海藻多酚生物活性及应用研究进展*

吴雯欣，彭雪梅，黄鹭强

（1.福建师范大学生命科学学院，福建 福州 350117；2.福建师范大学南方海洋研究院，福建 福州 350117）

海藻多酚作为一种主要次生代谢产物，与陆生植物多酚不同的是其结构简单以间苯三酚为基本结构单元，分子量约在126～650 KDa[1]。海藻多酚不仅具有拒食功能，而且能保护海藻免受自身氧化应激伤害[2]，具有抗氧化、抗炎等生物活性。与陆生植物产生的多酚不同，海藻多酚具有更复杂的结构与功能，这主要与海藻生长在含有大量可溶性和混悬的有机物质及毒素、维生素、氨基酸、激素等的海洋环境有关[3]。鉴于海藻多酚成分不均，易氧化，纯化困难等问题，目前对于海藻多酚的研究远不如陆生植物多酚系统。本文综述了近年来海藻多酚在食品、化妆品、医药等方面的主要应用，以期为海藻多酚的深度开发利用提供参考。

1 海藻多酚在食品领域的应用

1.1 抗氧化

海藻多酚是以间苯三酚为基本结构单元，通过芳基、二芳基醚键等多种化学键形成的结构不同的聚合物，因此海藻多酚富含具有还原性的酚羟基[4]。一方面，酚羟基可以作为氢供体使自由基形成稳定的结构，终止氧化链式反应[5]；另一方面，酚羟基能够螯合金属离子形成络合物，从而抑制金属离子催化氧化反应[6]。

海藻多酚的抗氧化活性在肉制品、水产品和果蔬的保鲜防腐领域有广泛应用。Rubén等人[7]发现添加泡叶藻（Ascophyllum Nodosum）、墨角藻（Fucus vesiculosus）提取物的低脂冷冻猪肝在货架期具有与添加抗氧化剂2,6-二叔丁基对甲酚相当的品质，添加0.5%该提取物能够显著降低菜籽油在60℃条件下的氧化酸败，且其抗氧化活性较之于当量的2,6-二叔丁基对甲酚更强[8]，证明该藻类提取物具有明显的抗氧化活性。林娇芬[9]等人研究发现红毛藻多酚提取物可以抑制冷藏食用对虾弹性的下降，显著阻缓对虾硫代巴比妥酸（TBA）的上升。TBA值是评价水产品脂类物质发生自动氧化程度的重要参数，TBA值增长缓慢，即表明红毛藻多酚提取物能延缓对虾脂肪的自动氧化分解速度。另外，杨小青等[10]等研究表明，多酚的抗氧化活性与其分子质量有关，并且有较为显著的差异，其中采用乙酸乙酯萃取、相对分子质量大于300 KDa的多酚组分总抗氧化能力最好。

1.2 抗菌

抗生素的滥用引起人们对耐药菌的恐慌，近年来天然抗菌剂的开发与利用成为食品行业的发展热点。海藻多酚不仅具有广谱抗菌性，而且广泛存在于各类海藻当中，具有较好的开发与应用前景。

褐藻多酚中的酚羟基能够改变细胞膜的通透性，增强多酚对细菌细胞膜结构和功能的干扰，破坏细菌细胞膜的完整性，从而发挥抗菌作用[11]，其中卤代酚，尤其是溴代酚与海藻多酚的抗菌活性密切相关。Alshuniaber等[12]在研究发现螺旋藻（Spirulina）甲醇提取物的B组分中含有大量多酚，对耐药性食源性细菌病原体具有广谱抗菌活性。Rajauria等[13]从伸长海条藻（Himanthalia elongata）中提取长海条藻多酚，对李斯特菌（Listeria monocytogenes）、乳酸菌（Lactobacillus reuteri）、绿脓杆菌（Pseudomonas aeruginosa）、沙门氏菌（Salmonella enterica）进行抑菌圈实验并发现60%的甲醇提取物的抑菌效果最好。SAl-Saif等[14]在所有具有抗菌活性的海藻中均发现了槲皮素、山奈酚和芦丁三种黄酮类化合物，不同藻类间仅存在含量差异。已有研究利用纳米纤维包封海藻中提取的根皮单宁制作活性纳米纤维食品包装材料，并证实其能够有效防止沙门氏菌污染鸡肉制品[15]。

2 海藻多酚在化妆品领域的应用

2.1 抗辐射

皮肤长时间暴露于紫外线和受污染空气当中时，会导致活性氧（ROS）和自由基的大量产生，进而破坏皮肤屏障[16]，这使护肤化妆品及其天然原料的需求量加大。由于海藻具有特别的光保护能力，因此被认为是药妆行业生物活性物质的潜在来源。

Schneider等[17]在22种大型藻类中检测出高含量的多酚，并使用有效太阳吸收辐射（ESAR）和提取光保护指数（EPI）2个指标分别考核提取物吸收和传输的辐射。Schneider等研究发现根据不同的作用光谱，马尾藻（Scagassum）和脐形紫菜（Porphyra umbilicalis）提取物对所有分析生物反应的潜在光保护值最高，说明马尾藻和脐形紫菜可能是光保护提取物的潜在来源。

Soo-Jin Heo等[18]从腔昆布（Ecklonia cava）中分离出三种间质单宁，并研究了它们对黑素生成的抑制作用以及对UV-B辐射诱导的光氧化应激的保护作用，发现褐藻提取物原皮单宁具有特殊的紫外线抑制特性，UV-B 辐射诱导的细胞内ROS含量随着添加原叶单宁的剂量增大而减少，细胞活力呈剂量依赖性增加，其中二鹅掌菜酚的效果均高于其他类型的原皮单宁。Soo-Jin Heo等提出将原皮单宁作为潜在的药妆功效成分，作为天然抗氧化成分，因此，海藻多酚在此领域具有巨大的开发潜力。

2.2 抗衰老

皮肤衰老是一个不可避免的过程，同时受内在因素和外在因素的共同影响。一方面，皮肤随着时间流逝自然老化；另一方面，由于皮肤暴露于烟雾、高温、污染物、紫外线等不利因素之下，导致皮肤黑色素沉淀，衰老过程加速进行[19]。

目前，已有诸多研究表明褐藻多酚具有舒缓肌肤、缓解皱纹的功效[20]。Wang等[21]研究发现从鹅掌菜（Ecklonia kuromeOkam）提取的酚类化合物能够通过调节NF-κB、AP-1和MAPKs信号通路抑制促炎细胞因子和基质金属蛋白酶的表达，从而抑制空气中颗粒物诱导的皮肤老化。Heo等[18]比较了从腔昆布分离的根皮单宁与普通单宁对黑色素形成途径的抑制作用，结果表明褐藻根皮单宁效果更为明显，尤其是双鹅掌菜酚对酪氨酸的抑制作用甚至优于商业常用酪氨酸酶抑制剂——曲酸。海藻多酚的抗炎、抗糖、抗氧化等能力对于皮肤具有良好的舒缓作用，能够抑制酪氨酸的活性，减少黑色素的形成，起到减缓肌肤衰老的作用。

3 海藻多酚在医药领域的应用

3.1 抗炎

机体对外界刺激产生的非特异性免疫反作用于自身则表现为炎症，如果炎症持续恶化，就可能演变成对身体造成严重伤害的疾病，如心血管疾病、支气管炎、类风湿性关节炎和癌症[22,23]。大多数的类固醇抗炎药物在使用后会出现不同程度的副作用，因此迫切需要开发新的治疗药物，而目前已有多项研究表明多酚是由至少一个与羟基官能团相连的芳香环组成的化合物，其能通过调节多种炎症相关细胞信号通路抑制慢性炎症[24,25]。

Sanjeewa等[26]发现马尾藻的乙醇提取物中多酚含量为15.30±0.01%，将其作用于LPS诱导的巨噬细胞可下调相关炎症因子并有效缓解炎症反应。除此之外，动物实验也证明马尾藻提取物可以通过抑制TLR介导的NF-κB通路，下调促炎细胞因子（IL-1β、TNF-α、TGF-β、IL-6）、促过敏细胞因子（TSLP、IL-25、IL-33）和趋化因子（IL-8）mRNA的表达，从而缓解小鼠的过敏性哮喘[27]。另外，富含多酚的马尾藻乙醇提取物还可以降低炎症趋化因子Eotaxin、巨噬细胞衍生的趋化因子表达和分泌正常T细胞以及胸腺和活化调节趋化因子的表达水平。同时马尾藻的乙醇提取物还可以增强核因子-红细胞-2-相关因子/血红素加氧酶介导的抗氧化防御系统，具有很好的抗炎作用[23]。此外，海藻多酚的抗炎活性与其抗菌、抗病毒活性有一定程度相关性[28]。

3.2 抗糖尿病

糖尿病是一种常见的内分泌系统疾病，临床上将糖尿病分为两种类型，分别是胰岛素依赖型的Ⅰ型糖尿病和非胰岛素依赖型的Ⅱ型糖尿病，Ⅱ型糖尿病约占糖尿病患者总数的90%。Kang等[29]从腔昆布中分离出间苯二甲酸衍生物二鹅掌菜酚并构建C57BL/KsJ db/db（Ⅱ型糖尿病小鼠模型），以10 mg/kg和20 mg/kg体重的糖尿病小鼠的剂量腹腔注射二鹅掌菜酚，发现给药组肝组织中的硫代巴比妥酸反应底物（TBARS）减少，抗氧化酶活性增加，包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-px）可减轻，Lee等[30]还发现海藻提取物八氯酚（Octaphlorethol A）可以通过激活AMP活化蛋白激酶和上调葡萄糖转运蛋白4的表达，在Ⅱ型糖尿病小鼠中发挥抗糖尿病作用。由此可认为海藻多酚可以被开发为治疗Ⅱ型糖尿病的药物。

3.3 抗肿瘤

目前肿瘤已有的治疗方法包括手术切除、化学疗法、放射疗法、免疫疗法等，其主要目的均是诱导癌细胞凋亡，减小肿瘤体积，但健康细胞在治疗过程中也有可能受到损害。多酚能够协同抗癌药物发挥作用，同时保护健康细胞免受化疗、放疗产生危害[31]。顺铂药物具有肾毒性和神经毒性， Yang等[32]的研究发现，褐藻根皮单宁具有增强顺铂杀灭肿瘤细胞的能力，并且改善顺铂的肾毒性，Montero等[33]的实验证明马尾藻的根皮单宁提取物对人结肠癌细胞具有抗增殖作用。不过目前仍没有关于海藻多酚在肿瘤治疗方面的临床试验。

4 结论

作为天然无毒、具有多种生物活性的新型可持续利用海洋资源，海藻多酚在食品、药品、化妆品等多领域存在巨大的开发价值。海藻多酚富含酚羟基，能够通过形成稳定结构有效阻断氧化链式反应，螯合金属离子抑制催化氧化、改变细胞膜通透性杀灭细菌，另外，海藻多酚参与多种细胞信号通路的调节，为皮肤管理和疾病预防提供可能性。海藻多酚的抗炎、抗菌、预防或抵御慢性疾病的能力均在一定程度上得益于其抗氧化活性用，但其内在作用机制仍有待阐明。