新的海藻酸盐提取方法可使养殖海带的品质与野生海带一样好
挪威的出口产品来自缠结海带(Laminoria hyperborea)和结带海带(Ascophyllum nodosu)每年超过10亿挪威克朗。该行业主要从海带中提取海藻酸盐,海藻酸盐被用于600多种不同的产品中,包括油漆、软冰淇淋、酱料、绷带、尿布、反酸药物,以及细胞和药物的封装材料。然而,市场远未饱和。
“藻酸盐正在成为全球市场上的稀缺商品。如果我们能培育出更多的海藻,生产出质量足够好的藻酸盐,这里就会有很大的机会,”挪威科技大学(NTNU)教授、挪威海藻生物精炼平台负责人芬恩·阿赫曼(Finn Aachmann)说。
今天,野生缠结海带是从挪威海岸自然生长的大型海带森林中收获的,但收获的数量是有限的。如果我们想扩大挪威海带市场,我们需要新的资源。养殖海带是一个很好的替代品。
缠结海带生长缓慢,根本不值得种植。在过去的十年里,培育更多快速生长的海带品种已经成为一个蓬勃发展的产业。
挪威海藻生物提炼平台的博士候选人Katharina N?kling-Eide说:“今年,在海里用绳子种植了600到700吨糖藻和带翅的海藻。”
然而,海藻酸盐有多种形式,种植的糖海带和有翅海带不能产生像野生缠结海带那样高质量的海藻酸盐。目前,养殖海带非常昂贵,只用于食品生产。
“这是一种耻辱,因为通过开发新的、高质量的养殖海带产品,产量可以显著扩大。海藻酸盐可能就是其中一种产品,”诺克林-艾德说。
幸运的是,新的发现可能有助于我们从培养的海带中提取更好的海藻酸盐。这项研究是在挪威研究创新中心挪威海藻生物炼制平台和工业生物技术(SFI-IB)的赞助下进行的。
Aachmann说:“我们已经开发出一种新方法,可以有效地从种植的海带中升级海藻酸盐。”
这个解决方案涉及到一种叫做外膜酶的酶。酶促进不同物质之间的化学反应,而酶本身不会被消耗殆尽。
教授说:“这些外膜酶在海藻酸链中将甘露醛酸转化为古鲁醛酸,使海藻酸盐比原来更类似于缠结海带的海藻酸盐,使它们在工业上更可行。”
50多年前,研究人员首次从特隆赫姆的一种产藻酸盐的细菌中分离出这些酶,因此这项研究有很长的路要走。然而,直到现在,海藻行业才接受了这个解决方案。
Aachmann说:“在过去的30年里,一些研究表明,我们可以使用这些外链酶从海藻和海带中提取海藻酸盐,但海带工业还没有开始使用它们。”
从海藻生物量中提取和纯化海藻酸盐后,对其进行升级需要额外的时间和资源。因此,该行业并没有真正想要使用这种方法。
然而,如果你可以在从海带中提取海藻酸盐的同时添加这些酶,这样你就不必在事后花费额外的时间和金钱了呢?
这正是SINTEF和挪威科技大学(NTNU)的研究人员成功做到的。他们在特隆赫姆的海带联合实验室进行了这项研究。
N?kling-Eide说:“我们已经证明,在实际的海藻酸盐提取过程中,有可能从糖海带、带翅海带和层状部分(茎顶部的叶状部分)中提取海藻酸盐。”
换句话说,海藻酸盐是在从海带中提取的同时提炼出来的。这样既节省时间又节省成本。
N?kling-Eide说:“在大规模试验中,我们成功地从种植的糖海带中获得了一种海藻酸盐,其效果与该行业通常从野生收获的缠结海带中获得的效果一样好。”
研究人员还认为,用人工培养的带翼海带也有可能取得类似的结果。
“这项研究的结果令人鼓舞。在未来,挪威海藻酸盐也可能来自种植的海带,”Aachmann说。
海带养殖户依赖于成熟的海带市场,因为他们需要有人把他们所有的海带卖给他们。这将有助于农民进一步提高产量。
“藻酸盐市场是一个成熟的市场,可以帮助确保海带农民未来的生计。从这个意义上说,这是一个双赢的局面。”
研究结果发表在《碳水化合物聚合物》杂志上。
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