海藻多酚生物活性及應用研究進展*

吳雯欣，彭雪梅，黃鷺強

（1.福建師范大學生命科學學院，福建 福州 350117；2.福建師范大學南方海洋研究院，福建 福州 350117）

海藻多酚作為一種主要次生代謝產物，與陸生植物多酚不同的是其結構簡單以間苯三酚為基本結構單元，分子量約在126～650 KDa[1]。海藻多酚不僅具有拒食功能，而且能保護海藻免受自身氧化應激傷害[2]，具有抗氧化、抗炎等生物活性。與陸生植物產生的多酚不同，海藻多酚具有更復雜的結構與功能，這主要與海藻生長在含有大量可溶性和混懸的有機物質及毒素、維生素、氨基酸、激素等的海洋環境有關[3]。鑒于海藻多酚成分不均，易氧化，純化困難等問題，目前對于海藻多酚的研究遠不如陸生植物多酚系統。本文綜述了近年來海藻多酚在食品、化妝品、醫藥等方面的主要應用，以期為海藻多酚的深度開發利用提供參考。

1 海藻多酚在食品領域的應用

1.1 抗氧化

海藻多酚是以間苯三酚為基本結構單元，通過芳基、二芳基醚鍵等多種化學鍵形成的結構不同的聚合物，因此海藻多酚富含具有還原性的酚羥基[4]。一方面，酚羥基可以作為氫供體使自由基形成穩定的結構，終止氧化鏈式反應[5]；另一方面，酚羥基能夠螯合金屬離子形成絡合物，從而抑制金屬離子催化氧化反應[6]。

海藻多酚的抗氧化活性在肉制品、水產品和果蔬的保鮮防腐領域有廣泛應用。Rubén等人[7]發現添加泡葉藻（Ascophyllum Nodosum）、墨角藻（Fucus vesiculosus）提取物的低脂冷凍豬肝在貨架期具有與添加抗氧化劑2,6-二叔丁基對甲酚相當的品質，添加0.5%該提取物能夠顯著降低菜籽油在60℃條件下的氧化酸敗，且其抗氧化活性較之于當量的2,6-二叔丁基對甲酚更強[8]，證明該藻類提取物具有明顯的抗氧化活性。林嬌芬[9]等人研究發現紅毛藻多酚提取物可以抑制冷藏食用對蝦彈性的下降，顯著阻緩對蝦硫代巴比妥酸（TBA）的上升。TBA值是評價水產品脂類物質發生自動氧化程度的重要參數，TBA值增長緩慢，即表明紅毛藻多酚提取物能延緩對蝦脂肪的自動氧化分解速度。另外，楊小青等[10]等研究表明，多酚的抗氧化活性與其分子質量有關，并且有較為顯著的差異，其中采用乙酸乙酯萃取、相對分子質量大于300 KDa的多酚組分總抗氧化能力最好。

1.2 抗菌

抗生素的濫用引起人們對耐藥菌的恐慌，近年來天然抗菌劑的開發與利用成為食品行業的發展熱點。海藻多酚不僅具有廣譜抗菌性，而且廣泛存在于各類海藻當中，具有較好的開發與應用前景。

褐藻多酚中的酚羥基能夠改變細胞膜的通透性，增強多酚對細菌細胞膜結構和功能的干擾，破壞細菌細胞膜的完整性，從而發揮抗菌作用[11]，其中鹵代酚，尤其是溴代酚與海藻多酚的抗菌活性密切相關。Alshuniaber等[12]在研究發現螺旋藻（Spirulina）甲醇提取物的B組分中含有大量多酚，對耐藥性食源性細菌病原體具有廣譜抗菌活性。Rajauria等[13]從伸長海條藻（Himanthalia elongata）中提取長海條藻多酚，對李斯特菌（Listeria monocytogenes）、乳酸菌（Lactobacillus reuteri）、綠膿桿菌（Pseudomonas aeruginosa）、沙門氏菌（Salmonella enterica）進行抑菌圈實驗并發現60%的甲醇提取物的抑菌效果最好。SAl-Saif等[14]在所有具有抗菌活性的海藻中均發現了槲皮素、山奈酚和蘆丁三種黃酮類化合物，不同藻類間僅存在含量差異。已有研究利用納米纖維包封海藻中提取的根皮單寧制作活性納米纖維食品包裝材料，并證實其能夠有效防止沙門氏菌污染雞肉制品[15]。

2 海藻多酚在化妝品領域的應用

2.1 抗輻射

皮膚長時間暴露于紫外線和受污染空氣當中時，會導致活性氧（ROS）和自由基的大量產生，進而破壞皮膚屏障[16]，這使護膚化妝品及其天然原料的需求量加大。由于海藻具有特別的光保護能力，因此被認為是藥妝行業生物活性物質的潛在來源。

Schneider等[17]在22種大型藻類中檢測出高含量的多酚，并使用有效太陽吸收輻射（ESAR）和提取光保護指數（EPI）2個指標分別考核提取物吸收和傳輸的輻射。Schneider等研究發現根據不同的作用光譜，馬尾藻（Scagassum）和臍形紫菜（Porphyra umbilicalis）提取物對所有分析生物反應的潛在光保護值最高，說明馬尾藻和臍形紫菜可能是光保護提取物的潛在來源。

Soo-Jin Heo等[18]從腔昆布（Ecklonia cava）中分離出三種間質單寧，并研究了它們對黑素生成的抑制作用以及對UV-B輻射誘導的光氧化應激的保護作用，發現褐藻提取物原皮單寧具有特殊的紫外線抑制特性，UV-B 輻射誘導的細胞內ROS含量隨著添加原葉單寧的劑量增大而減少，細胞活力呈劑量依賴性增加，其中二鵝掌菜酚的效果均高于其他類型的原皮單寧。Soo-Jin Heo等提出將原皮單寧作為潛在的藥妝功效成分，作為天然抗氧化成分，因此，海藻多酚在此領域具有巨大的開發潛力。

2.2 抗衰老

皮膚衰老是一個不可避免的過程，同時受內在因素和外在因素的共同影響。一方面，皮膚隨著時間流逝自然老化；另一方面，由于皮膚暴露于煙霧、高溫、污染物、紫外線等不利因素之下，導致皮膚黑色素沉淀，衰老過程加速進行[19]。

目前，已有諸多研究表明褐藻多酚具有舒緩肌膚、緩解皺紋的功效[20]。Wang等[21]研究發現從鵝掌菜（Ecklonia kuromeOkam）提取的酚類化合物能夠通過調節NF-κB、AP-1和MAPKs信號通路抑制促炎細胞因子和基質金屬蛋白酶的表達，從而抑制空氣中顆粒物誘導的皮膚老化。Heo等[18]比較了從腔昆布分離的根皮單寧與普通單寧對黑色素形成途徑的抑制作用，結果表明褐藻根皮單寧效果更為明顯，尤其是雙鵝掌菜酚對酪氨酸的抑制作用甚至優于商業常用酪氨酸酶抑制劑——曲酸。海藻多酚的抗炎、抗糖、抗氧化等能力對于皮膚具有良好的舒緩作用，能夠抑制酪氨酸的活性，減少黑色素的形成，起到減緩肌膚衰老的作用。

3 海藻多酚在醫藥領域的應用

3.1 抗炎

機體對外界刺激產生的非特異性免疫反作用于自身則表現為炎癥，如果炎癥持續惡化，就可能演變成對身體造成嚴重傷害的疾病，如心血管疾病、支氣管炎、類風濕性關節炎和癌癥[22,23]。大多數的類固醇抗炎藥物在使用后會出現不同程度的副作用，因此迫切需要開發新的治療藥物，而目前已有多項研究表明多酚是由至少一個與羥基官能團相連的芳香環組成的化合物，其能通過調節多種炎癥相關細胞信號通路抑制慢性炎癥[24,25]。

Sanjeewa等[26]發現馬尾藻的乙醇提取物中多酚含量為15.30±0.01%，將其作用于LPS誘導的巨噬細胞可下調相關炎癥因子并有效緩解炎癥反應。除此之外，動物實驗也證明馬尾藻提取物可以通過抑制TLR介導的NF-κB通路，下調促炎細胞因子（IL-1β、TNF-α、TGF-β、IL-6）、促過敏細胞因子（TSLP、IL-25、IL-33）和趨化因子（IL-8）mRNA的表達，從而緩解小鼠的過敏性哮喘[27]。另外，富含多酚的馬尾藻乙醇提取物還可以降低炎癥趨化因子Eotaxin、巨噬細胞衍生的趨化因子表達和分泌正常T細胞以及胸腺和活化調節趨化因子的表達水平。同時馬尾藻的乙醇提取物還可以增強核因子-紅細胞-2-相關因子/血紅素加氧酶介導的抗氧化防御系統，具有很好的抗炎作用[23]。此外，海藻多酚的抗炎活性與其抗菌、抗病毒活性有一定程度相關性[28]。

3.2 抗糖尿病

糖尿病是一種常見的內分泌系統疾病，臨床上將糖尿病分為兩種類型，分別是胰島素依賴型的Ⅰ型糖尿病和非胰島素依賴型的Ⅱ型糖尿病，Ⅱ型糖尿病約占糖尿病患者總數的90%。Kang等[29]從腔昆布中分離出間苯二甲酸衍生物二鵝掌菜酚并構建C57BL/KsJ db/db（Ⅱ型糖尿病小鼠模型），以10 mg/kg和20 mg/kg體重的糖尿病小鼠的劑量腹腔注射二鵝掌菜酚，發現給藥組肝組織中的硫代巴比妥酸反應底物（TBARS）減少，抗氧化酶活性增加，包括超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-px）可減輕，Lee等[30]還發現海藻提取物八氯酚（Octaphlorethol A）可以通過激活AMP活化蛋白激酶和上調葡萄糖轉運蛋白4的表達，在Ⅱ型糖尿病小鼠中發揮抗糖尿病作用。由此可認為海藻多酚可以被開發為治療Ⅱ型糖尿病的藥物。

3.3 抗腫瘤

目前腫瘤已有的治療方法包括手術切除、化學療法、放射療法、免疫療法等，其主要目的均是誘導癌細胞凋亡，減小腫瘤體積，但健康細胞在治療過程中也有可能受到損害。多酚能夠協同抗癌藥物發揮作用，同時保護健康細胞免受化療、放療產生危害[31]。順鉑藥物具有腎毒性和神經毒性， Yang等[32]的研究發現，褐藻根皮單寧具有增強順鉑殺滅腫瘤細胞的能力，并且改善順鉑的腎毒性，Montero等[33]的實驗證明馬尾藻的根皮單寧提取物對人結腸癌細胞具有抗增殖作用。不過目前仍沒有關于海藻多酚在腫瘤治療方面的臨床試驗。

4 結論

作為天然無毒、具有多種生物活性的新型可持續利用海洋資源，海藻多酚在食品、藥品、化妝品等多領域存在巨大的開發價值。海藻多酚富含酚羥基，能夠通過形成穩定結構有效阻斷氧化鏈式反應，螯合金屬離子抑制催化氧化、改變細胞膜通透性殺滅細菌，另外，海藻多酚參與多種細胞信號通路的調節，為皮膚管理和疾病預防提供可能性。海藻多酚的抗炎、抗菌、預防或抵御慢性疾病的能力均在一定程度上得益于其抗氧化活性用，但其內在作用機制仍有待闡明。