郭 伟,张 婷,张晨晓,霍珊珊,王 超 (钦州学院海洋学院,广西钦州535099)
多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids,PUFAs),亦称高度不饱和脂肪酸,是具有2个或2个以上不饱和双键的脂肪酸。多不饱和脂肪酸作为一类具有独特生物活性的物质,与人类营养、健康密切相关。研究发现,多不饱和脂肪酸能够调节体内脂质代谢,促进生长发育,对心血管疾病、癌症以及炎症等具有良好的治疗和预防效果,并参与调节免疫、血压和神经系统的功能[1-4]。特别是其中的ω-3和ω-6系列,其潜在的医学药用价值已经引起医药、保健、食品和化妆品等领域的广泛关注。多不饱和脂肪酸主要存在于大豆油、葵花籽油、玉米油、核桃油和橄榄油等植物油中,此外海洋生物也是多不饱和脂肪酸的重要来源。
海鞘(Ascidian)属于脊索动物门、尾索动物亚门、海鞘纲,目前全世界已描述种类有近3 000种[5]。海鞘分布范围广泛,在潮间带、开放海域和深海海洋中均有发现。我国海鞘资源丰富,种类多,分布广;从北到南,沿海海鞘种类分布呈现从北往南逐渐递增的特点[6-7]。自20世纪80年代以来,研究人员从海鞘中陆续发现了生物碱类、环肽、吲哚类、萜类等几十种具有抗病毒、抗肿瘤和抗菌活性的物质,展示出其潜在的应用价值。同时,海鞘油脂中多不饱和脂肪酸含量高,可以作为多不饱和脂肪酸的来源[8-10],因此也成为功能性食品研究的重要对象之一。
北部湾位于南海的西北部,是一个天然的半封闭潜水海湾,自然环境优越,海洋生物多样性丰富,海鞘资源种类多样、生物量大。但是,长久以来海鞘都作为有害的污损生物而遭废弃。笔者对广西北部湾沿海海鞘资源调查发现皱瘤海鞘(Styela plicata)分布范围最广,生物量最多,是该区域海鞘优势种。笔者对采自广西北部湾沿海的皱瘤海鞘油脂成分进行了比较分析,并探讨其开发利用价值。
1.1 材料与仪器
1.1.1 材料。皱瘤海鞘于2012年3~12月采自广西北部湾钦州、北海、防城港近海海域。样品采集后用大量海水冲洗,置于冰盒内低温保存,12 h内运回实验室处理。样品经冷冻干燥,粉碎至60目,放置于-18℃条件下保存备用。
1.1.2 仪器。岛津GCMS-QP2010气相色谱/质谱联用仪。
1.2 方法
1.2.1 油脂的提取。海鞘油脂的提取以乙酸乙酯为溶剂,提取条件如下:设置温度为60℃,以5倍的乙酸乙酯浸泡4 h进行提取,提取2次。合并提取液,减压回收乙酸乙酯,此后经过真空干燥,得到海鞘油脂。
1.2.2 油脂成分分析。称取海鞘油脂300 mg,按照GB/T 17376-1998《动植物油脂标准》进行脂肪酸甲酯制备和GCMS分析,各脂肪酸组分的相对含量通过归一化法进行计算。
由表1可知,皱瘤海鞘油脂中检测到的脂肪酸种类有13种,3个区域所含脂肪酸种类相同,不同区域同种脂肪酸含量没有明显差异(P<0.05)。海鞘油脂中饱和脂肪酸占脂肪酸总量的33.54%,不饱和脂肪酸占56.94%。饱和脂肪酸以棕榈酸和硬脂酸为主,分别占总脂肪酸含量的18.81%和10.83%,而豆蔻酸、十七烷酸和花生酸在饱和脂肪酸中占不到5%;不饱和脂肪酸中含量较高的有十六碳烯酸、油酸、亚油酸和二十碳五烯酸(EPA),相对含量分别为9.42%、10.79%、13.06%和13.21%,其总量在多不饱和脂肪酸中超过80%。
3个区域海鞘油脂中PUFAs含量为35.52%。其中,ω-3系列(亚麻酸、EPA和DHA)占总脂肪酸的18.82%;ω-6系列(亚油酸和二十碳四烯酸)占总脂肪酸的16.70%。
表1 广西北部湾沿海皱瘤海鞘的脂肪酸相对含量%
关于海鞘中油脂成分的分析已有一些报道。Vysotskii等[11]对日本函馆当地市场上出售的食用柄海鞘(Halocynthia roretzi)的油脂成分进行分析,结果表明豆蔻、棕榈酸、十六碳烯酸、硬脂酸、油酸、花生四烯酸、二十碳三稀酸、EPA和DHA为其主要组成成分,并且多不饱和脂肪酸中以EPA为主的ω-3系列占90%。樊成奇等对皱瘤海鞘(Styela plicata)、乳突皮海鞘(Molgula monhattensis)、长纹海鞘(Asidia longistriata)、海鞘(Aplidium constellatum)和大洋纵列海鞘(Symplegma oceania)5种沿海海鞘优势种的油脂成分进行了分析[8,10],发现海鞘油脂中含有丰富的多不饱和脂肪酸,特别是皱瘤海鞘中PUFAs占1/3。该试验中皱瘤海鞘PUFAs为35.52%,含量较高;主要活性物质ω-3和ω-6系列表现均衡。与柄海鞘的检测数据相比,国内海鞘油脂中均未见二十碳三稀酸检出。这可能是因为不同种类海鞘之间所含脂肪酸的区别,也可能是由不同海域海鞘生活环境的差异造成的。
EPA和DHA作为人体所需的重要多不饱和脂肪酸,是ω-3和ω-6系列中的2种特征脂肪酸,其意义已经得到消费者市场的认可。目前,市场所售含有EPA和DHA的保健营养品,其原料来源主要是鱼油,但是鱼油在稳定性、生物可利用性和成本控制等方面均存在一定的问题[12]。如果能够将海鞘这种污损生物用作PUFAs作为保健品原料进行开发,对于提升海水养殖产业效率、保护海洋资源和降低产品成本都有重要意义。
皱瘤海鞘是广西北部湾沿海广为分布的优势海鞘物种,也是困扰渔业和航海业的污损生物之一,具有数量多、个体大和易采集的特征。近年来,随着近海养殖的迅速发展,养殖设施和贝壳等为海鞘的生长提供了大量的附着基,使其生物量更为增加。除了多不饱和脂肪酸以外,1989年有人在皱瘤海鞘中发现了西松烷型二萜类成分(Styelolide)[13],然后又从其脂溶性部位获得十多种甾醇和神经酰胺混合物,进入21世纪自研究人员先后分离鉴定出具有抑制金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和抗乙肝病毒活性的肽类物质[14-16]。这些发现都增加了皱瘤海鞘的利用前景。
另一方面,过去几十年内全球药物需求不断增加,消费者对于保健品和功能性食品在促进健康、减少疾病风险和降低医疗成本方面的重要性逐渐认可。这些增加的需求使研究人员将关注点从传统药物转移到生物技术制药。随着人们对海洋生物多样性和生物特性的认识,海洋成为这个转移的落脚点。目前,来自海洋的功能性成分包括多不饱和脂肪酸、壳聚糖、氨基葡萄糖、类胡萝卜素和蛋白水解物等;生物活性物质研究方面,每年有200多种申请专利的化合物用于开发具有镇痛、抗凝血、抗肿瘤、抗细菌、抗心血管疾病、抗病毒和抗炎等效用的药物[17-18]。美国、日本、俄罗斯和法国等国家均制定了国家层面的海洋生物和海洋生物技术战略研究计划[19]。
因此,将皱瘤海鞘油脂作为DHA和EPA的来源开发为功能性食品与动物饲料成分,既能够增加水产养殖的经济效益,也是变废为宝。另外,考虑到海鞘中其他活性成分,也可以将其作为新的水产养殖物种进行综合利用研究。
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