Studie über flüchtige Aromastoffe von Enteromorpha prolifera während der Drift der grünen Flut im Gelben Meer
Enteromorpha prolifera-Grünalgen sind weltweit weit verbreitet, einige wachsen im Meerwasser oder in Süßwasserflüssen, andere an der oberen Mündung von befestigten Untergründen wie Felsen oder Schlammstränden in Gezeitenzonen. Derzeit sind weltweit über 80 Arten von Enteromorpha prolifera bekannt, davon etwa 11 Arten in China. Einige Grünalgen wachsen schnell und sammeln sich, wodurch eine grüne Flut entsteht. Der Ausbruch einer grünen Flut bringt eine Reihe von sekundären Umweltproblemen mit sich, wie z. B. eine große Anzahl von Algen, die auf der Oberfläche des Meerwassers schwimmen, was zu Beschattungseffekten und zur Zerstörung und zum Absterben der Bodenvegetation führt, da sie keine Photosynthese betreiben kann; Nachdem sie sich auf dem Meeresboden abgesetzt haben, können die Algen Hypoxie und Sedimentverschlechterung verursachen und die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Bodenwassers und des Sediments verändern, was wiederum schwerwiegende Auswirkungen auf die Meeresumwelt und die ökologischen Funktionen hat.
Seit 2007 haben sich im Gelben Meer in China 14 Jahre in Folge großflächige grüne Flutkatastrophen ereignet, die enorme wirtschaftliche Verluste verursacht und sogar die ökologische Sicherheit der chinesischen Küstengebiete gefährdet haben. Gegenwärtig haben in- und ausländische Forscher eingehende Untersuchungen zur Erforschung der Quelle, des Ausbruchsmechanismus, des Driftpfades, der Vorhersage und der Frühwarnung vor der Grünen Flut im Gelben Meer durchgeführt und eine Reihe wichtiger Ergebnisse erzielt. Die vorherrschende Art, die den Ausbruch der grünen Flut im Gelben Meer verursacht, Ulva prolifera, ist eigentlich ein wirtschaftlicher Seetang. Laut dem "Compendium of Materia Medica" und dem "Sui'enju Dietary Catalogue" wirkt sie blutkühlend, hitzelösend, harntreibend, schleimlösend, härteerweichend und cholesterinsenkend. Die moderne Forschung konzentriert sich hauptsächlich auf die Polysaccharide von Enteromorpha prolifera, die nachweislich pharmakologische Wirkungen haben, wie die Senkung der Blutfette, die Antioxidation, die Stärkung der Immunität und die Hemmung von Hautkrebs. Darüber hinaus hat Enteromorpha prolifera auch Funktionen wie Sterilisation und Waschen, Faserspinnen, schallabsorbierende Materialien und die Wiederherstellung eutropher mariner Ökosysteme. In den letzten Jahren wurde Enteromorpha prolifera zunehmend in der Lebensmittelindustrie eingesetzt. In Japan und Südkorea ist Enteromorpha prolifera ein Luxusgewürz, das nur in der gehobenen Küche verwendet wird und teuer ist. In China wird Enteromorpha prolifera zu Algenpulver gemahlen, das anderen Lebensmitteln zugesetzt werden kann. Gegenwärtig ist die Produktion von Garnelen, Nudeln, gebratenen Teigtaschen und anderen Produkten aus Enteromorpha prolifera industrialisiert worden. Die Verwendung von Enteromorpha prolifera ist hauptsächlich auf ihr einzigartiges Aroma zurückzuführen. Daher ist das Verständnis der flüchtigen Aromastoffe und -komponenten in den Algenkörpern der grünen Gezeiten von entscheidender Bedeutung für die rationelle Nutzung und Entwicklung der Ressourcen der grünen Gezeiten.
Gegenwärtig konzentriert sich die Forschung über Gezeitenalgen in China im Allgemeinen auf die Identifizierung der Arten, die Lebensgeschichte, die Gewebekultur, die experimentelle Ökologie und andere Aspekte. Bei der Analyse der Nahrungsbestandteile von Gezeitenalgen sind einige Fortschritte zu verzeichnen, aber sie konzentriert sich meist auf die Analyse der Bestandteile von Gezeitenalgen an einem bestimmten Ort oder in einem bestimmten Meeresgebiet. Es gibt nur wenige Berichte über die Veränderungen der Bestandteile von Gezeitenalgen während des gesamten Driftprozesses, insbesondere über die Veränderungen der flüchtigen Aromastoffe von Gezeitenalgen während des gesamten Driftprozesses. In dieser Studie wurden Proben aus verschiedenen Stadien der Grünalgendrift gesammelt und die flüchtigen Aromastoffe analysiert. In Kombination mit Aromaschwellenwerten wurden die Hauptaromakomponenten der vorherrschenden Grünalgenart Enteromorpha prolifera in verschiedenen Regionen untersucht und bestimmt, was eine Grundlage für die Entwicklung und Nutzung von Nahrungsmitteln aus Enteromorpha prolifera darstellt.

In dieser Studie wurden mit Hilfe von HSSPME flüchtige Geschmacksstoffe aus schwimmenden Grünalgen in 8 verschiedenen städtischen Gebieten des Gelben Meeres extrahiert. Die GC-MS-Analyse zeigte, dass die Hauptaromakomponenten und -inhalte der schwimmenden Algen in diesen 8 Gebieten nicht völlig gleich waren. Alkoholische Verbindungen haben im Allgemeinen einen weichen Geruch und einen pflanzlichen Duft, was sich positiv auf den Gesamtgeruch der Grünalgen auswirkt. Die Region Rudong hat eine relativ reiche Vielfalt an alkoholischen Substanzen in den Grünalgen; unter ihnen haben 1-Penten-3-ol und Heptanol beide einen aromatischen Geruch, und der Octadecanol-Gehalt in den Sheyang-Grünalgen ist relativ hoch, der einen Duft hat und einen wesentlichen Beitrag zum Geruch der Grünalgen leistet. In anderen Regionen, insbesondere im Spätstadium der Grünalgendrift in der Nähe der Küste von Shandong, nehmen der Gehalt und die Art der alkoholischen Substanzen deutlich ab.
Von allen flüchtigen Bestandteilen, die in den Grünalgen von Rudong, Dafeng und Rushan nachgewiesen wurden, sind Olefine am häufigsten, vor allem 8-Heptacen, Limonen, Styrol usw. Unter ihnen enthalten die Grünalgen in den Regionen Rudong und Dafeng einen hohen Gehalt an 8-Heptacen, während Grünalgen in Rizhao, Qingdao und Haiyang nicht nachgewiesen wurden. 8-Heptacen ist eine charakteristische Geschmackssubstanz, die in großen Algen vorkommt und in Sauerkraut, Seetang und Rotalgen nachgewiesen wurde. 8-Heptacen ist eine Art chemischer Sensor, der durch enzymatische Reaktionen erzeugt wird. Als bioinformatisches Element, das eine bestimmte Rolle bei der Kallusbildung spielt, ist 1-Dodecen in Sheyang-, Lianyungang- und Rushan-Grünalgen vorhanden, das einen stark stechenden Geruch hat und sich negativ auf den Geschmack von Grünalgen auswirkt.
Ketonverbindungen haben im Allgemeinen ein blumiges und fruchtiges Aroma. Während des Verdriftungsprozesses der grünen Gezeitenalgen nehmen der Gehalt und die Arten von Ketonverbindungen in den grünen Gezeitenalgen in verschiedenen Regionen allmählich ab. Außer in den Rushan-Grünalgen wurde β-Ionon nachgewiesen: β-Iononon hat ein kiefernähnliches Aroma und ein violettes Roland-ähnliches Aroma, wenn es verdünnt wird, und ist ein wichtiges synthetisches Material für Vitamin A, das zur Produktion des aromatischen Geschmacks der Grünalgen beiträgt; Darüber hinaus haben Substanzen wie Tee-Aroma-Keton, aromatisches Aceton und Dihydro-β-Violett-Keton alle ein angenehmes blumiges und fruchtiges Aroma, wurden aber in der späteren Phase der treibenden Grünalgen nicht nachgewiesen.
Aldehydverbindungen sind eng mit der Bildung verschiedener spezifischer Aromastile verbunden. In der Literatur wird berichtet, dass Aldehydverbindungen einen niedrigen Schwellenwert haben und wesentlich zum Geschmack von Produkten beitragen. Der Gehalt an Safranaldehyd und zyklischem Citral ist in den grünen Gezeitenalgen von Rudong relativ hoch, die holzige, scharfe und süße Aromen aufweisen. In lebenden Organismen stammen viele Aldehyde aus Fettsäuren, wie Hexanal und Valeraldehyd, die oxidative Spaltprodukte der Linolsäure sind; Fettaldehyde haben meist einen starken Fruchtgeschmack mit einem Hauch von Brotaroma. Im Spätstadium der schwimmenden Grünalgen wurde trans-2-Heptenal nachgewiesen, das einen anregenden Geruch hat und sich negativ auf den Geschmack der Algen auswirkt.
Unter allen flüchtigen Bestandteilen, die in den grünen Gezeitenalgen nachgewiesen werden, sind Esterverbindungen besonders zahlreich und vielfältig. Im Allgemeinen haben Esterverbindungen ein angenehmes Aroma, und die Geruchsschwelle von Esterverbindungen ist im Allgemeinen niedrig. Es wird vermutet, dass Esterverbindungen in hohem Maße zum Gesamtgeruch der grünen Gezeitenalgen beitragen. Die Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass mit der Nordwärtsdrift der Gezeitengrünalgen der Gesamtgehalt an Esterstoffen allmählich abnimmt, wie z. B. Dihydrokiwilacton und Methylpalmitat, die beide fruchtige und holzige Aromen haben. Dihydrokiwilacton hat auch einen wichtigen Anwendungswert in der Lebensmittel- und Zigarettenindustrie, aber sein Gehalt nimmt mit der Abdrift allmählich ab, und sein Beitrag zum Gesamtaroma ist ebenfalls rückläufig.
Es ist erwähnenswert, dass in der Rushan-Probe eine gewisse Menge Cai nachgewiesen wurde. Diese Verbindungen werden im Allgemeinen durch die kontinuierliche Anreicherung von Umweltschadstoffen gebildet, was der Grund für den schlechten Geschmack der Rushan-Grünalgen sein könnte. Darüber hinaus wurden in den Rushan-Proben nur Thiazol- und Pyrazin-Substanzen nachgewiesen. Nach einschlägigen Literaturberichten stehen sie im Zusammenhang mit der Bitterkeit von Enteromorpha prolifera, was indirekt den schlechten Geschmack von Gezeitengrünalgen im späteren Stadium der Drift belegt.
Die Art und der Gehalt an flüchtigen Aromastoffen bestimmen die Qualität von Grünalgen. Die Kombination des Gehalts und des Schwellenwerts der Verbindungen in 8 verschiedenen Regionen von Grünalgen lässt den Schluss zu, dass Grünalgen in verschiedenen Regionen nicht nur einzigartige charakteristische Aromakomponenten haben, sondern auch die gleichen Hauptaromakomponenten, wie Benzaldehyd, zyklisches Citral, Limonen, β-Ionon, usw. Nach den Forschungsergebnissen von Li stehen die Veränderungen der flüchtigen Bestandteile von Algen in engem Zusammenhang mit Aquakulturgebieten und sind auf die starke Adsorptionsfähigkeit der Algen selbst für Umweltstoffe zurückzuführen. Die Veränderungen bei den flüchtigen Bestandteilen können mit den Veränderungen der Hintergrundsubstanzen in Aquakulturgebieten zusammenhängen. Basierend auf den Ergebnissen der molekularen Identifizierung verschiedener Regionen von Gezeitenalgen haben Umweltfaktoren bei gleicher Vielfalt der Gezeitenalgen einen signifikanten Einfluss auf die flüchtigen Aromastoffe der Gezeitenalgen. In Zukunft können weitere Untersuchungen zu den Auswirkungen von Umweltfaktoren wie Temperatur, Licht, Meerwasserqualität und Nährstoffzusammensetzung auf flüchtige Stoffwechselprodukte durchgeführt werden.
Grüne Gezeitenalgen haben als Meeresressource mit verschiedenen gesundheitlichen Vorteilen einen großen Produktions- und Nutzungswert und gute Marktentwicklungsaussichten. In dieser Studie wurde die Headspace-Festphasen-Mikroextraktion verwendet, um die flüchtigen Aromakomponenten von Gezeitengrünalgen zu extrahieren, und mit einer GC-MS-Analyse kombiniert, um die Komponenten der flüchtigen Aromastoffe in schwimmenden Gezeitengrünalgen im Gelben Meer genau zu bestimmen. Die Hauptaromakomponenten der grünen Gezeitenalgen in verschiedenen Regionen wurden vorläufig bestimmt. Die Ergebnisse zeigten, dass der Geschmack von Gezeitengrünalgen in verschiedenen Regionen unterschiedlich ist. Während des Driftprozesses der grünen Gezeitenalgen nahmen die Arten und Gehalte an flüchtigen Stoffen von Rudong in Jiangsu bis Rushan in Shandong allmählich ab, was auf einen Rückgang der Gesamtqualität hinweist. Im Vergleich zu anderen ist die Qualität der Grünalgen aus dem Südlichen Gelben Meer besser und kann in der Praxis für die Herstellung von Lebensmitteln verwendet werden. Da sich die Grünalgen aus dem Nördlichen Gelben Meer in der späten Phase des Aufschwimmens befinden, ist ihr flüchtiger Geschmack schlecht, und sie können für die Verwendung als Futtermittel, Düngemittel und zur Entwicklung von Biomasseenergie gerettet werden. Diese Studie legte den Grundstein für eine eingehende Erforschung der Geschmacksstoffe von Gezeitenalgen und lieferte eine theoretische Grundlage für die Entwicklung und Nutzung von Gezeitenalgen in der Zukunft.