挪威每年出口纏結(jié)海帶 (Laminoria hyperborea) 和結(jié)海帶 (Ascophyllum nodosu) 制成的產(chǎn)品，價(jià)值超過10億挪威克朗。該行業(yè)主要從海帶中提取海藻酸鹽，用于 600 多種不同產(chǎn)品，包括油漆、軟冰淇淋、醬汁、繃帶、尿布、胃酸反流藥物以及封裝細(xì)胞和藥物的材料。然而，市場遠(yuǎn)未飽和。

“海藻酸鹽正在成為全球市場上的稀缺商品。如果我們能夠培育更多的海帶，生產(chǎn)出質(zhì)量足夠好的海藻酸鹽，這里就有很大的機(jī)會，”挪威科技大學(xué) (NTNU) 教授、挪威海藻生物精煉平臺負(fù)責(zé)人 Finn Aachmann 說道。

如今，野生纏結(jié)海帶是從挪威海岸自然生長的大型海帶森林中收獲的，但可收獲的數(shù)量有限。如果我們想擴(kuò)大挪威海帶市場，我們需要新的資源。栽培海帶是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

海帶產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大

纏結(jié)海帶生長緩慢，根本不值得種植。在過去的十年中，更多快速生長的海帶品種的種植已發(fā)展成為一個(gè)蓬勃發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。

“今年，海中的繩索上種植了 600 至 700 噸糖海帶和帶翅海帶，”挪威海藻生物精煉平臺的博士研究生 Katharina Nøkling-Eide 說道。

然而，海藻酸鹽有多種形式，栽培糖海帶和翅海帶不能產(chǎn)生與野生纏結(jié)海帶相同質(zhì)量的海藻酸鹽。目前栽培海帶非常昂貴，因此僅用于食品生產(chǎn)。

“這是一種恥辱，因?yàn)橥ㄟ^利用栽培海帶開發(fā)新的高質(zhì)量產(chǎn)品可以顯著擴(kuò)大產(chǎn)量。海藻酸鹽可能是這些產(chǎn)品之一。”Nøkling-Eide 說道。

幸運(yùn)的是，新的發(fā)現(xiàn)可能有助于我們從栽培海帶中提取更好的藻酸鹽。這項(xiàng)研究是在挪威海藻生物精煉平臺和 工業(yè)生物技術(shù)(SFI-IB)(挪威研究型創(chuàng)新中心)的贊助下進(jìn)行的。

栽培品種也可以同樣好

“我們開發(fā)了一種新方法，可以有效地升級栽培海帶中的藻酸鹽，”Aachmann 說。

該解決方案涉及稱為差向異構(gòu)酶的酶。酶促進(jìn)不同物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)，而酶本身不會被耗盡。

“這些差向異構(gòu)酶將藻酸鹽鏈中的甘露糖醛酸轉(zhuǎn)化為古洛糖醛酸，因此藻酸鹽比原來更類似于海帶藻酸鹽，使它們在工業(yè)上更可行，”教授說。

50 多年前，研究人員首次從特隆赫姆的一種產(chǎn)藻酸鹽細(xì)菌中分離出這些酶，因此這項(xiàng)研究可以追溯到很久以前。然而，直到現(xiàn)在海藻行業(yè)才接受了這個(gè)解決方案。

需要額外的時(shí)間和資源——到目前為止

“過去 30 年來，多項(xiàng)研究表明，我們可以使用這些差向異構(gòu)酶來升級海藻和海帶中的藻酸鹽，但海帶行業(yè)尚未開始使用它們，”Aachmann 說。

從海帶生物質(zhì)中提取和純化海藻酸鹽后對其進(jìn)行升級需要額外的時(shí)間和資源。因此，業(yè)界并沒有真正嘗試過使用這種方法。

然而，如果您可以在從海帶中提取海藻酸鹽的同時(shí)添加這些酶，那么您就不必在事后花費(fèi)額外的時(shí)間和金錢了?

這正是 SINTEF 和挪威科技大學(xué) (NTNU) 的研究人員所成功做到的。他們在特隆赫姆的海帶聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了這項(xiàng)研究。