论文标题：Innovative Processing and Industrial Applications of Seaweed

论文链接：https://doi.org/10.3390/phycology5010010

期刊名：Phycology

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/phycology

海藻是一种大型水生植物，生命力极其顽强，常见于潮间带，生长在诸如海岸岩石或卵石等坚硬表面上。与陆生植物相比，海藻（大型藻类）生长速度极快，且无需耕地或水资源即可种植。海藻是一种宝贵的生物资源，人类自古以来就利用其丰富的营养物质和生物分子。海藻是一种具有重要商业价值的海洋生物，富含多种生物分子，例如多糖（琼脂、藻酸盐、琼脂糖和卡拉胶）、色素、蛋白质、类胡萝卜素（岩藻黄素）、多酚、脂质、维生素、矿物质、膳食纤维以及具有多种生物功能的次生代谢产物。这些代谢产物在食品、酶、药品、动物饲料、肥料、化妆品、纺织品和生物技术领域有着广泛的应用，并在生物基产品开发的各个行业中也有应用。然而，由于海藻细胞壁坚硬，其高效加工需要先进的新型加工策略，例如场辅助策略（水力空化、超声处理、微波辅助萃取、超临界流体萃取等）。海藻对蓝色生物经济贡献巨大，促进了各个领域的可持续发展和创新；然而，加工和处理成本占其总成本的30%。

海藻是一种营养丰富的食物来源，富含维生素、矿物质和抗氧化剂。它不仅被用于烹饪各种菜肴，还可用作膳食补充剂、营养保健品或食品功能性成分。由于富含次生代谢产物（多酚和多糖）和矿物质（碘、锌、钠、钙、锰、铁、硒），海藻可以作为天然饲料添加剂，替代多种动物的抗生素使用。海藻还富含一类特定的卤代化合物，研究表明，将这些化合物添加到动物饲料中可以显著降低反刍动物的甲烷排放。此外，由于富含矿物质和营养成分，海藻提取物可用作生物肥料和土壤改良剂，提高作物产量和改善土壤健康。海藻提取物因其抗衰老、抗皱、保湿以及抗菌和抗病毒活性等诸多益处，被广泛应用于护肤品和药品中。近年来，海藻已被报道为生物塑料和生物材料的来源，可用于生产可生物降解塑料和其他可持续材料，从而在减少塑料污染方面发挥着关键作用。此外，海藻还被研究作为生物燃料生产的潜在原料，提供一种可减少对化石燃料依赖的可再生能源。最近，利用海藻养殖进行碳封存、营养物质去除和栖息地修复，显著促进了海洋生态系统的健康、环境净化以及减少气候变化的影响。

本综述汇总了海藻及其生物分子在食品和非食品领域的各种应用。重点讨论了海藻在食品领域的应用，包括食品配料、饮料、营养保健品和药品。此外，还探讨了海藻在非食品领域的应用。多糖，例如藻酸盐、卡拉胶和琼脂，被广泛用作天然增稠剂、稳定剂和胶凝剂，应用于包括化妆品、药品和生物技术在内的各个工业领域。

随着人们对环保包装材料的日益关注，本综述也探讨了海藻作为包装材料替代品的作用。海藻是一种极具潜力的生物燃料和生物塑料资源，有助于推动可再生能源和可持续材料的发展，并有助于应对挑战、探索机遇，充分发挥海藻的潜力。此外，还综述了海藻在农业领域作为生物刺激剂和动物饲料的应用。由于海藻是一种极具价值的饲料原料，因此必须充分利用收获的生物质；为此，还介绍了近年来在海藻生物加工方面取得的进展，以提高生物分子的回收效率。此外，本文还讨论了生物加工方面的进展，包括引入各种新型加工和预处理技术以实现生物精炼和增值利用。

海藻在现有应用之外的未开发潜力仍有待探索，我们重点关注其在先进环境解决方案中的作用。海藻养殖可以发展成为应对气候变化的关键碳封存机制，同时通过大规模海洋造林项目支持海洋生物多样性。此外，海藻基生物塑料和生物包装材料为传统塑料提供了创新且可持续的替代方案，并具有提升其机械性能和可扩展性的潜力。将机器学习和人工智能驱动的技术应用于海藻养殖（例如通过无人机和传感器进行实时监测），可以优化养殖效率并降低运营成本。此外，探索海藻衍生生物聚合物在高价值医疗领域（例如药物输送和组织工程）的应用，有望彻底改变生物医学应用。通过公众宣传活动、推广副产品和制定支持性政策，弥合实验室创新与市场应用之间的差距，可以加速海藻商业化进程，并巩固其在循环经济和生物经济中的地位。

期刊介绍

主编：Peer Schenk, The University of Queensland, Brisbane, Australia

期刊致力于传播有关微藻和大型藻类的研究成果，包括它们的起源、进化、生态、结构、生物化学、分子生物学、生物技术以及涉及监测、培养、收获、加工和化合物提取的众多不同应用。

2024 Impact Factor: 2.9

2024 CiteScore: 5.2

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