巖藻多糖的生理功能及其在食品領域中的應用

◎ 李源釗

（中國人民武裝警察部隊工程大學 裝備管理與保障學院，陜西 西安 710086）

巖藻多糖，又名褐藻糖膠、褐藻多糖硫酸酯等，是一種從褐藻中提取出來的水溶性硫酸酯化雜多糖[1]。巖藻多糖的結構呈現多樣性，不同來源的巖藻多糖結構也有所差異，大多是以重復的C-1,3 鍵結合的α-L-巖藻糖和以C-1,3 鍵、C-1,4 鍵交替結合的α-L-巖藻糖，是一種含有大量巖藻糖和硫酸基團的雜多糖[2]，其結構見圖1。巖藻多糖獨特的化學結構使其在抗氧化、抗腫瘤、抗炎癥及提高免疫力等方面表現出優良的生物活性，并被廣泛應用于食品[3]、美容護膚品[4]、畜牧生產[5]、醫藥[6]、植物生長[7]等諸多領域。

圖1 巖藻多糖的化學結構示意圖

近年來，隨著食品工業的進步和人們健康意識的提高，巖藻多糖在食品領域中的應用也越來越受到關注。黨的二十大報告中強調，要樹立大食物觀，發展設施農業，構建多元化食物供給體系[8]。我國海藻資源豐富，但其生態價值和經濟價值均未得到充分發揮，開發高品質、高性能的海藻產品一直是一個熱點問題[9]。本文對巖藻多糖在食品領域中的應用進行探討，對提高食品的營養價值、推動我國豐富水產資源的開發利用有著重要的意義。

1 巖藻多糖的生理功能

1.1 免疫調節作用

作為一種天然生物活性物質，巖藻多糖在免疫調節方面展現出特有的功效。其免疫調節機制主要包括以下幾個方面。①巖藻多糖能夠激活巨噬細胞、T 淋巴細胞和B 淋巴細胞等關鍵免疫細胞，增強這些細胞吞噬和殺傷病原體的能力，從而有助于機體更有效地清除和防御外來病原體。②巖藻多糖還能促進免疫細胞中多種重要免疫因子的分泌，包括干擾素和白介素。這些免疫因子在調節免疫反應和增強機體抵抗力方面發揮著至關重要的作用。③巖藻多糖還能精準調節T 淋巴細胞中Th1 和Th2 細胞平衡，防止過度免疫反應而引發的疾病。同時，它能有效抑制免疫細胞的過度激活，從而避免免疫反應的過度放大，確保免疫系統的穩定和健康運行[10-11]。

1.2 抗腫瘤作用

在抑制腫瘤細胞生長和轉移的同時，巖藻多糖還能使機體免疫功能增強，促使腫瘤細胞凋亡和移除。巖藻多糖的抗腫瘤作用機制是復雜多樣的，涉及免疫調節、細胞周期調控、細胞凋亡、抑制轉移和抑制血管新生等多個方面。這些機制共同作用，使得巖藻多糖在預防和治療腫瘤方面具有重要的作用。①巖藻多糖能被免疫細胞識別，激活NK 細胞、B 細胞和T 細胞，產生具有結合腫瘤細胞的抗體和具有殺傷腫瘤細胞的T 細胞，其對腫瘤細胞有特異性殺傷作用，對腫瘤細胞生長有抑制作用。②巖藻多糖可以影響腫瘤細胞正常的有絲分裂，使其停滯在有絲分裂的前期，從而起到抑制腫瘤細胞增殖的作用，因此巖藻多糖對腫瘤細胞的有絲分裂有一定的抑制作用。細胞凋亡是一種由基因控制的細胞自主有序的死亡，而巖藻多糖具有激活腫瘤細胞凋亡信號的功效，能誘導腫瘤細胞自發凋亡。巖藻多糖還能增加組織抑制因子（Tissue Inhibitor of Metalloproteinases，TIMP）的表達，減少基質金屬蛋白酶（Matrix Metalloproteinase，MMP）的表達，使得抑制腫瘤細胞在體內的轉移受到抑制。此外，在腫瘤生長初期，巖藻多糖能降低血管內皮生長因子（Vascular Endothelial Growth Factor，VEGF）的生成，抑制腫瘤血管的新生，切斷瘤體的營養供給源，從而起到抑制腫瘤細胞擴散、轉移的作用[12-13]。

1.3 抗炎癥作用

巖藻多糖具有抗炎作用，其直接抗炎或作為協同抗炎藥物的作用均有廣闊的應用前景。巖藻多糖的抗炎活性體現在多個方面，包括抑制炎癥因子的表達，減少中性粒細胞的浸潤，與巨噬細胞清除受體相結合，從而被巨噬細胞吞噬，抑制NO 的生成，也可通過抑制白細胞向炎癥組織的遷移而發揮抗炎活性作用[14]。吳俊仙等[15]利用小鼠隨機分組進行對照試驗，分別給予巖藻多糖和純凈水灌胃2 周，結果發現巖藻多糖能夠預防和抑制炎癥性腸病的發生。

1.4 抗氧化作用

巖藻多糖抗氧化活性強，可有效清除體內自由基，減少氧化對人體的刺激傷害。巖藻多糖分子中含有多種官能團，如羥基、羧基等，能與體內的自由基發生化學反應，從而有效清除自由基，減輕其對細胞的損害。此外，研究顯示，巖藻多糖能夠激活體內的抗氧化酶，如超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）、過氧化氫酶（Catalase，CAT）等，使這些酶的活性提高，對氧化應激的抵抗能力也得以增強。巖藻多糖還能調節體內氧化還原平衡，使細胞內的氧化還原狀態保持穩定，從而防止氧化應激對細胞的破壞。巖藻多糖的抗氧化作用對氧化應激相關疾病的預防和治療意義重大[16]。

1.5 降血糖作用

巖藻多糖降血糖效果顯著。巖藻多糖可以改善細胞對胰島素的敏感性、胰島素受體的數量和親和力，從而促進葡萄糖的利用和代謝。巖藻多糖還可以刺激胰島β 細胞分泌胰島素，增加胰島素的合成和釋放速度，從而使血糖水平降低。此外，巖藻多糖能夠抑制肝臟中的糖異生和糖原分解過程，減少葡萄糖的生成和釋放，進一步降低血糖水平[17]。

1.6 抗肥胖作用

巖藻多糖對抗肥胖的作用也是顯著的。研究表明，巖藻多糖可以抑制膽固醇調節元件結合蛋白-1c的mRNA 和蛋白表達，同時可下調過氧化物酶體增殖物激活受體γ（Peroxisome Proliferator-Actiated Receptor γ，PPARγ）和CCAAT 增強子結合蛋白α（CCAAT Enhancer Binding Protein α，C/EBP α）的mRNA 表達，表現其降脂活性。作為一種天然膳食纖維，巖藻多糖還可以調節腸道菌群，抑制有害菌生長，促進有益菌繁殖，從而改善腸道環境，減少能量吸收，達到抗肥胖的作用[18]。

2 巖藻多糖在食品中的應用

2.1 在食品加工中的應用

2.1.1 肉制品

巖藻多糖可作為肉類食品的保水劑，在增加肉類食品口感和嫩度的同時，提高肉類食品的保水性能。此外，巖藻多糖還可以作為肉制品的增稠劑，提高肉制品的穩定性和黏度，防止肉制品在加工和儲存過程中出現分離、沉淀等現象。其在提高肉制品的品質和口感的同時，還可以起到增強肉制品保健功能的作用。

2.1.2 乳制品

巖藻多糖在乳制品中也有一定的應用。①作為乳制品的穩定劑，提高產品的穩定性和口感。②增強乳制品的營養價值，發揮其保健作用，如巖藻多糖對腫瘤細胞的生長有抑制作用，對機體免疫力有增強作用，對多種疾病有一定的防治作用。③提高乳制品的抗氧化能力，延長其保質期。總的來說，巖藻多糖在乳制品中的應用前景廣闊，但需要注意不同種類的巖藻多糖的性質差異以及適應的人群和場合，同時相關人員還應進行更加深入的研究和開發，以實現巖藻多糖在乳制品中的廣泛應用。

2.1.3 在焙烤食品中的應用

焙烤食品是人們日常飲食中不可或缺的一部分，其口感和營養價值一直是消費者關注的重點。巖藻多糖可以發揮其抗氧化、抗炎、抗凝血等作用，提高焙烤食品的保質期和穩定性，同時增強其營養價值。巖藻多糖應用于焙烤食品中，可以降低升糖指數、改善食品口感和質地、增加營養價值。研究表明，巖藻多糖可以顯著降低焙烤食品的升糖指數，有助于調節血糖水平，對于糖尿病患者和肥胖人群具有一定的保健作用。在面包中添加巖藻多糖可以使面包的淀粉消化率降低，從而降低其升糖指數。巖藻多糖還具有良好的增稠、穩定和乳化特性，可以增加食物的柔軟度，使烤制食物更加可口。此外，巖藻多糖作為一種天然活性物質，富含多種營養成分，如硫酸基、多糖等，在焙烤食品中添加巖藻多糖可以增加其營養價值，為消費者提供更加健康、營養的飲食選擇。

2.1.4 在飲料中的應用

隨著消費者對健康飲食的追求和對天然成分的青睞，越來越多的飲料品牌通過添加天然活性物質來提升產品的品質和營養價值。巖藻多糖富含多種營養成分，如硫酸基、多糖等，可以作為天然的營養添加劑應用于飲料中，為消費者提供更加健康、營養的飲品選擇。在飲料中，巖藻多糖可以發揮抗氧化、抗炎、抗凝血等作用，不僅可以改善飲料的口感和質地，使飲料更加絲滑、細膩，還可以提高飲料的穩定性，延長其保質期。此外，巖藻多糖在功能性飲料的研制方面也有一定的應用。例如，添加巖藻多糖的飲料有助于提高人體免疫力、預防心血管疾病等。未來，隨著科研的不斷深入和消費者對健康飲品的需求不斷增加，巖藻多糖在飲料中的應用將會更加廣泛和深入[19]。

2.2 在食品保鮮中的應用

食品保鮮是食品行業的一個重要環節，其目的在于延長食品的保質期，使其營養與口感得以保持。隨著消費者對食品安全和健康的要求不斷提高，天然、安全的食品保鮮劑成為市場的迫切需求。巖藻多糖作為一種天然活性物質，因其獨特的抗炎、抗凝血、抗病毒、抗腫瘤等生物活性而在食品保鮮領域具有較大的應用潛力。①巖藻多糖具有抗菌和抗病毒的活性，可以抑制食品中微生物的生長和繁殖，從而延緩食品的腐敗過程。②巖藻多糖具有良好的保濕性，能夠減少食品在儲存過程中的水分流失，保持食品的新鮮度和口感。③巖藻多糖具有較好的成膜性，可以應用于食品表面，形成一層薄而透明的膜。這層薄膜能有效阻隔外界氧氣、水分和微生物的侵入，從而保持食品的新鮮度和口感。同時，巖藻多糖膜還具有一定的透氣性和透濕性，能夠保持食品內部的氧氣和水分平衡，防止食品因過度干燥或過度濕潤而變質。此外，將巖藻多糖與其他保鮮技術相結合，如低溫儲存、真空包裝等，可以有效提高食品的保鮮效果。然而，目前關于巖藻多糖在食品保鮮中的應用研究還相對較少，其保鮮機制和最佳使用條件等方面的問題仍需進一步深入研究；巖藻多糖的提取和純化技術還不夠完善，仍需不斷優化，以提高其純度和活性，從而更好地應用于食品保鮮領域。

2.3 在功能食品開發中的應用

隨著消費者對健康食品的需求越來越大，功能性食品在食品市場上已經成為一個不可忽視的領域。巖藻多糖可以作為天然的食品添加劑或功能成分，以增強食品的保健功能和營養價值。①巖藻多糖的抗氧化活性有助于清除體內自由基，減緩細胞老化速度，從而發揮抗老化的功效。②巖藻多糖的抗炎活性可以有效緩解炎癥反應，對于預防和改善一些慢性疾病，如關節炎等有一定的幫助。③巖藻多糖還具有抗病毒和抗腫瘤的活性，可以增強人體的免疫力，預防病毒感染和腫瘤的發生。含巖藻多糖的功能食品有片劑、膠囊劑、飲品、酸奶等多種存在形式。例如，將巖藻多糖添加到酸奶中，既增加了酸奶的營養價值，又賦予了酸奶一些保健功能。此外，巖藻多糖還可以與其他功能性成分，如蛋白質、維生素等結合，開發出具有多種保健功能的新型功能食品。

2.4 在食品包裝中的應用

目前，有關巖藻多糖在食品包裝領域的應用研究相對較少，但其具有較好的成膜性，在起到保護食品不受外界環境影響的作用的同時，還能作為透氣性好、阻水性好、透明度好的食品薄膜，使食品保持原有的口感和營養價值，在食品包裝領域有較大的應用潛力。此外，巖藻多糖的抗菌性使其有作為包材使用的潛力，能夠起到預防食物腐敗和延長保質期的作用，更好地抑制細菌的生長和繁殖。

3 結語

巖藻多糖作為一種具有免疫調節作用的天然生物活性物質，其獨特的結構和生物活性使其在免疫調節方面展現出巨大的潛力。通過深入研究巖藻多糖的免疫調節機制和應用方案，有望為醫藥、保健品和食品等領域的發展帶來更多的創新和突破，同時為人們的健康生活提供更多的選擇和保障。