褐藻生物活性物质研究现状

张仪欣，佟长青，李 伟

（大连海洋大学食品科学与工程学院，辽宁大连 116023）

海洋是一个巨大的天然产物宝库，人类利用海洋资源有着几千年的历史，但用科学的方法研究并开发海洋资源始于20世纪60年代。到目前为止，人类开发利用的藻类资源有四大类，分别是红藻、褐藻、绿藻和蓝藻[1]。褐藻属于海藻中比较高级的类群，褐藻均为多细胞生物。近年来，通过对褐藻类植物的有效成分研究表明，褐藻类中活性物质的主要成分是蛋白类、多糖类等。研究表明，褐藻中的活性物质有着抗氧化[1]、抗肿瘤[2-3]、抗凝血[4-5]、抗炎症[6-7]、抗疲劳[8]、防止肝损伤和增强免疫力[9-10]等作用。对褐藻中的主要活性物质的研究现状及其开发利用进行综述，进而为海洋褐藻类资源开发研究提供参考。

1 褐藻中的活性物质

褐藻的组成成分种类多且复杂，包含维生素、蛋白质、无机物、多糖、糖醇、色素、酚类化合物、天然激素类物质等[11]。近年来，大量的生物活性物质从褐藻中被提取出来，其中具有利用价值和生物活性的物质主要由难以被消化的海藻多糖构成[12]。

1.1 蛋白、氨基酸类

褐藻含有丰富的蛋白质[13]。褐藻中含有一种特殊蛋白质称为亲糖蛋白[14]，其与细胞膜糖分子结合后会造成细胞沉降现象，属于凝集素类活性物质[15]。研究发现，褐藻凝集素不但可以凝集红血球、肿瘤细胞、淋巴球等，也具有清除自由基的活性。它可用于药物载体、免疫抗体的产生、抗癌药物的研发和生产抗氧化剂[16]。从褐藻中提取的糖蛋白具有提高机体免疫力的作用，如作为膳食补充剂影响比目鱼生长激素进而提高机体免疫力[17-19]。褐藻亲糖蛋白还能激活淋巴细胞，从而影响免疫机制[20]。

1.2 多糖类

多糖是生命机体的重要组分，在细胞分裂、生长，维持生命机体正常代谢方面有着重要作用[21]。褐藻富含属硫酸多糖和酸性多糖的食物纤维素，除食物纤维素本身的功能外，还具有抗癌活性。褐藻多糖主要分布在海带、羊栖菜、鼠尾草等中。岩藻糖和硫酸基的水溶性杂聚糖是褐藻特有的一种化学组分[22]。褐藻多糖是海藻的抗肿瘤和抗凝血活性成分中研究最多的一种化合物，研究表明可抗肿瘤及延长小鼠的寿命，同样能抑制肿瘤及增强小鼠的免疫抗体机能[23]。近年来，研究者发现1种从褐藻中分离水溶性多糖的新方法，通过该方法分离出含有异常低硫酸化多糖的级分[24]。

褐藻中还含有食物纤维，食物纤维是构成海藻细胞壁的主要成分，褐藻中含有丰富的食物纤维，且大部分为水溶性，褐藻中的食物纤维可改善老鼠高血脂症状，并抑制血液胆固醇的增加[25]。

1.3 多不饱和脂肪酸

褐藻内的脂肪酸含量很少，但有些特殊的多不饱和脂肪酸对人体健康有着很大的影响。例如，海带、羊栖菜及裙带菜含有油酸、亚麻油酸及次亚麻油酸，其中亚麻油酸和次亚麻油酸是人体必需的不饱和脂肪酸。吴庆[26]用人工方法培育微藻，并从人工培育的微藻中提取大量的不饱和脂肪酸。杜玉兰[27]优化了对鼠尾藻中的多不饱和脂肪酸分离纯化的工艺，使鼠尾藻中的多不饱和脂肪酸的纯度提高至85%。

2 褐藻生物活性的研究进展

2.1 抗氧化性

褐藻中含有多种抗氧化活性物质，如海藻多糖、多酚、超氧化物歧化酶、不饱和脂肪酸、牛磺酸、维生素类等。褐藻中含糖量丰富，因此褐藻多糖成为研究褐藻生物活性的热点。何晋浙等人[28]对南极海茸多糖的结构及其单糖组成进行了分析，对从南极海茸进行分离纯化得到的3种多糖主要由L-岩藻糖、D-半乳糖和D-葡萄糖组成。张朝燕[29]对草叶马尾藻中的多糖物质进行分离纯化，研究表明其能够有效清除自由基。叶红[30]对马尾藻进行分离纯化，分离得到3种纯度较高的多糖，研究表明3种多糖对DPPH·和·OH有一定的清除率且清除率会随多糖质量浓度增大而增大[30]。徐秀丽等人[31]对褐藻提取物进行生物活性研究，研究表明褐藻多酚具有明显的抗氧化活性。Qiukuan Wang等人[32]对从日本引进并在中国北方养殖的褐藻Costaria costata进行分离得到4种岩藻聚糖，研究表明4种岩藻聚糖全部表现出对羟基自由基的氧化活性。Mingjiang Wu等人[16]从褐藻Hizikia中分离纯化凝集素，研究表明该凝集素对羟基，DPPH·和ABTS+有清除作用。近年来，研究者对褐藻Hizikia fusiformis中分离出3种水溶性多糖，这3个级分在体外均显示出对羟基自由基和1,1-二苯基-2-苦基肼基的自由基清除活性。在这3种级分，GM-2具有最佳的自由基清除活性[33]。Svetlana P等人[34]对褐藻Laminaria cichorioides进行分离纯化，分离出对海洋软体动物具有高特异性的不可逆蛋白质抑制剂。

2.2 抗肿瘤

近年来，褐藻中的活性物质已经广泛应用在医药领域，其抗肿瘤的生理功能成为近年来的研究热点。况炜等人[35]从羊栖菜中提取多糖研究其对人肺癌细胞及肿瘤血管内皮细胞的影响，研究得出对这2种细胞的增殖有抑制作用。彭雍博等人[36]以日本厚叶海带中提取的岩藻聚糖硫酸酯为原料，进行分离纯化得到5个分离组分对肝癌细胞HepG2、肺癌细胞A549和结肠癌细胞HT-29 3种肿瘤细胞均具有肿瘤抑制活性作用。

2.3 抗疲劳

吴越等人[37]对羊栖菜进行分离纯化得到羊栖菜多糖，并对小鼠进行负重游泳试验，结果表明羊栖菜多糖可以增强小鼠游泳耐力且生化指标显示对小鼠有抗疲劳的作用。

2.4 防止肝损伤

Qiukuan Wang等人[32]对从日本引进并在中国北方养殖的棕色藻类Costaria costata进行分离纯化，分离得到4种富集的岩藻聚糖，研究表明4种岩藻聚糖能有效缓解CCl4诱发的肝损伤。Shu Liu等人[38]对来自日本北部分布的褐藻的藻类Kjellmaniella crassifolia的褐藻糖胶进行了研究，分离得到4中岩藻聚糖对CCl4具有生物活性作用，从而减少由CCl4引起的肝损伤。

2.5 增强免疫力

Youn Hee Choi等人[19]从海芥Hizikia中提取的糖蛋白作用于梭状芽孢杆菌，得到的梭状芽孢杆菌糖蛋白能够影响比目鱼的生长激素水平，研究表明该物质有利于幼鱼的生长和免疫力的提高。从褐藻中提取的硫酸多糖对机体免疫发挥着作用，其可以干扰艾滋病毒侵入细胞，从而使其形成无感染力的多糖[39]。Xuxiong Huang等人[32]对羊栖菜进行分离纯化得到羊栖菜多糖提取物（SFPSE），研究SFPSE对中国对虾抗弧菌病和免疫活性的影响，研究结果表明0.5%和1.0%的SFPSE能有效改善抗弧菌病，并提高虾的免疫活性。

2.6 调节血脂和血糖

褐藻中的活性物质能够起到调节人体血脂和血糖的作用，近年来广泛运用到医药和食品领域，成为研究热点，并对高血脂和高血糖引起的相关疾病有显著的效果。张喆迩等人[40]对羊栖菜进行了分离纯化，提取出硫酸多糖，并试验证明其具有抗凝血的能力。褐藻中的盐藻甾醇同样具有降低血胆固醇的效果。

3 结语

褐藻有着十分丰富的营养和生理活性物质，近年来成为海洋生物的研究热点。我国东部海岸线绵长，有着丰富的褐藻资源。随着褐藻资源的开发利用，我国一些海域已经开展了褐藻养殖产业，为褐藻资源的开发利用提供充足的原料。随着褐藻活性物质生物开发利用，未来会有越来越多的褐藻活性物质被广泛应用到医药、食品等领域。