褐藻生物活性物質(zhì)研究現(xiàn)狀

張儀欣，佟長(zhǎng)青，李 偉

（大連海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧大連 116023）

海洋是一個(gè)巨大的天然產(chǎn)物寶庫(kù)，人類利用海洋資源有著幾千年的歷史，但用科學(xué)的方法研究并開發(fā)海洋資源始于20世紀(jì)60年代。到目前為止，人類開發(fā)利用的藻類資源有四大類，分別是紅藻、褐藻、綠藻和藍(lán)藻[1]。褐藻屬于海藻中比較高級(jí)的類群，褐藻均為多細(xì)胞生物。近年來，通過對(duì)褐藻類植物的有效成分研究表明，褐藻類中活性物質(zhì)的主要成分是蛋白類、多糖類等。研究表明，褐藻中的活性物質(zhì)有著抗氧化[1]、抗腫瘤[2-3]、抗凝血[4-5]、抗炎癥[6-7]、抗疲勞[8]、防止肝損傷和增強(qiáng)免疫力[9-10]等作用。對(duì)褐藻中的主要活性物質(zhì)的研究現(xiàn)狀及其開發(fā)利用進(jìn)行綜述，進(jìn)而為海洋褐藻類資源開發(fā)研究提供參考。

1 褐藻中的活性物質(zhì)

褐藻的組成成分種類多且復(fù)雜，包含維生素、蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)物、多糖、糖醇、色素、酚類化合物、天然激素類物質(zhì)等[11]。近年來，大量的生物活性物質(zhì)從褐藻中被提取出來，其中具有利用價(jià)值和生物活性的物質(zhì)主要由難以被消化的海藻多糖構(gòu)成[12]。

1.1 蛋白、氨基酸類

褐藻含有豐富的蛋白質(zhì)[13]。褐藻中含有一種特殊蛋白質(zhì)稱為親糖蛋白[14]，其與細(xì)胞膜糖分子結(jié)合后會(huì)造成細(xì)胞沉降現(xiàn)象，屬于凝集素類活性物質(zhì)[15]。研究發(fā)現(xiàn)，褐藻凝集素不但可以凝集紅血球、腫瘤細(xì)胞、淋巴球等，也具有清除自由基的活性。它可用于藥物載體、免疫抗體的產(chǎn)生、抗癌藥物的研發(fā)和生產(chǎn)抗氧化劑[16]。從褐藻中提取的糖蛋白具有提高機(jī)體免疫力的作用，如作為膳食補(bǔ)充劑影響比目魚生長(zhǎng)激素進(jìn)而提高機(jī)體免疫力[17-19]。褐藻親糖蛋白還能激活淋巴細(xì)胞，從而影響免疫機(jī)制[20]。

1.2 多糖類

多糖是生命機(jī)體的重要組分，在細(xì)胞分裂、生長(zhǎng)，維持生命機(jī)體正常代謝方面有著重要作用[21]。褐藻富含屬硫酸多糖和酸性多糖的食物纖維素，除食物纖維素本身的功能外，還具有抗癌活性。褐藻多糖主要分布在海帶、羊棲菜、鼠尾草等中。巖藻糖和硫酸基的水溶性雜聚糖是褐藻特有的一種化學(xué)組分[22]。褐藻多糖是海藻的抗腫瘤和抗凝血活性成分中研究最多的一種化合物，研究表明可抗腫瘤及延長(zhǎng)小鼠的壽命，同樣能抑制腫瘤及增強(qiáng)小鼠的免疫抗體機(jī)能[23]。近年來，研究者發(fā)現(xiàn)1種從褐藻中分離水溶性多糖的新方法，通過該方法分離出含有異常低硫酸化多糖的級(jí)分[24]。

褐藻中還含有食物纖維，食物纖維是構(gòu)成海藻細(xì)胞壁的主要成分，褐藻中含有豐富的食物纖維，且大部分為水溶性，褐藻中的食物纖維可改善老鼠高血脂癥狀，并抑制血液膽固醇的增加[25]。

1.3 多不飽和脂肪酸

褐藻內(nèi)的脂肪酸含量很少，但有些特殊的多不飽和脂肪酸對(duì)人體健康有著很大的影響。例如，海帶、羊棲菜及裙帶菜含有油酸、亞麻油酸及次亞麻油酸，其中亞麻油酸和次亞麻油酸是人體必需的不飽和脂肪酸。吳慶[26]用人工方法培育微藻，并從人工培育的微藻中提取大量的不飽和脂肪酸。杜玉蘭[27]優(yōu)化了對(duì)鼠尾藻中的多不飽和脂肪酸分離純化的工藝，使鼠尾藻中的多不飽和脂肪酸的純度提高至85%。

2 褐藻生物活性的研究進(jìn)展

2.1 抗氧化性

褐藻中含有多種抗氧化活性物質(zhì)，如海藻多糖、多酚、超氧化物歧化酶、不飽和脂肪酸、牛磺酸、維生素類等。褐藻中含糖量豐富，因此褐藻多糖成為研究褐藻生物活性的熱點(diǎn)。何晉浙等人[28]對(duì)南極海茸多糖的結(jié)構(gòu)及其單糖組成進(jìn)行了分析，對(duì)從南極海茸進(jìn)行分離純化得到的3種多糖主要由L-巖藻糖、D-半乳糖和D-葡萄糖組成。張朝燕[29]對(duì)草葉馬尾藻中的多糖物質(zhì)進(jìn)行分離純化，研究表明其能夠有效清除自由基。葉紅[30]對(duì)馬尾藻進(jìn)行分離純化，分離得到3種純度較高的多糖，研究表明3種多糖對(duì)DPPH·和·OH有一定的清除率且清除率會(huì)隨多糖質(zhì)量濃度增大而增大[30]。徐秀麗等人[31]對(duì)褐藻提取物進(jìn)行生物活性研究，研究表明褐藻多酚具有明顯的抗氧化活性。Qiukuan Wang等人[32]對(duì)從日本引進(jìn)并在中國(guó)北方養(yǎng)殖的褐藻Costaria costata進(jìn)行分離得到4種巖藻聚糖，研究表明4種巖藻聚糖全部表現(xiàn)出對(duì)羥基自由基的氧化活性。Mingjiang Wu等人[16]從褐藻Hizikia中分離純化凝集素，研究表明該凝集素對(duì)羥基，DPPH·和ABTS+有清除作用。近年來，研究者對(duì)褐藻Hizikia fusiformis中分離出3種水溶性多糖，這3個(gè)級(jí)分在體外均顯示出對(duì)羥基自由基和1,1-二苯基-2-苦基肼基的自由基清除活性。在這3種級(jí)分，GM-2具有最佳的自由基清除活性[33]。Svetlana P等人[34]對(duì)褐藻Laminaria cichorioides進(jìn)行分離純化，分離出對(duì)海洋軟體動(dòng)物具有高特異性的不可逆蛋白質(zhì)抑制劑。

2.2 抗腫瘤

近年來，褐藻中的活性物質(zhì)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥領(lǐng)域，其抗腫瘤的生理功能成為近年來的研究熱點(diǎn)。況煒等人[35]從羊棲菜中提取多糖研究其對(duì)人肺癌細(xì)胞及腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞的影響，研究得出對(duì)這2種細(xì)胞的增殖有抑制作用。彭雍博等人[36]以日本厚葉海帶中提取的巖藻聚糖硫酸酯為原料，進(jìn)行分離純化得到5個(gè)分離組分對(duì)肝癌細(xì)胞HepG2、肺癌細(xì)胞A549和結(jié)腸癌細(xì)胞HT-29 3種腫瘤細(xì)胞均具有腫瘤抑制活性作用。

2.3 抗疲勞

吳越等人[37]對(duì)羊棲菜進(jìn)行分離純化得到羊棲菜多糖，并對(duì)小鼠進(jìn)行負(fù)重游泳試驗(yàn)，結(jié)果表明羊棲菜多糖可以增強(qiáng)小鼠游泳耐力且生化指標(biāo)顯示對(duì)小鼠有抗疲勞的作用。

2.4 防止肝損傷

Qiukuan Wang等人[32]對(duì)從日本引進(jìn)并在中國(guó)北方養(yǎng)殖的棕色藻類Costaria costata進(jìn)行分離純化，分離得到4種富集的巖藻聚糖，研究表明4種巖藻聚糖能有效緩解CCl4誘發(fā)的肝損傷。Shu Liu等人[38]對(duì)來自日本北部分布的褐藻的藻類Kjellmaniella crassifolia的褐藻糖膠進(jìn)行了研究，分離得到4中巖藻聚糖對(duì)CCl4具有生物活性作用，從而減少由CCl4引起的肝損傷。

2.5 增強(qiáng)免疫力

Youn Hee Choi等人[19]從海芥Hizikia中提取的糖蛋白作用于梭狀芽孢桿菌，得到的梭狀芽孢桿菌糖蛋白能夠影響比目魚的生長(zhǎng)激素水平，研究表明該物質(zhì)有利于幼魚的生長(zhǎng)和免疫力的提高。從褐藻中提取的硫酸多糖對(duì)機(jī)體免疫發(fā)揮著作用，其可以干擾艾滋病毒侵入細(xì)胞，從而使其形成無(wú)感染力的多糖[39]。Xuxiong Huang等人[32]對(duì)羊棲菜進(jìn)行分離純化得到羊棲菜多糖提取物（SFPSE），研究SFPSE對(duì)中國(guó)對(duì)蝦抗弧菌病和免疫活性的影響，研究結(jié)果表明0.5%和1.0%的SFPSE能有效改善抗弧菌病，并提高蝦的免疫活性。

2.6 調(diào)節(jié)血脂和血糖

褐藻中的活性物質(zhì)能夠起到調(diào)節(jié)人體血脂和血糖的作用，近年來廣泛運(yùn)用到醫(yī)藥和食品領(lǐng)域，成為研究熱點(diǎn)，并對(duì)高血脂和高血糖引起的相關(guān)疾病有顯著的效果。張喆邇等人[40]對(duì)羊棲菜進(jìn)行了分離純化，提取出硫酸多糖，并試驗(yàn)證明其具有抗凝血的能力。褐藻中的鹽藻甾醇同樣具有降低血膽固醇的效果。

3 結(jié)語(yǔ)

褐藻有著十分豐富的營(yíng)養(yǎng)和生理活性物質(zhì)，近年來成為海洋生物的研究熱點(diǎn)。我國(guó)東部海岸線綿長(zhǎng)，有著豐富的褐藻資源。隨著褐藻資源的開發(fā)利用，我國(guó)一些海域已經(jīng)開展了褐藻養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)，為褐藻資源的開發(fā)利用提供充足的原料。隨著褐藻活性物質(zhì)生物開發(fā)利用，未來會(huì)有越來越多的褐藻活性物質(zhì)被廣泛應(yīng)用到醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域。