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为解决绿色藻类资源利用不足问题，研究人员开展从 Ulva papenfussii 中提取生物聚合物岩藻黄质（ulvan）的研究。通过热水和碱性两种提取方法对比，发现提取方法影响 ulvan 及薄膜性能。该研究为食品、生物医学和储能等行业提供了新材料选择。
研究背景
在可持续发展备受关注的当下，海洋资源作为生物聚合物的重要来源，正逐渐走进人们的视野。藻类作为海洋中数量庞大的生物群体，蕴含着多种具有独特性质的多糖。像红藻能提取出琼脂、琼脂糖和卡拉胶，褐藻可提供岩藻依聚糖、海带多糖和藻酸盐 ，而绿藻同样含有如岩藻黄质（ulvan）、阿拉伯半乳聚糖和半乳聚糖等多糖。
不过，目前红藻和褐藻的多糖在商业领域应用广泛，绿藻却主要用于直接食用，其多糖在制备固体生物聚合物方面的研究较少。但绿藻中的一些生物活性化合物，尤其是含硫酸根的多糖，具有免疫调节、抗炎、抗氧化等多种生物活性，在医药领域极具潜力。因此，如何更好地开发利用绿藻中的多糖，成为科研人员亟待解决的问题。
为了深入挖掘绿藻多糖的价值，来自西班牙瓦伦西亚理工大学（Universitat Politècnica de València）和秘鲁天主教大学（Pontificia Universidad Católica del Peru ）的研究人员开展了相关研究，研究成果发表在《Journal of Applied Phycology》上。
研究方法
研究人员采集秘鲁海岸的新鲜 Ulva papenfussii 绿藻，采用热水（pH 7）和碱性（pH 13）两种方法从中提取 ulvan。提取前对藻类进行预处理，去除脂质、色素和低分子量化合物。提取 ulvan 后，将其制成 1% 的水溶液，添加 10%（w/w）甘油作为增塑剂，用浇铸法制备生物聚合物薄膜。利用凝胶渗透色谱（Gel Permeation Chromatography，GPC）测定 ulvan 的分子量，采用浊度法测定硫酸盐含量，借助傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR）分析薄膜的功能基团，通过差示扫描量热法（Differential Scanning Calorimetry，DSC）和热重分析（Thermogravimetric Analysis，TGA）研究薄膜的热性能 。
研究结果
- ulvan 多糖：热水提取法的 ulvan 产率为 29 ± 0.61% ，碱性提取法为 21 ± 1.4% ，提取方法显著影响 ulvan 产率（p<0.05）。热水提取的 ulvan 平均分子量为 894 kDa，多分散指数为 1.29，呈单峰；碱性提取的 ulvan 有三个峰，分子量分别为 829 kDa、360 kDa 和 153 kDa ，多分散指数分别为 1.20、1.30 和 1.82 ，表明碱性提取的 ulvan 分子链分布更不均一。热水提取的 ulvan 硫酸盐含量为 50% ± 1.06 ，碱性提取的为 28% ± 0.65 ，碱性提取会使硫酸盐酯基团水解，导致硫酸盐含量降低。
- 生物聚合物薄膜：FTIR 测试显示，两种提取方法制备的薄膜光谱相似，都含有多种单糖，且基于热水提取 ulvan 的薄膜硫酸盐酯峰强度更高，与浊度法测量结果一致。DSC 测试发现，热水提取 ulvan 制备的薄膜玻璃化转变温度为 58°C，碱性提取的为 116°C 。TGA 测试表明，薄膜热降解分三个阶段，碱性提取制备的薄膜热稳定性更高，热水提取制备的薄膜在 198.95°C 开始热降解，碱性提取的则在 232.31°C 开始。
研究结论与讨论
该研究成功从 Ulva papenfussii 中提取出 ulvan，并制成生物聚合物薄膜。提取方法对 ulvan 的提取产率、分子量、硫酸盐含量以及薄膜的玻璃化转变温度和降解温度都有显著影响。这意味着可以根据不同需求，选择合适的提取方法来定制 ulvan 多糖和生物聚合物薄膜的性能。
ulvan 因其高硫酸盐含量，在食品、生物医学和储能等领域具有潜在应用价值。在食品行业，可作为添加剂或包装材料；在生物医学领域，可用于药物递送、组织工程等；在储能方面，有望开发新型固体电解质应用于电池和超级电容器。这项研究为绿藻资源的高效利用提供了新途径，推动了可持续能源和生物材料领域的发展，为相关产业的创新提供了理论依据和技术支持。
