黃曉林，鄭 優(yōu)，單琰婷，姜蒙蒙，南海函*

（1.浙江省海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖研究所，浙江溫州 325005；2.溫州醫(yī)科大學(xué)檢驗(yàn)與生命科學(xué)學(xué)院，浙江溫州 325035）

海帶化學(xué)成分和藥理活性研究進(jìn)展

黃曉林1，鄭 優(yōu)2，單琰婷2，姜蒙蒙2，南海函2*

（1.浙江省海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖研究所，浙江溫州 325005；2.溫州醫(yī)科大學(xué)檢驗(yàn)與生命科學(xué)學(xué)院，浙江溫州 325035）

海帶是一種傳統(tǒng)的海洋中藥，化學(xué)成分和藥理作用多樣。本文分別介紹了海帶中多酚、多糖、甘露醇和碘等化學(xué)成分，及其在抗凝血、抗腫瘤、抗突變、降血糖、降血壓、免疫調(diào)節(jié)等方面獨(dú)特的藥理活性，為進(jìn)一步研究海帶提供參考依據(jù)。

海帶；化學(xué)成分；藥理活性

海帶又名昆布、江白菜，是褐藻門、褐藻綱、海帶目、海帶科、海帶屬的一種大型海藻，生長于水溫較低的海域，主要分布于中國北部沿海及朝鮮、日本和蘇聯(lián)太平洋地區(qū)沿海，富含巖藻聚糖、褐藻糖膠、海帶淀粉等多糖物質(zhì)，具有多種生理活性［1］。

海帶味道鮮美，營養(yǎng)豐富，食療皆宜，深受人們青睞。1927年中國正式引入人工海帶栽培技術(shù)，1952年開始采用浮筏式栽培方法進(jìn)行商業(yè)化栽培［2］?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究進(jìn)一步表明，海帶中富含碘、甘露醇等功能性物質(zhì)，以及人體所需的硒、鈷、鉻等微量元素，具有降血壓、降血糖、調(diào)血脂、抗凝血、抗血栓、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、抗疲勞耐缺氧、抗氧化、抑菌抗病毒等功能，是一種具有食用、藥用、保健、工業(yè)、農(nóng)業(yè)價(jià)值的大型藻類［3］。因此，充分全面利用海帶資源成為目前海帶研究的一項(xiàng)課題。本文綜述近年來國內(nèi)外海帶化學(xué)成分和藥理作用的研究進(jìn)展。

1 化學(xué)成分

1.1 海帶多糖

海帶多糖是海帶的主要活性成分之一，其中包括褐藻膠、褐藻淀粉、褐藻糖膠等，不同多糖間結(jié)構(gòu)、性質(zhì)差異較大。海帶多糖具有抗病毒、降血脂、降血糖、抗輻射和抗氧化等多種藥理活性。

1.1.1 褐藻膠

褐藻膠通常指褐藻酸鹽類，在海帶中含量較為豐富，約為19.7%，它是由β-1，4-D-甘露糖醛酸（M）和α-1，4-L-古羅糖醛酸（G）為單體構(gòu)成的高分子化合物［4］。褐藻酸鈉是常見的褐藻膠，結(jié)構(gòu)單體與葡萄糖單體相似。研究表明，褐藻酸鈉對(duì)金屬有緩蝕保護(hù)的作用［5］。陳利梅等［6］研究發(fā)現(xiàn)，海帶中部的褐藻膠含量高于尖部和基部，邊緣部分高于中間部分，且褐藻膠中M/G值的不同對(duì)其凝膠特性有較大影響。

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-吡喃葡萄糖通過1，3-糖苷鍵結(jié)合而成，同時(shí)有少量β-D-吡喃葡萄糖以1，6-糖苷鍵連結(jié)，還含有少量甘露醇。褐藻淀粉有難溶性和可溶性2種。難溶性褐藻淀粉可溶于熱水，可溶性褐藻淀粉則可溶于冷水。褐藻淀粉溶解性與分子內(nèi)支鏈有關(guān)，即支鏈越多越易溶于冷水。研究表明，褐藻淀粉的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)與海帶種類、生存環(huán)境等條件密切相關(guān)。Kim等［7］研究表明，褐藻淀粉的相對(duì)分子質(zhì)量為（5～10）×103。

1.1.3 褐藻糖膠

褐藻糖膠又名巖藻聚糖硫酸酯、褐藻多糖硫酸酯、巖藻糖膠，在海帶中含量約2.46%，其主要組成成分為L-巖藻糖-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，為水溶性的硫酸雜多糖，在褐藻與一些棘皮動(dòng)物中普遍存在［8］。褐藻糖膠的分子量變化大，不僅有品種差異，還受海藻的生長地點(diǎn)、時(shí)間、提取方式等的影響［9］。褐藻糖膠具有抗凝血、抗腫瘤、抗病毒、降血脂等多種生理活性［10］。

1.1.4 膳食纖維

膳食纖維是目前國際上公認(rèn)的一種功能性食品基料，具有獨(dú)特的營養(yǎng)功能，能促進(jìn)腸胃蠕動(dòng)，增加消化液的分泌，減少有害物質(zhì)的吸收，還能整合膽固醇，對(duì)高膽固醇血癥和動(dòng)脈硬化起到預(yù)防作用，因此被稱為“第7營養(yǎng)素”。謝苗等［11］發(fā)現(xiàn)，海帶膳食纖維在功能性指標(biāo)方面有良好的品質(zhì)，其組織形態(tài)與膨脹率、持水力、膨脹力等生理功能有一定聯(lián)系。潘文潔等［12］學(xué)者對(duì)提高膳食纖維提取率進(jìn)行了深入研究。

1.2 海帶多酚

海帶多酚是由簡單酚單元通過各種不同的方式結(jié)合形成的具有多種分子量的多酚混合物。褐藻多酚（包括海帶多酚）是從褐藻中提取出的多酚類化合物的總稱，根據(jù)組成可分為海藻簡單酚類、多酚類化合物，是一類重要的褐藻多酚化合物和結(jié)構(gòu)較特殊的單寧質(zhì)［1］。這類物質(zhì)分子量約（1～2）× 103，甚至更高，有抗菌、抗腫瘤、抗病毒等功能。康靜等［13］研究發(fā)現(xiàn)，海帶中的多酚化合物能有效降低小鼠肝臟和血清中丙二醛的含量，提高超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶的活性，表明海帶多酚可以顯著提高動(dòng)物的抗氧化能力。

1.3 碘

碘是人體必需的微量元素，而海帶是一種含碘豐富的生物資源，海帶中碘的提取研究是一個(gè)熱門而持久不變的內(nèi)容。研究發(fā)現(xiàn)，海帶碘具有不同于無機(jī)碘的獨(dú)特的補(bǔ)碘特性，如預(yù)防高碘甲腫、治愈碘過敏的缺碘甲腫患者等。遲玉森等［14］研究發(fā)現(xiàn)，海帶的浸提液中存在無機(jī)碘、有機(jī)碘、總碘，并確定了海帶中的有機(jī)碘以3，5-二碘酪氨酸的形式存在。

1.4 脂肪酸

海帶中含有多種脂肪酸成分，與魚油脂肪相比無魚腥味，脂肪酸具有組成簡單、易分離純化且價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。羅盛旭等［15］采用索氏提取器對(duì)海帶脂肪酸進(jìn)行提取，并應(yīng)用GC-MS技術(shù)對(duì)其進(jìn)行成分分析，發(fā)現(xiàn)可從中提取出9種脂肪酸成分，脂肪酸含量極高，其中18碳2烯酸和花生4烯酸乙脂等多不飽和脂肪酸的總量占脂肪酸總量比其他物質(zhì)更高。目前，有關(guān)海藻脂肪酸的提取方法多為超臨界CO2萃取。

1.5 蛋白質(zhì)

褐藻蛋白質(zhì)是褐藻含氮類化合物中的重要物質(zhì)。褐藻海帶科中的粗蛋白含量約為5%～20%，其中海帶中的含量較高，為15%～20%［1］。由于有效分離海帶蛋白質(zhì)的方法尚未確立，目前對(duì)其蛋白質(zhì)的研究甚少。李偉等［16］在進(jìn)行海帶蛋白的提取和活性的研究中用時(shí)間飛行質(zhì)譜測得蛋白質(zhì)質(zhì)荷比約為872～7 705，其對(duì)高血壓模型大鼠灌胃具有良好的降壓作用。同時(shí)，抑菌試驗(yàn)更進(jìn)一步表明，海帶蛋白對(duì)大腸桿菌、金色葡萄球菌、產(chǎn)氣桿菌均有抑制作用。

2 藥理活性

2.1 降血脂

化學(xué)合成類藥物如辛伐他汀有顯著的治療高血脂的作用。于竹芹等［17］通過對(duì)照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)海帶有類似辛伐他汀藥物的功能。原澤知等［18］在探究海帶多糖的工業(yè)提取工藝及其降血脂活性中也發(fā)現(xiàn)海帶多糖有顯著的降血脂作用，且高血脂小鼠的甘油三酯和總膽固醇水平的降低程度與海帶多糖的劑量和純度有關(guān)。同時(shí)高血脂試驗(yàn)動(dòng)物注射海帶多糖后動(dòng)脈內(nèi)膜粥樣硬化斑塊面積和內(nèi)膜病變程度明顯減少［19］。由此表明，海帶多糖對(duì)降低血脂，抑制動(dòng)脈粥樣硬化的形成有較好的防治作用。此外，陳向凡等［20］研究表明，海帶多糖對(duì)高脂飼料誘導(dǎo)的大鼠動(dòng)脈粥樣硬化有保護(hù)作用，作用機(jī)制可能與其調(diào)節(jié)血脂和細(xì)胞粘附因子分泌有一定關(guān)系。

2.2 降血糖

王亞男等［21］的研究表明，海帶可以降低小鼠空腹血糖水平。海帶中提取出的非淀粉多糖能顯著降低動(dòng)物對(duì)葡萄糖的吸收，且使較高水平的淀粉停留于小腸內(nèi)。由四氧嘧啶造成的糖尿病小鼠用海帶多糖連續(xù)灌胃3周后，血糖和尿素氯顯著降低［22］。增加糖尿病小鼠血清鈣和血清胰島素含量時(shí)，發(fā)現(xiàn)四氧嘧啶所致的胰島損傷得到明顯的恢復(fù)。由此表明，海帶多糖對(duì)糖尿病小鼠有保護(hù)胰島細(xì)胞和降血糖的作用［23］。

2.3 降血壓

胡穎紅等［24］通過觀察22例高血壓患者發(fā)現(xiàn)，海帶能溫和有效地降低高血壓患者的收縮壓和舒張壓，表明海帶可以用作高血壓病的輔助降壓藥物。

2.4 抗凝血和抗血栓形成

盧俊宇等［25］發(fā)現(xiàn)海帶多糖可顯著延長家兔血活化部分凝血酶時(shí)間（APTT）、凝血酶原時(shí)間（PT）和全血凝固時(shí)間（CT），且有明顯的劑量效應(yīng)，表明海帶細(xì)胞壁多糖有一定的抗凝血作用。海帶中的低分子量巖藻聚糖硫酸酯能通過抑制外源性凝血途徑中的組織因子途徑，進(jìn)而抑制血栓的形成。比較血管全阻塞的時(shí)間發(fā)現(xiàn)抗血栓能力隨藻聚糖硫酸酯分子量的增大而增強(qiáng)［26］。而趙雪等［27］發(fā)現(xiàn)巖藻聚糖硫酸脂具有抗凝血活性，且活性隨其分子量的增大和硫酸根含量的增多而增強(qiáng)。

2.5 抗腫瘤和抗癌作用

史大華等［28］利用MTT法檢測出低分子量巖藻多糖的抗腫瘤活性，而且適度降解巖藻多糖可以提高其抗腫瘤活性。以不同濃度的海帶硫酸多糖處理HeLa細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)其不僅能抑制人宮頸癌細(xì)胞株的生長，而且可以調(diào)控bc-l2蛋白與NF-JB p65的表達(dá)來影響宮頸癌細(xì)胞凋亡。用MTT法測定海帶多酚粗提物的抗腫瘤活性時(shí)，發(fā)現(xiàn)其對(duì)A549、P388、BEL-7402、Hela等癌細(xì)胞都有一定的抑制作用［3，29］。

2.6 免疫調(diào)節(jié)作用

薛靜波等［30］研究發(fā)現(xiàn)，海帶多糖能將C57BL/ 6小鼠腹腔巨噬細(xì)胞激活，使其分泌細(xì)胞因子白介素-1α并釋放腫瘤壞死因子。王庭欣等［31］從細(xì)胞免疫、非特異性免疫、體液免疫3個(gè)方面研究了海帶多糖的免疫功能，發(fā)現(xiàn)其能顯著增強(qiáng)巨噬細(xì)胞吞噬功能，且功能隨劑量的增加有增強(qiáng)的趨勢。李芳等［32］發(fā)現(xiàn)海帶巖藻聚糖硫酸酯具有較好的免疫活性，對(duì)T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞有直接作用，可對(duì)免疫低下的小鼠進(jìn)行較好的免疫調(diào)節(jié)。

2.7 抗疲勞和耐缺氧作用

閻俊等［33］對(duì)海帶多糖灌胃的受試小鼠進(jìn)行連續(xù)10日的抗疲勞及密閉缺氧試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)受試小鼠負(fù)重游泳時(shí)間和常壓缺氧下存活時(shí)間顯著延長，血紅蛋白含量明顯升高，表明海帶多糖有較好的耐缺氧效應(yīng)和抗疲勞作用。通過對(duì)缺氧小鼠的血?dú)夥治觯俅巫C明海帶多糖可提高缺氧小鼠組織對(duì)于氧氣的利用率［34］。

2.8 防衰老和抗氧化作用

劉曉麗等［35］研究發(fā)現(xiàn)海帶多酚是一類具備較強(qiáng)抗氧化活性的潛在海洋生物天然抗氧化劑，表現(xiàn)為其對(duì)活性氧有較強(qiáng)的清除活性。另外，賈彥明等［36］的研究中，海帶多糖C1組對(duì)羥基自由基、超氧陰離子自由基、二苯代苦味肼基自由基均有良好的清除作用，其中C1組中含有P_H鍵和S=O鍵，可能含有酮和醛基團(tuán)。Peng等［37］研究發(fā)現(xiàn)，海帶多糖可作為一個(gè)潛在的安全的抗氧化劑和抗腫瘤劑。婁翠等［38］研究海帶巖藻多糖PFS-2抗氧化活性時(shí)發(fā)現(xiàn)，其清除羥自由基的效果明顯，最高清除率達(dá)89.66%。

2.9 抑菌和抗病毒作用

李芳等［39］通過體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同分子量的海帶Fucoidan組分都可較好地抑制流感病毒神經(jīng)氨酸酶的活性，但低分子量組分的抑制活性明顯低于中分子量組分。以平板打孔抑制法來測定海帶多酚粗提物（KP）的抑菌活性，發(fā)現(xiàn)KP具有廣泛的抗微生物性能，其中抑制大腸桿菌和綠膿桿菌效果尤其顯著，對(duì)真菌如青霉、白色念珠菌也有一定抑制作用［3］。海帶多糖對(duì)沙門氏菌、糞腸球菌、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌都有一定的抑制作用，但無法抑制志賀氏菌［40］。Makarenkova等［41］研究發(fā)現(xiàn)，褐藻多糖硫酸酯有一定的抗流感A/H5N1病毒的活性，可用于預(yù)防性和治療性的流感治療。

2.10 防輻射作用

羅瓊等［42］研究發(fā)現(xiàn)海帶多糖對(duì)生殖系統(tǒng)受到電離輻射損傷的雄性大鼠性功能有明顯改善作用，表現(xiàn)為其能縮短陰莖勃起潛伏期和騎跨潛伏期。每日受紫外線照射，海帶多糖高劑量組小鼠的皮膚組織丙二醛、過氧化氫含量降低，過氧化氫酶、羥脯氨酸、Ⅰ型膠原蛋白mRNA、SO、谷胱甘肽過氧化物酶及血清NO水平都升高。同時(shí)超微電鏡顯示，該組小鼠的MVEC細(xì)胞膜完整，線粒體嵴清晰。表明海帶多糖能夠增強(qiáng)皮膚的抗氧化能力，調(diào)節(jié)皮膚膠原蛋白的合成，保護(hù)皮膚MVEC細(xì)胞［43］。

3 小結(jié)

綜上所述，海帶是一種傳統(tǒng)的海洋中藥，不僅化學(xué)成分、藥理作用多樣，且價(jià)格低廉，易于培植，應(yīng)用價(jià)值高，所含的褐藻膠、褐藻糖膠、甘露醇等化學(xué)成分，具有降血壓、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等多方面的藥理作用。目前，海帶所富含的生物活性成分受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，它的作用機(jī)理、生物功能和活性也被應(yīng)用到醫(yī)藥中。如用于缺碘性甲狀腺腫的治療、海帶根中抗糖尿病的活性成分和結(jié)構(gòu)的探究。但是有些方面仍有缺陷，如在海藻多酚的毒理學(xué)系統(tǒng)研究中，由于海藻多酚是植物的化學(xué)防御物質(zhì)，如何解決最大安全使用量問題還有待探究。隨著當(dāng)前技術(shù)的不斷發(fā)展和人類對(duì)海帶研究的進(jìn)一步深入，海帶的價(jià)值將被繼續(xù)挖掘，使其發(fā)揮出更重要的作用。

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（責(zé)任編輯：侯春曉）

R 282.77

A

0528-9017（2015）02-0246-04

10.16178/j.issn.0528-9017.20150232

2014-12-14

浙江省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2013C33090）；浙江省海洋與漁業(yè)項(xiàng)目（浙海漁計(jì)［2011］123號(hào)）

黃曉林（1981_），男，浙江樂清人，助理研究員，碩士，主要研究方向?yàn)楹Ｑ笊?。E-mail：xiaolinnlh@hotmail.com。

南海函。E-mail：nanhh@163.com。

文獻(xiàn)著錄格式：黃曉林，鄭優(yōu)，單琰婷，等.海帶化學(xué)成分和藥理活性研究進(jìn)展［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，56（2）：246_250.