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羊栖菜(Hizikia fusiformis)是一种生长于我国沿海各省的经济型海藻,营养价值丰富。现代医学研究探明,羊栖菜营养价值极高,富含食物纤维素、B族维生素和17种氨基酸,含有特别齐全的人体所需的矿物质微量元素,称之为“人类微量元素之宝库”。羊栖菜对防治胆石症、降低胆固醇、减肥、降血糖、防治糖尿病、动脉硬化、预防肠息肉、大肠癌、结肠癌都具有明显功效。但羊栖菜目前存的问题为深加工利用不足,因此围绕羊栖菜大宗营养成分研究和高值化利用的探索具有深远意义。 为了了解羊栖菜的营养成分及开发利用现状,本文第一章介绍了羊栖菜的生物资源利用情况,主要包括了羊栖菜的生物资源、营养价值及药用价值、应用现状及存在的问题等方面进行了详细的介绍,对羊栖菜的开发利用前景进行了分析。 第二章围绕羊栖菜基本营养组分、矿物质成分、重金属污染物、氨基酸等营养成分进行了测定,并与海带、紫菜等海藻和大米、牛奶等陆生食物进行了比较。按干重计算,羊栖菜粗蛋白的含量为12.2%,粗脂肪为1.8%,粗纤维含量为11.3%,灰分含量为14.0%,水分含量为16.2%,其他含量(主要为多糖)为60.7%。羊栖菜中蛋白质的含量(11.2%)低于海带(15.0%),紫菜(24.1%),裙带菜(18.0%)的含量。羊栖菜中含有的大量元素和微量元素包括钙、钾、镁、钠、铁、铜、猛、锌、硒等。与其他海藻和陆生食物相比,其钙元素的含量最高(1170mg/100g),远高陆生食物。微量元素中铁元素的含量(47.6mg/100g)是其他海藻(3.29-12.8 mg/100g)的4到14倍。重金属砷和无机砷的含量分别为100mg/kg和44mg/kg(干重),无机砷占总砷的比例为44%,远超出国标限量规定(无机砷≤1.5mg/kg)。羊栖菜中总氨基酸的含量为10.82g/100g,比海带含量(5.62 g/100g)高,比紫菜和裙带菜的含量要低(15.1%和22.96%)。但是羊栖菜中必需氨基酸的占总氨基酸的比例式四种海藻里面最高的,为47%,必需氨基酸/非必需氨基酸的比值为86.7%。从必需氨基酸与总氨基酸的比值来看,羊栖菜的蛋白模式基本符合FAO/WHO推荐的蛋白模式, 基于本文第二章的研究结果可以看出,羊栖菜重金属污染严重,总砷和无机砷含量严重超标,第三章对羊栖菜中总砷和无机砷的含量进行脱除实验,对pH、温度、时间等因素对脱砷的影响进行了研究。在水溶液中,调节pH到4,保温50℃,8-12小时,能有效脱除羊栖菜中95.6-96.6%的无机砷,无机砷的含量为1.11mg/kg。经过脱砷后的羊栖菜,其蛋白质、粗纤维等基本营养组分以及矿物元素含量,氨基酸的种类及含量和脱砷均有少量降低。脱砷前必需氨基酸含量为5.04g/100g,占总氨基酸的47%,必需氨基酸和非必需氨基酸的比值为87.2%。脱砷后的羊栖菜必需氨基酸含量为4.04g/100g,占总氨基酸的45%,必需氨基酸与非必需氨基酸的比值为83.5%。说明本脱砷工艺是安全可靠的,在不引入其他化学物质的情况下,最大程度的保留了羊栖菜的营养成分,并脱去了羊栖菜中绝大部分的无机砷,使藻体中无机砷的含量低于国家限量标准。 本文第四章对脱砷羊栖菜藻渣及藻渣提取的膳食纤维进行了降血脂的动物实验。给实验组小鼠饲喂高脂饲料,形成高脂模型小鼠,膳食纤维和藻渣设置了高、中、低剂量组对高脂模型小鼠进行降血脂实验。实验结果表明,高脂对照组的小鼠体重高于正常组和实验组高、中、低剂量组为40.66±2.19g,而正常组和实验组的小鼠体重无显著性差异(p<0.05),为36.55g~39.00g,证明羊栖菜藻渣和膳食纤维具有降低高脂小鼠的体重,使其接近正常小鼠的体重的作用,藻渣和膳食纤维具有明显的减肥效果。高脂对照组的血清总胆固醇(TC)高于正常组和实验组,约为其1.5~2.2倍,甘油三酯(TG)高于正常组和实验组,为1.4~2.3倍。高密度脂蛋白(HDL-C)低于实验组和正常组、低密度脂蛋白(LDL-C)低于正常组和实验组。从其动脉硬化指数(AI)来看,高脂对照组小鼠的动脉硬化指数为4.16,证明已经发生动脉硬化,实验组和正常组动脉硬化指数均较小,患动脉硬化的几率很小。且随着藻渣和膳食纤维的低、中、高剂量的递增,其减肥效果和降血脂效果越明显,脱砷羊栖菜藻渣和膳食纤维具有明显的预防肥胖和降血脂作用。 基于本文第四章的实验结果,第五章对脱砷羊栖菜的多糖提取液和富含膳食纤维的藻渣进行全面开发利用。开发了羊栖菜多糖饮料,液体添加剂包括以下组分:蜂蜜0~20‰,果葡糖浆0~10‰,黑糖香精0.1~0.5‰,蜂蜜香精0~0.1‰,凉茶主剂0.5~1.5‰,焦糖色素0.2~0.4‰;固体添加剂包括以下组分:蔗糖0~30‰,甜菊糖0~0.6‰,甜蜜素0~0.6‰,山梨糖醇0~15‰,苹果酸0.2~0.8‰,柠檬酸0.2~0.8‰,异Vc钠0.1~0.2‰,六偏磷酸钠1.5~2.5‰,β环糊精1~3‰,乙基麦芽酚0.3~0.8‰,柠檬酸钠0.3~0.8‰,盐0.2~0.8‰。液体添加剂和固体添加剂的体积质量比为1.2~3.2:1。通过此配方,可以调配出不同口味羊栖菜多糖保健饮料,适合不同人群饮用。脱砷羊栖菜的藻渣部分开发为羊栖菜粉,具有减肥、降血脂等作用,是糖尿病等患者理想的食物选择。