淺談海洋大型藻類天然機能性物質

2023 年12 月 8日

世界藻類養殖

根據聯合國糧食及農業組織（Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO）世界水產養殖產量統計結果顯示，2020年全球藻類養殖產量相較前一年相比增加50萬噸，其中以海洋大型藻類海藻為主，養殖產量約3,510萬噸，佔世界水產養殖產量的30%。其中藻類是水產養殖業重要的養殖對象，在大型藻類部分，現今全球總產量中，約有97%的大型藻類為水產養殖獲得，與1970年總產量220萬噸相比有很大的成長，且當時野生採集和養殖產量各佔一半，也證實海藻在水產養殖當中的地位不可忽視。

全球有近百個國家進行藻類養殖和出口，其中亞洲地區佔世界藻類養殖面積的98.9%，證明在藻類市場上，亞洲地區的養殖非常重要。藻類包括大型藻類和微藻皆屬水生植物，藻類為水生生態系基礎生產者，常作為浮游動物的能量基礎，在水生食物網中具至關重要的作用，且藻類對環境的效益和生態系統的貢獻多，包括：減少富營養化、碳的儲存、改善海洋酸化和提供生物棲息地、餌料生物，且大多數的藻類不具毒素，可供人類食用或機能性應用，有紀錄的可食用海藻約有700種，其中包括褐藻、紅藻和綠藻等種類。

大型藻類機能性物質

隨者藻類產量的提升，其成分、機能性和應用漸漸受到重視，藻類當中具有豐富的成分，其中包含蛋白質、脂肪、碳水化合物、維生素外，還具有許多生物活性物質，包括：多醣、多酚、胺基酸、不飽和脂肪酸、類胡蘿蔔素、凝集素、類固醇和生物鹼等，物質透過不同的萃取方式，分離出來後進行機能性相關應用，已知應用於多種領域，包括：食品添加的凝膠劑或補充劑、人類食品或保健品、化妝品、生物能源生產、廢水處理、動物飼料添加、植物生長刺激劑、肥料或土壤改良劑等等。過去許多研究多種藻類的化學組成、生物活性成分和特性，並發展出多種萃取方法，所萃取的物質也應用於各個領域方面，確立大型藻類機能性的開發效益。

機能性多酚類物質

墨角藻（Fucus vesiculosus）、鼠尾藻（Sargassum thunbergii）和昆布（Saccharina japonica）等褐藻本身含有大量多酚類；多酚是含有多羥基化合物的總稱，按數目的不同可分為單酚類和多酚類，羥基也是決定海藻多酚化學性質和生物活性的主要官能基。大鼠體內實驗發現，使用褐藻萃取物質處理過後，可有效降低血中血糖值、膽固醇和三酸甘油脂等；提升血液中胰島素、肝臟穀胱甘肽酶及總抗氧化能力，證實褐藻的多酚類化合物可以改善疾病並減輕糖尿病影響和代謝變化。

機能性類胡蘿蔔素物質

雨生紅球藻（Haematococcus pluvialis）和新綠藻（Neochloris wimmeri），透過有機溶劑、食用油、微波輔助萃取和酵素方法可有效獲得蝦紅素，萃取出的蝦紅素含有共軛雙鍵、羥基和酮基，同時具有親油性和親水性等特性。蝦紅素對細胞膜上的接收器具有高度結合能力，其他研究也證實，與葉黃素（lutein）、番茄紅素（lycopene）、α-胡蘿蔔素和β-胡蘿蔔素相比，蝦紅素具有更高的抗氧化活性。除抗氧化之外，蝦紅素也具有抗發炎、抗糖尿病活性、預防心血管疾病和免疫調節功能。

機能性多醣類物質

褐藻糖膠具有許多生物活性，包括：抗氧化、抗腫瘤、免疫調節、抗病毒和抗凝血活性；依據藻種來源、分子量、官能基團和萃取方法的不同會具有不同的生物活性。使用墨角藻（Fucus vesiculosus）和岡村枝管藻（Cladosiphon okamuranus）萃取出的褐藻糖膠分別對大鼠和人體進行吸收研究；大鼠處理4週後對其腸道進行組織分析，發現大鼠腸道中褐藻糖膠有累積的情形，人體試驗在口服6~9小時後，在血清和尿液中均有檢測到褐藻糖膠存在情形；並發現在低分子量的褐藻糖膠與高分子量相比，有更好的生物效率，可進一步開發用於臨床用途。

藻類具有對人類健康、環境效益和生態系統等正面效益，引起人們對海藻和微藻養殖開發潛力的關注，其中不同地理區域生產和消費水平不平衡，代表海藻和微藻養殖的發展潛力巨大。不過要展現藻類真正的價值，需要政府、產業、學界、國際組織、民間社會的共同努力。審查全球藻類生產狀況和趨勢，了解藻類產業現有和潛在的貢獻和效益，推動產業持續發展的各種限制和挑戰，充分發揮藻類養殖的潛力。