综述：新西兰棕色海藻中的根皮单宁：提取、抗氧化活性及食品应用

本综述系统探讨了新西兰棕色海藻中独特的酚类化合物——根皮单宁（Phlorotannins）的提取工艺、卓越的抗氧化活性及其在食品工业中的应用潜力。文章详细比较了新西兰与全球棕色海藻的营养成分、根皮单宁含量及抗氧化机制（如清除自由基、螯合金属离子），并综述了其作为天然抗氧化剂在油脂、肉制品、蛋黄酱等食品体系中延长货架期的成功案例。尽管面临提取工艺优化、热稳定性挑战及风味调控等问题，但新西兰丰富的棕色海藻资源（如Ecklonia radiata, Undaria pinnatifida）显示出巨大的开发前景，为未来功能性食品和可持续产业发展提供了科学依据。

　　

棕色海藻作为海洋大型藻类，是一种可持续的资源，在包括新西兰在内的多种文化中扮演着重要角色。其中，棕色海藻含有相对较高的酚类化合物，尤其是其独有的根皮单宁，因其生物活性特性而日益受到关注。

新西兰棕色海藻

新西兰海岸线分布着至少146种棕色海藻，其中Ecklonia radiata是最广布的物种，占总量的25%以上。常见的商业物种包括可食用的裙带菜（Undaria pinnatifida）以及用于生产藻酸盐的物种（如Laminaria brasilliensis, Ecklonia cava, Macrocystis pyrifera）。新西兰棕色海藻富含宏量营养素（蛋白质、不溶性纤维、可溶性碳水化合物），且矿物质和维生素含量高。然而，其安全性需关注重金属（如砷、汞、铅）和极高的碘含量。幸运的是，适当的加工（如清洗、热烫、干燥）可有效降低这些风险。

抗氧化活性

棕色海藻产生根皮单宁作为其关键的光保护策略。根皮单宁是间苯三酚的寡聚物，分子量在0.1至100 kDa之间，根据间苯三酚间的连接方式可分为六类。其抗氧化活性主要取决于游离酚羟基的数量和自由基的共振稳定化能力，而非聚合度。根皮单宁通过淬灭活性氧物种（如¹O₂）、螯合催化剂金属离子（如Fe²⁺/Fe³⁺）、作为氢供体和自由基清除剂来抑制脂质氧化。

根皮单宁含量受物种、地理位置、季节（通常夏季含量高）、光照、海水温度和海浪暴露等多种因素影响。提取方法也显著影响测定结果，传统方法为固液萃取（SLE），使用乙醇、甲醇或丙酮的水溶液。先进的提取技术如微波辅助萃取（MAE）、超声波辅助萃取（UAE）、加压液体萃取（PLE）和超临界流体萃取（SFE）能提高效率。酶辅助萃取（EAE）则是一种绿色的替代方法。

研究表明，多种棕色海藻（如Fucus vesiculosus, Sargassumspp., Ecklonia radiata）的提取物在化学测定（如DPPH、ABTS、FRAP、TBARS）中表现出强大的抗氧化活性，甚至优于或相当于合成抗氧化剂BHT和BHA，或天然抗氧化剂抗坏血酸和维生素E。

功能与应用

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  药学应用：根皮单宁具有抗糖尿病、抗炎、抗菌、抗病毒、抗肿瘤等多种生物活性。例如，从Ecklonia cava中提取的根皮单宁对SARS-CoV-2的靶蛋白有显著抑制作用。商业产品InSea2?（含Ascophyllum nodosum和F. vesiculosus的根皮单宁）可作为阿卡波糖的替代品用于2型糖尿病治疗，并能调节认知。
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  食品应用：
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    食品原料：棕色海藻可直接作为人类食物（如裙带菜用于味增汤、沙拉）或动物饲料（如Turbinaria conoides提高水牛产奶量）。海藻粉（2%-6%）也被用于开发创新食品，如面包、意大利面、饼干和酱料，以增加膳食纤维和改善产品质地。
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    食品添加剂：作为天然抗氧化剂，根皮单宁提取物（添加量通常在5% w/w以下）在多种食品体系中成功应用，展现了延长货架期的潜力。例如：
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      Fucus vesiculosus提取物（0.1%-0.2%）在富含鱼油的牛奶和蛋黄酱中降低了过氧化值（PV）和次级氧化产物。
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      Ecklonia cava提取物（0.01%）在鱼油中表现出与α-生育酚相似的抗氧化效果。
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      Undaria pinnatifida提取物（200 ppm）减少了鸡肉在冷藏期间的TBARS值。
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      Cystoseira barbata提取物（400 ppm）在熟火鸡肉肠中的效果与450 ppm抗坏血酸相当。
      挑战在于热加工（如烘烤、油炸）可能导致生物活性化合物降解，以及海藻可能带来的异味（可通过添加香料如大蒜、罗勒来掩盖）。在某些情况下（如牛奶中），未纯化的提取物因含金属离子可能反而促进氧化。
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  其他应用：棕色海藻还可用于制造可食性包装膜/涂层，以延缓食品氧化和微生物腐败。此外，它们也被用作农业肥料（如海藻液肥）和传统工艺材料（如毛利人的pōhā袋）。

结论

棕色海藻，特别是其中的根皮单宁，在食品工业中作为脂质抗氧化剂具有巨大潜力，其效果甚至优于常用的合成抗氧化剂。然而，其抗氧化活性因物种、生长环境、收获季节和提取方法而异。尽管在食品基质中添加海藻酚类提取物以延长货架期的试验已有成功案例，但将其转化为商业化产品的进程仍不成熟，相关研究数量有限，应用的食品种类也较少。

新西兰的海藻产业仍处于起步阶段，供应链不成熟，关于不同物种营养成分和抗氧化活性的研究也不完整。研究表明，新西兰的棕色海藻物种（如Undaria pinnatifida, Ecklonia radiata, Macrocystis pyrifera）具有广阔的开发前景。新西兰海藻产业要超越初期发展阶段，需要进一步研究以：（1）优化和标准化根皮单宁的提取方法；（2）建立全面的数据库，系统比较物种营养成份及其抗氧化活性；（3）探索新西兰棕色海藻提取物在食品基质和商业化产品中的应用，特别是产品开发过程。随着对可持续水产养殖、加工技术和产品创新的投资增加，棕色海藻有望成为现代食品工业中具有商业可行性和环境责任感的成分。