紫菜

紫菜

紅毛藻科紫菜屬植物
紫菜(Pyropia/Porphyra spp. )在系統分類學上隸屬于紅藻門(Rhodophyta),原紅藻綱(Protoflorideae),紅毛菜目(Bangiales),紅毛菜科(Bangiaceae),是一類生長在潮間帶的海藻,其分布範圍涵蓋了寒帶、溫帶、亞熱帶和熱帶海域。紫菜是世界上産值最高的栽培海藻,在中國、日本和韓國被大規模栽培。紫菜是我國海洋農業和出口創彙的主導品種之一。2016年我國紫菜産量約13.53萬噸,産值超過100億元。幹紫菜中粗蛋白含量達30%~50%,富含膳食纖維、多種維生素及鈣、鉀、鎂等微量元素,還含藻類特有的藻膽蛋白,具有很高的營養價值,是一種不可多得的海洋食材,也是我國東南沿海農村經濟的支柱産品。
  • 中文名:紫菜
  • 拉丁學名:Porphyra
  • 界:植物界
  • 門:紅藻門
  • 綱:原紅藻綱
  • 目:紅毛藻目
  • 科:紅毛藻科
  • 屬:紫菜屬
  • 分布區域:我國沿海均有分布
  • 外文名:Laver

形态特征

真紫菜亞屬藻體的細胞層數為1層,且單個細胞含1個星狀色素體,中國的紫菜屬物種都屬于該亞屬。

藻類學家曾呈奎等根據藻體邊緣細胞的特征,将真紫菜亞屬分為3組:

(1)全緣紫菜組,葉片邊緣平滑,邊緣細胞形态與其他營養細胞無區别;

(2)刺緣紫菜組,葉片邊緣具明顯的刺突,後者由1個或幾個細胞形成;

(3)邊緣紫菜組,葉片邊緣由幾排退化細胞所組成。

主要價值

紫菜營養豐富、味道鮮美,富含蛋白質、無機化合物、不飽和脂肪酸、維生素和礦物質,其中蛋白質的成分高達25%~50%,所以在食品和醫藥領域具有廣闊的前景。 

紫菜多糖和藻膽蛋白具有抗衰老、抗凝血和降血脂作用。

紫菜具有較強的吸收氮磷和固定碳的能力,其栽培對淺海富營養化的修複和改善也有重要作用。 

分布情況

紫菜屬物種雖然在寒帶、溫帶、亞熱帶和熱帶海域均有分布,但亞熱帶至溫帶海域的物種多樣性豐富。紫菜在中國的地理分布也遵循這個規律,主要分布在黃渤海到東南沿海的潮間帶,另外,也有少數紫菜物種分布在台灣和海南島沿海,且它們的分布具有區域性特征。在黃渤海自然分布的紫菜物種主要是條斑紫菜、甘紫菜和半葉紫菜,在東南沿海主要是壇紫菜、皺紫菜和長紫菜等。另外,圓紫菜在中國沿海分布較廣,從南到北均有其生長,是一個廣溫性種類。以自然類群和生境環境為基礎,在中國形成了長江以北的條斑紫菜和長江以南的壇紫菜2大栽培區域。

壇紫菜是我國獨有的暖溫帶紫菜栽培品種,産量約占全國紫菜總産量的75%左右,栽培區主要分布在福建、浙江、廣東沿海,近年來随着壇紫菜價格的攀升以及養殖技術的提高,養殖範圍逐漸北移到江蘇南通和連雲港。條斑紫菜養殖主要集中在江蘇和山東,産量和出口量占全國條斑紫菜行業95%以上。

種質資源

據不完全統計,世界上的紫菜有130多種,但真正用于産業化人工栽培的品種主要有壇紫菜(Pyropiahaitanensis)和條斑紫菜(P. yezoensis)兩大品種。 

中國紫菜屬有24種及變種。按照紫菜葉狀體營養細胞的層數(1層或2層),以及細胞中星狀色素體的個數(1個或2個),紫菜屬又分為真紫菜亞屬(Euporphyra)、雙皮層紫菜亞屬(Diploderma)和雙色素體亞屬(Diplastidia)3個亞屬。

中國的紫菜屬物種分類如下:全緣紫菜包括鐵釘紫菜(P. ishigecola)、半葉紫菜華北變種(P. katadaivar. hemiphylla)、少精紫菜(P. oligospermatangia)、青島紫菜(P. qingdaoensis)、深裂紫菜(P. schistothallus)、列紫菜(P. seriata)、甘紫菜(P. tenera)、柔薄紫菜(P. tenuis)和條斑紫菜(P. yezoensis);刺緣紫菜包括皺紫菜(P. crispata)、長紫菜(P. dentata)、福建紫菜(P. fujianensis)、廣東紫菜(P. guangdongensis)、壇紫菜(P. haitanensis)、壇紫菜養殖變種(P. haitanensis var. culta)、壇紫菜巨齒變種(P. haitanensis var. grandidentata)、壇紫菜裂片變種(P. haitanensi var. schizophylla)、單孢紫菜(P. monosporangia)、多枝紫菜(P. ramosissima)、圓紫菜(P. suborbiculata)、圓紫菜青島變種(P. suborbiculata var. qingdaoensis)和越南紫菜(P. vietnamensis);邊緣紫菜包括刺邊紫菜(P. dentimarginata)和邊紫菜(P. marginata)。 

育種栽培

紫菜栽培的曆史最早可追溯到300多年前,據《平潭縣志》記載,當地藻農用石灰水清除雜藻,來提高紫菜的産量,這種方法一直沿用到20世紀50年代,被稱作“菜壇養殖法”。

1949年,英國藻類學家Drew首次闡明了殼斑藻就是紫菜生活中的絲狀體階段。随後,黑木宗尚和曾呈奎等幾乎同時完成了紫菜生活史的研究,開創了現代人工栽培紫菜新時期。初期的紫菜人工栽培模式,其育苗方式是每年春季從栽培群體中選取成熟的葉狀體為種藻,或從自然分布的野生群體中采集葉狀體為種藻,随後收集它們放散的果孢子接種至貝殼上培養成貝殼絲狀體,待秋季時,貝殼絲狀體成熟後放散殼孢子,後者附于網簾上,并于海上被栽培成葉狀體。這種傳統的育苗方式,雖然解決了紫菜栽培的“種子”數量問題,但未解決“種子”的質量問題,因為近親繁殖,易導緻栽培種質性狀質量下降。 

1957年,新崎敏盛首次在紫菜栽培筏架上觀察到紫菜群體中具有不同生長特性的個體,并且發現這些特性可遺傳,因此提出了紫菜遺傳育種的概念。

營養成分

蛋白質和氨基酸

紫菜含有豐富的蛋白質、碳水化合物、不飽和脂肪酸、維生素和礦物質,具有很高的營養價值。 

紫菜是蛋白質含量最豐富的海藻之一。紫菜中的蛋白質含量随着藻的種類及生長時間、地點等而有所不同,通常蛋白質質量分數占紫菜幹質量的25%~50%。 

Noda等對日本産紫菜的結合态及遊離态氨基酸的含量的研究結果顯示,日本産紫菜富含丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和甘氨酸。紫菜中還含有大量的牛磺酸,其含量超過藻體幹質量的1.2%,牛磺酸為磺酸化的氨基酸,是由胱氨酸衍生而來,可以通過形成牛磺膽酸促進膽酸的腸肝再循環,并控制血液的膽固醇水平;此外牛磺酸對促進嬰兒大腦發育及兒童的生長發育、抗氧化、抗衰老都具有良好的功效。壇紫菜和條斑紫菜中的總氨基酸質量分數相當,分别為35.5%和33.5%。而且2種紫菜中的氨基酸的分布基本一緻,都是以谷氨酸含量最高,其次為丙氨酸和天冬氨酸。紫菜富含人體必需的10種氨基酸中的9種(色氨酸未測定),基本與理想蛋白質中必需的氨基酸含量的模式譜(FAO/WHO1973修正模式譜)相一緻。

中國研究人員對條斑紫菜和壇紫菜中氨基酸含量的季節性變化也進行了一些研究,紫菜中氨基酸的含量随着生産月份和季節下降變化明顯。越在生産初期含量越高,之後随着生長時間的延長,含量逐漸減少。分析原因是由于處于生長初期的紫菜細胞不斷地進行分裂,以蛋白質為中心的代謝十分旺盛,相反到了生産末期,細胞分裂能力下降。因此生長初期的紫菜蛋白質含量較高,營養價值較高。

膳食纖維

海藻富含膳食纖維,它們構成了一大類膳食纖維,其中可溶性膳食纖維的比例很高。膳食纖維許多明顯的生理功能與其理化特性有關。其中,其形成粘稠溶液的能力是最重要的一個因素。粘性多糖能夠幹擾營養成分的吸收,因而影響糖類和脂類的代謝。Gońi等對紫菜作為膳食纖維對機體的影響進行了一系列的研究。研究表明,健康志願者進食前服用3g紫菜,能夠降低志願者食用白面包後的血糖反應。食用紫菜能夠對結腸微生物群落有調控作用。紫菜作為膳食纖維飼喂大鼠能夠影響盲腸細菌的活性,與纖維素組相比,紫菜飼喂的大鼠盲腸中β-葡糖醛酸酶、β-葡萄糖苷酶、偶氮還原酶、硝基還原酶和硝酸鹽還原酶的活性均顯著降低。胃腸道微生物群落對寄主的健康起着重要的影響。上述酶均由腸道細菌合成,已知它們能産生緻癌物、誘變劑和各種各樣的腫瘤促進劑。紫菜降低這些酶的活性表明它能夠有效降低機體暴露于這些酶産生的緻癌物的危險,從而有利于機體的健康。

脂類

紫菜脂肪的質量分數為藻體幹質量的1%~3%。紫菜中不飽和脂肪酸比例較高。不飽和脂肪酸能使膽固醇酯化,從而降低血清和肝髒的膽固醇水平。其中二十碳五烯酸(EPA)在日本産條斑紫菜中占到所有脂肪酸總量的近50%,在福建産壇紫菜中也占總脂肪酸含量的24.0%。EPA具有降低血壓、促進平滑肌收縮、擴張血管等作用,已經被認為在預防動脈粥狀硬化方面比花生四烯酸有效。 

維生素

紫菜中維生素含量比較豐富。紫菜中維生素C的含量比桔子高,胡蘿蔔素和維生素B1、B2及維生素E的含量均比雞蛋、牛肉和蔬菜高,而且紫菜中煙酸、膽堿和肌醇的含量也很高。但不同紫菜之間的數值差異較大,這一方面與紫菜種類有關,另一方面也與紫菜的生長時期及加工方法等有關。 

紫菜是天然維生素B12的理想來源。幹紫菜中含有豐富的具有生物活性的維生素B12,每100g條斑紫菜含51.49μg±1.51μg維生素B12。紫菜含5種具有生物活性的維生素B12化合物(氰钴胺素、羟钴胺素、亞硫酸钴胺素、腺苷钴胺素、甲基钴胺素),其中維生素B12輔酶(腺苷钴胺素和甲基钴胺素)的質量分數為60%。 

礦物質

對不同來源的紫菜樣品中灰分含量的測定結果顯示,紫菜中灰分的質量分數為7.8%~26.9%,高于陸地植物及動物産品。大多數陸地植物灰分質量分數為5%~10%。這表明紫菜是重要的礦物質來源,而在陸地蔬菜中微量元素缺乏或含量較少。

紫菜中Ca、Na、K、Mg及P的含量很高。其中從營養學角度看比較有意義的是,紫菜中Na/K的比率均小于1.2。因為在日常飲食中攝入的Na/K的比例很高,研究表明這種高Na/K比例與高血壓的發生有很大的關系。紫菜中低Na/K比例有助于降低高血壓的發病率。紫菜中鎂元素的含量很高,Esashi等對甘紫菜中Mg的生物利用性進行了研究,結果表明對具有Mg限制性的大鼠的飼料中添加甘紫菜可以使大鼠血清Mg、Ca、P的水平恢複到正常水平,說明紫菜可以作為Mg的良好來源。紫菜中各種微量元素的含量都比較豐富。Mn、Zn、Fe等含量都很高。Shaw等采用血紅素生成實驗來檢測紫菜中Fe的生物利用度,結果表明紫菜中可利用的Fe含量與其它許多Fe含量豐富的食品相當。

功能性成分

藻膽蛋白

藻膽蛋白是藻紅蛋白、藻藍蛋白和别藻藍蛋白等的總稱,是某些藻類特有的捕光色素蛋白。藻膽蛋白在紫菜中含量較多,大約占紫菜幹質量的4%左右。條斑紫菜R-藻紅蛋白能與胰島素抗體發生免疫結合反應,具有降血糖應用前景。壇紫菜的R-藻藍蛋白刺激人B淋巴細胞增值,當細胞促分裂劑植物血凝素、葡萄球菌CowenⅠ(SAS)或抗人IgM的μ鍊血清存在時這種誘導效應尤其明顯。壇紫菜藻藍蛋白在抗腫瘤實驗中能夠抑制HL-60細胞的生長。 

紫菜多糖

紫菜多糖(porphyran)屬半乳聚糖硫酸酯。多糖是構成生物體的一類十分重要的物質。近年來的研究顯示紫菜多糖具有多種生物活性。條斑紫菜多糖具有增強免疫功能、抗衰老、抗凝血、降血脂、抑制血栓形成等作用。

産業現狀

中國紫菜栽培産業規模達64152hm2,年産量114171t,居世界首位,産品已出口到五大洲65個國家和地區。

全國有紫菜食品加工企業上百家,分為壇紫菜和條斑紫菜2個系列,以福建省和浙江省為主的壇紫菜加工産品主要是小餅紫菜和調味烤紫菜;以江蘇為主的條斑紫菜加工企業通過引進、消化、吸收日本一次加工、二次加工生産線和生産技術,生産标準紫菜片和烤紫菜。

紫菜産業具有低投入、高産出、養殖風險較低的特點。我國紫菜産業的迅速發展,為保障漁民生活、沿海地區漁業生産等做出了積極貢獻,也為淨化海洋環境,保持海洋生态平衡,維護海洋生物多樣性,保障海洋生态安全做出了突出貢獻。 

現存問題

紫菜種質嚴重退化無法滿足産業需求

苗種是紫菜養殖的基礎。很多紫菜養殖企業和個人考慮生産成本因素,所用紫菜苗種多為自繁自用,質量不能得到有效保障,再經過累代養殖,種質退化現象也日趨嚴重,原有的優良性狀在生産中不能繼承和發展,造成苗種的生長速度減慢,抗病能力減弱,色澤品質降低。随着海區溫度持續上升,零度線北移,紫菜生長期普遍縮短了20-30d,收獲次數減少,抗病力下降,新的栽培品系和特性性狀品系稀缺。因此,篩選培育抗高溫、防病害等抗逆性品系和能形成高品質産品的特性品系成為養殖業當前的迫切要求。 

紫菜養殖不規範導緻紫菜産量低

随着紫菜價格的不斷攀升,養殖生産者急功近利,以增加産量為目的而盲目加大紫菜養殖密度,導緻紫菜病害頻頻發生,科學合理的養殖模式漸漸被忽略,健康養殖技術的推廣應用已經成為紫菜養殖業迫切需要解決的共性問題和關鍵技術。 

産品質量安全問題削弱了産品競争力

近幾年紫菜産品質量安全問題屢見報道,其主要問題有以下3個方面。一是原藻摻雜問題,我國紫菜養殖業仍以散戶養殖為主,部分養殖戶為了增重将海水、淡水、泥沙等大量摻入紫菜原藻,嚴重擾亂了紫菜市場,危害消費者的身體健康。二是細菌超标問題,紫菜二次幹燥溫度應控制在80℃以上,才能起到殺菌、幹燥作用,很多企業為了減少能耗,最高溫度設定為70℃,二次幹燥溫度不足,無法起到殺菌作用,再加上工廠布局不合理,加工人員衛生狀況較差,車間環境達不到衛生要求,導緻幹紫菜細菌超标。三是品質下降問題,高品質紫菜加工過程中的幹燥速率應為5~6s出1張幹紫菜,部分企業為了提高産量,往往将幹燥速率調整為3s出一張幹紫菜,紫菜尚沒收好邊,就迚入下一步驟,導緻産品收邊毛躁,柔軟度差,光澤不足,影響産品品質和銷售價格。 

紫菜企業生産設備設施陳舊,無法滿足産業發展需求

紫菜加工設備存在破、舊、漏、鏽現象,不少加工廠仍在使用80年代的加工機,嚴重影響産品品質。特别是我國與日本、韓國相比,紫菜産品異物較多,常見異物有貝殼、草屑、塑料屑、塑料絲、網線、頭發絲、羽毛等,國内紫菜加工廠僅經過一道異物機粗篩選,然後進行人工挑選,即使在數次加工花費大量時間也難以把雜質清除,經常成為消費者投訴的熱點。日本均是政府補貼,采用百萬級高端異物機經過2道篩選,而我國企業大多使用2萬元左右的異物機,設備落後嚴重影響了産品的品質,如果不加以解決,将會影響紫菜産業健康持續發展。

國内市場開拓不足,産品有價無市

紫菜産品以出口為主,産品進銷韓國、日本等國家。紫菜加工企業對國内市場的開發不夠重視,造成在國内市場的影響力和占有率不高。究其原因,作為休閑食品,紫菜産品的銷售價格較高,大部分消費群體難以接受,而且當前市場主要産品依然是壽司紫菜,市場消費需求不高。 

育種成果

截至2018年,中國已有國家審定紫菜良種6個,其中壇紫菜4個,條斑紫菜2個。壇紫菜中的‘申福1号’、‘申福2号’和‘閩豐1号’具有優質高産、耐高溫性強等優點;‘浙東1号’具有高産、殼孢子放散大等優點。條斑紫菜中的‘蘇通1号’和‘蘇通2号’具有優質高産、耐高光等優點。這些紫菜新品種的推廣,促進了中國紫菜産業的健康發展,産生了巨大的經濟效益和社會效益。

種質庫

1999年建立了“國家級紫菜種質庫”。該種質庫主要負責紫菜種質資源的收集、鑒定和保存,在此基礎上對栽培種質進行優質、高産和抗逆等特性的選育和優化。該種質庫保存了壇紫菜、條斑紫菜和半葉紫菜等10多個種的紫菜種質。 

壇紫菜是中國南方沿海栽培規模最大的紫菜物種,其年産量約占全國紫菜年産量的75%,為保存壇紫菜種質資源的多樣化,2009年在集美大學建立了“南方壇紫菜種質庫”。該種質庫采集了中國南方不同海區、不同生境的野生壇紫菜,并将其制備成野生種質資源,另外,也對壇紫菜優良栽培種質進行制備、研究和推廣,共保存了壇紫菜種質529株系。

食譜

金銀花紫菜雞蛋湯

主要功效:清熱解毒、補碘。

推薦人群: 适用于夏季癰腫疔瘡、外感風熱以及要補碘的人。

材料:金銀花15克、紫菜(幹)10克、雞蛋1個(3-4人量) 。

烹調方法:金銀花洗淨;紫菜溫水發透、切段;雞蛋去殼打均勻。起油镬爆香姜,加入1250毫升清水(5碗量),滾沸,下金銀花、紫菜,稍滾,下蛋液,攪勻,調入食鹽和蔥即可。此量可供3-4人用。 

紫菜腐竹湯

腐竹是豆制品的一種,鈣含量為77毫克/100克,鉀含量也相當高。而紫菜不僅含有一定量的鈣和鎂,鉀含量更是高達1763毫克/100克。紫菜與腐竹的搭配在補鈣方面可謂“開源又節流”:大量的鈣進入體内後,鎂會促進其被身體利用;充足的鉀可以幫助維持膳食中礦物質的平衡,減少鈣的排洩量,幫我們的身體“節約”了很多鈣。需要注意的是,紫菜本身有足夠的鮮味,也含有一定量的鈉,所以做湯時,盡量不加雞精、味精,少加鹽。

食物營養成分

食物名稱

紫菜

含量參考

約每100克食物中的含量

能量

250 千卡

蛋白質

26.7 g

脂肪

1.1 g

碳水化合物

44.1 g

不溶性膳食纖維

21.6 g

710 mg

105 mg

350 mg

1796 mg

264 mg

4.32 mg

54.9 mg

1.68 mg

2.47 mg

7.2 μg

維生素A

228 μg

維生素B1(硫胺素)

0.27 mg

維生素B2(核黃素)

1.02 mg

煙酸(煙酰胺)

7.3 mg

維生素C(抗壞血酸)

2 mg

維生素E

1.82 mg

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