小球藻生长因子CGF的研究与应用进展

薄香兰，刘兴，窦勇，贾旭颖，高金伟，周文礼



小球藻生长因子CGF的研究与应用进展

薄香兰，刘兴，窦勇，贾旭颖，高金伟，周文礼通信作者

（天津农学院 水产学院 天津市水产生态及养殖重点实验室，天津 300384）

小球藻是地球上最早出现的单细胞微藻，其中特有的生长因子CGF决定了小球藻富含蛋白质、多糖、矿物质以及维生素等多种营养保健物质，因而成为国内外学者研究的热点之一。本文综述了小球藻生长因子CGF的提取方法、生理功能和应用领域，以期为其进一步开发和应用提供理论依据和应用指导。

小球藻；生长因子；提取方法；生理功能；应用领域

小球藻（）属于绿藻门（Chlorophyta）、绿藻纲（Chorophyceae）、绿藻目（Chlorococcales）、卵巢藻科（Oocystaeeae）、小藻球属（），是一类常见的单细胞绿藻类，直径约 3～12 μm，呈椭圆形或球形[1]。CGF是一种由新鲜优质的小球藻细胞经多次离析浓缩和萃取提取到的有较高营养价值的活性物质，是小球藻中独有的活性成分，它可以促进小球藻细胞的分裂和繁殖，刺激生长，这使得世界上没有任何动植物能够像小球藻那样每20 h增长4倍[2]。1957年，Fujimaki等[3]发现小球藻特有的一种促进生物生长发育能力的生物活性物质—小球藻生长因子（CGF）后[4-5]，CGF的研究就吸引了越来越多学者的关注，关于CGF的研究已经涉及到生理功能、主要成分、提取方法以及应用前景等多个方面。

1 小球藻生长因子的提取方法

CGF的提取方法包括高压热水提取法、超声水提法、酶解法[6-9]。不同方法制备的CGF样品（表1），通过对Ana-1及Raw 264.7细胞的增值、Ana-1细胞中性红吞噬能力、体外清除OH-的能力、还原力的测定、产率5个方面来进行活性比较，发现高压热水提取法产率虽然低于酶解法，但差异不显著，并且这种制备方法可以明显地促进Ana-1、Raw264.7细胞的增值，增强Ana-1细胞的中性红吞噬能力，在体外清除OH-的能力也明显优于其他两种，但是3种样品的还原力没有太大差异[10]。高压热水提取法操作简单、效果显著、经济实用，被认为是提取CGF的最佳方法。但同样是高压热水提取法，不同团队在提取时的条件也不相同，如对原料的处理、温度和时间等[11-13]。

表1 3种CGF的提取条件[10]

注：表中3种提取方法均引用于秦文[10]小球藻CGF提取方法

2 小球藻生长因子CGF的生理作用

2.1 调节免疫功能，增加对疾病的抵抗能力

CGF可以增强动物免疫力和抗病性，其主要是通过刺激淋巴细胞的生长来杀害病原体，从而增加生物的免疫能力[14]。刘海琴等[15]用酶解法制得CGF并对其进行免疫试验，用75、150、450 mg/（kg.d）剂量的CGF喂养小鼠，30 d后发现，150、450 mg/（kg.d）的CGF可以明显增强二硝基氟苯引起的小鼠迟发性超敏反应，对造血功能受损的小鼠具有恢复能力，同时还可以提高小鼠单核巨嗜细胞的吞噬能力，说明CGF具有免疫调节的功能。施瑛[16]从CGF中提取多糖，发现在100 mg/mL和50 mg/mL的剂量下，小鼠的吞噬指数、吞噬率和迟发型变态反应、抗体积数与对照组相比，差异都十分显著（＜0.05），这表明CGF调节免疫的功能主要是由其中多糖决定的。

2.2 促进生物的生长能力

CGF可以促进生物生长，主要是通过刺激细胞的分裂速度，从而加快细胞的增殖率而起到促进生长的作用。Morishita[17]发现CGF能促进溶藻弧菌的生长，Hideaki[18]发现CGF能促进头发毛乳头细胞增殖，韩士群等[19]通过研究CGF对啤酒和乳酸发酵的影响，指出CGF可以增加啤酒中酵母菌和乳酸菌的细胞分裂速度和促进它们生长的作用。

2.3 解毒作用

CGF具有良好的解毒能力，可以提高肠道能力、保护肝脏、吸收体内有毒物质和促进有毒物质的排泄。Morit等[20]用含有10%的小球藻饲料对小鼠进行喂养，5 d后发现试验组小鼠排泄的多氯毒物明显高于对照组。有学者通过在大鼠饲料中添加小球藻粉来比较大鼠肝的总脂量、胆固醇和甘油三酸脂含量，发现试验组大鼠这3个指标明显低于对照组，说明CGF具有保护肝脏和解毒的作用[21]。

2.4 降血糖、降血压的作用

CGF可以降低血糖、血压和血脂。李恒等[22]发现小球藻有降低小鼠血糖的作用，Merchant[23]通过临床试验给患者服用固体藻片和小球藻汁，90 d后对患者的舒张压和血脂水平进行检查，发现其能明显降低患者血压和胆固醇水平。

2.5 抑制肿瘤的作用

CGF有抑制肿瘤的作用，可以激活免疫细胞中的巨噬细胞、B细胞和T细胞，抑制致癌物质的诱变和基因毒性，增加其协调作用，从而起到抑制癌细胞的作用[24]。Nomoto等[25]通过给致癌小鼠体外注射CGF后，发现癌细胞明显受到抑制，小鼠的存活时间显著高于对照组。汪炬等[26]研究了蛋白核小球藻提取物的抑瘤作用，发现CGF对移植性S180肉瘤小鼠和肝癌HCA腹水瘤具有明显抑制作用。

此外，CGF还有抗辐射，防治各种炎症，缓解心理压力、纤维肌痛等作用[27]。

3 小球藻生长因子应用领域

3.1 医药和保健品

目前，已经开发出富含CGF的小球藻片和小球藻胶囊，用来治疗胃溃疡、贫血、营养不良、便秘、动脉粥样硬化以及术后恢复期的辅助药品，具有降血压、血糖、血脂[28-30]的功效。为了提高CGF的利用效率，可以将CGF经60 ℃热浸复水，30 MPa高压均质，对小球藻细胞进行破壁，再加入纤维素酶和果胶酶以提高细胞蛋白抽提率，用碱性蛋白酶和中性蛋白酶以1∶1的比例在pH 8.0、65 ℃作用4 h，便可有效降解蛋白质并得到稳定可调配的酶解液[31]。

3.2 化妆品等美容行业

由于CGF具有极强的抗氧化性[32]，将其应用到化妆品领域中也有极强的市场价值，可以增加化妆品的保存时间，增强化妆品的使用效果。同时，CGF含有均衡、全面的营养成分，在减肥行业中得到广泛应用，取得了显著效果[33]。

3.3 新型饵料

随着经济水平的提高，绿色无污染的食品越来越受到大家的亲睐，小球藻正在发展成为一种新型的动物饵料。李亚界等[34]用小球藻粉代替饲料中的鱼粉来进行仔鱼的饲养，发现添加小球藻粉的仔鱼生长性能和生物品相等方面显著超过对照组。石西[35]在饲料中添加不同量的小球藻粉来代替鱼粉进行鲫鱼的喂养实验，通过比较增重率、饲料利用率、肝脏蛋白质含量等指标，得出小球藻粉和鱼粉的最适替代比例在47%～50%之间。小球藻不仅可以在水产动物饵料中添加，在动物饵料中也可添加。周蔚等[36]用小球藻对40日龄的仔猪进行饲养实验，以比较仔猪的生产性能，发现试验两组仔猪的采食量高出对照组14.9%和18.9%，料肉比高出对照组11.9%和15.2%。

在饲料中添加CGF，能提高动物的免疫功能、成活率、采食量和各种生长指标，提高动物的生长速度、减少疾病的发生，而且可代替动物饲料中的抗生素、抗菌素等药品，减少药物在动物体内的残留，提高经济效益。

3.4 食品开发

利用小球藻生长因子可以开发小球藻面条、小球藻面包、小球藻饼干、CGF蜂蜜饮料和绿藻精等系列产品[37]。在这些食品中添加CGF，不仅能丰富营养价值，还能使其具有独特的口感和风味。但制作各种食物的CGF添加量还待进一步研究。

此外，CGF可以增加啤酒中酵母菌和乳酸菌细胞的分裂速度，促进有益菌的增长，同时也发现，添加CGF这种活性物质可以延长乳酸制品的保质期，改善品质，起到增加营养等功能[38]，所以可将CGF加入到啤酒、乳酸菌类食品和酿酒行业中以提高其品质。

4 结语

小球藻CGF的提取方法、生理功能等方面的研究逐步开展，在饲料饵料、食品保健、化妆品和医药领域得到初步应用，但CGF产品的规模化生产、高效大量提取工艺还没有形成，CGF对生物的免疫调节及各种生理作用的机制和信号调控通路需进一步研究。

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责任编辑：张爱婷

Advances in research and application ofgrowth factor CGF

BO Xiang-lan, LIU Xing, DOU Yong, JIA Xu-ying, GAO Jin-wei, ZHOU Wen-liCorresponding Author

（Tianjin Key Lab of Aqua-Ecology and Aquaculture, College of Fisheries,Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China）

is one of the earliest unicellular microalgae on earth, which is rich in protein, carbohydrate, minerals and vitamins and other nutritional substances based on the presence of its growth factor（CGF）. Recently, domestic and overseas scholars have paid close attention to CGF. CGF extraction method, physiological function and application progress ofwere concluded and summarized in this paper, in order to provide theoretical basis and guidance for the development and application of CGF application from.

; growth factor; extraction method; physiological function; application

Q946

A

1008-5394（2018）01-0086-04

10.19640/j.cnki.jtau.2018.01.019

2017-09-18

天津市水产产业技术体系创新团队项目（ITTFRS2017005）；天津市科技重大专项与工程项目（15ZXBFNC00120）；卫星海洋环境动力学国家重点实验室开放基金项目（SOED1419）；农业部南海渔业资源开发利用重点实验室开放基金项目（FREU2015-04）；天津农学院科学研究计划项目（2013NO8）

薄香兰（1993-）,女，硕士在读，主要从事微藻资源化利用和水生态学研究。E-mail：1065817937@qq.com。

周文礼（1969-），男，研究员，博士，主要从事微藻资源化利用与生态学研究。E-mail：saz0908@126.com。