巖藻黃質的功能特性及在食品工業中的應用

吳躍，林親錄，戰鑫

（1.稻米及副產物深加工國家工程實驗室，中南林業科技大學食品科學與工程學院，湖南 長沙 410004；2.北京藍天大地生物技術開發有限公司，北京 100080）

大量研究已證明，巖藻黃質具有多種顯著促進人體健康的生理活性。從目前已了解的巖藻黃質生理功能來看，研究者普遍認為，未來巖藻黃質在食品保健、生物醫藥等領域具有廣闊的應用前景?，F在，國外十分重視巖藻黃質在功能性食品中的應用，相比之下，國內的食品領域還鮮有使用，并且國內生產的巖藻黃質產品幾乎全部出口到國外。針對這些情況，期望通過本文的報道，能引起國內食品界對巖藻黃質應用的關注。

1 巖藻黃質概述

巖藻黃質（Fucoxanthin）亦稱巖藻黃素、褐藻（黃）素，是可食用褐藻（如海帶）、硅藻、金藻及黃綠藻等所含有的一種重要類胡蘿卜素，顏色呈淡黃至褐色。巖藻黃質及其代謝物巖藻黃醇和halocynthiaxanthin也廣泛存在牡蠣和蛤蚌中[1]。

在所有天然類胡蘿卜素中，巖藻黃質所占比例最高，占類胡蘿卜素總量的10%以上。其分子結構特殊（見圖1），含有不常見的丙二烯醇鍵和5，6-單環氧，在將近700種天然類胡蘿卜素中，大約只有40種類胡蘿卜素含有此丙二烯醇鍵[2]。

此外，巖藻黃質不溶于水，易溶于乙醇等有機溶劑，市售產品一般為脂溶性粉末或油狀物。海帶中巖藻黃質含量比較高，可達17.8 mg/100 g～21.3 mg/100 g（鮮重）[3]。有研究報道稱[4]，一些褐藻含 0～4 mg/g（干重）的巖藻黃質和1.4 mg/g～18 mg/g（干重）的巖藻黃醇，并且這兩種物質在褐藻中的含量會隨季節性變化，一月到三月期間含量最高。另外，有研究人員也能從褐藻中提取出2 mg/g～9 mg/g（干重）的巖藻黃質[5]。

圖1 巖藻黃素、巖藻黃醇和A的化學結構比（Hashimoton 2009）Fig.1 The chemical structures of fucoxanthin,fucoxanthinol and amarouciaxanthin A

2 巖藻黃質的功能特性

2.1 巖藻黃質的吸收和代謝

巖藻黃醇和Amarouciaxanthin A（圖1）是巖藻黃質的主要初級代謝產物。攝入的巖藻黃質在胃腸道內消化酶（如脂肪酶和膽固醇酯酶）作用下水解成巖藻黃醇，其再通過淋巴進入體循環，部分巖藻黃醇在肝臟降解成Amarouciaxanthin A[2]，巖藻黃醇和Amarouciaxanthin A隨后進行異構化、脫氫、脫乙酰、氧化和脫甲基等酶反應進一步代謝，研究者描繪出巖藻黃質在受試動物血漿和肝臟中的代謝途徑[6]。

有研究認為，巖藻黃質的代謝物優先以巖藻黃醇形式在心臟和肝部積聚，其次以Amarouciaxanthin A形式在脂肪組織積聚[7]。也有研究顯示，超過80%的巖藻黃代謝物積聚在腹部白色脂肪組織，表明該部位是巖藻黃代謝物主要的作用部位[8]，這也可能說明是其具有良好減肥作用的原因。

2.2 巖藻黃質的安全性

日本科研人員從裙帶菜中提取純度為95%的巖藻黃質對實驗鼠進行28 d反復劑量毒性實驗，此高純度的巖藻黃質并未存在任何毒性，但是發現，當巖藻黃素的劑量在每千克重受試鼠每天攝入10 mg或更高時，會顯著增加受試鼠的總膽固醇和高密度脂蛋白水平[9]。

對巖藻黃質進行單一口服劑量（1000 mg/kg和2000 mg/kg）和30d反復口服劑量（500mg/kg 和1000mg/kg）毒性實驗時，實驗動物未出現死亡和畸形。同時，反復劑量毒性實驗中，通過組織學觀察未發現巖藻黃質給予組出現任何肝臟、腎臟、脾臟和性腺組織不正常變化，但發現巖藻黃質能引起高膽固醇癥[10]。

Beppu等[11]又對巖藻黃質進行體內致突變性和其主要代謝產物巖藻黃醇體外致突變研究，結果認為，巖藻黃醇不存在體外致畸性，巖藻黃質在500、1000、2000 mg/kg劑量下不存在體內致畸性。

2.3 巖藻黃質的穩定性

雖然高純度的巖藻黃質對熱不穩定，容易氧化。但從藻類中得到的巖藻黃質提取物由于抗氧化物質（如多酚等）的共同存在，使其具有穩定性[12]。

巖藻黃質色素對光敏感，避光貯存時穩定性大大提高。同時，其他抗氧化劑能保護巖藻黃質色素免于降解。例如，在巖藻黃質提取物中添加1.0 g/100 mL的抗壞血酸，見光和避光條件下都能呈顯現最大的色素保留能力。另外，巖藻黃質色素在堿性pH條件下比中性和酸性更穩定，pH為9時有最大的穩定性，酸性條件下最不穩定[13]。

此外，研究人員發現，商業干燥的海帶中巖藻黃質含量與原材料中幾乎相同，這表明海藻中的巖藻黃質在干燥加工和室溫貯存過程中是穩定的[14]。

2.4 巖藻黃質的生理活性

對于巖藻黃質具有減肥、抗癌、抗腫瘤、抗炎癥、抗氧化一系列重要的生理功能，國內外已有大量研究，也發表了一些相關的綜述性報道[2，15-17]。隨著國內外研究的深入，出現一些新的研究進展，值得研究人員關注。

國內比較關注巖藻黃質在醫療方面的研究。徐戎等[18]研究認為，從昆布（海帶、裙帶菜）中提取的巖藻黃質能通過誘導細胞凋亡對人體7種腫瘤細胞生長起到抑制作用。同時，徐戎的博士論文[19]中充分證明，昆布有效成分巖藻黃質能明顯抑制人非小細胞肺癌的生長并研究了其抑制機制。同時，于瑞雪[20]等發現，褐藻提取物巖藻黃質能明顯抑制小鼠S180移植性實體瘤的生長，且呈現劑量相關性，提示其具有有效的體內抗實體瘤生長的作用。

大量動物實驗研究，已證明巖藻黃質具有減肥功能[21]，其機制涉及下調各種脂肪生成酶mRNA表達，上調β-氧化mRNA表達和解偶聯蛋白基因表達，以及改變血漿中肥胖因子水平。除了動物實驗外，國外也進行了巖藻黃質減肥功能的人體實驗。對151名肥胖非糖尿病的絕經期前婦女，進行了16周雙盲-隨機的安慰劑-對照研究時發現，每天攝入2.4 mg的巖藻黃質能顯著增加肥胖婦女的能量消耗，降低受試者的體重、體脂肪、血漿甘油三酯和肝臟中脂肪含量[22]。此外，世界知名的稻米深加工企業——日本著名的歐利嘉生化有限責任公司（Oryza Oil&Fat Chemical Co.，Ltd.）對肥胖受試者進行了為期4周的雙盲、安慰劑-對照臨床口服巖藻黃質研究，實驗將27名受試者分成際情況組（5男和4女），第1組為服用安慰劑，第2組口服劑量為1 mg/d，第2組口服劑量為3 mg/d，餐后服用。結果認為，口服4周的巖藻黃質能起到抗肥胖的作用，并且沒有出現任何的臨床副作用[23]。

研究認為[24]，巖藻黃質能降低肥胖受試鼠血漿甘油三酯和肝脂肪含量，一定程度是由于增加脂肪排泄、改變肝過氧化物酶體增殖劑活化受體（Peroxisome proliferators activated receptors，PPARs） 基因表達和肝脂肪調節酶活性達到的，同時，其也能降低受試鼠血糖。

另外，巖藻黃質具有抗血管新生活性，可以用于抑制血管新生相關疾病。同時，因為抗血管新生劑一般具有減肥作用，因此，認為巖藻黃質的減肥功能可能與其抗血管新生活性有關?？傊?，研究者認為膳食中的巖藻黃質可以作為食品中的功能成分[25]。

再者，研究表明，從馬尾藻海草中分離出的巖藻黃質能有效抑制H2O2引起的細胞內活性氧形成、DNA損傷和細胞凋亡，而且能增加細胞存活率。這些結果表明，巖藻黃質可作為天然抗氧化劑的良好來源，用于抑制和控制氧化應激的功能性食品和化妝品中[26]。

對于視黃醇缺陷引起的氧化應激，巖藻黃質比β-胡蘿卜素有更好的體內保護能力[27]。同時，巖藻黃質具有良好的抗炎癥作用，其機制與抑制NO產生及誘導型一氧化氮合酶表達有關，研究者也進一步揭示了其抗炎癥的分子機理[28-29]。

3 巖藻黃質在國外食品工業中的應用

巖藻黃質最初僅作為著色劑加入到食品中，但后來的研究發現，巖藻黃質作為類胡蘿卜素具有良好的抗氧化作用，效果甚至優于VE和VC，于是，將其作為營養保健品在市場銷售，還被添加到非處方藥中[30]。

國外推出的含巖藻黃質的保健品，其主要定位在于具有減肥作用。位于美國喬治亞州的AHD國際公司已向市場高調推出具有減肥功效的褐藻提取物，主要成分為巖藻黃質。該公司從2006年開始銷售褐藻提取物，以原料供應商的身份向下游客戶提供來源于褐藻的巖藻黃質。

成立于1982年的英國Healtharena公司，該公司研發的FucoXanThinTM減肥產品，其主要成分為巖藻黃質，該產品倡導通過燃燒體內多余脂肪，控制食欲的來達到減肥效果，這種純天然物質減肥方法，正掀起減肥領域的新運動。同時，巖藻黃質還作為營養均衡補充劑進行推廣，既能補充體內所需營養，又能排毒抗炎防衰老。

美國史密斯索倫森博士研制的燃燒脂肪配方—The Advanced FUCOXANTHIN Patch-CR正是巖藻黃質、石榴和仙人掌提取物的完美結合，該產品以膏藥劑型，貼于上臂、肩膀或背部，利用巖藻黃質的強大熱效應，有效地燃燒體內多余脂肪并增加新陳代謝，這種方法有助于消除腹部脂肪而不刺激中樞神經系統。

NSI—NUTRACEUTICAL SCIENCE INSTITUTE公司推出的名為FucoThin的巖藻黃質營養補充品，能在均衡和補充營養的基礎上，幫助人體控制食欲，增加新陳代謝，而達到減肥效果。該產品一經問世，便備受好評，是美國注冊醫師認證（Doctor Endorsed Neutraceutical Systems）推薦的少數產品之一。

巖藻黃質除作為減肥保健品開發外，日本株式會社小倉屋山本公司（Ogurayayamamoto Corporation）還將巖藻黃質應用到各類食品中，如黃油，餡餅、綠茶酥等焙烤食品，起到增加產品色澤和功能性作用。

國外研究人員，將巖藻黃質添加到粉碎雞胸肉中，研究其對脂質過氧化和肉顏色的影響。結果發現，巖藻黃質能有效抑制烹調后冷卻貯藏（4℃）中脂質過氧化反應，同時增加粉碎雞胸肉的紅色和黃色。因此，該研究者認為巖藻黃質可作為一種有效成分能提高雞肉及其產品的外觀和貨架期[31]。

另外，巖藻黃質可以用于蛋黃著色劑。在家禽飼養過程中，將其補充到飼料中，能增加母雞下蛋中的蛋黃顏色，并且研究者也確定了其在母雞中的代謝情況[32]。

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