董詩(shī)婷,陳弘培,趙慧,陳珍金,劉斌,3,曾峰
海洋生物功能性脂類的研究進(jìn)展
董詩(shī)婷1,2,陳弘培1,2,趙慧1,2,陳珍金1,2,*劉斌1,2,3,*曾峰1,2
(1.福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,福建福州350002;2.福建農(nóng)林大學(xué)海洋研究院,福建福州350002;3.福建農(nóng)林大學(xué)國(guó)家菌草工程技術(shù)研究中心,福建福州350002)
隨著人類對(duì)海洋的探究越來越深入,海洋中蘊(yùn)藏的對(duì)人類健康有益的生物活性物質(zhì)或功能性成分逐漸受到研究者的關(guān)注。從海洋細(xì)菌、真菌、微藻、魚類、貝類、大型海洋動(dòng)物中分離提取的海洋功能性脂類,因其來源廣泛、功能多樣、具有巨大的生產(chǎn)與科學(xué)應(yīng)用價(jià)值,已經(jīng)成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)。通過綜述海洋功能性脂類的來源、提取分離方法與功能特性,對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行展望。
海洋生物功能性脂類;多不飽和脂肪酸;制備;功能
功能性脂類主要分為2類[1]:一類是ω-3系列多不飽和脂肪酸(ω-3 polyunsaturated fatty acid,ω-3PUFA),從碳鏈的甲基端開始,第1個(gè)不飽和雙鍵位于第3位碳原子上。主要包括二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic acid,EPA)和二十二碳六烯酸(Decosahexaenoic acid,DHA);另一類是ω-6系列多不飽和脂肪酸,即第1個(gè)不飽和雙鍵位于第6位碳原子上,主要有亞油酸(Linoleic acid,LA)和花生四烯酸(Arachidonic acid,AA)等。其中,亞油酸和α-亞麻酸在體內(nèi)無法合成,只能從外界攝取,又稱必需脂肪酸。ω-3和ω-6系列PUFAs在許多方面互相制約,協(xié)同調(diào)節(jié)人體的生命活動(dòng)。近100多年來,功能性脂類從首次被命名到發(fā)現(xiàn)與抗血栓等心血管疾病形成有關(guān),再到證實(shí)EPA和DHA等長(zhǎng)鏈PUFAs可促進(jìn)大腦及視力發(fā)育等作用[2],大大促進(jìn)了生物活性脂類研究的發(fā)展,逐漸成為功能性食品等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
海洋是生命起始的地方,同時(shí)也是人類賴以生存的屏障,是覆蓋于地球表面的“藍(lán)色領(lǐng)土”,占地球總面積的70%左右。海洋由于其獨(dú)有的生物多樣性和高度復(fù)雜的地理環(huán)境,孕育出豐富多樣的生物種類,僅當(dāng)下記錄在冊(cè)的海洋生物種類就多達(dá)40萬種[3]。到目前為止,科學(xué)家已經(jīng)在海洋中發(fā)現(xiàn)了近1萬種海洋天然物質(zhì),而且在這些天然物質(zhì)中,具有重要生物活性的新化合物有200多種[4]。據(jù)了解,海洋生物活性物質(zhì)主要涉及微量元素、海洋藥物、海洋生物毒素、生理活性物質(zhì)和生物功能材料等5類[5]。
海洋中蘊(yùn)含的生物活性物質(zhì),如抗菌肽、心血管活性肽、抗氧化因子、抗腫瘤因子、DHA、EPA等化合物,是未來開發(fā)食品、藥品、動(dòng)物飼料、化工材料的巨大寶庫(kù)。其中,海洋生物脂類被發(fā)現(xiàn)具有特有的功能特性,因?yàn)楹Q蟓h(huán)境的特殊性,導(dǎo)致海洋生物脂類的化學(xué)結(jié)構(gòu)、作用機(jī)理、功能特性等方面與陸地生物脂類具有顯著的差異,從海洋生物中獲得天然脂類,是未來的重點(diǎn)研究方向。
從海洋細(xì)菌、真菌、微藻、各種魚類,以及大型海洋動(dòng)物中分離提取海洋功能性脂類,具有巨大的生產(chǎn)與科學(xué)應(yīng)用價(jià)值。就目前的技術(shù)而言,海洋功能性脂類主要集中于魚類、藻類、貝類這3類海洋生物。功能性脂類主要包括脂肪酸、磷脂、固醇和甘油酯等,如今海洋功能性脂類由于自身特有的生理功能,如抗腫瘤、降血脂、增強(qiáng)智力、預(yù)防改善代謝綜合征等,而備受人們關(guān)注。
2.1 提取方法
從魚類、藻類或貝類中獲得油脂的制備工藝主要包括傳統(tǒng)制備工藝,如壓榨法、溶劑法、蒸煮法、淡堿水解法,以及現(xiàn)代制備工藝,如酶解法、超臨界流體萃取法等。隨著海洋生物脂類提取技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)制備工藝提取率低、提取品質(zhì)差,而現(xiàn)代制備工藝中的酶解法由于其高效簡(jiǎn)便而廣受關(guān)注與使用。在選擇提取方法時(shí),應(yīng)考慮提取率高低、工藝控制難易程度、操作條件是否會(huì)破壞油脂的某些性質(zhì)功能等方面,根據(jù)提取對(duì)象選擇合適的制備工藝。目前,我國(guó)常用的海洋生物油脂提取方法主要是淡堿水解法和酶解法。淡堿水解法是水產(chǎn)品加工較為常見的一種方法,其稀堿液水解脂肪組織中的蛋白質(zhì),破壞蛋白質(zhì)與油脂的結(jié)合,使生物油脂得到的釋放分離。此法具有提取率高、生產(chǎn)成本低、脂肪酸含量少等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的稀堿水解法是用NaOH和NaCl,雖工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟,但提取過程中產(chǎn)生的鈉鹽含量高,不能進(jìn)一步利用,易對(duì)環(huán)境造成一定的污染[6]。蔡彬新等人[7]在傳統(tǒng)淡堿水解法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),利用鉀鹽提取魚油,在對(duì)提取品質(zhì)無較大影響的同時(shí),魚油提取率達(dá)到83.03%,并解決了傳統(tǒng)方法的廢棄物污染問題,可充分利用廢液與魚產(chǎn)品加工的下腳料,增加附加效益?,F(xiàn)代制備工藝中,酶解法是利用蛋白酶的水解作用,從而專一并高效地破壞海洋生物組織中蛋白質(zhì)與脂肪的結(jié)合關(guān)系,使油脂得到釋放。劉國(guó)艷等人[8]利用單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn),優(yōu)化了小黃魚內(nèi)臟魚油的提取條件,以提取率為指標(biāo)。結(jié)果表明,在料液比1∶5,堿性蛋白酶添加量1 100 U/g,酶解溫度50℃,酶解時(shí)間2.5 h的條件下,魚油的提取率為72.21%。張雨倩等人[9]采用復(fù)合蛋白酶對(duì)海洋微藻藻油進(jìn)行提取,確定最佳工藝參數(shù)為料液比1∶25,加酶量2%,提取溫度45℃,酶解時(shí)間2 h,在此條件下藻油提取率為17.1%。由于使用的原材料和不同蛋白酶的酶切位點(diǎn)不一致,造成試驗(yàn)結(jié)果存在一定的差異。酶解法因作用條件溫和、提取率高且品質(zhì)好,同時(shí)蛋白酶水解后的水解液含有大量短肽和氨基酸,可以充分利用,是水產(chǎn)原料中較好的提取方法[10]。酶解法和淡堿水解法的提取原理基本相同,但就提取率而言,酶解法略高于淡堿水解法,但油脂品質(zhì)低于淡堿水解法,且酶解法的成本較高[11]??偟膩碚f,這2種方法較于物理提取法出油率高、工藝條件溫和、提取的生物油脂品質(zhì)好,在水產(chǎn)品油脂提取方面具有較大的使用率和發(fā)揮空間。
2.2 分離純化
脂肪酸是脂肪的主要組成成分,目前主要是從富含脂肪的魚肉和魚肝中提取油脂,并從油脂中獲得DHA和EPA等脂肪酸。
從海洋動(dòng)植物中富集純化脂類的方法主要有尿素包合法、低溫結(jié)晶法、分子蒸餾法、硝酸銀絡(luò)合法、超臨界CO2萃取法、脂肪酶濃縮法[12],其中尿素包合法和超臨界CO2萃取法因操作簡(jiǎn)單、純化程度高而廣泛使用。
尿素包合法是根據(jù)脂肪酸的不飽和程度和碳鏈長(zhǎng)度的不同進(jìn)行分離,尿素與生物油中的飽和脂肪酸和低度不飽和脂肪酸形成包合物后可以去除,從而使α-亞麻酸、DHA與EPA等高度不飽和脂肪酸提取出來。杜起光等人[13]運(yùn)用尿素包合法對(duì)魚油中的DHA和EPA進(jìn)行富集,得出最佳純化工藝為脲脂比2.5∶1,反應(yīng)溫度55℃,結(jié)晶溫度0℃,結(jié)晶時(shí)間1 h。陳新新等人[14]應(yīng)用了尿素包合法和KNO3溶液絡(luò)合萃取相結(jié)合的方法,對(duì)紫蘇油中的α-亞麻酸進(jìn)行分離純化,使得α-亞麻酸純度達(dá)到99.08%,回收率為39.24%。劉書成等人[15]以精制蛇鯔魚油為原料,采用KOH-CH3CH2OH溶液進(jìn)行皂化制備混合型脂肪酸,并以DHA和EPA的含量為指標(biāo)研究尿素包合富集DHA和EPA的工藝過程,確定優(yōu)化最適條件,并在該條件下進(jìn)行一次性包合后,液相產(chǎn)物中DHA和EPA總含量從原料魚油的17.90%提高到69.74%。尿素包合法操作方便、所需設(shè)備儀器簡(jiǎn)單、成本低、反應(yīng)條件溫和,能在常溫下進(jìn)行抽濾,并能生成穩(wěn)定結(jié)晶,保留功能性脂類的生理活性,因而被廣泛應(yīng)用。
超臨界CO2萃?。⊿upercritical CO2extraction)的分離原理是利用超臨界流體的溶劑化特性與不同組分,在超臨界流體中的溶解能力或分配系數(shù)的差異進(jìn)行溶質(zhì)組分分離。在提取魚油中DHA和EPA的工藝中,由于CO2是安全無毒的惰性氣體以及具有適宜的臨界溫度和壓力等優(yōu)點(diǎn),故常用作流體,當(dāng)壓力達(dá)到臨界值時(shí)(1 000-2 000 psi),大多氣體有良好的溶解性。崔偉斌[16]基于超臨界CO2萃取法,結(jié)合色譜法,以乙酯化魚油為原料探索了DHA和EPA的分離純化工藝,結(jié)果表明萃取溫度梯度40~90℃,萃取和色譜分離壓力14 MPa,CO2流速100 mL/min,以硅膠為色譜柱填料,色譜分離溫度40℃,分離純化的效果最好。馬媛等人[17]研究了用超臨界CO2萃取法從扇貝內(nèi)臟中提取脂質(zhì),通過正交試驗(yàn)確定最佳條件,并與索氏提取法相比較,結(jié)果證明超臨界CO2萃取法的提取時(shí)間更短,而且可以避免不飽和脂肪酸的氧化,所以更適合不飽和脂肪酸的提取。超臨界流體CO2萃取技術(shù)可同時(shí)進(jìn)行萃取和分離,可有效分離差別較大的長(zhǎng)鏈脂肪酸和短鏈脂肪酸,并且操作條件簡(jiǎn)單溫和、無溶劑殘留,但由于其操作設(shè)備昂貴,無法進(jìn)行廣泛應(yīng)用。
隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,現(xiàn)有的富集純化方法已經(jīng)無法滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需要,因此根據(jù)分離的需要,通常將2種或2種以上的方法聯(lián)合使用,以此提高功能性脂類產(chǎn)品的純度和回收率,提高經(jīng)濟(jì)效益。
3.1 抑制腫瘤
目前已有諸多研究證實(shí),海洋功能性脂類在治療腫瘤方面有一定的效果。根據(jù)長(zhǎng)期的流行病學(xué)研究揭示愛斯基摩人的癌癥發(fā)病率很低,這與當(dāng)?shù)厝顺D瓴妒澈Q螽a(chǎn)品有關(guān),而海洋產(chǎn)品中被發(fā)現(xiàn)含有大量的DHA等多不飽和脂肪酸[18]。一份針對(duì)9萬多名日本受試者的研究也顯示,大量食用魚類或含有ω-3PUFAs的產(chǎn)品均可降低人類肝臟細(xì)胞癌變的概率[19]。也就是說,海洋活性脂類與抑制腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。從海洋生物中提取的多不飽和脂肪酸能影響腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖、分化和凋亡,其抑制腫瘤的機(jī)制是通過激活Caspase蛋白酶、致線粒體膜損傷、調(diào)控惡病質(zhì)因子的表達(dá)等方面參與腫瘤細(xì)胞的增殖分化過程。早期研究表明,提取河豚魚肝臟的脂質(zhì)成分作為臨床藥物,對(duì)腫瘤患者可起到鎮(zhèn)痛作用,一定程度上可以抑制腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。在代謝水平上,王占有等人[20]使用不同濃度的DHA和EPA處理腫瘤細(xì)胞時(shí)發(fā)現(xiàn),ω-3PUFAs可明顯抑制人肝癌細(xì)胞HepG2的增殖率與存活率,呈一定的劑量依賴性。作為脂質(zhì)過氧化的天然底物,DHA和EPA過氧化產(chǎn)生的脂質(zhì)過氧化物及自由基能控制縮短染色體的端粒,有效加速腫瘤細(xì)胞的凋亡。在基因水平上,ω-3PUFAs可抑制腫瘤侵襲基因IGF-1和IGF-2的表達(dá)[21],以此降低腫瘤細(xì)胞的增殖率。Esev P O等人[22]在研究中表明,DHA和EPA可顯著抑制前列腺癌細(xì)胞的增殖,增加促凋亡蛋白基因的表達(dá)。在免疫方面,北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院研究ω-3系列多不飽和脂肪酸影響胃癌治療的作用機(jī)制可知,ω-3PUFAs可通過降低致炎因子1L-1β和IL-6的表達(dá),降低腫瘤細(xì)胞的表達(dá)[23]。
此外,從海洋生物中提取的甾醇化合物也具有抑制腫瘤的活性,從海鞘中分離出的5,8-環(huán)二氧甾醇,經(jīng)細(xì)胞毒性試驗(yàn)表明可抑制乳腺癌細(xì)胞(MCF-7)的增殖[24]。諸多研究表明,海洋生物細(xì)胞膜和原生質(zhì)中存在的磷脂具有抗腫瘤功能[25]。海洋功能性脂類,無論從生物代謝水平、基因水平還是免疫調(diào)節(jié)水平,都參與了抑制腫瘤細(xì)胞的增殖凋亡等過程,若將海洋功能性脂類聯(lián)合化療藥物,可達(dá)到化療增敏作用。可見,海洋功能性脂類對(duì)開發(fā)抗腫瘤藥物、進(jìn)一步探索腫瘤致病機(jī)制等方面具有重要的意義,如果繼續(xù)在臨床上得到驗(yàn)證與突破,并對(duì)最為安全有效的攝入量進(jìn)行研究,加以充分利用是當(dāng)今科學(xué)界應(yīng)該聚焦的重點(diǎn)。
3.2 降低血脂
高血脂癥,即血漿中的總膽固醇(Totalcholesterol,TC)、甘油三酯(Triglyceride,TG)和血清中的低密度脂蛋白膽固醇(Low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)超出正常濃度,高密度脂蛋白膽固醇(High density lipoprotein cholesterol,HDL-C)的濃度過低,繼而引起動(dòng)脈粥樣硬化、冠心病、腦血栓等癥候的一種疾病,已經(jīng)成為當(dāng)今世界高致死率的主要疾病。一般情況下,LDL與極低密度脂蛋白(Very low density lipoprotein,VLDL)超出人體正常水平時(shí),極易造成血管平滑肌細(xì)胞增生,誘發(fā)血脈硬化以及血栓[26]。而海洋活性脂類(如ω-3PUFAs)可以有效防止上述情況的發(fā)生,尤其是EPA等物質(zhì)可抑制內(nèi)源性甘油三酯和內(nèi)源性膽固醇的合成,降低血清TC,TG,LDL和VLDL等致動(dòng)脈硬化因子的含量,減少動(dòng)脈內(nèi)膜的厚度,故攝入適量的PUFAs(如EPA等)物質(zhì)能有效降低血脂和降低心血管疾病的發(fā)病率[27]。DHA以及EPA還可以促進(jìn)卵磷脂-膽固醇酞基轉(zhuǎn)移酶的產(chǎn)生,提高脂蛋白脂酶的活性和抑制肝內(nèi)皮細(xì)胞脂酶的活性,改善血液循環(huán),稀釋血液黏度,抑制膽固醇的積累,能夠有效緩解甚至治療心腦血管方面的疾病。
除了PUFAs,磷脂和甾醇類物質(zhì)同樣具有調(diào)節(jié)血脂濃度、防止冠心病及腦血栓的發(fā)生等功能。許艷萍等人[28]以大黃魚魚卵為受試對(duì)象,建立高血脂癥小鼠模型,證實(shí)喂養(yǎng)飼料中磷脂含量越高的試驗(yàn)組,小鼠血清中的TC,TG和LDL-C水平下降越顯著,而有效提高了HDL-C水平,說明大黃魚魚卵磷脂對(duì)高血脂癥有顯著抑制效果。另外,從褐藻中提取出巖藻甾醇及其同系物馬尾藻甾醇和異巖藻甾醇均能夠起到降低血脂的作用[29]。
海洋生物活性物質(zhì)的降血脂作用已經(jīng)基本得到認(rèn)可,將海洋生物的活性成分添加到食品或藥物中,可大大預(yù)防心血管疾病,是降低血脂、防止動(dòng)脈粥樣硬化的一種行之有效的方法,而繼續(xù)探索海洋功能性脂類的生物活性和作用機(jī)制勢(shì)在必行。
3.3 防治糖尿病
糖尿?。―iabetes mellitus,DM)是世界性高發(fā)疾病,目前已成為繼心腦血管病、腫瘤之后危害人類健康的第三大慢性疾病,其發(fā)病機(jī)理是人體因缺乏胰島素或胰島素抵抗的因素。根據(jù)國(guó)際糖尿病聯(lián)盟(IDF)統(tǒng)計(jì),2013年全球有糖尿病患者3.82億人,估計(jì)到2035年將有5.92億人患糖尿病,T2DM占總病例90%以上[30]。
目前,治療糖尿病的方法主要是服用西藥和注射胰島素,但價(jià)格昂貴、副作用大,因此開發(fā)具有高效低毒的降糖天然海洋藥物是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的重點(diǎn)。脂肪酸在糖尿病治療中的作用利弊與否尚無定論,但多不飽和脂肪酸被多項(xiàng)試驗(yàn)證實(shí),能夠降低血糖、改善胰島素的敏感性。研究表明,多不飽和脂肪酸能夠抑制內(nèi)源性脂質(zhì)以及脂蛋白的合成,而且人體細(xì)胞內(nèi)的促炎因子信號(hào)途徑與胰島素信號(hào)通路之間存在交叉,可以抑制胰島素信號(hào)途徑[31],以此達(dá)到降血糖的效果。美國(guó)糖尿病協(xié)會(huì)(American Diabetes Association,ADA)和美國(guó)心臟協(xié)會(huì)(American Heart Association,AHA)已推薦糖尿病患者增加ω-3PUFAs在飲食中的比例[32]。DHA和EPA可以改變細(xì)胞膜脂肪酸的組成,從而影響細(xì)胞膜的流動(dòng)性及其他的性質(zhì),促進(jìn)細(xì)胞代謝的修復(fù),因而對(duì)防治糖尿病有著非常顯著的效果。此外,有研究結(jié)果顯示高含量DHA/EPA甘油三酯能夠顯著上調(diào)糖尿病小鼠肝臟中PI3K/PKB信號(hào)通路的基因表達(dá),通過抑制GSK-3βmRNA表達(dá),促進(jìn)肝糖原的合成,以此有效抑制胰島素抵抗(Insulin resistance,IR)的發(fā)生,改善糖尿病小鼠的糖代謝平衡[33]。另外,共軛亞油酸被發(fā)現(xiàn)能提高干細(xì)胞中胰島素受體的敏感性,恢復(fù)葡萄糖耐受性,從而對(duì)糖尿病具有防治作用[34]。
3.4 增強(qiáng)智力
DHA是人體生長(zhǎng)與大腦發(fā)育必不可少的物質(zhì),被稱為“腦黃金”。Van De Lagemaat M等人[35]對(duì)早產(chǎn)嬰兒進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn),結(jié)果顯示與喂以含0.2%DHA,0.4%AA的普通奶粉和純母乳喂養(yǎng)的新生早產(chǎn)兒相比,服用含0.4%DHA和0.4%AA配方奶粉的早產(chǎn)嬰兒體內(nèi)紅細(xì)胞中DHA含量明顯較高,而紅細(xì)胞DHA含量不僅是人體長(zhǎng)高和體重增加的“促進(jìn)劑”,而且能夠增強(qiáng)嬰幼兒的敏銳性。DHA是神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞生長(zhǎng)和維持的主要成分,在人體大腦皮層中含量高達(dá)20%,細(xì)胞膜磷脂吸附DHA后,增強(qiáng)了細(xì)胞膜可塑性,導(dǎo)致神經(jīng)遞質(zhì)的傳遞性和神經(jīng)細(xì)胞的活力大大提高,因而大腦的記憶力和智力增強(qiáng),所以DHA對(duì)嬰幼兒智力的發(fā)育、記憶的形成至關(guān)重要。此外,有關(guān)研究已證實(shí)DHA可維持腦功能、延緩腦老化、能夠改善大腦供能狀況,因此對(duì)萎縮死亡的腦細(xì)胞具有顯著修復(fù)作用[36],從而幫助治療患有阿爾茲海默癥的老年人。
為探討學(xué)習(xí)障礙(Learning disabilities,LD)兒童智力結(jié)構(gòu)與高度不飽和脂肪酸之間的關(guān)系,有研究利用中國(guó)韋氏-兒童智力量表和逐步回歸分析DHA,EPA,AA與智商的相關(guān)性,結(jié)果顯示LD組DHA和EPA平均1 d的攝入量均低于對(duì)照組,說明LD兒童的特征與多不飽和脂肪酸的攝入不足有重要關(guān)系[37]。在研究ω-3和ω-6脂肪酸水平對(duì)智商高低學(xué)生體內(nèi)的差異性中[38],IQ>135學(xué)生體內(nèi)EPA,DHA,AA以及ω-3PUFAs水平明顯高于IQ<90的學(xué)生;而亞油酸水平以及ω-6/ω-3PUFAs比例明顯低于IQ<90的學(xué)生。上述研究均表明,功能性脂類對(duì)學(xué)生智力的發(fā)育影響有著密不可分的關(guān)系。魚油、藻油以及絕大多數(shù)海洋瓣鰓綱貝類中含有豐富的多不飽和脂肪酸,是嬰幼兒、老年人和腦力工作者必不可少的食物。如今市面上已經(jīng)先后出現(xiàn)了許多強(qiáng)化DHA的配方奶粉和保健食品,可滿足嬰兒大腦發(fā)育的需求,幫助緩解老人的記憶退化。
3.5 抗菌抗炎癥
以DHA和EPA為主的多不飽和脂肪酸在多種炎癥疾病的治療均有不錯(cuò)療效[39],其主要機(jī)理為通過競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用,減少AA產(chǎn)生的致炎因子前列腺素E2(Prostaglandin E2,PGE2),同時(shí)促進(jìn)白三烯B5(LTB5)的合成,從而減少炎癥的產(chǎn)生。早期的研究證明,從小球藻中分離出的小球藻素(Chlorellin),這一脂肪酸混合物具有抗細(xì)菌和自身毒性的功能[40]。臨床醫(yī)學(xué)評(píng)估發(fā)現(xiàn),對(duì)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者服用魚油,能夠明顯緩解關(guān)節(jié)痛的癥狀。甾醇類化合物可抑制COX-2誘導(dǎo)作用的表達(dá),阻礙脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)誘導(dǎo)小鼠巨噬細(xì)胞產(chǎn)生炎癥介質(zhì)前體,以達(dá)到抗炎效果[41]。除此之外,從貝類中提取出的β-谷固醇、菜油甾醇也具有消炎作用。Stabili等人從長(zhǎng)松龍須菜中提取出的不飽和脂肪酸可作為天然的抗生素來源,具有良好的抗菌作用。2-炔基脂肪酸被證實(shí)可抑制三?;视偷暮铣?,從而抑制真菌活性。
3.6 抗瘧活性
瘧疾是因感染瘧原蟲引起的一種蟲媒傳染病。該疾病具有傳染性,主要在熱帶和亞熱帶地區(qū)流行,每年因瘧疾死亡的人數(shù)高達(dá)60萬人。常用的抗瘧疾藥物有:①喹啉類,包括甲氟喹、奎寧;②青蒿素類衍生物;③葉酸代謝抑制藥,如乙胺嘧啶;④抗菌藥類,如四環(huán)素。現(xiàn)階段治療瘧疾的可用藥物少,且不能將患者體內(nèi)瘧原蟲完全徹底地清除,抗瘧藥物還在研發(fā)尋找中。海洋生物中的多不飽和脂肪酸被發(fā)現(xiàn)具有抗瘧活性,ω-3族和ω-6族多不飽和脂肪酸的不飽和程度與抗瘧活性成正比,而且DHA是脂肪酸中抗瘧活性最高的一種,在20~40 μg/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)即可讓90%以上的瘧原蟲死亡[34]。早在20世紀(jì)90年代就有報(bào)道稱十八碳脂肪酸具有抗瘧性,劑量在200 μg/mL時(shí)能抑制被單體瘧原蟲感染。海洋生物中的長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸可以在不傷害宿主細(xì)胞的前提下,通過消滅瘧原蟲烯酰ACP還原酶的活性從而抑制瘧原蟲。
3.7 其他功能
除了上述功能外,從海洋生物里提取的油脂中發(fā)現(xiàn)油酸、DHA等不飽和脂肪酸可降低肥胖小鼠的體重和臟器指數(shù),抑制脂肪堆積,具有顯著的減肥作用[42];DHA和EPA可以有效改善人體的免疫調(diào)節(jié)功能,增強(qiáng)機(jī)體抵御內(nèi)毒素的能力[43]。同時(shí),充足的DHA可以有效防止視網(wǎng)膜血栓的產(chǎn)生,阻止脂質(zhì)滲出,維持視網(wǎng)膜對(duì)光的敏感性,從而改善視力[44]。
海洋被稱為“地球儲(chǔ)蓄庫(kù)”,我國(guó)擁有豐富的海洋資源,但還有很大一部分等待人們?nèi)フJ(rèn)識(shí)與開發(fā)。因此,以魚類、藻類和貝類資源為物質(zhì)基礎(chǔ),以生物工程為技術(shù)手段,在食品、飼料、醫(yī)藥、化工和化妝品等行業(yè)生產(chǎn)出大批量具有重要價(jià)值的產(chǎn)品,應(yīng)該成為學(xué)術(shù)界和商業(yè)界共同奮斗的目標(biāo)和方向。目前,我國(guó)對(duì)海洋生物活性物質(zhì)的研究已取得很大的進(jìn)展,但海洋功能性脂類這一方面的研究還有很大的空白,利用高新技術(shù)對(duì)海洋功能性物質(zhì)尤其是海洋活性脂類的研究和開發(fā)還處于初始階段,對(duì)其高效綠色提取、功能特性、作用機(jī)制及結(jié)構(gòu)與功能的構(gòu)效關(guān)系等方面還有很多不明朗之處,需要進(jìn)行深入的探索與實(shí)踐。
由于大多數(shù)海洋生物體內(nèi)存在的功能性物質(zhì)含量極其稀少,用現(xiàn)有的海洋生物作為開發(fā)資源是相對(duì)不容易的。因此,提高對(duì)海洋活性物質(zhì)的檢測(cè)水平和技術(shù)是現(xiàn)階段的重要任務(wù)。當(dāng)前,全世界已經(jīng)開始加大力度進(jìn)行海洋功能性物質(zhì)的研究,我國(guó)相關(guān)部門應(yīng)該健全相應(yīng)的管理機(jī)制,更重要的是加大資金的投入,不斷引進(jìn)具有研發(fā)意識(shí)的人才,加快海洋數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè),從而能夠不斷推動(dòng)海洋生物的研究,進(jìn)而為人類謀福利。
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The Research Progress of Marine Functional Lipids
DONG Shiting1,2,CHEN Hongpei1,2,ZHAO Hui1,2,CHEN Zhenjin1,2,*LIU Bin1,2,3,*ZENG Feng1,2
(1.College of Food Science,F(xiàn)ujian Agriculture and Forest University,F(xiàn)uzhou,F(xiàn)ujian 350002,China;2.Marine Research Institute,F(xiàn)ujian Agriculture and Forest University,F(xiàn)uzhou,F(xiàn)ujian 350002,China;3.National Engineering Research Center of JUNCAO Technology,F(xiàn)ujian Agriculture and Forest University,F(xiàn)uzhou,F(xiàn)ujian 350002,China)
Nowadays,with the more and more in-depth exploration of ocean,the bioactive substances or functional components contained in the ocean have
extensive attention by researchers.Marine bioactive lipids separated and extracted from the marine bacteria,fungi,microalgae,fish,shellfish and large marine animals,has become a research hotspot because of its versatility,sources,has great production and application value of science.This paper reviews the main sources,extraction and separation methods and functional characteristics of marine bioactive lipids and the development prospects are also discussed.
marine functional lipids;polyunsaturated fatty acid;preparation;function
TS254.1
A
10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2017.07.020
1671-9646(2017)07a-0059-06
2017-05-24
海藻營(yíng)養(yǎng)與功能性食品研究與開發(fā)(閩海洋高新[2014]17號(hào));福建農(nóng)林大學(xué)高水平大學(xué)建設(shè)項(xiàng)目(612014043)。
董詩(shī)婷(1996—),女,在讀本科,研究方向?yàn)楹Q笊锕δ苄灾悺?/p>
*通訊作者:劉斌(1969—),男,博士,教授,研究方向?yàn)楣δ苄允称?、分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)、食品生物技術(shù)。
曾峰(1984—),男,博士,講師,研究方向?yàn)樘妓衔锘瘜W(xué)、海洋生物活性物質(zhì)、分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)。