海带化学成分和药理活性研究进展

黄晓林，郑 优，单琰婷，姜蒙蒙，南海函*

（1.浙江省海洋水产养殖研究所，浙江温州 325005；2.温州医科大学检验与生命科学学院，浙江温州 325035）

海带化学成分和药理活性研究进展

黄晓林1，郑 优2，单琰婷2，姜蒙蒙2，南海函2*

（1.浙江省海洋水产养殖研究所，浙江温州 325005；2.温州医科大学检验与生命科学学院，浙江温州 325035）

海带是一种传统的海洋中药，化学成分和药理作用多样。本文分别介绍了海带中多酚、多糖、甘露醇和碘等化学成分，及其在抗凝血、抗肿瘤、抗突变、降血糖、降血压、免疫调节等方面独特的药理活性，为进一步研究海带提供参考依据。

海带；化学成分；药理活性

海带又名昆布、江白菜，是褐藻门、褐藻纲、海带目、海带科、海带属的一种大型海藻，生长于水温较低的海域，主要分布于中国北部沿海及朝鲜、日本和苏联太平洋地区沿海，富含岩藻聚糖、褐藻糖胶、海带淀粉等多糖物质，具有多种生理活性［1］。

海带味道鲜美，营养丰富，食疗皆宜，深受人们青睐。1927年中国正式引入人工海带栽培技术，1952年开始采用浮筏式栽培方法进行商业化栽培［2］。现代医学研究进一步表明，海带中富含碘、甘露醇等功能性物质，以及人体所需的硒、钴、铬等微量元素，具有降血压、降血糖、调血脂、抗凝血、抗血栓、抗肿瘤、免疫调节、抗疲劳耐缺氧、抗氧化、抑菌抗病毒等功能，是一种具有食用、药用、保健、工业、农业价值的大型藻类［3］。因此，充分全面利用海带资源成为目前海带研究的一项课题。本文综述近年来国内外海带化学成分和药理作用的研究进展。

1 化学成分

1.1 海带多糖

海带多糖是海带的主要活性成分之一，其中包括褐藻胶、褐藻淀粉、褐藻糖胶等，不同多糖间结构、性质差异较大。海带多糖具有抗病毒、降血脂、降血糖、抗辐射和抗氧化等多种药理活性。

1.1.1 褐藻胶

褐藻胶通常指褐藻酸盐类，在海带中含量较为丰富，约为19.7%，它是由β-1，4-D-甘露糖醛酸（M）和α-1，4-L-古罗糖醛酸（G）为单体构成的高分子化合物［4］。褐藻酸钠是常见的褐藻胶，结构单体与葡萄糖单体相似。研究表明，褐藻酸钠对金属有缓蚀保护的作用［5］。陈利梅等［6］研究发现，海带中部的褐藻胶含量高于尖部和基部，边缘部分高于中间部分，且褐藻胶中M/G值的不同对其凝胶特性有较大影响。

1.1.2 褐藻淀粉

褐藻淀粉又名昆布多糖、褐藻多糖、海藻淀粉，由β-D-吡喃葡萄糖通过1，3-糖苷键结合而成，同时有少量β-D-吡喃葡萄糖以1，6-糖苷键连结，还含有少量甘露醇。褐藻淀粉有难溶性和可溶性2种。难溶性褐藻淀粉可溶于热水，可溶性褐藻淀粉则可溶于冷水。褐藻淀粉溶解性与分子内支链有关，即支链越多越易溶于冷水。研究表明，褐藻淀粉的结构、质量分数与海带种类、生存环境等条件密切相关。Kim等［7］研究表明，褐藻淀粉的相对分子质量为（5～10）×103。

1.1.3 褐藻糖胶

褐藻糖胶又名岩藻聚糖硫酸酯、褐藻多糖硫酸酯、岩藻糖胶，在海带中含量约2.46%，其主要组成成分为L-岩藻糖-4-硫酸酯，并含有不同比例的木糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖、糖醛等，为水溶性的硫酸杂多糖，在褐藻与一些棘皮动物中普遍存在［8］。褐藻糖胶的分子量变化大，不仅有品种差异，还受海藻的生长地点、时间、提取方式等的影响［9］。褐藻糖胶具有抗凝血、抗肿瘤、抗病毒、降血脂等多种生理活性［10］。

1.1.4 膳食纤维

膳食纤维是目前国际上公认的一种功能性食品基料，具有独特的营养功能，能促进肠胃蠕动，增加消化液的分泌，减少有害物质的吸收，还能整合胆固醇，对高胆固醇血症和动脉硬化起到预防作用，因此被称为“第7营养素”。谢苗等［11］发现，海带膳食纤维在功能性指标方面有良好的品质，其组织形态与膨胀率、持水力、膨胀力等生理功能有一定联系。潘文洁等［12］学者对提高膳食纤维提取率进行了深入研究。

1.2 海带多酚

海带多酚是由简单酚单元通过各种不同的方式结合形成的具有多种分子量的多酚混合物。褐藻多酚（包括海带多酚）是从褐藻中提取出的多酚类化合物的总称，根据组成可分为海藻简单酚类、多酚类化合物，是一类重要的褐藻多酚化合物和结构较特殊的单宁质［1］。这类物质分子量约（1～2）× 103，甚至更高，有抗菌、抗肿瘤、抗病毒等功能。康静等［13］研究发现，海带中的多酚化合物能有效降低小鼠肝脏和血清中丙二醛的含量，提高超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶的活性，表明海带多酚可以显著提高动物的抗氧化能力。

1.3 碘

碘是人体必需的微量元素，而海带是一种含碘丰富的生物资源，海带中碘的提取研究是一个热门而持久不变的内容。研究发现，海带碘具有不同于无机碘的独特的补碘特性，如预防高碘甲肿、治愈碘过敏的缺碘甲肿患者等。迟玉森等［14］研究发现，海带的浸提液中存在无机碘、有机碘、总碘，并确定了海带中的有机碘以3，5-二碘酪氨酸的形式存在。

1.4 脂肪酸

海带中含有多种脂肪酸成分，与鱼油脂肪相比无鱼腥味，脂肪酸具有组成简单、易分离纯化且价格低等优点。罗盛旭等［15］采用索氏提取器对海带脂肪酸进行提取，并应用GC-MS技术对其进行成分分析，发现可从中提取出9种脂肪酸成分，脂肪酸含量极高，其中18碳2烯酸和花生4烯酸乙脂等多不饱和脂肪酸的总量占脂肪酸总量比其他物质更高。目前，有关海藻脂肪酸的提取方法多为超临界CO2萃取。

1.5 蛋白质

褐藻蛋白质是褐藻含氮类化合物中的重要物质。褐藻海带科中的粗蛋白含量约为5%～20%，其中海带中的含量较高，为15%～20%［1］。由于有效分离海带蛋白质的方法尚未确立，目前对其蛋白质的研究甚少。李伟等［16］在进行海带蛋白的提取和活性的研究中用时间飞行质谱测得蛋白质质荷比约为872～7 705，其对高血压模型大鼠灌胃具有良好的降压作用。同时，抑菌试验更进一步表明，海带蛋白对大肠杆菌、金色葡萄球菌、产气杆菌均有抑制作用。

2 药理活性

2.1 降血脂

化学合成类药物如辛伐他汀有显著的治疗高血脂的作用。于竹芹等［17］通过对照试验发现海带有类似辛伐他汀药物的功能。原泽知等［18］在探究海带多糖的工业提取工艺及其降血脂活性中也发现海带多糖有显著的降血脂作用，且高血脂小鼠的甘油三酯和总胆固醇水平的降低程度与海带多糖的剂量和纯度有关。同时高血脂试验动物注射海带多糖后动脉内膜粥样硬化斑块面积和内膜病变程度明显减少［19］。由此表明，海带多糖对降低血脂，抑制动脉粥样硬化的形成有较好的防治作用。此外，陈向凡等［20］研究表明，海带多糖对高脂饲料诱导的大鼠动脉粥样硬化有保护作用，作用机制可能与其调节血脂和细胞粘附因子分泌有一定关系。

2.2 降血糖

王亚男等［21］的研究表明，海带可以降低小鼠空腹血糖水平。海带中提取出的非淀粉多糖能显著降低动物对葡萄糖的吸收，且使较高水平的淀粉停留于小肠内。由四氧嘧啶造成的糖尿病小鼠用海带多糖连续灌胃3周后，血糖和尿素氯显著降低［22］。增加糖尿病小鼠血清钙和血清胰岛素含量时，发现四氧嘧啶所致的胰岛损伤得到明显的恢复。由此表明，海带多糖对糖尿病小鼠有保护胰岛细胞和降血糖的作用［23］。

2.3 降血压

胡颖红等［24］通过观察22例高血压患者发现，海带能温和有效地降低高血压患者的收缩压和舒张压，表明海带可以用作高血压病的辅助降压药物。

2.4 抗凝血和抗血栓形成

卢俊宇等［25］发现海带多糖可显著延长家兔血活化部分凝血酶时间（APTT）、凝血酶原时间（PT）和全血凝固时间（CT），且有明显的剂量效应，表明海带细胞壁多糖有一定的抗凝血作用。海带中的低分子量岩藻聚糖硫酸酯能通过抑制外源性凝血途径中的组织因子途径，进而抑制血栓的形成。比较血管全阻塞的时间发现抗血栓能力随藻聚糖硫酸酯分子量的增大而增强［26］。而赵雪等［27］发现岩藻聚糖硫酸脂具有抗凝血活性，且活性随其分子量的增大和硫酸根含量的增多而增强。

2.5 抗肿瘤和抗癌作用

史大华等［28］利用MTT法检测出低分子量岩藻多糖的抗肿瘤活性，而且适度降解岩藻多糖可以提高其抗肿瘤活性。以不同浓度的海带硫酸多糖处理HeLa细胞，发现其不仅能抑制人宫颈癌细胞株的生长，而且可以调控bc-l2蛋白与NF-JB p65的表达来影响宫颈癌细胞凋亡。用MTT法测定海带多酚粗提物的抗肿瘤活性时，发现其对A549、P388、BEL-7402、Hela等癌细胞都有一定的抑制作用［3，29］。

2.6 免疫调节作用

薛静波等［30］研究发现，海带多糖能将C57BL/ 6小鼠腹腔巨噬细胞激活，使其分泌细胞因子白介素-1α并释放肿瘤坏死因子。王庭欣等［31］从细胞免疫、非特异性免疫、体液免疫3个方面研究了海带多糖的免疫功能，发现其能显著增强巨噬细胞吞噬功能，且功能随剂量的增加有增强的趋势。李芳等［32］发现海带岩藻聚糖硫酸酯具有较好的免疫活性，对T细胞和巨噬细胞有直接作用，可对免疫低下的小鼠进行较好的免疫调节。

2.7 抗疲劳和耐缺氧作用

阎俊等［33］对海带多糖灌胃的受试小鼠进行连续10日的抗疲劳及密闭缺氧试验，发现受试小鼠负重游泳时间和常压缺氧下存活时间显著延长，血红蛋白含量明显升高，表明海带多糖有较好的耐缺氧效应和抗疲劳作用。通过对缺氧小鼠的血气分析，再次证明海带多糖可提高缺氧小鼠组织对于氧气的利用率［34］。

2.8 防衰老和抗氧化作用

刘晓丽等［35］研究发现海带多酚是一类具备较强抗氧化活性的潜在海洋生物天然抗氧化剂，表现为其对活性氧有较强的清除活性。另外，贾彦明等［36］的研究中，海带多糖C1组对羟基自由基、超氧阴离子自由基、二苯代苦味肼基自由基均有良好的清除作用，其中C1组中含有P_H键和S=O键，可能含有酮和醛基团。Peng等［37］研究发现，海带多糖可作为一个潜在的安全的抗氧化剂和抗肿瘤剂。娄翠等［38］研究海带岩藻多糖PFS-2抗氧化活性时发现，其清除羟自由基的效果明显，最高清除率达89.66%。

2.9 抑菌和抗病毒作用

李芳等［39］通过体外试验发现，不同分子量的海带Fucoidan组分都可较好地抑制流感病毒神经氨酸酶的活性，但低分子量组分的抑制活性明显低于中分子量组分。以平板打孔抑制法来测定海带多酚粗提物（KP）的抑菌活性，发现KP具有广泛的抗微生物性能，其中抑制大肠杆菌和绿脓杆菌效果尤其显著，对真菌如青霉、白色念珠菌也有一定抑制作用［3］。海带多糖对沙门氏菌、粪肠球菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都有一定的抑制作用，但无法抑制志贺氏菌［40］。Makarenkova等［41］研究发现，褐藻多糖硫酸酯有一定的抗流感A/H5N1病毒的活性，可用于预防性和治疗性的流感治疗。

2.10 防辐射作用

罗琼等［42］研究发现海带多糖对生殖系统受到电离辐射损伤的雄性大鼠性功能有明显改善作用，表现为其能缩短阴茎勃起潜伏期和骑跨潜伏期。每日受紫外线照射，海带多糖高剂量组小鼠的皮肤组织丙二醛、过氧化氢含量降低，过氧化氢酶、羟脯氨酸、Ⅰ型胶原蛋白mRNA、SO、谷胱甘肽过氧化物酶及血清NO水平都升高。同时超微电镜显示，该组小鼠的MVEC细胞膜完整，线粒体嵴清晰。表明海带多糖能够增强皮肤的抗氧化能力，调节皮肤胶原蛋白的合成，保护皮肤MVEC细胞［43］。

3 小结

综上所述，海带是一种传统的海洋中药，不仅化学成分、药理作用多样，且价格低廉，易于培植，应用价值高，所含的褐藻胶、褐藻糖胶、甘露醇等化学成分，具有降血压、抗氧化、免疫调节等多方面的药理作用。目前，海带所富含的生物活性成分受到国内外学者的关注，它的作用机理、生物功能和活性也被应用到医药中。如用于缺碘性甲状腺肿的治疗、海带根中抗糖尿病的活性成分和结构的探究。但是有些方面仍有缺陷，如在海藻多酚的毒理学系统研究中，由于海藻多酚是植物的化学防御物质，如何解决最大安全使用量问题还有待探究。随着当前技术的不断发展和人类对海带研究的进一步深入，海带的价值将被继续挖掘，使其发挥出更重要的作用。

［1］ 纪明侯.海藻化学［M］.北京：科学出版社，2004.

［2］ 尚书，石媛媛，杨官品.我国引种海带（Lam inaria japonica）和长海带（L.longissima）配子体克隆的随机扩增多态性DNA分析［J］.海洋湖沼通报，2008（B12）：142_146.

［3］ 赖晓芳，沈善瑞.海带多糖生物活性的研究进展［J］.生物技术通讯，2004，14（5）：436_438.

［4］ 谭雯文，秦宇.海带多糖生物活性的研究进展［J］.广西轻工业，2009，25（7）：5_7.

［5］ Zvyagintseva T N，Shevchenko N M，Chizhov A O，et al. Water-soluble polysaccharides of some far-eastern brown seaweeds.Distribution structure and their dependence on the developmental conditions［J］.Journal of Experimental Marine Biology and Ecology，2003，294（1）：1_13.

［6］ 陈利梅，李德茂，赵玉山，等.海带不同部位褐藻胶含量及其凝胶性能研究［J］.中国食品添加剂，2010（2）：124_126.

［7］ Kim K H，Kim YW，Kim B H，etal.Anti-apoptotic activity of Lam inarin polysaccharides and their enzymatically hydrolyzed oligosaccharides from Laminaria japonica［J］.Biotechnol Letters，2006，28（6）：439_446.

［8］ 马明华，傅喆暾，余自成，等.海带多糖药理活性研究进展［J］.中国药师，2010（8）：1190_1193.

［9］ 王杰，朱玉坤，张骞.海带多糖在农业生产中应用［J］.世界农药，2011，33（6）：43_47.

［10］ 程忠玲.海带中褐藻糖胶研究进展［J］.食品研究与开发，2010，31（4）：181_184.

［11］ 谢苗，高薇薇，邓海燕，等.不同品种海带膳食纤维的形态观察及物理性质［J］.广东化工，2005，32（2）：21_24.

［12］ 潘文洁，薛正莲，李明松.海带膳食纤维提取工艺的研究［J］.中国酿造，2007，26（1）：20_23.

［13］ 康静，李萌，冯冲，等.海带多酚的分离提取及对小鼠抗氧化能力的影响［J］.食品科技，2011，36（7）：178_181.

［14］ 迟玉森，庄桂东，黄国清，等.海带生物有机活性碘的提取、分离、纯化和结构验证测定［J］.食品与生物技术学报，2009（6）：781_785.

［15］ 罗盛旭，梁振益，陈佩.海带脂肪酸的提取及其成分分析［J］.海南大学学报：自然科学版，2005，23（3）：220_223.

［16］ 李伟，邬丽君，肖妍君，等.海带蛋白的提取和活性研究［J］.水产科学，2008，27（10）：530_532.

［17］ 于竹芹，刘宗宝，龚少兰，等.海带对实验性高脂血症大鼠降血脂作用及其机制［J］.青岛大学医学院学报，2010，46（5）：419_424.

［18］ 原泽知，程开明，黄文，等.海带多糖的提取工艺及降血脂活性研究［J］.中药材，2011（11）：1795_1798.

［19］ 李春梅，高永林，李敏，等.海带多糖对实验性高血脂鹌鹑的降脂及抗动脉粥样硬化作用［J］.中药材，2006，28（8）：676_679.

［20］ 陈向凡，王玉琴，陈建忠，等.海带多糖预防大鼠动脉粥样硬化的研究［J］.中药药理与临床，2012，28（5）：84_87.

［21］ 王亚男，于竹芹，李晓丹，等.海带对小鼠四氧嘧啶糖尿病模型的降血糖作用研究［J］.临床医学工程，2012，19（7）：1063_1065.

［22］ Vaugelade P.Hoebler C，Bernard F，et al.Non-starch polysaccharides extracted from seaweed can modulate intestinal absorption of glucose and insulin response in the pig［J］. Reproduction Nutrition Development，2000，40（1）：33_48.

［23］ 王庭欣，赵文.海带多糖对糖尿病小鼠血糖的调节作用［J］.营养学报，2001，23（2）：137_139.

［24］ 李向荣，冯磊.海带对高血压的降压作用观察［J］.浙江中西医结合杂志，1997，7（5）：266_267.

［25］ 卢俊宇，班碧秀，谢华志，等.广西海带细胞壁多糖抗凝血的实验研究［J］.广西医科大学学报，2005，22（1）：18_19.

［26］ 董诗竹.海带低分子量岩藻聚糖硫酸酯的制备及其抗血栓活性研究［D］.青岛：中国海洋大学，2011.

［27］ 赵雪，傅海舰，薛长湖，等.自由基氧化法制备海带岩藻聚糖硫酸酯的抗凝血活性［J］.中国水产科学，2008（6）：1017_1022.

［28］ 史大华，刘玮炜，刘永江，等.低分子量海带岩藻多糖的制备及其抗肿瘤活性研究［J］.时珍国医国药，2012，23（1）：53_55.

［29］ 孙冬岩，林虹，史玉霞.海带硫酸多糖对人宫颈癌细胞株增殖和凋亡的影响［J］.实用医学杂志，2005，21（12）：1241_1243.

［30］ 薛静波，张鸿芬.海带多糖对小鼠腹腔巨噬细胞的激活作用［J］.中国海洋药物，1999，18（3）：23_25.

［31］ 王庭欣，赵文，蒋东升.海带多糖对小鼠免疫功能的调节作用［J］.卫生毒理学杂志，2000，14（2）：75_75.

［32］ 李芳，李八方，王景峰，等.海带岩藻聚糖硫酸酯对小鼠的免疫调节作用［J］.食品科学，2012，33（5）：238_242.

［33］ 阎俊，李林，谭晓东，等.海带多糖对小鼠耐缺氧效应及抗疲劳作用［J］.湖北预防医学杂志，2002，13（3）：7_8.

［34］ 阎俊，李林.海带多糖对缺氧小鼠动脉血气影响的研究［J］.湖北预防医学杂志，2002，13（5）：3_4.

［35］ 刘晓丽，吴克刚，柴向华，等.海带多酚的纯化及其抗氧化活性研究［J］.食品工业科技，2010（5）：160_163.

［36］ 贾彦明，闵伟红.海带多糖的分离纯化及体外抗氧化作用的研究［J］.农产品加工：学刊，2010（8）：26_29.

［37］ Peng Z，Liu M，Fang Z，et al.In vitro antioxidant effects and cytotoxicity of polysaccharides extracted from Laminaria japonica［J］.International Journal of Biological Macromolecules，2012，50（5）：1254_1259.

［38］ 娄翠，汤顺清.海带岩藻多糖PFS-2抗氧化活性的研究［J］.安徽农业科学，2011，39（10）：5674_5676.

［39］ 李芳.不同分子量海带岩藻聚糖硫酸酯消化吸收、免疫及抗病毒活性的比较研究［D］.青岛：中国海洋大学，2012.

［40］ 徐扬，杨保伟，柴博华，等.超声波-酶法提取海带多糖及其抑菌活性［J］.农业工程学报，2010，26（13）：356_362.

［41］ Makarenkova I D，Deriabin P G，L＇vov D K，et al.Antiviral activity of sulfated polysaccharide from the brown algae Laminaria japonica against avian influenza A（H5N1）virus infection in the cultured cells［J］.Voprosy Virusologii，2009，55（1）：41_45.

［42］ 罗琼，任世成，杨明亮，等.海带多糖对睾丸受辐射雄性大鼠性功能的影响［J］.营养学报，2009（3）：259_262.

［43］ 黎静，李冠虹，石殿春，等.海带多糖对紫外线辐射小鼠皮肤胶原蛋白及微血管内皮细胞的影响［J］.环境与健康杂志，2013，30（3）：198_201.

（责任编辑：侯春晓）

R 282.77

A

0528-9017（2015）02-0246-04

10.16178/j.issn.0528-9017.20150232

2014-12-14

浙江省科技计划项目（2013C33090）；浙江省海洋与渔业项目（浙海渔计［2011］123号）

黄晓林（1981_），男，浙江乐清人，助理研究员，硕士，主要研究方向为海洋生物。E-mail：xiaolinnlh@hotmail.com。

南海函。E-mail：nanhh@163.com。

文献著录格式：黄晓林，郑优，单琰婷，等.海带化学成分和药理活性研究进展［J］.浙江农业科学，2015，56（2）：246_250.