《Algal Research》：Drying techniques and their effects on phenolic profile, antioxidant potential, and bioaccessibility of three Australian red seaweeds: An
in vitro comparative study
编辑推荐：
•干燥方法会显著影响海藻的生物活性成分。•在澳大利亚的红藻中，干燥方式可能会因物种不同而产生差异。•对于某些红藻品种而言，真空干燥最有助于保留其生物活性成分。引言海藻是全球范围内最为常见的新兴海洋资源之一[1]。根据联合国粮食及农业组织的数据，从2000年到2022年，包括海洋大
- •
干燥方法会显著影响海藻的生物活性成分。
- •
在澳大利亚的红藻中，干燥方式可能会因物种不同而产生差异。
- •
对于某些红藻品种而言，真空干燥最有助于保留其生物活性成分。
引言
海藻是全球范围内最为常见的新兴海洋资源之一[1]。根据联合国粮食及农业组织的数据，从2000年到2022年，包括海洋大型和微型藻类以及蓝细菌在内的藻类产量增长了200%以上，总量超过了3600万吨（湿重），不过大洋洲地区的藻类产量在此期间有所下降[2]。澳大利亚拥有种类繁多的海藻，其中许多物种为该地区特有[3]。尤其是澳大利亚的红藻，因其在减缓气候变化、发挥生物活性以及用于植物化学研究方面的潜力而备受关注[4]、[5]、[6]。
干燥是一种历史悠久且应用广泛的食品或饲料保存方法[7]。由于干燥过程涉及水分去除和降低水活度，因此它是决定植物化学物质保留率的最重要因素之一[8]，在食品加工行业中，干燥环节所需的能量占比高达15%[9]。由于海藻属于水生生物，某些品种的含水量甚至可达到96%[10]、[11]，这就更需要采用适当的干燥方法，以便于储存和运输，确保全年都有海藻供应，同时还能保留可用于提取的植物化学物质[12]。随着时间的推移，人们开发出了多种不同的干燥技术，这些技术的选择往往取决于成本、效率以及产品品质等因素[13]。晒干是最简单、最古老且最容易实现的干燥方法，因其操作成本较低而被广泛使用[14]。例如，在对印度尼西亚273名海藻种植者的调查中，所有种植者都表示更倾向于采用晒干方式，因为这种方式操作起来更为简便[15]。然而，阳光强度、气象条件、温度和湿度等因素的变化都可能影响干燥效果，从而导致微生物污染、颜色变化以及产品质量下降，进而影响海藻供应链，造成生态、经济和财务上的损失[14]、[16]、[17]、[18]。
烘箱干燥是一种传统且具有成本效益的海藻保存方法[16]。在这种方法中，热空气会在样品表面循环流动，通过蒸发作用去除水分，不过较高的温度和较长的干燥时间可能会影响海藻中生物活性化合物的组成。由于操作简便、处理时间较短且成本相对较低，这种方法已成为替代晒干的常用方案[19]。不过，长时间处于高温环境会破坏那些对热敏感的化合物，改变风味成分，并降低生物活性含量。虽然有人提出通过优化温度来减轻这些弊端，但这样做可能会增加成本并延长处理时间[20]。
真空干燥则是在低于常压的环境下进行干燥，这种环境能降低水的沸点，从而使得海藻在较低的温度和更短的时间内完成干燥，同时还能最大程度减少氧气的接触[9]。类似地，冷冻干燥也是利用低压环境，但它是通过水的升华而非蒸发来实现干燥的，因此能更有效地保护那些对热敏感的化合物[21]。不过，由于冷冻干燥需要更长的干燥时间、专用设备以及特殊的真空环境，其资源消耗量要远远高于真空干燥和烘箱干燥，因此成本也更高，而晒干仍然是成本最低的干燥方式[9]、[22]。例如，实验室级冷冻干燥设备的初始投资成本可能比烘箱干燥高出350–750%，比真空干燥高出120–300%[24]、[25]。
生物可利用性是影响食物和营养物质在消化过程中被吸收能力的关键因素，它指的是从食物基质中释放出来且能够被机体吸收的化合物比例[26]。这一比例会受到干燥温度、时间以及干燥方法等多种因素的影响[27]、[28]。因此，有必要根据不同的干燥方法来评估海藻中具有生物可利用性的成分比例。此前已有研究探讨过水分去除对各种水果和蔬菜中多酚类物质生物可利用性的影响[29]、[30]，但关于在不同静态体外消化条件下，不同干燥方法对红藻中多酚类物质生物可利用性影响的的研究还比较少。虽然之前也有过针对不同藻类多酚类物质的相关研究[31]、[32]、[33]，以及针对
A. armata在上消化道中的生物可利用性的研究[34]，但据我们所知，目前还没有人针对本研究中所选的几种红藻的多酚类物质的生物可利用性进行过体外模拟消化实验。因此，本研究的目的是探究在不同干燥方法（晒干、烘箱干燥、真空干燥和冷冻干燥）作用下，
A. armata、
Hypnea sp.和
在体外消化和结肠发酵过程中的多酚成分、抗氧化能力、短链脂肪酸生成量以及生物活性化合物的生物可利用性变化情况。章节要点
化学品与试剂
本研究所使用的分析级标准品和化学品。HPLC–PDA检测用的标准品包括3,4-二羟基肉桂酸、3-羟基-4-甲氧基肉桂酸、4-羟基苯甲酸、咖啡酸、儿茶素、绿原酸、表儿茶素、没食子酸、柚皮苷、p-香豆酸、原儿茶酸、槲皮素、芥子酸、丁香酸、反式肉桂酸、反式阿魏酸。用于体外消化和结肠发酵的化学品及酶类包括α-淀粉酶、碳酸铵、胆盐等。
干燥方法对海藻多酚及抗氧化特性的影响
多酚类物质因其具备抗氧化、抗炎以及潜在的抗癌作用而备受重视，因此准确测定其在干燥过程中的保留情况至关重要[55]、[56]。在本研究中，我们测试了三种澳大利亚红藻在经过不同干燥方法处理后的多酚含量及抗氧化能力。如图1所示，不同干燥方法处理后的总多酚含量存在显著差异。A. armata在经过不同干燥处理后的总多酚含量差异十分明显（Kruskal–Wallis检验< />
结论
干燥是海藻加工过程中的重要因素，它会影响海藻的保质期、储存条件以及生物活性成分的含量。我们发现，经过不同干燥方法处理的三种澳大利亚红藻，其总多酚含量和抗氧化能力存在显著差异。冷冻干燥和真空干燥能够最好地保留
A. armata和
Hypnea sp.的生物活性，而晒干则能有效保持
的生物活性。在模拟的体外消化条件下CRediT作者贡献说明
Faezeh Ebrahimi：负责撰写原文初稿、数据可视化、方法设计、实验实施、正式数据分析、数据整理以及概念构思工作。Vigasini Subbiah：负责文章的审阅与编辑、方法设计、实验实施以及概念构思工作。Alistair R. Legione：负责文章的审阅与编辑以及项目监督工作。Farhad Ahmadi：负责文章的审阅与编辑以及项目监督工作。Esmaeil Ebrahimie：负责文章的审阅与编辑、结果验证以及正式数据分析工作。Hafiz A.R. Suleria：负责文章的审阅与编辑、项目监督以及资源协调工作。
资金支持
本研究得到了澳大利亚研究委员会通过“发现计划早期职业奖”的资助（项目编号：ARC-DECRA-DE220100055）。Faezeh Ebrahimi还获得了由澳大利亚联邦政府和墨尔本大学共同提供的澳大利亚政府研究培训计划奖学金的支持。
利益冲突声明
作者声明自己不存在任何已知的、可能影响本研究结果的财务利益关联或个人关系。
致谢
我们要特别感谢CleanEyre Global公司的Ananda Santos和Almendra Rodriguez Dominguez，他们为我们在获取Asparagopsis样本方面提供了极大的帮助。
Faezeh Ebrahimi|Vigasini Subbiah|Alistair R. Legione|Farhad Ahmadi|Esmaeil Ebrahimie|Hafiz A.R. Suleria
