海带(Laminaria japonica),又名昆布、江白菜,是我国重要的经济藻类之一,主要在中国、日本、韩国和朝鲜等亚洲国家养殖,其中中国是最大的海带养殖国,年产量占全球的80%以上[1]。《2022年中国渔业统计年鉴》的数据显示,2021年全国海带海水养殖产量为174.2×104 t,其中福建省海带海水养殖面积居全国首位[2]。海带富含蛋白质、膳食纤维、维生素、矿物质等营养成分,除食用外,在医药、农业等领域也有所应用[3]。目前,我国海带食用加工品种较为单一,仍以盐渍、淡干海带等初级加工食品为主[4],但近年来,逐渐开发出海带糕、海带茶、海带面条等精深加工食品[5]。在海带化工方面,我国已建立起碘、甘露醇及褐藻胶等海带“三大宝”提取生产体系,但目前海带的工业化利用率仍较低,以干物质计算,利用率仅达30%[6]。海带中含有多糖、活性肽、碘、甘露醇等多种具有特殊生理功能的物质,许多研究将其作为功效成分并开发为医药制剂和美妆产品。除此之外,海带中富含的膳食纤维、矿物质和促生长因子,也被作为肥料和饲料广泛应用于农业之中。
可见,海带应用范围广,开发潜力大,因而具有很大的产业升值空间。本文围绕海带的活性物质研究及其在食品、生物医药制品、农业等领域的高值化综合利用进行综述,旨在为新型海带产品的开发提供参考思路。
1 海带活性物质的研究
海带因含有丰富的活性物质,而具有重要的营养保健和临床药用价值。深入研究海带含有的活性物质,可以进一步促进海带的深加工、高附加值产品的开发,实现对海带资源的充分利用。
1.1 功能性多糖
海带多糖分布在细胞内和细胞之间,主要有褐藻胶、岩藻聚糖(又称褐藻糖胶)和褐藻淀粉三种,具有调节免疫、抗癌、抗炎、降血栓等生理功能。其中岩藻聚糖和膳食纤维已成为海带多糖中的研究热点。
1.1.1 抗炎作用
Peng F H等[7]从海带中提取出海带多糖(LJP12),并进行动物试验,以探究LJP12对预防动脉粥样硬化的影响,试验发现,LJP12可以显著减弱高脂胆固醇饮食诱导的全身炎症和动脉粥样硬化病变部位的局部炎症,其机理是LJP12通过抑制核因子κ-B和丝裂原活化蛋白激酶介导的炎症反应,从而达到预防动脉粥样硬化、减轻炎症程度的效果。Ni L Y等[8]探究海带中提取的岩藻聚糖(LJSF4)的抗炎效果,研究显示,LJSF4作用于脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)诱导的RAW 264.7巨噬细胞,可以显著降低一氧化氮的生成;将LJSF4和LPS联合作用于斑马鱼,可显著提高其受精卵的存活率,减轻LPS诱导的炎症反应,表明LJSF4在体内和体外试验中均表现出很强的抗炎作用。
1.1.2 抗血栓作用
已有研究证明,海带中提取的岩藻聚糖在动物模型中静脉或皮下注射,都表现出良好的抗血栓活性。但作为硫酸多糖的一种,口服后,岩藻聚糖可能在进入血液循环之前被降解或脱硫,从而影响到其功能活性的发挥。Zhao X等[9]为了探究口服岩藻聚糖的抗血栓活性,在试验中,将动脉血栓小鼠模型分别口服低分子量(Low molecular weight,LMW)岩藻聚糖和中分子量的(Medium molecular weight,MMW)岩藻聚糖,并用高效液相色谱法检测小鼠模型血清和尿液中岩藻聚糖的含量,若含量越高,则吸收率和生物利用度越高。结果发现,LMW岩藻聚糖的口服吸收效果和抗血栓活性均优于MMW岩藻聚糖。
1.1.3 抗肥胖作用
海带中膳食纤维含量丰富,可分为可溶性和不可溶性膳食纤维两种。张丽萍[10]从海带渣中提取可溶性海带膳食纤维(Soluble dietary fiber,SDF),并用SDF灌食肥胖小鼠模型,发现SDF可以促进肠道蠕动、减少肠道内葡萄糖和胆固醇的吸收,且观察到脂肪细胞变小,具有减肥的功效。Deng Z Z等[11]也有类似的发现,他们将海带粉溶解在柠檬酸溶液中,提取海带膳食纤维(Dietary fibers,DFs),用海带DFs灌胃高脂饮食(High fat diet,HFD)诱导的高脂模型小鼠后,发现海带DFs可以显著改善HFD小鼠的胰岛素抵抗和血脂异常,降低炎症因子,还可以增加有益菌的相对丰度,从而改善肠道菌群失调。
1.1.4 调节免疫、抗癌作用
1.2 生物活性肽
海带蛋白质中的氨基酸种类丰富,比例适当,其中8种必需氨基酸的比例与理想蛋白质中必需氨基酸比例十分接近,因此海带蛋白质是制备生物活性肽的理想原料[14]。
李琦[15]用复合酶酶解海带蛋白,得到海带低聚肽混合物,发现其对SD糖尿病模型大鼠具有降血糖功效。随后对海带低聚肽混合物中各成分进行进一步的分离、分析,发现分离出的多肽VGPDGSPDPL和多肽VDSYIPTPI对α-葡萄糖苷酶酶活的抑制效果最好,且VDSYIPTPI具有一定的抗氧化活性。Chen H等[16]采用反相高效液相色谱和高效液相色谱/电喷雾质谱(HPLC-ESI-MS)技术从鲜海带中分离得到海带多肽(Laminaria japonica peptides,LJPs),试验结果表明,不论在体内还是体外,LJPs都对肝癌细胞的生长有显著的抑制作用。Wang J等[17]用碱性蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶混合而成的多酶混合物对海带进行酶解,并采用受控酶解结合响应面法制备血管紧张素转换酶(ACE,EC 3.4.15.1)抑制肽。结果发现,在酶量比(木瓜蛋白酶∶碱性蛋白酶∶胰蛋白酶)为1∶2∶1、底物浓度为1.7% 、加酶量为4.4%,水解时间为5.1 h的条件下,水解产物的活性最强。同时,将8个C端含有酪氨酸的ACE抑制肽进行分子对接,发现氢键是将肽与ACE活性位点结合的主要活性力量,形成了一个非常稳定的复合结构,从而达到抑制ACE的作用。
1.3 碘
碘是人体必需微量元素之一,缺碘会导致各种碘缺乏病。海带具有选择性吸收和富集碘的能力,且成本低廉,因此其可作为我国提取碘的主要原材料。以海藻为原料生产碘的方法主要有灰化法、发酵法和浸出吸附法。周令芬[18]采用四氯化碳多次浸泡法改进海带提碘工艺。由于碘在四氯化碳溶液中的溶解度大,因此可以最大限度将水中的碘全部溶于四氯化碳中,减少原料中碘的损失。采用此法从海带提取碘,具有反应快、流程短、损失少、收率高等优点。Peng L Q等[19]研发了一种基于吡啶类离子液体的固液萃取法,它是一种可以同时提取海带中无机碘和有机碘的绿色提取工艺,超声强度100 W、乙基溴化吡啶浓度200 mmol/L、提取时间30 min、固液比10 mL/g、pH 6.5为最佳提取条件。
1.4 甘露醇
2 海带在食品领域的应用
海带营养丰富、味道鲜美,在我国已有很长的食用历史。鲜海带有许多烹饪方法,常被用来荤炒、素烹、炖煮、煨汤等,其中海带排骨汤是一道著名的家常菜;而海带加工食品以粗加工形式为主,其中盐渍和淡干海带约占海带制品的80%[23]。随着海带不断被开发,不同形式的海带精加工食品和食品添加剂逐渐被研发出来。
2.1 精加工产品
为了进一步提升海带的经济效益,促进海带食品的产业化加工技术升级,我国逐渐开发出一些海带精深加工产品,主要为副食品、预制菜和饮料制品。刘茂等[24]研发出一种发酵型海带-苹果复合果汁饮料,该饮料以海带汁、苹果汁、白砂糖为主要原料,同时以植物乳杆菌为发酵菌进行发酵。生物发酵不仅达到了去腥的效果,还抑制了其他微生物的生长,延长货架期,使饮料获得更高的营养价值和风味品质。在最优配方参数条件下,复合饮料色泽明亮、无沉淀、无腥味且具有苹果和海带特有风味,口感丝滑细腻。史亚萍等[25]开发了一款可在常温下保藏的脱脂型排骨海带即食软罐头。这款预制菜产品采用脱脂工艺,解决了肉类罐头食品内壁附有白油等影响感官品质的瓶颈问题,其即食的特性也适应当代人们快节奏的生活需求;同时,保持了传统烹饪菜肴原有的风味特色和口感,不仅排骨口感嫩滑,而且海带也有少许脆感,滋味良好。除了上述的产品外,还有海带豆腐、海带酱、海带果冻等(表1)被开发出来。这些精深加工产品可提升海带附加值,也能有较高的市售价格,但大部分仍处于实验室阶段,还需开发相应的现代化生产设备和技术,才能推动海带加工产业向标准化、智能化转变,从而促进海带深加工产业进一步发展。
表1 部分海带精加工食品
Tab.1
| 产品名称Name of product | 感官评价Sensory evaluation |
|---|---|
| 海带豆腐[26]Kelp tofu | 硬度、弹性和嚼劲均较好 |
| 海带酱[27]Kelp paste | 深褐色、酱香、酯香浓郁、无腥味 |
| 海带苹果冻干休闲食品[28]Kelp apple crisp | 酥脆性好 |
| 海带发酵乳酸菌饮品[29]Kelp fermented beverage | 酸甜适当、具有海带独特风味 |
| 海带脯[30]Instant kelp | 墨绿色、口感香脆、无腥味 |
| 海带牛肉汤料[31]Kelp beef soup stock | 具有海带和牛肉的特征风味、鲜美可口 |
| 海带果冻[32]Kelp jelly | 色泽均匀、酸甜适中、风味独特 |
| 海带风味复合调味料[33] Kelp flavor compound seasoning | 鲜咸适中、具有浓郁的海带香气 |
| 海带面条[34]Kelp noodles | 弹性较好 |
| 海带香菇酸奶[35]Kelp Lentinus yoghurt | 色泽微黄、口感细腻、酸度适宜 |
2.2 食品添加剂
海带中的多糖具有独特的化学和物理性质,因此其可作为稳定剂、保水剂、保鲜剂、降脂剂、降糖剂、营养强化剂、风味剂和抑菌剂等被添加到食品中,改善和保持食品的品质[36]。李佳等[37]用褐藻胶和茶多酚制成复合可食性抗菌膜,以冬枣在货架期内的颜色、外观、气体成分、失重率等为评价指标,探究抗菌膜对冬枣的保鲜效果。结果表明,1.0%褐藻胶和0.6%茶多酚是制备抗菌膜的最佳浓度,在此条件下,其能最有效地减缓冬枣挥发性物质的释放,控制失重率和腐败率,保持良好的感官品质。董雪敏等[38]以海带为原料,提取出高纯度高硫酸根岩藻聚糖硫酸酯海带提取液,并将其开发成富含岩藻聚糖硫酸酯的功能性饮料,该饮料经无菌罐装后放置在40℃环境下3个月,饮料仍呈现淡金色、澄清状态,无细菌滋生,稳定性较好。
3 海带在生物医药与制品领域的应用
3.1 临床应用药品
广义上将褐藻酸及其盐类统称为褐藻胶[39]。褐藻胶通过化学改性、酶解等手段降低分子量后,可产生具有“增值”效果的褐藻胶衍生物和褐藻胶寡糖。它们可以具有更优异的物理、化学性质和功能活性。
藻酸双酯钠(Poly saccharide sulphate,PSS)是中国海洋大学管华诗院士于1985年研发的世界上第一个海洋类肝素糖类药物,它是通过褐藻酸钠分子的羟基和羧基上分别引入磺酰基和丙二醇基而形成的褐藻酸衍生物。PSS具有较强的聚阴离子性质、抗凝活性和明显的降血脂活性,从而达到改变血液的流变学性质、抑制血小板聚集、抑制局部血栓形成和动脉粥样硬化病变,改善微循环等功效。目前,PSS在临床上主要用于治疗高血脂及高血黏、心脑血管疾病、糖尿病及并发症等。甘糖酯(Propylene glycol mannuronate sulfate,PGMS)是基于PSS构效关系基础上研制的一类低分子海洋类肝素药物。研究发现,PGMS可以通过抑制凝血系统和激活纤维蛋白溶解系统来发挥其抗血栓的作用,其在很小剂量(1.6 μg/mL)即可明显促进内皮细胞的生长,从而发挥其抗血栓作用,且不引起平滑肌细胞增殖,还具有抗氧化作用。PGMS在临床上主要用于高血脂症的预防和治疗[40]。
甘露特钠(GV-971)是由我国原创、基于靶向脑-肠轴的阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)治疗新药,于2019年11月在中国获得有条件批准,用于治疗轻、中度AD,改善认知功能。其主要功效成分是从褐藻中提取的酸性线性低聚糖(从二聚体到十聚体,分子量670~880 Da)。AD的病理特征是细胞外老年斑中β-淀粉样肽的聚集和大脑细胞内神经纤维缠结中Tau蛋白过度磷酸化。将GV-971作用于AD模型小鼠,结果发现模型小鼠的β-淀粉样肽的聚集和Tau蛋白磷酸化减少,且可以改善模型小鼠的辨别学习能力。同时该制剂通过显著改变肠道菌群的组成和调节氨基酸代谢(包括显著降低苯丙氨酸和异亮氨酸水平)来抑制神经炎症,从而抑制阿尔兹海默症的发展[43-44]。
3.2 医用纺织品
海带中的海藻酸钠可与二价金属离子反应,生成不溶于水的海藻酸金属盐。Ca2+与海藻酸钠反应生成的海藻酸钙纤维具有高透氧性、生物相容性、生物降解性等特点,因此其在医用纺织品行业中可用作医用纱布或敷料。为了提升海藻酸钙纤维作为医用敷料时的抗菌性能,王海楼等[46]将其与吸湿性、透气性好的水刺非织造布结合,制备了一种载银海藻酸钙纤维水刺非织造布。结果表明,这种布料吸液率有所提升,并且对金黄色葡萄酒菌、大肠埃希氏菌均有较好的抑制效果,抑菌率达99%以上。王倩倩[47]为改善海藻酸钙纤维的脆性大、易断裂等缺点,用多价金属离子与钙离子复配,制得含有多种金属离子的海藻酸纤维。结果表明,复配海藻酸纤维的抑菌性和阻燃性均优于海藻酸钙纤维。
3.3 美妆制品
天然、环保、生态可持续是消费者对美妆产品追求的方向,因此,海藻逐渐成为化妆品行业的新兴原料[48]。海带作为海藻之一,可被加工成保湿剂、美白剂和护发剂等产品运用到美妆行业中。
海带富含不饱和脂肪酸等具有保湿功能的化合物,这些物质是让皮肤持水的关键因素之一。Otero P等[49]利用加压液体萃取技术,从海带中提取了大量的亚油酸、亚麻酸、油酸、棕榈油酸等不饱和脂肪酸,发现这些不饱和脂肪酸可以帮助皮肤锁住水分。蔡婉静等[50]制备乙酰化海带多糖(Acetylated degraded polysaccharides from Laminaria japonica,ADLP)并探究其吸湿保湿性能,研究发现:与普通海带多糖相比,ADLP的抗氧化、吸湿等能力都有所提高,且所有海带多糖及其衍生物的保湿性能都优于甘油。Shimoda H等[51]发现,在海带中提取的岩藻黄质可以抑制络氨酸酶的活性、黑色素瘤的色素生成以及UVB辐射引起的皮肤色素沉着。Chen Q R等[52]利用酶解法提取海带中的岩藻聚糖,并以酪氨酸酶抑制力、细胞黑色素抑制力以及抗氧化能力等为指标,探究岩藻聚糖的分子量与美白活性的关系,结果表明:在B16细胞中,分子量范围在5~10 kDa之间的岩藻聚糖的美白活性最佳,说明海带具有开发成美白产品的潜力;此外,海带提取物可以促进毛发生长。Lee B M等[53]为研究一款治疗脱发的药物,探究了海带提取物及其与刺激毛发生长的胰岛素生长因子-1(Insulin-like growth factor-1,IGF-1)混合物的促毛发生长效果;试验将海带提取物和混合物局部涂抹在背部剃毛后的6周大的C57BL/6小鼠上,观察二者对毛发再生的促进效果,结果显示:海带提取物和其与IGF-1的混合物均可促进小鼠毛发的生长,且海带提取物与IGF-1的混合使用具有增效作用。
3.4 保健食品
随着人们生活节奏加快,亚健康逐渐年轻化,使保健品行业得以飞速发展。因含有各种蛋白质、维生素、活性多糖、多肽等功效成分,海带具有调节血糖、降血脂、抗氧化、抗动脉粥样硬化等作用。因此,以海带为原料开发各类保健品也成为近年来的研究热点。
张李等[54]研发了一种富含膳食纤维和不饱和脂肪酸的复方海带代餐粉,并将之喂养高脂血症大鼠模型,发现其对模型大鼠有辅助降血脂的作用,且存在一定的剂量依赖关系;同时,可有效抑制大鼠动脉粥样硬化指数升高。白旭等[55]将多种药食同源原料按一定配比制成复方海藻粥,并将其喂养便秘模型小鼠,试验发现复方海藻粥对便秘小鼠有促进肠道蠕动、润肠通便的作用。李纯晓等[56]为糖尿病患者提供了一种富含海带的全营养配方食品,这款配方产品经冻干制得,可以给糖尿病患者提供足够的营养,且具有稳定血糖和抗氧化的功效。除此之外,研究人员还开发了低糖低脂、营养价值高的功能性海带面包、集无花果叶和海带营养物质于一体的海带无花果叶保健软糖等[57-58]。这些产品以保健休闲食品的形式,更加吸引大众消费者,从而有利于提高海带保健食品的市场竞争力。
4 海带在农业方面的应用
作为饲料,海带可以促进畜禽的繁殖能力、免疫力、对环境的适应能力以及对营养物质的吸收能力,从而提高畜禽的生长速率,降低饲养成本[59]。同时,海带含有的促生长因子可以有效促进农作物生长,因而被广泛应用于农业中。
4.1 海带在饲料中的应用
近年来,越来越多国内外学者探究海带直接作为饲料,在不同水产养殖物种中的喂养效果。王熙涛[62]为降低养殖刺参的饲料成本,以海带为饲料原料,并在海泥中分离出Bacillus amyloliquefaciens WB1菌株,然后利用菌株将海带中刺参不能消化吸收的褐藻胶成分进行降解,制得一种具有原料增值功能的刺参微生物脱胶海带饲料,此外喂养该饲料的海参的各类生长性能和免疫力都有所提高。张翠翠[63]利用微生物发酵技术制备了一种寡糖型海带发酵饲料,用于喂养鲍鱼;该饲料通过微生物发酵,将所含的粗蛋白和膳食纤维降解为小分子物质,更有利于被动物消化吸收,从而提高饲料的利用率;试验结果表明,不论是在生长速度,还在是营养物质上,寡糖型饲料喂养的鲍鱼都优于原饲料喂养的,而且寡糖型海带发酵饲料不仅可以解决天然优质鲍鱼饲料匮乏的问题,还可以降低饲料成本,从而能可持续发展鲍鱼养殖业。Takagi S等[64]用海带基叶作为饲料喂养海胆,并观察海胆性腺的大小、质地、颜色和游离氨基酸的变化,结果发现,随着喂养周期的延长,海胆性腺的大小和颜色均有所改善,而丙氨酸含量也有所增加,提高了海胆性腺的甜度,改善了口感。
4.2 海带在肥料中的应用
刘洋[66]将60%海带渣与麦麸、鸡粪、菌剂等物质配比发酵,制得海带渣有机堆肥,并将其施用在大蒜、豇豆、茭白等3种蔬菜作物,结果发现,海带渣有机堆肥可以显著促进大蒜的株高和根长,且随着海带渣堆肥的浓度增加,3种作物的全氮、全磷、全钾的含量也显著增加,说明海带渣有机堆肥可以有效促进农作物的生长。何梅琳等[67]酶解处理海带渣,制得海带渣提取物(Kelp waste extracts,KWE),并将其作为彩椒和茭白的叶面肥,结果表明:KWE可以显著促进彩椒和茭白的生长和改善其品质。王铭等[68]预处理海带渣后,再进行酶解生产糖化液,随后探究海带渣糖化液培养小球藻(Chlorella sp.)的情况,结果发现,用海带渣糖化液培养的小球藻的生物量显著高于未添加的对照组。
5 其他应用
除了上述应用,海带还被学者作为生产清洁能源的开发对象。Liu H Y等[69]用加热、酸、碱、超声等4种预处理方法处理海带,并用厌氧混合菌发酵海带制造氢气。结果发现,预处理后的海带产生的氢气明显多于未处理过的生海带。其中,酸预处理的效果最好,当初始pH为6.0、海带为单一底物且浓度为2%时,氢气产量最高可达(83.45 ± 6.96) mL·g-1。此外,被提取海藻酸钠后剩余的海带料渣可用来生产燃料乙醇。明凯利等[70]以海带渣为原料,用酵母菌发酵制备燃料乙醇。与Liu H Y等[69]的发现相同,均是酸预处理效果优于碱预处理。海带渣分步糖化产生的乙醇浓度高于常用作制备燃料乙醇的原料秸秆。且在海带渣同步糖化发酵过程中,以低温QP7酶液和常温纤维素酶制得的混合酶进行酶解,乙醇产量可提高21%以上,说明海带渣作为生产燃料乙醇的原料具有良好的应用前景。
盐渍海带的加工过程产生的漂烫液中含有碘、甘露醇、岩藻黄素等具有一定经济价值的有效活性成分,但大多数都被作为加工废水而排放,没有得到充分利用。张加幸等[71]为了提高海带漂烫水中碘的回收率,利用空气吹出法提取漂烫水中的碘,此工艺不仅不受体系杂质限制,可在较高温度下使用,还可以保持较高的碘提取率。研究表明,在最佳的工艺条件下,此法的碘吹出率高达90%。对海带渣、漂烫液的充分利用,不仅可以减少污染物的排放,保护环境,还可以提高海带资源的综合利用率。
6 结语
海带作为我国重要的经济藻类,具有丰富的营养物质和显著的药理活性。海带多糖、活性多肽、碘、甘露醇等功能性物质具有抗炎、抗血栓、抗癌、降血脂、减肥等生理功效,将其作为功效成分并开发成生物医药制品和保健食品已成为研究热点。海带应用范围广泛,但目前仍以粗加工产品为主。为进一步促进海带产业的发展,未来可利用海带中的多糖、降血压肽等活性物质加工成功能性口服液、注射液等保健品和药品,提高海带加工产品的附加值。海带渣也富含碘、碳源等物质,利用其加工成肥料和饲料,既可充分利用海带资源,也可减少环境污染。
参考文献
Extraction, isolation and characterization of nanocrystalline cellulose from industrial kelp (Laminaria japonica) waste
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Kelp (Laminaria japonica) is an economically important type of algae cultured in East Asia. Kelp waste is a by-product from the extraction of commercial alginate from kelp. This work reports the isolation of nanocrystalline cellulose (NCC) from the cellulose extracted from the kelp waste. X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) show that the crystallinity index of the isolated kelp NCC was 69.4%, which was slightly higher than that of kelp cellulose as well as maintained the cellulose I crystalline form and typical cellulose chemical structure. In thermogravimetric analysis (TGA), kelp NCC showed decreased thermostability and a higher residual mass. Transmission electronic microscopy (TEM) confirmed the ordinary rod-like shape of the produced NCC with various dimensions. The kelp NCC aqueous dispersions displayed the expected characteristic optical and gel effects. Studies on the variables and the orthogonal experiment of NCC preparation contributed a maximum yield of 52.3%. The exploration on the preparation of kelp NCC in this study lays foundations for future applications.Copyright © 2017 Elsevier Ltd. All rights reserved.
海带的主要功能及加工利用研究现状
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海带变色机理和护绿技术研究综述
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In vitro and in vivo anti-inflammatory activities of a fucose-rich fucoidan isolated from Saccharina japonica
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Antithrombotic activity of oral administered low molecular weight fucoidan from Laminaria japonica
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Dietary fibers extracted from Saccharina japonica can improve metabolic syndrome and ameliorate gut microbiota dysbiosis induced by high fat diet
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[J].The increase of pathologies like cardiovascular diseases, obesity or diabetes due to the nature of diet is a matter of concern in our society. Because of this, there is a high interest in healthy natural products that could prevent the appearance of such diseases. This paper aims to study the content of fatty acids (FAs) and phenolic compounds of brown alga Laminaria ochroleuca (L. ochroleuca) and to determine the nutritional quality of the lipids extracted using pressurized liquids extraction (PLE) technique. PLE was applied to the algae using four solvents of different polarity (hexane, ethyl acetate, ethanol and ethanol:water 1:1). Results showed that the higher yield (52%), is obtained with ethanol: water solvent, however, both ethyl acetate and ethanol enrich unsaturated fatty acid (USFA) (palmitoleic, linolenic, linoleic, oleic, araquidonic and eicosapenataenoic) in the lipid fraction of L. ochroleuca, providing extracts up to 55% of their total fatty acid content compared to other solvents. The nutritional quality of the lipids in all PLE extracts was assessed by considering the ω-6/ ω-3 fatty acid ratio and two dietary indexes involved in the risks of coronary heart disease, atherogenic (AI) and thrombogenic (TI). The lower (best) index values are for ethanol extract, 4.4 (ω-6/ ω-3), 0.74 (AI) and 1.05 (TI), followed of ethyl acetate, 4.4 (ω-6/ ω-3), 0.87 (AI) and 1.24 (TI). Finally, the antioxidant capacity of PLE alga extracts in terms of total phenol content (TPC) was analyzed by the Folin-Ciocalteu method. The ethanol: water extracts showed the highest TPC with a concentration up to 173.65 mg eq. gallic acid / g PLE extract.Copyright © 2018 Elsevier B.V. All rights reserved.
Anti-pigmentary activity of fucoxanthin and its influence on skin mRNA expression of melanogenic molecules
[J].Carotenoids and retinoic acid derivatives are topically applied for sun-protective and whitening purposes. Fucoxanthin is a carotenoid derived from edible sea algae, but its effect on melanogenesis has not been established. Therefore, we examined the effect of fucoxanthin on melanogenesis.Inhibitory effects on tyrosinase activity, melanin formation in B16 melanoma and skin pigmentation in UVB-irradiated guinea-pigs were evaluated. To elucidate the action of fucoxanthin on melanogenesis, its effect on skin melanogenic mRNA expression was evaluated in UVB-irradiated mice. Fucoxanthin was given topically or orally to mice once a day and UVB irradiation was applied for 14 days. The effect of fucoxanthin on skin melanogenic mRNA expression was evaluated by real time reverse transcription polymerase chain reaction.Fucoxanthin inhibited tyrosinase activity, melanogenesis in melanoma and UVB-induced skin pigmentation. Topical application of fucoxanthin (1%) significantly suppressed mRNA expression of cyclooxygenase (COX)-2, endothelin receptor A, p75 neurotrophin receptor (NTR), prostaglandin E receptor 1 (EP1), melanocortin 1 receptor (MC1R) and tyrosinase-related protein 1. The suppression of p75NTR, EP1 and MC1R expressions was observed at 0.01% application. Also, oral application of fucoxanthin (10 mg/kg) significantly suppressed expression of COX-2, p75NTR, EP1 and MC1R.These results suggest that fucoxanthin exhibits anti-pigmentary activity by topical or oral application in UVB-induced melanogenesis. This effect of fucoxanthin may be due to suppression of prostaglandin (PG) E(2) synthesis and melanogenic stimulant receptors (neurotrophin, PGE(2) and melanocyte stimulating hormone expression).
Size-dependent whitening activity of enzyme-degraded fucoidan from Laminaria japonica
[J].
Hair growth effects of Laminaria japonica extract and growth factor mixture on a C57BL/6 mouse model
[J].
Feeding the sporophyll of Undaria pinnatifida kelp shortens the culture duration for the production of high-quality gonads of Mesocentrotus nudus sea urchins from a barren
[J].
Physical and biological effects of kelp (seaweed) added to soil
[J].
Fermentative hydrogen production from macro-algae Laminaria japonica using anaerobic mixed bacteria
[J].
表1