的经济效益和生态效益。

2海洋与耐盐植物在食品方面的研究与应用2.1制作保鲜材料

果蔬在贮藏过程中，氧气和内源酶会使营养成分发生分解和氧化褐变，导致食品感官品质下降，而海藻多糖具有抗氧化活性，能抑制活性氧自由基的生成[7]和多酚氧化酶引起的酶促褐变[8]，减缓果蔬采后的衰老和变色，从而起到防腐保鲜的效果。郭守军等[9]以蜈蚣藻多糖为涂膜基质，以CaCl2和甘油为成膜助剂，复合配制成涂膜保鲜剂，在常温、相对湿度为68%～86%的环境条件下，将蜈蚣藻多糖涂膜保鲜的杨梅与对照组相比较，结果表明，试验组果实的裂果率、霉烂率、失重率等都明显降低，且抑制了果实的呼吸，减慢了有机酸、VC等营养成分流失的速度，抑制了多酚氧化酶、过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶等酶的活性，从而明显延缓果实衰老，起到防腐保鲜的作用。王瑞等[10]以冷却牛肉为试验材料，分别以2%的海藻酸钠、壳聚糖和羧甲基纤维素钠等3种多糖为膜材对冷却牛肉进行涂膜保鲜，通过对比发现，用海藻酸钠膜处理的牛肉可贮藏16天，保质期最长，保鲜效果最好。同另外的其它两种多糖相比，海藻多糖是更为理想的牛肉涂膜保鲜材料。

2.2制作保健与功能食品

耐盐植物相比海洋植物在保健食品方面的应用更为广泛。牛蒡不仅富含蛋白质、氨基酸、多种维生素和矿物质，还含有丰富的次生代谢物质[11]，具有抗艾滋病毒、抗癌、降血糖和清除自由基、防衰老作用[12]。牛蒡根富含菊糖，菊糖含量可占根干质量的16%[13]。菊糖是一种由呋喃构型的D-果糖经β（2→1）糖苷键脱水聚合而成果聚糖的混合物，其终端以α（1→2）糖苷鍵连接一个葡萄糖，聚合度一般为2～60。菊糖活性广泛，具有多方面的生理功能，通过酶降解可制备果寡糖[14]。果寡糖是双歧杆菌的促生长因子，可用来开发保健食品和饲料。为了充分利用这一宝贵的资源， 连云港如意集团率先在国内生产了牛蒡菊花茶，采用了β-CD 辅助抽提法用甲壳素消除牛蒡饮料冷后浑， 生产出的产品香味浓郁，储存14个月无冷后浑及絮凝状沉淀。刘杰等[15]研究了牛蒡低糖脯的加工工艺，采用乳酸钙固化，用山梨醇、蜂蜜、甘草和安赛蜜代替部分蔗糖、果葡糖浆配制的糖液采用二次真空浸糖法浸渍牛蒡，此工艺得到的牛蒡脯具有低糖、营养丰富的特点，是一种加工牛蒡合理的新方法。产品呈黄绿色，略有透明感，组织饱满，不粘手，有韧性，并具有一定的咀嚼性，表面无返砂和流糖现象，具有牛蒡特有的风味和保健功能。目前已有牛蒡罐头[16]、牛蒡饮料[17]、牛蒡冲剂[18]等产品。

周浩等[19]运用国标法对江苏沿海滩涂引种的耐盐蔬菜三角叶滨藜营养成分进行测定和分析，结果表明：三角叶滨藜主要营养物中含水量90.53%、粗蛋白2.62%、粗脂肪0.31%、粗纤维1.38%、灰分1.52%、总糖4.61%，还含18种氨基酸，其总量为191.19 mg/g，鲜味氨基酸含量为48.72 mg/g，必需氨基酸模式与FAO/WTO接近，可作为沿海滩涂特色海水蔬菜进行产业化开发。

江苏盐城绿苑盐土农业科技有限公司近几年一直从事沿海滩涂和内陆盐碱土耐盐植物的育种、栽培、环境控制、系列产品加工，已经研发出海水蔬菜速冻和脱水加工工艺流程，开发速冻保鲜蔬菜、减肥草茶、碱蓬子青汁、碱蓬子FD冷冻干燥食品等，走在了全国盐碱地植物加工与利用的前列。

3海洋与耐盐植物在医疗方面的研究与应用3.1免疫调节功能

研究表明，藻类多糖与淋巴细胞表面的受体CR3结合，通过影响胞内Ca2+、cAMP、cGMP、NO 等信息分子而参与淋巴细胞的活化、增殖，促进细胞因子和抗体的产生、释放[20]，从而起到免疫调节的作用。另有研究报道，通过动物实验观察了海藻硒多糖对小鼠免疫功能的影响，结果表明海藻硒多糖对小鼠各项免疫指标均优于同剂量的硒和海藻多糖，可以证明海藻硒多糖发挥了无机元素硒和多糖的彼此协同作用，可作为新型的免疫调节剂应用[21]。

3.2抗肿瘤功效

王庭欣等[22]研究证实，海带多糖能显著抑制对小鼠H22 实体瘤细胞的生长，其抑瘤的最佳剂量为1 000 mg/kg，抑瘤率为43.5%。侯洪宝等[23]研究螺旋藻多糖对S180 荷瘤小鼠的抑瘤率，结果显示，螺旋藻多糖能显著抑制肿瘤生长，抑瘤率>30%，其中高剂量组（200 mg/kg）效果最好，达到59.26%。张丹玉等[24]对北美海蓬子提取物的体外抗肿瘤活性进行了研究，结果表明正己烷、乙酸乙酯、正丁醇3种提取物对肿瘤细胞的生长抑制率达60%以上，同时能抑制肿瘤细胞的体外增殖，影响宫颈癌Hela细胞的细胞周期和促进细胞凋亡。张蕾[25]对海洋植物秋茄根的不同提取物进行分离纯化，通过理化性质和现代波谱学技术对纯化后的二萜化合物结构进行鉴定，并进一步利用MTT法检测它们的体外抗妇科肿瘤活性，结果表明来自于秋茄根的3个二萜类化合物都具有明显的抑制妇科肿瘤细胞增殖活性。

3.3降血脂功效

金春花等[26]利用海藻多糖胶囊对高脂血症大鼠进行了降血脂的研究。试验采用灌服高脂乳剂形成高脂血症模型；2次给大鼠灌胃海藻多糖胶囊15天及30天测定血清总胆固醇（ TCHO）、甘油三酯（ TG）及低密度脂蛋白胆固醇（ LDL-C）等；与模型组比较，海藻多糖胶囊可明显降低血清TCHO、TG 和LDL-C等，表明海藻多糖胶囊降血脂作用显著。青岛海洋大学从海带中提取得到了低分子量岩藻聚糖硫酸酯（LMSF），然后以这种硫酸多糖对实验性高脂血症大鼠进行了试验，结果表明LMSF在体内有显著增强血清和组织中SOD的活力，LMSF在降血脂和预防动脉粥样硬化（As）形成方面具有较大的潜在应用价值[27]。因此海藻多糖作为一种天然存在的降脂类物质，跟其它人工合成的化学降脂类药物相比将更加安全，而且我国有着丰富的海洋藻类资源，如果对其进行开发利用，將大大降低降脂药品的价格。

3.4抗氧化功能

Rocha de Souza 等[28]通过研究证实褐藻糖胶、海带多糖和海藻酸都是有效的抗氧化活性成分，其抗氧化活性由多糖的构型、硫酸化度、分子量等决定。同时，对青岛海洋大学提取得到的低分子量岩藻聚糖硫酸酯（LMSF）的研究也表明，LMSF在体外能直接清除过氧阴离子自由基和羟基自由基，在体内也可显著增强血清和组织中SOD活力[27]。王海婷等[29]以70%乙醇为溶剂提取海蓬子黄酮类化合物，对北美海蓬子总黄酮抗氧化作用进行研究，结果表明，海蓬子总黄酮提取物经纯化后纯度较高，总黄酮含量达到85%；海蓬子总黄酮具有较强的清除DPPH 自由基和羟基自由基的作用，其IC50相应为8.6 μg/mL和153.1 μg/mL。

4海洋与耐盐植物在养殖上的研究与应用

4.1在畜禽养殖上的应用

天然海藻类植物中因含苯酚类化合物、琼胶、褐藻酸和吸水性物质，因此具有较强的抑菌防霉作用，是天然的饲料防霉剂，同时因其可吸收饲料中的水分，可作为天然的饲料粘合剂和防潮剂[30]。海藻粉可作为饲料配方之一，直接添加到饲料中，魏尊等[31]通过研究在日粮中添加不同比例的海藻粉发现，添加海藻粉能显著提高蛋鸡的产蛋率、产蛋量，降低料蛋比和改善蛋黄颜色，并从生产性能、蛋品质及血液理化指标综合分析来看，海藻粉在日粮中的适宜添加量为3%～5%，能提高蛋黄中蛋白质、脂肪、磷脂和碘的含量，降低胆固醇在蛋黄中的蓄积。

海藻多糖对畜禽的生长影响也较为明显，为探讨饲料中添加海藻多糖对肉鸡抗氧化性能的影响，夏伦斌等[32]利用肉雏鸡分设对照组、抗生素组、海藻多糖组等，于42日龄测定血清中总抗氧化能力、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和丙二醛的含量，结果显示，海藻多糖可以显著增强（P<0.05）肉鸡的抗氧化能力，且与对照组相比肉鸡存活率显著提高。Dillon等[33]于2010年通过研究发现，在猪饲料中添加岩藻低聚糖提取物可以通过提高养分消化率和降低肠道中大肠杆菌数量，显著提高断奶仔猪的日增重和饲料转化效率，从而达到节约粮食、提高饲料利用率的目的。

赛尔金生物科技有限公司成功研制的发酵海藻精，是以海洋藻类为主要原料，用专门选育的微生物两段发酵，再经提取、精制而成的纯天然发酵海藻提取液，是新一代含海藻活性物质的绿色环保、安全高效的饲料营养添加剂，其作为畜禽的免疫调节剂和促生长剂，可以优化胃或肠道对饲料营养的吸收，提高动物的生长效率，并可在短时间内改善调节动物机体健康状况，由此改善饲料利用率和降低经济动物的增重成本。“绿而康解氮粉”是广州太普乐生物技术有限公司历经多年研究积累，结合动物营养特点，从海洋藻类生物中提取而成的新型绿色饲料添加剂，其主要成分为海藻酸、海藻多糖、多种有机微量元素和维生素。解氮粉可调节动物消化道内的酸碱平衡，促进内源酶的分泌，在酶蛋白结合成活性酶的过程中起到辅助因子的作用，增强酶的催化能力，表现在蛋白质和氨基酸的作用上尤为显著，从而提高动物对粗蛋白和氨基酸的消化和吸收，增强动物机体免疫功能，提高动物生长与生产性能。动物日粮中添加解氮粉后，能很大程度提高养殖效益，降低饲料中豆粕用量20%，在节约饲料成本的同时还提高生产性能，是满足高水平养殖需要的好帮手。

4.2在水产养殖上的应用

鱼粉作为水产养殖配合饲料中的重要蛋白源，由于资源短缺和需求量增加，蛋白原料疯涨，其价格一直居高不下，因此寻求新的优质蛋白源来替代水产饲料中鱼粉一直是水产养殖行业的热点课题。研究发现随藻粉替代比例的增加，鱼摄食率显著上升，这与螺旋藻粉具有较均衡的氨基酸组成以及丰富的有益组分如蛋白质、维生素和矿物质等密切相关[34]。而当螺旋藻粉替代20%的鱼粉蛋白时，鲫鱼体的生长和蛋白沉积并未受显著影响。因此，当基础饲料中鱼粉含量约为50%时，建议螺旋藻粉可替代鲫鱼饲料中20%鱼粉蛋白。日本DIC公司也将螺旋藻作为饲料，主要作为虾苗饲料，能促进虾苗生长，提高成活率和出苗率，作为各种鱼苗和成鱼饲料，可改善肉的质量和起增色作用。中国科学院海洋研究所研制的含螺旋藻微粒饲料在威海水产养殖开发公司进行的生产试验表明：饲料费用降低78.7%，饲料费/产值由21.0%降低到4.5% ，经济效益十分显著[35]。

5展望

“十三五”期间，山东省蚕业研究所提出了海水农业这一概念，首次将海洋植物与耐盐碱植物跟农业有机结合起来。针对我国海岸线长、盐碱滩涂湿地资源丰富、海水与农业结合研究支撑产业发展不足的现状，聚焦陆海交互带资源利用与可持续发展，围绕近岸滩涂、滨海湿地、滨海盐碱地的开发利用，拟开展耐盐植物与海洋植物资源的创新利用研究。通过筛选驯化或采用常规育种技术与现代生物育种技术相结合，提高植物的耐盐性，获得有经济或生态价值的耐盐新品系，并且加强开展与耐盐植物新品系相适宜的栽培管理、海水灌溉、采收及加工等技术研究等。

我国海洋资源丰富，盐碱地广袤，大量廉价原料等待人们深入研究与开发。比如牛蒡的经济价值主要体现在将牛蒡根茎作为一种新型特需蔬菜出口日本及欧美等国，但是国际市场对出口牛蒡的外型、规格、尺寸、质量等要求都比较高，造成等外根等大量资源的浪费。因此，以廉价海藻、碱蓬、牛蒡等为物质基础，以生物工程为技术手段，在医药、食品、饲料、化工和化妆品等行业中生产出大量有重要价值的产品，应该成为学术界和产品界共同奋斗的目标。

地球上耐盐植物种类繁多，分布广泛，我国已在其种植、栽培等方面开展了一定的研究并取得一些成果，但对其基础性研究还需进一步加强。在我国实行全面协调可持续发展和进行生态建设的今天，加强对海洋与耐盐植物的研究与开发具有现实而深远的意义。

参考文献：

[1]刘梦，刘刚. 海洋植物饲料的开发与应用[J]. 养殖与饲料，2009（4）：74-75.

[2]周杰，陈安国. 海藻多糖的生物活性研究进展[J]. 饲料工业，2005，26（18）：12-15.

[3]熊皓平，吉宏武，邵海艳，等. 海藻多糖化学及生物活性的研究进展[J].天然产物研究与开发，2007，19（5）：165-167.

[4]孙宇梅，赵进，周威，等. 我国盐生植物碱蓬开发的現状与前景[J]. 北京工商大学学报（自然科学版），2005，23（1）：1-4.

[5]马超颖，李小六，石洪凌，等. 常见的耐盐植物及应用[J]. 北方园艺，2010（3）：191-196.

[6]程肖蕊，李彦航. 食药俱佳植物——牛蒡[J]. 中草药，1999（3）：10-12.

[7]Hassan S，El-Twab S A，Hetta M，et al. Improvement of lipid profile and antioxidant of hypercholesterolemic albino rats by polysaccharides extracted from the green alga Ulva lactuca Linnaeus[J]. Saudi Journal of Biological Sciences，2011，18（4）：333-340.

[8]Alves A，Sousa R A，Reis R L. In vitro cytotoxicityassessment of ulvan，a polysaccharide extractedfrom green algae[J]. Phytotherapy Research，2013， 27（8）：1143-1148.

[9]郭守军，叶文斌，杨永利，等. 蜈蚣藻多糖与卡拉胶复合涂膜保鲜剂对杨梅常温贮藏的影响[J]. 食品科学，2010，31 （18）：394-400.

[10]王瑞，孔保华，夏秀芳，等. 不同多糖对冷却牛肉涂膜保鲜效果研究[J]. 东北农业大学学报，2011，42（8）：13-18.

[11]魏瑞兰. 牛蒡活性成分研究进展[J]. 中国中医药信息杂志，1997，4（5）：22-23.

[12]叶振鸿. 牛蒡的临床应用[J]. 宜春医专学报，2001，13（2）：197-199.

[13]郝林华，陈靠山，李光友. 耐盐植物牛蒡的研究进展与应用[J]. 海洋科学，2004，28（5）：69-72.

[14]朱宏吉，郭强. 菊粉应用研究的新进展[J]. 中国糖料，2000（4）：55-57.

[15]刘杰，张可. 牛蒡低糖脯的研制[J]. 食品科技，2003（6）：15-17.

[16]张布志，李辉. 牛蒡罐头的研制[J]. 食品科学，1998，19（4）：24-26.

[17]宦银根，李燕. 牛蒡饮料生产工艺[J]. 食品科学，1998，19（9）：66-67.

[18]樊慧双，章焱广，张春艳. 速溶牛蒡冲剂的研制[J]. 农业科技通讯，2000（3）：30.

[19]周浩，杨吉平，别红桂. 耐盐蔬菜三角叶滨藜营养成分分析与评价[J]. 北方园艺，2012（14）：27-29.

[20]王亚飞，孟庆勇. 藻类多糖的免疫调节作用及机制研究进展[J]. 中国海洋药物，2006，25（3）：50-54.

[21]辛建杰，李光友，崔科远，等. 海藻硒多糖对小鼠免疫功能的影响[J]. 中国海洋药物，1999，18（3）：36-38.

[22]王庭欣，蒋东升，马晓彤，等. 海带多糖对小鼠H22 实体瘤的抑制作用[J]. 卫生毒理学杂志，2000，14（4）：242.

[23]侯洪寶，高世勇，季宇彬. 螺旋藻多糖对S180 荷瘤小鼠肿瘤生长及红细胞免疫功能的影响[J].中草药，2009，40（s1）：200-202.

[24]张丹玉，王奇志，印敏，等. 北美海蓬子提取物体外抗肿瘤作用及其初步的机制研究[J]. 食品科技，2014（4）：214-218.

[25]张蕾. 海洋植物秋茄根中二萜类化合物及其抗妇科肿瘤活性的研究[J]. 青岛医药卫生，2011，43（3）：169-171.

[26]金春花，赫慧. 海藻多糖胶囊对高脂血症大鼠血脂的影响[J]. 特产研究，2014（2）：51-53.

[27]李兆杰，薛长湖. 岩藻聚糖硫酸酯降血脂及抗氧化作用的研究[J]. 营养学报，1999，21（3）：280-283.

[28]Rocha de Souza M C，Marques C T，Dore C M G，et al. Antioxidant activities of sulfated polysaccharides from brown and red seaweeds[J]. Journal of applied phycology，2007，19（2）：153-160.

[29]王海婷，单宇，管福琴，等.北美海蓬子总黄酮的抗氧化性质研究[J]. 食品研究与开发，2012，33（6）：115-117.

[30]刘刚，盖日忠.海洋植物资源的开发与应用[J]. 养殖与饲料·饲料世界，2006（9）：31-32.

[31]魏尊，谷子林，赵超，等. 海藻粉对蛋鸡生产性能及蛋品质的影响[J]. 中国饲料，2006（23）：37-39.

[32]夏伦斌，黄燕，左瑞华，等. 海藻多糖对肉鸡抗氧化性能及存活率的影响[J].畜牧与饲料科学，2016，37（4）：24-26.

[33]Dillon S，Sweeney T，Figat S，et al. The effects of lactose inclusion and seaweed extract on performance，nutrient digestibility and microbial populations in newly weaned piglets[J]. Livestock Science，2010，134：205-207.

[34]曹申平，韩冬，解绶启，等. 螺旋藻粉替代饲料中鱼粉对异育银鲫幼鱼生长、饲料利用和蛋白沉积的影响[J]. 水生生物学报，2016，40（4）：647-654.

[35]沈子伟，陈小江，郭建林. 螺旋藻在水产养殖中的应用[J]. 饲料博览，2007（2）：43-45.