海洋功能食品及高端生物制品現狀分析

劉楚怡，李勁濤，鐘儒剛

（北京工業大學生命科學與生物工程學院，北京 100124）

傳統海洋食品因其營養豐富、味道鮮美等特點而廣受喜愛，成為世界范圍內的重要食品來源。隨著社會物質生活水平和消費水平的提高，人們對食品的功能性要求逐漸加強，普遍希望能夠通過飲食品質的改善來優化營養結構、增強體質并保證身體健康。面對新時期人們對飲食的新需求，海洋食品憑借其優質的營養成分、獨特的保健功效以及潛在的藥用價值而得到進一步的重視，通過精深加工進一步提升海洋食品的功能活性、開發高附加值的新型海洋功能食品成為食品開發與生產領域的一大熱點，世界范圍內市場需求日益旺盛，消費群體逐步擴大，貿易前景十分廣闊。

然而，現階段我國的海洋功能食品開發仍然處于起步階段，相對落后于世界主流模式和先進水平，與傳統海洋食品相比，我國的深加工海洋功能食品市場占有率相對較低，海洋食品產業整體利潤率偏低。據相關資料報道，我國水產品加工的利潤僅為10% ～18%，而日本為113%，美國91%，印度為44%，這嚴重制約了我國海洋食品產業的發展和海洋資源的高效利用。海洋食品資源的高值利用是指以海洋生物為研究對象，綜合利用現代生物技術和食品工業新技術，通過功能活性物質制備、目標結構改性、安全質控和產業化開發等手段，發展海洋食品精深加工技術，以提高海洋食品的附加值，獲得海洋功能食品與高端生物制品，滿足社會對海洋食品多樣化、營養化、安全化和優質化的需求。海洋食品資源的高值利用既能保證食品安全，解決社會食品藥品資源日漸枯竭的問題，又可以作為海洋產業新的突破口，帶動相關產業的整體發展。因此，海洋食品資源的高值利用研究已經成為食品科學領域的熱點，并被列入《國家十二五海洋科學和技術發展規劃綱要》，成為國家的重要戰略。海洋功能食品開發就是實現海洋食品資源高值利用的主要途徑［1］。

1 海洋功能食品概述

功能食品指的是具有調整生物節律、防治疾病隱患、促進健康恢復等生理活性功能，經精深設計加工而制成的對人體機能具有明顯調節作用的食品。功能食品不以治療疾病為目的，對人體不產生任何毒性，其主要種類包括增強人體體質(增強免疫能力，激活淋巴系統等)的食品、預防疾病(高血壓、糖尿病、冠心病、便秘和腫瘤等)的食品、恢復健康(控制膽固醇、防止血小板凝集、調節造血功能等)的食品、調節身體節律(神經中樞、神經末稍、攝取與吸收功能等)的食品和延緩衰老的食品等。當前，社會對功能食品的要求是開發安全健康、效能明確、作用顯著的新型功能食品。因此，在精深加工過程中保持優化食品的風味的同時，保持甚至提高其特殊的生理活性效能，是當前食品產業發展面臨的重要問題。

在尋求這一問題解決途徑的過程中，以海洋生物資源為原料的海洋功能食品逐漸成為了引領功能食品開發熱潮的研究重點。與陸地生物相比，海洋生物生存環境的特殊性，使得其生長、代謝過程中會產生大量獨特的天然產物。隨著海洋生物科學的發展，人們發現此類產物中包含大量對人體具有重要生理調控功能的成分，具有抗癌、抗菌、抗病毒、免疫等多種功能。如海藻中的牛磺酸具有降低血壓的功效，海參中的海參素和刺參酸有抗癌作用等。這些獨特的生物活性物質，使得依托海洋生物資源開發高效價、高性能的功能食品成為可能。海洋功能食品就是指以海洋生物為資源而開發的功能食品，是利用海洋生物技術，通過分離、純化、原位富集等技術從海洋生物中鑒定出活性功能因子，具有明確功效和顯著效果的功能食品，通過海洋功能食品的開發能夠有效實現海洋資源的低成本、高附加值的合理利用。

2 海洋食品功能成分

海洋功能食品的研究對象包括魚、蝦、貝類以及海洋藻類等海洋生物資源，海洋生物資源中含有人類必需的六大類營養素，海洋食物營養全面優質，種類豐富且功能獨特，是人類食物的理想原料，也是功能食品開發的重要基礎原料。海洋功能食品的開發正是依賴于這些海洋生理活性物質的分離、純化和功能鑒定。對海洋生理活性物質按其營養成分不同進行分述。

2.1 氨基酸和蛋白質 氨基酸組成的蛋白質是構成生命體的物質基礎，而食物中蛋白的營養價值也主要取決于氨基酸的種類和組成。海洋生物蛋白質氨基酸含量充足，組成蛋白質的8種必需氨基酸在種類和數量上也都與人體蛋白質組成接近，接近人體所必需的氨基酸，因此較之植物蛋白更易于被人體吸收。海洋食品蛋白功效成分主要包括活性蛋白質、活性肽及活性氨基酸等。例如，海洋魚、蝦、貝和蟹等生物的蛋白質均含有人體所必需的所有氨基酸，如甘氨酸、谷氨酸、胱氨酸和牛磺酸等，是人類食品種優質蛋白質的攝取途徑。胱氨酸、谷氨酸和甘氨酸可以進一步合成谷胱甘肽，在生物第一相代謝中起到解毒作用，能抑制細胞“過氧化”，具有延緩細胞衰老的作用;牛磺酸則具有降血脂、降血壓、調節血糖以及促進垂體激素分泌、活化胰腺功能。市場上已有的濃縮魚蛋白、功能魚蛋白以及海洋牛肉等都是以供給海洋優質蛋白質為其活性效能的產品。

2.2 不飽和脂肪酸 脂肪不僅能夠提供能量，還能供給人體必需脂肪酸，促進脂溶性維生素的吸收。海洋生物中富含大量符合人體需要的不飽和脂肪酸甚至多烯不飽和脂肪酸，如二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)。與飽和脂肪酸相比，增加不飽和脂肪酸的攝入能夠有效地降低高血脂發生率，防止動脈粥樣硬化等心血管疾病的發生。市場上已有的大量深海魚油相關保健食品都是以多不飽和脂肪酸為主要功能成分而開發推廣的。

2.3 多糖類 碳水化合物是人體必需營養之一，它不僅是能源物質，還參與人體的多種生命活動，包括細胞免疫、蛋白質保護和修飾等。與其他食品相比，海洋食品資源中的多糖存在更多的硫酸基、酰胺基、氨基等特殊的修飾基團，使其展現出獨特的生理功能和理化特性，如抗凝血、降血脂、增強免疫力等。海藻中就含有大量的具有特殊功能的多糖物質，如褐藻膠、卡拉膠和殼多糖等，這些多糖已廣泛應用在食品加工過程中，起到優化食品品質，改善食品結構的作用。以褐藻膠為例，其具有膠黏性、穩定性、增稠性、成膜性、絮凝性、耐油性和保健性，能夠提高現有食品質量，增加花色品種;而卡拉膠和瓊膠既能用作食品添加劑，又具有排出體內的重金屬離子的功能，具有抗癌、美容、減肥、抗衰老的功效;殼多糖來自海洋甲殼動物，可以作為絮凝劑、食品結構填充劑、增稠劑、乳化劑和包裝材料廣泛應用于食品工業中。

2.4 膳食纖維 膳食纖維是維持健康不可缺少的要素。海藻類生物中含有豐富的膳食纖維，具有吸附亞硝酸鹽離子和膽汁酸，軟化腸內物質，刺激胃壁蠕動，輔助排便，降低血液中膽固醇含量，抑制餐后血糖上升等生理功能。海帶中提取的水溶性高純膳食纖維含量豐富，能夠滿足人們對膳食纖維這一“第一營養素”的需求，拓寬安全健康的膳食纖維功能食品市場。

2.5 維生素和礦物質 獨特的生存環境使得海洋生物中礦物質和維生素的含量遠高于陸生動物。如海帶中碘和鉀等礦物質的含量遠高于一般蔬菜和食用菌類，具有調節血液酸堿度，保持血液酸堿平衡，預防甲狀腺腫大、軟骨病以及骨質疏松癥的作用。海藻中含有豐富的類胡蘿卜素、維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素B12、維生素E、泛酸以及葉酸等。海魚中含有易被人體吸收的鐵、鈣、磷、錳、鉻、鎂等礦物質，生物活性鈣等產品都是根據海洋生物資源具有的這些礦物質開發的。

3 海洋功能食品與高端制品開發現狀

海洋功能食品有著巨大的應用價值和開發潛力。“十二五”期間，我國在海洋經濟發展方面，著力于推進其從資源依賴型向技術帶動型和從數量增長型向質量效益型的轉變的進程。作為海洋領域一個新興交叉方向，海洋功能食品和高端生物制品的創制就可以作為推進這一轉變的突破口和支柱。近幾年，我國海洋功能性食品的研究與開發應用已取得了較大的進展，研制出了一系列投入市場的產品。尤其是東南沿海地區，在海洋生物中生物活性物質和功能物質的研究基礎上，利用新型的食品加工技術和現代生物技術開發的海洋功能食品與高端生物制品。

3.1 保健功能海洋食品開發 20世紀80年代以來，隨著分子光譜、核磁共振譜、高分辨質譜、高壓液相層析等現代精密儀器的應用和海洋生物技術、分子快速篩選方法等高新技術運用，世界范圍內已從海洋動植物及微生物中分離得到了近4 000種天然來源的生物活性成分，如牛磺酸、魚油不飽和脂肪酸、甲殼素、殼聚糖、活性多糖、維生素、膳食纖維和礦物質等，具有抗腫瘤、提高人體免疫、免疫抑制、免疫賦活、強心、抗病毒、抗菌、消炎、降血脂和降血壓、益智和預防老年性癡呆以及美容等功效。

我國已研制成的保健功能海洋食品包括腦黃金、魚肝油和以海洋貝類中的牛磺酸為主要成分的力多精、魚蛋白等。然而，與已獲得的生物活性成分相比，海洋功能食品的種類明顯較少。因此，利用這些已獲得的海洋生物活性成分進行深加工，制成風味獨特和保健功效顯著的海洋功能食品，是當前最重要的開發研究領域。

3.2 營養強化高端生物食品 長期以來，海洋食品都采取晾曬、凍干等相對簡單的加工方式，但這種加工方式制成的海洋食品附加值低，而且粗放的廢棄方式也造成了大量資源的浪費。隨著食品加工高新技術的發展，低值海洋食品資源的深度綜合開發利用成為了可能，尤其是仿生海洋食品成為了當前的研究熱點。

仿生海洋食品是指以海洋生物資源為主要原料，利用仿生食品加工新技術和功能重組食品加工技術等食品工程手段，從形狀、風味、營養成分上模仿天然海洋食品加工而成的一種新型食品。仿生食品可以有效、合理地利用資源，強化營養，口感、風味與天然海洋食品極為相似，營養價值也不遜于天然海洋食品，且價格低廉、食用方便，增加了人們對不同類型海洋食品的選擇自由度。仿生食品可利用發酵和細胞培養的方法進行各種優質初級食品和精細食品的模擬合成;還能借助現代生物技術，在人體難以消化、吸收某些成分時，或體內難以完成某些營養素的合成時，預先在體外完成。目前已有的仿生食品包括仿生蟹肉、蝦肉、魚翅、鮑魚、魚籽醬、海蜇皮、海參、海膽等。仿生食品具有巨大的發展潛力，必將成為具有廣闊市場的新型海洋食品。

3.3 海洋食品資源深度加工利用 傳統海洋食品資源加工過程的的粗放性造成了魚骨、蝦蟹殼等物料中大量營養成分被丟棄和浪費，還形成了對環境的潛在污染。利用食品加工新技術對此類資源進行深度開發，可以獲得高附加值海洋產品，極大地提高海洋食品加工的綜合收益。

利用膜分離技術、穩定化復配、超臨界萃取、分子蒸餾、微膠囊化、包埋技術等食品加工新技術，可獲得殼聚糖、幾丁質、活性肽、呈味物質和香味成分等許多有益人體健康的活性物質。采用穩定化復配、美拉德賦香矯味、微波干燥滅菌等技術，可制備出具有濃厚鮮味的保健海鮮調味劑;利用分子蒸餾技術通過去腥、脫色、提純加工成精制魚油，再經部分氫化就可以作為人造奶油的原料提高其價值;利用現代分離技術從魚骨中分離軟骨素、粘多糖等功能成分，可以進一步加工成高附加值的功能食品;利用包埋技術和微膠囊技術加工魚油，能夠制成更便于攜帶和使用且更具保健功能的粉末油脂。

4 海洋高端生物制品與功能食品存在的問題

當然，與其他種類的高端生物制品及功能食品一樣，當前海洋功能食品的開發及功能食品行業也存在著很多問題，按照產品開發層面和產業層面2個部分分析海洋功能食品與高端生物制品存在的問題有以下幾方面。

4.1 海洋功能食品產業存在問題

4.1.1 企業規模較小，產業化程度低。海洋功能產業化和加工程度較低，與一些已實現生產基地化、加工品種專用化、質量體系標準化、生產管理科學化和加工技術高新化的食品加工領域相比，海洋產品以初加工產品為主，精深加工產品少，且大多數企業處于小規模分散經營狀態。有調查顯示，至2011年底，我國約有2 000家功能食品企業，投資總額在1億元以上的大型企業僅占1.45%，投資總額在5 000萬元至1億元的中型企業占38%，投資在100萬元至5 000萬元的企業占6.66%，投資在10萬元至100萬元的小型企業占41.39%，作坊式企業占12.50%。因此，功能食品產業總體規模仍偏小，大中型功能食品企業所占比例仍偏低［2］。分散的經營造成了行業內缺少龍頭企業，知名品牌少，生產經營成本高，產品質量不穩定，難以形成競爭優勢。

4.1.2 產品低水平重復嚴重，社會認知度不夠。目前我國海洋食品加工業主要停留在簡單加工階段，與傳統海洋食品相比，深加工海洋食品的市場占有率仍相對較低。據統計，目前經衛生部批準的功能食品中，90%為第二代功能食品，活性成分的構效、量效關系以及機理不清楚，導致產品質量不高，低水平重復現象嚴重。并且市場現有的海洋功能食品功能集中，免疫調解、抗疲勞和調節血脂功能的功能食品占到了總數的60%，如此集中的產品功能，使消費者對產品的認知度不夠，市場銷售艱難。

4.1.3 產品品質參差不齊，標準化規范化不夠。海洋功能食品生產企業規模小，資金投入不夠，因此設備簡單，產出產品質量也參差不齊，并且存在為了獲得高利潤而發生的摻假現象。摻入的低質量產品和假冒偽劣產品引起了人們對功能食品的質疑，也影響了民眾對整個行業的信任度，使功能食品行業多次出現信任危機。因此，產品的規范化和標準化顯得尤為必要。產品魚目混珠現象嚴重正是因為缺少規范，缺乏相應標準，標準體系建立不夠完善。我國海洋食品加工部分標準陳舊，有些領域仍無標準。現行的標準從數量、標準內容和水平、時效性和涉及范圍來看，遠遠不能滿足海洋功能食品行業發展的需要，且相關的標準體系有待完善。

4.2 海洋功能食品研發存在問題

4.2.1 精深加工技術及裝備欠缺。海洋功能食品的開發和高端生物制品的創制都依賴于新型精深加工技術和裝備的應用。在海洋功能食品的加工技術水平方面，目前我國主要產品還是大量依靠機械脫水、制罐加工、速凍保鮮和浸漬加工等傳統工藝，對真空冷凍干燥、氣調保鮮、速凍保鮮、生物發酵等高新技術的應用范圍仍相對較小。因此，食品加工及生物加工等新技術、新裝備，及其如何應用于海洋食品精深加工領域還需要進一步研究加強。

4.2.2 活性成份相關功能研究有待深入和細化。海洋生物高值利用的物質基礎是功能活性物質的制備以及對活性成分功效的深入研究。當前從海洋生物中已分離得到了近4 000種具有各種生物活性的成分，但其中大部分仍只停留在分離獲得層面，對其具體功效研究仍有欠缺，這嚴重影響了海洋功能食品開發速度、產品種類。海洋功能食品開發的核心問題是海洋生物功能活性成分的應用，然而應用的前提就是對活性成分的功能、活性強度的了解。新型海洋生物功能活性成分的功能研究和富集研究成為了食品開發的限制因素。

4.2.3 適應市場需求產品的開發有待加強。我國海洋功能食品的加工技術創新成果轉化率和科技貢獻率相對較低，技術創新成果轉化率亟待提高。這一問題產生的原因是因為我國海洋功能食品科研工作者缺乏以市場為導向的研發理念，研發產品功效大量重復且并不能真正滿足人們對海洋功能食品的多樣性、多層次的需求。因此，適應市場需求的海洋功能食品的產品開發有待加強。

5 海洋功能食品開發的發展趨勢

海洋功能食品產業發展的未來出路在于開發附加值高的精深加工食品，而高端海洋功能食品的研發有如下幾點趨勢。

5.1 海洋食品產業化開發關鍵技術裝備研究 現代生物技術與食品精深加工技術裝備的綜合利用是新型海洋功能食品的開發基礎。營養保持與風味的增強都依賴于現代分離、提取、穩定、評價及制造技術。加快實現我國海洋功能食品生產技術的更新，將研制開發第三代保健食品作為重要課題，生產出一系列高檔次、高附加值的新型海洋保健食品成為了當前研究的重要趨勢。

近年來，隨著食品加工技術手段的進步和革新，各種高新技術越來越多地被應用于食品加工業，生物技術、電子技術、微波技術、酶工程技術以及超高壓處理、超臨界萃取、膜分離、超微粉碎、微膠囊技術、現代分析檢測技術和微波技術等高新技術因其能夠保質營養成分、安全環保等優勢在新食品研發中得到廣泛應用。這些新技術向海洋功能食品領域的引入能夠推進海洋功能產品附加值的提高和研究開發水平的深入。

5.2 海洋生物活性成分功能綜合、細化研究 海洋食品資源是一個多樣且復雜的體系，海洋食品功效成分的研究具有復雜性。海洋功能食品研究是一個多學科交叉的研究方向，與多學科的發展緊密相關，如海洋生物學、生物酶學、微生物學、食品學、藥理學等。以這些學科的最新研究成果為依據，可以更深入認識功能成分的結構并細化特殊功能成分的功效及作用，作為開發新型海洋保健食品的基礎。基于這些學科的最新進展，研究海洋功能食品定向性功能篩選，海洋生物活性物質修飾和改造技術、海洋產品穩定化復配技術、活性多肽和小分子肽的可控酶解、活性成分的構效關系研究、功能成分的協同作用評價研究等已成為了當前海洋功能食品開發領域研究的趨勢。

5.3 符合特殊需求的功能食品的開發 海洋功能食品的開發應該趨向于多樣性、多層次需求產品的開發，開發的高端生物制品應能夠針對性強的滿足不同種類人群的特殊需求。因此，適應市場需求的海洋功能食品的產品開發是新時期的功能食品研究方向。在對海洋生物特殊化學結構、生理活性和功能的物質深入認識的基礎上，滿足各類特殊人群需求的具有抗氧化、抗衰老、抗過敏、抗腫瘤以及抗癌功能的高端海洋食品的定向創制與功能食品的規模化產業開發是發展海洋功能食品的一條重要思路。

6 結論

綜上所述，海洋生物資源高值利用研究的道路任重而道遠，新型海洋功能食品的開發已成為實現海洋食品資源高值利用的重要途徑，是當今極具發展潛力的的海洋食品新領域。隨著功能成分研究的深入、新型加工技術的完善、社會認知程度的提高以及市場環境的日趨成熟，海洋功能食品將成為海洋食品加工業的發展趨勢。

［1］中國科學院海洋領域戰略研究組.中國至2050年海洋科技發展路線圖［M］.北京:科學出版社，2009:113 -122.

［2］金宗濂.全球功能食品的市場及其發展趨勢(下)［J］.食品工業科技，2005(10):12-16.