導(dǎo)讀提示

最初地球上沒有氧氣,沒有生命,一片死寂的景象,直到太古代,地球上才出現(xiàn)了藍(lán)藻,藍(lán)藻通過光合作用產(chǎn)生了氧氣。隨著地球上氧氣的增多,綠藻、褐藻及一些大型藻類相繼出現(xiàn),慢慢出現(xiàn)了動物和人。同時大量的氧氣在大氣層上部形成臭氧層,吸收太陽光中的紫外線,從而避免了其對人和動物的傷害。因此,藻類為各種生物的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。那么,藻類和人類具有怎樣的關(guān)系? 藻類有哪些應(yīng)用價值呢?

研學(xué)內(nèi)容

1.藻類的簡介

藻類一般被認(rèn)為是簡單的植物,主要生活在水里。目前,已經(jīng)被人類知道的藻類有3萬種左右,大體上分為8個門:藍(lán)藻門、裸藻門、甲藻門、金藻門、綠藻門、輪藻門、紅藻門和褐藻門。藻類植物均無根、莖、葉等器官的分化,是自養(yǎng)的原植體植物(低等植物)。藻類植物體大小懸殊,最小的直徑只有1~2微米,肉眼見不到,而最大的長達(dá)60多米;形態(tài)相差很大,有單細(xì)胞、群體和多細(xì)胞。

2.藻類的營養(yǎng)價值

藻類與人類的日常生活密切相關(guān),把藻類作為食物對我們來說并不陌生。僅以我國沿海地區(qū)來說,人們比較熟悉的可食用藻類就有:紅藻門的紫菜和龍須菜,褐藻門的海帶、裙帶菜和羊棲菜等。海藻作為一種高能量食品,在日本人的日常飲食中更是占據(jù)著重要地位。有資料表明,日本人每天的飲食中有10%是藻類食品。食用龍須菜是沖繩島人均壽命居世界之最的主要原因,所以龍須菜在日本有“長壽菜”之美譽(yù)。

藻類中含有豐富的優(yōu)質(zhì)蛋白。以螺旋藻為例,含有約70%的高質(zhì)量蛋白質(zhì),在天然食物中奪冠。而組成蛋白質(zhì)的氨基酸又是人體所必需的營養(yǎng)物質(zhì),根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織人體攝入必需氨基酸標(biāo)準(zhǔn),人體攝入必需氨基酸與非必需氨基酸的比值要接近60%。而馬尾藻能夠達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn),可以作為人體必需氨基酸的主要來源。

藻類食物中含有較多的礦物質(zhì),其中鈣、鐵、鈉、鎂、磷和碘等較為豐富。以裙帶菜為例,其鈣的含量是牛奶的10倍,碘的含量也僅次于海帶。而鈣和碘對兒童的骨骼和智力發(fā)育極為重要。

藻類食物還可有效地調(diào)節(jié)人體血液的酸堿度。作為堿性食物,常食海藻對因劇烈運(yùn)動而引起的血液偏酸性可起到改善作用,能夠緩解身體疲勞。

3.藻類在醫(yī)藥保健上的應(yīng)用

藻類中含有多種生物活性物質(zhì):海藻多糖、多酚、褐藻酸、甘露醇、藻藍(lán)蛋白和藻紅蛋白等。研究表明這些活性物質(zhì)在抗腫瘤、增強(qiáng)免疫力、抗衰老以及增強(qiáng)心腦血管系統(tǒng)和腸胃系統(tǒng)功能等方面具有重要的作用。

(1)抗腫瘤

藻紅蛋白和藻藍(lán)蛋白對腫瘤細(xì)胞都有顯著的殺傷作用,在探討R-藻紅蛋白介導(dǎo)的光敏反應(yīng)誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞凋亡中,對培養(yǎng)的小鼠S180瘤細(xì)胞進(jìn)行光動力治療,處理一段時間之后,S180瘤細(xì)胞出現(xiàn)凋亡;海藻多糖作為生物免疫調(diào)節(jié)劑,通過增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能間接殺死或抑制腫瘤細(xì)胞,能促進(jìn)殺傷細(xì)胞(LAK)、自然殺傷細(xì)胞(NK)活性,并誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生腫瘤壞死因子(TNF);條斑紫菜多糖作用于乳腺癌MCF-7細(xì)胞,結(jié)果顯示條斑紫菜多糖對乳腺癌細(xì)胞的生長有明顯的抑制作用。在培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞株和各種人類惡性腫瘤中都觀察到具有高表達(dá)活性的端粒酶,可能的原因是當(dāng)細(xì)胞發(fā)生腫瘤時,細(xì)胞中的端粒酶被大大激活,即端粒酶的活性和穩(wěn)定性與惡性腫瘤的發(fā)生相關(guān),而條斑紫菜中硫代異鼠李糖基甘油二酯能很好地抑制端粒酶活性。

(2)增強(qiáng)免疫力

在一些海藻中多糖含量達(dá)到50%以上,研究表明海藻多糖能夠顯著促進(jìn)小鼠骨髓細(xì)胞和脾臟淋巴細(xì)胞的增殖,并且增殖率隨多糖濃度的提高而升高。紫菜多糖也可增強(qiáng)免疫低下小鼠的NK活性,促進(jìn)其IFN-r和NO的分泌。紫菜多糖的降解產(chǎn)品同樣對淋巴細(xì)胞的增殖有顯著影響。

(3)抗氧化、抗衰老

海藻的抗氧化和抗衰老作用主要通過藻膽蛋白和海藻多糖清除自由基實現(xiàn)。藻膽蛋白既能產(chǎn)生自由基也能清除自由基,在光照下,增加p H,對藻膽蛋白進(jìn)行變形處理后其產(chǎn)生自由基能力消失,而清除自由基能力明顯增強(qiáng)。藻類多糖對羥基自由基、氧自由基以及DPPH自由基都有一定的清除能力,其中對氧自由基清除能力相對較強(qiáng)。紫菜多糖能提高小鼠腦和肝臟中的超氧化物歧化酶(SOD)活力,顯著抑制B型單胺氧化酶(MAO-B)的活性,對多種老年性疾病都有防治作用。

(4)對心血管系統(tǒng)的影響

紫菜多糖對心血管的作用主要體現(xiàn)在降血壓、降血糖、降血脂、抗血栓、抗凝血及增強(qiáng)心肌收縮能力等方面,用紫菜多糖連續(xù)飼喂高脂血癥大鼠8天,血清總膽固醇和甘油三酯含量比對照組下降30%以上,并且預(yù)防了小鼠實驗性高膽固醇血癥的形成。紫菜提取液對防止動脈粥樣硬化和延緩其發(fā)展具有一定的作用,且無不良反應(yīng)。

(5)對胃腸功能的影響

海藻中含有大量的膳食纖維,能夠促進(jìn)胃腸蠕動。在飼料中添加海藻后發(fā)現(xiàn),大鼠盲腸中雙歧桿菌、消化球菌和擬桿菌等共生有益菌比例大大增加,這些腸道菌群的變化對于維持大鼠腸道微生態(tài)平衡和改善微環(huán)境具有重要作用。

4.藻類在凈化污水上的應(yīng)用

污水自凈有物理沉降、化學(xué)沉降和微生物降解等方法,微型藻類在光合作用過程中釋放氧氣,促進(jìn)細(xì)菌的活動,加速污水中有機(jī)物的分解。藻類的細(xì)胞壁上還存在多聚糖、蛋白質(zhì)、脂類等物質(zhì),其中陰離子功能團(tuán)(如羥基、羧基等)是重金屬的結(jié)合位點,它吸收、積累重金屬,或者通過藻類體內(nèi)的解毒作用逐步降解這些有害元素。藻類以光能作為能源,利用N、P等合成復(fù)雜有機(jī)物的過程中可以降低水體中N、P含量,避免水體富營養(yǎng)化。利用藻類處理污水可以克服傳統(tǒng)污水處理方法引起的二次污染。

內(nèi)容賞析

本文從藻類的簡介、營養(yǎng)價值、醫(yī)藥保健價值和藻類在凈化污水上的應(yīng)用介紹了藻類與人類的關(guān)系:藻類是自養(yǎng)型生物,光合作用產(chǎn)生氧氣,為其他生物的發(fā)生奠定基礎(chǔ);藻類含有豐富的礦物質(zhì)和必需氨基酸等,可滿足人體對于這些營養(yǎng)物質(zhì)的需求;因含有多聚糖、多酚、藻藍(lán)蛋白和藻紅蛋白等成分,使得藻類在抗腫瘤、抗衰老、抗氧化、降血糖、降血脂、降血壓等方面有一定的作用;藻類通過對有害元素的吸收、積累或者代謝凈化污水,避免因化學(xué)降解等方法造成的二次污染,為人類保證了健康的飲用水。隨著對藻類認(rèn)識的逐漸深入,從目前的研究成果可以預(yù)測,藻類在解決人類目前普遍存在的糧食缺乏、能源危機(jī)、人體健康及環(huán)境污染等問題中,將發(fā)揮重要作用。

鑒賞升華

隨著世界人口的急劇增加,人均耕地逐漸減少,糧食短缺已成為全球性問題。為解決這一難題,人們開始將目光轉(zhuǎn)向浩瀚的海洋,海洋提供給我們的不是傳統(tǒng)的糧食——大米、小麥等,而是其他能滿足我們?nèi)祟悹I養(yǎng)需要的食物,如海藻。近海海域海藻每年的生產(chǎn)量是世界小麥年產(chǎn)量的15倍。如果把這些海藻加工成食品或保健藥品,就可以為人類提供優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)、必需氨基酸、多種礦物質(zhì)元素等。

微型藻類,例如螺旋藻,是一種綠色堿性保健食品,在各國備受重視。美國將螺旋藻作為高級營養(yǎng)食品,德國將其作為特殊食品供給老人及婦幼食用,墨西哥政府規(guī)定兒童食品中必須含有5%的螺旋藻,我國臺灣地區(qū)也將螺旋藻制作成各種各樣的保健食品。螺旋藻經(jīng)過烘干、研磨后也可制成一種粉末狀的食品添加劑。紅藻味道鮮美且營養(yǎng)豐富,其維生素C的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過柑橘。由于烘干后保留大量鹽分,使得海藻成為滋味鮮美的調(diào)味品。壽司愛好者們對藻類一定不會陌生,夾著生魚片的糯米團(tuán)外包裹的正是紅藻的一種——紫菜。在日本任何一家餐館里的沙拉或者豆面醬湯中,紫菜都是必不可少的佐料。我們熟知的瓊脂則是從大型海藻棕藻中提取而來的,常被當(dāng)作配料加入冰激凌或糖果中,來維持其晶體狀態(tài)。虎耳菜是一種形態(tài)類似馬尾的藻類植物,將其切碎后與蝦和蒜茸調(diào)制成鹵汁澆在熱氣騰騰的面條上,就做成了意大利面。

隨著社會的進(jìn)步和人們生活水平的不斷提高,人們的食品營養(yǎng)意識不斷加強(qiáng),在不久的將來藻類必將在營養(yǎng)食品、功能食品及添加劑等方面具有廣闊的發(fā)展前景。

學(xué)后思考

查閱資料,了解一下目前藻類在我們生活中的應(yīng)用吧!