王治

（天津市食品安全檢測技術(shù)研究院，天津300000）

紫菜生物活性成分研究進(jìn)展

王治

（天津市食品安全檢測技術(shù)研究院，天津300000）

對(duì)紫菜多糖、紫菜藻膽蛋白、紫菜蛋白多肽、紫菜多酚的抗氧化、抗腫瘤、降血壓、降血脂、提高免疫力等生物活性進(jìn)行綜述，為紫菜資源的合理開發(fā)利用提供參考。

紫菜；多糖；藻膽蛋白；蛋白多肽；多酚；生物活性

紫菜是紅藻門（Rhodophyta）原紅藻綱（Protoflorideophy-ceae）紅毛菜目（Bangiales）紅毛菜科（Bangiaceae）紫菜屬（Porphyra）的統(tǒng)稱[1]，是一種較常見的食用海藻。紫菜是一種高蛋白、高纖維、低熱值、低脂肪的高營養(yǎng)海藻[2]，干紫菜中蛋白質(zhì)含量為25%～50%、多糖含量為20%～40%、脂肪含量為1%～3%、灰分含量為7.8%～26.9%[3]，含有豐富的氨基酸（包括8種必需氨基酸）[4]、礦物質(zhì)元素、維生素（主要為B族維生素、維生素C、維生素E、胡蘿卜素等）及不飽和脂肪酸，具有很高的營養(yǎng)價(jià)值，是理想的保健食品及重要的工業(yè)原料。早在《齊民要術(shù)》中提到紫菜的產(chǎn)地及食用的方法等，有“吳都海邊諸山，悉生紫菜”的說法。紫菜有一定的藥用價(jià)值，在《本草綱目》一書中描述了紫菜的形態(tài)和采集方法，還指出紫菜主治“熱氣煩塞咽喉”、“凡癭結(jié)積塊之疾，宜常食紫菜”。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為，紫菜味甘、咸，性寒，具有清涼瀉熱、利水消腫、軟堅(jiān)、補(bǔ)腎的功能。本文對(duì)紫菜的生物活性成分及各活性成分的提取方法進(jìn)行歸納，為進(jìn)一步研究紫菜中各成分的生物活性以及開發(fā)新型保健食品提供依據(jù)，為紫菜的深加工利用提供參考。

1 紫菜多糖

多糖是廣泛存在于動(dòng)植物和微生物中由單糖組成的天然高分子化合物[5]。一般而言，根據(jù)來源不同，多糖可分為動(dòng)物多糖、植物多糖以及微生物多糖等。紫菜多糖一般主要分為紫菜膠和瓊膠兩大類，而二者的主要區(qū)別在于硫酸基含量的高低[5]。紫菜多糖是一種多組分的水溶性多糖[6]，有研究指出，紫菜多糖主要由巖藻糖、半乳糖、甘露糖、葡萄糖和木糖等組成，是一種糖醛酸含量較高的酸性雜多糖，糖鏈殘基上不同程度地連接著硫酸根、甲氧基等基團(tuán)。紫菜多糖屬半乳聚糖硫酸酯，主要由半乳糖、3，6-內(nèi)醚半乳糖和硫酸基等組成，其基本結(jié)構(gòu)單位為3-β-D-半乳糖苷-1，4-α-L-3，6-內(nèi)醚半乳糖組成的二糖。紫菜多糖具有多種生物活性，包括抗氧化及免疫調(diào)節(jié)功能。

1.1 抗氧化

近年來，有關(guān)紫菜多糖抗氧化的研究取得了很大進(jìn)展。周小偉等[5]對(duì)紫菜多糖的抗氧化活性進(jìn)行了體外抗氧化實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其具有較強(qiáng)的抗氧化活性，紫菜多糖對(duì)·OH和DPPH·均有良好的清除效果，并呈現(xiàn)出明顯的線性關(guān)系。謝飛等[7]以末水壇紫菜為原料提取多糖并進(jìn)行除蛋白工藝優(yōu)化，研究多糖在細(xì)胞內(nèi)的抗氧化作用，建立H2O2誘導(dǎo)HeLa細(xì)胞氧化損傷模型，發(fā)現(xiàn)與模型組相比，經(jīng)紫菜多糖處理的損傷細(xì)胞存活率顯著提高，且細(xì)胞內(nèi)活性氧含量顯著下降，說明紫菜多糖有較強(qiáng)的抗氧化能力，能清除細(xì)胞內(nèi)過剩的活性氧，修復(fù)H2O2對(duì)HeLa細(xì)胞的氧化損傷。陳義勇等[8]以南通洋口港壇紫菜為原料，從紫菜中提取純化紫菜多糖，測定純化后的紫菜多糖的抗氧化活性，結(jié)果表明紫菜多糖對(duì)羥基自由基、超氧陰離子自由基以及DPPH自由基都具有一定的清除作用，且隨著多糖濃度的增加而增大，當(dāng)紫菜多糖溶液濃度為5 mg/mL時(shí)，對(duì)·、·OH、DPPH·的清除率分別為78.9%、53.4%和43.1%，紫菜多糖的抗氧化作用與VC相比相對(duì)較弱。

1.2 免疫調(diào)節(jié)

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)紫菜多糖作了大量研究，表明紫菜多糖具有很強(qiáng)的調(diào)節(jié)免疫功能作用。張偉云等[9-11]以條斑紫菜為原料用熱水提取紫菜多糖并進(jìn)行分離純化，得到多糖PY2（分離得到的分子量較小的多糖）、PY3、PY4，進(jìn)行細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明多糖PY2對(duì)小鼠脾臟淋巴細(xì)胞、胸腺淋巴細(xì)胞以及混合淋巴細(xì)胞的增殖有一定的抑制作用，而對(duì)骨髓細(xì)胞的增殖沒有明顯的影響；多糖PY3對(duì)小鼠骨髓細(xì)胞和脾臟淋巴細(xì)胞的增殖以及對(duì)混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)均有一定的促進(jìn)作用，對(duì)血細(xì)胞K562的生長有一定的抑制作用，表明PY3不僅能夠提高小鼠細(xì)胞的功能還有一定的抗腫瘤作用；多糖對(duì)小鼠骨髓細(xì)胞、脾臟淋巴細(xì)胞和胸腺淋巴細(xì)胞增殖有一定的抑制作用，而對(duì)混合淋巴細(xì)胞沒有明顯的影響。張全斌等[12]對(duì)紫菜多糖的免疫調(diào)節(jié)作用進(jìn)行研究，結(jié)果表明紫菜多糖對(duì)免疫細(xì)胞增殖、對(duì)細(xì)胞和腹腔巨噬細(xì)胞殺傷活性有不同程度的抑制作用。Oumi等[13]將條斑紫菜多糖進(jìn)行酶解，得到硫酸化寡糖組分，此寡糖組分對(duì)Ehrlich腹水瘤和Meth-A纖維瘤具有很大的活性，且腹腔注射此寡糖能顯著增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬作用。邱偉芬等[14]對(duì)提取的紫菜多糖進(jìn)行分離純化，得到PYP-1、PYP-2、PYP-3和PYP-4多糖組分，運(yùn)用小鼠單核巨噬細(xì)胞RAW264.7模型研究各組分的體外免疫調(diào)節(jié)活性，發(fā)現(xiàn)PYP-2、PYP-3和PYP-4在25 μg/mL～250 μg/mL濃度范圍內(nèi)能夠顯著促進(jìn)小鼠腹腔巨噬細(xì)胞RAW264.7的增殖，增強(qiáng)其吞噬中性紅能力，表現(xiàn)出顯著的免疫調(diào)節(jié)活性。

2 紫菜藻膽蛋白

藻膽蛋白是紫菜等某些藻類特有的重要捕光色蛋白，分為藻紅蛋白（PE）、藻藍(lán)蛋白（PC）、藻紅藍(lán)蛋白（PEC）和別藻藍(lán)蛋白（APC）4大類，通常蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)占紫菜藻體干重的25%～50%[3]。多年來，張?zhí)苽ァ⑼醭萚15-16]對(duì)紫菜中藻膽蛋白的提取、純化與生物活性進(jìn)行研究。姚翔、Wenjuan等[17-18]對(duì)海藻蛋白質(zhì)的酶解技術(shù)與酶解物的生物活性等方面做了大量研究。姚興存等[19]對(duì)紫菜藻膽蛋白在人體中模擬消化情況進(jìn)行了研究報(bào)道，結(jié)果表明在紫菜藻膽蛋白的模擬人體胃腸消化過程中，紫菜藻膽蛋白的消化主要集中在胃腸液開始消化的30 min，隨后消化速度趨緩，紫菜藻膽蛋白是容易被消化的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。藻紅蛋白的用途非常廣泛，既可以作為天然色素廣泛應(yīng)用于化妝品、食品、藥品、染料等工業(yè)。藻紅蛋白具有很高的醫(yī)療價(jià)值，它經(jīng)適宜波長的光激發(fā)后，可以產(chǎn)生單線態(tài)氧及其他的氧自由基，殺傷生物大分子，可為癌癥等疾病的輔助治療提供新的技術(shù)手段[20]，具有十分重要的研究價(jià)值和應(yīng)用意義。

2.1 抗氧化性

紫菜藻膽蛋白具有很好的抗氧化作用，作為抗氧化劑是一種具有良好的應(yīng)用前景。錢曉婕等[21]對(duì)紫菜中的藻膽蛋白抗氧化能力進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)藻膽蛋白具有體外清除·OH和O2-·的能力，并能顯著地提高小鼠全血過氧化氫酶、谷胱甘肽氧化物酶、血清總SOD活力，降低紅細(xì)胞丙二醛含量。姚興存等[19]以條斑紫菜為原料，提取并純化紫菜藻膽蛋白并測定其抗氧化活性。結(jié)果表明：紫菜蛋白由3類分子質(zhì)量分別為55、22、17 ku的蛋白質(zhì)（亞基）組成，這3類分子質(zhì)量蛋白質(zhì)都有明顯的抗氧化活性，抗氧化活性隨分子質(zhì)量的降低而增大；實(shí)驗(yàn)測得紫菜蛋白清除·OH的IC50為1.481 mg/mL，清除DPPH·的IC50為0.452 mg/mL。

2.2 抗腫瘤

紫菜蛋白具有抗腫瘤的作用，能抑制腫瘤細(xì)胞生長，破壞、殺傷腫瘤細(xì)胞。李冠武等[22]將不同濃度的藻紅蛋白加入到細(xì)胞培養(yǎng)基中進(jìn)而進(jìn)行激光輻照，用MTT法測定細(xì)胞存活率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，激光能量恒定時(shí)，S180細(xì)胞生存率隨著藻紅蛋白濃度的增加而降低，說明紫菜藻紅蛋白的激光光敏反應(yīng)對(duì)S180瘤細(xì)胞有很強(qiáng)的抑制作用。2002年他還對(duì)R-藻紅蛋白介導(dǎo)的光敏反應(yīng)誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞凋亡進(jìn)行了研究，對(duì)培養(yǎng)的小鼠S180瘤細(xì)胞進(jìn)行光動(dòng)力治療處理，一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)S180瘤細(xì)胞出現(xiàn)凋亡并伴有特征性的DNA Ladders[23]。劉宇峰等[24]通過半固體瓊脂培養(yǎng)法及MTT法研究了壇紫菜紅藻藻藍(lán)蛋白（R-PC）對(duì)HL-60細(xì)胞生長的影響，結(jié)果表明，R-PC能夠顯著抑制HL-60細(xì)胞的生長，且存在濃度和時(shí)間效應(yīng)關(guān)系。

2.3 增強(qiáng)免疫功能

曾繁杰等[25]從壇紫菜中分離純化得到分子量為120 000的R－藻藍(lán)蛋白，通過常規(guī)細(xì)胞培養(yǎng)方法得出結(jié)論：紫菜R－藻藍(lán)蛋白（R－PC）可刺激人B淋巴細(xì)胞的增殖反應(yīng)，對(duì)葡萄球菌Cowen I（SAC）、抗人IgM的μ鏈血清及植物血凝素（PHA）誘導(dǎo)人B細(xì)胞增殖的輔助功能很高，紫菜R－藻藍(lán)蛋白還可用于免疫力缺陷的治療。時(shí)旭等[26]通過對(duì)小鼠灌胃條斑紫菜藻蛋白提取液研究其對(duì)小鼠免疫功能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)藻膽蛋白提取液可以提高小鼠免疫器官臟器指數(shù)，進(jìn)而增強(qiáng)小鼠的免疫功能。

3 紫菜蛋白多肽

生物活性肽是天然氨基酸以不同排列組合方式構(gòu)成的從二肽到復(fù)雜的線性或環(huán)形結(jié)構(gòu)的不同肽類的總稱。當(dāng)前從動(dòng)植物中開發(fā)活性肽，特別是利用蛋白酶酶解蛋白進(jìn)而制備生物活性肽正成為研究的熱點(diǎn)。紫菜多肽是通過生物酶解技術(shù)從紫菜蛋白中提取獲得的多肽活性物質(zhì)，由于生存環(huán)境的差異，使海洋生物活性物質(zhì)的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)有一定的特殊性，使紫菜多肽可能具備一些特有的生物活性[27]。

3.1 抗氧化

紫菜多肽具有一定的抗氧化能力。姚興存等[28]以條斑紫菜為原料，使用蛋白酶水解紫菜蛋白制得紫菜活性肽，通過測定紫菜活性肽對(duì)·OH、DPPH·的清除能力及還原能力來評(píng)價(jià)其抗氧化性，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過3種蛋白酶酶解所得到的紫菜蛋白活性肽均具有一定的抗氧化能力。

3.2 降血壓活性

紫菜多肽具有降血壓的功能。姚興存等[29]采用木瓜蛋白酶酶解條斑紫菜，得到紫菜蛋白活性寡肽，研究不同水解條件下酶解液的ACE抑制率以評(píng)價(jià)其降血壓活性，結(jié)果表明酶解產(chǎn)物ACE抑制率平均可達(dá)34%以上，ACE抑制肽的半抑制濃度IC50值為4.48 mg/mL。

3.3 降血脂作用

王茵等[27]探討紫菜多肽的血脂調(diào)節(jié)作用，通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，建立了高血脂大鼠模型，比較分析了紫菜多肽對(duì)高血脂大鼠體質(zhì)量、肝臟系數(shù)、血脂指標(biāo)及過氧化指標(biāo)的影響情況。結(jié)果表明，紫菜多肽能有效控制高血脂模型大鼠體質(zhì)量的增加，改善血脂水平，提高抗氧化酶活力，抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，降低患動(dòng)脈硬化疾病的風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 血管舒張作用

紫菜生物活性多肽有舒張血管的作用。任姍姍等[30]研究紫菜活性多肽的血管舒張作用及機(jī)制，發(fā)現(xiàn)紫菜活性多肽可抑制受體操作性鈣通道激活劑去氧腎上腺素對(duì)血管環(huán)的收縮作用，又能阻斷電壓依賴性鈣通道激活劑KCl對(duì)血管環(huán)的收縮作用，對(duì)于去內(nèi)皮的血管環(huán)，也可以顯著抑制由去氧腎上腺素引起的收縮，并呈劑量－效應(yīng)正相關(guān)。說明紫菜活性肽具有血管舒張作用。

4 紫菜多酚

多酚又稱單寧，廣泛存在與蔬菜、水果、谷物、豆類等植物中，是一大類結(jié)構(gòu)不同、含有多個(gè)酚羥基化合物的總稱[31]。紫菜多酚也是一種植物多酚，具有多種生物活性，因此今年來也備受關(guān)注。

4.1 抗氧化活性

鐘明杰等[32]研究微波輔助提取紫菜多酚的工藝條件及其抗氧化活性，發(fā)現(xiàn)紫菜多酚的DPPH·的清除率為20.5%，還原力為0.193。蔡建秀等[31]研究紫菜多酚的抗氧化活性，發(fā)現(xiàn)紫菜多酚在0.005 mg/mL～0.5 mg/mL范圍內(nèi)，隨多酚濃度的增加對(duì)DPPH·的清除率不斷升高，并且能夠顯著抑制小鼠肝肝組織勻漿MDA的生成和抑制H2O2誘導(dǎo)的小鼠紅細(xì)胞溶血，表明紫菜多酚對(duì)紅細(xì)胞和組織細(xì)胞有保護(hù)作用，表現(xiàn)出很好的抗氧化作用。MACHU和Ahn等[33－34]也通過實(shí)驗(yàn)證明，紫菜多酚可有效降低實(shí)驗(yàn)動(dòng)物血清和肝臟中丙二醛含量，提高超氧化物岐化酶等抗氧化酶活性，在體外具有較強(qiáng)的抑制自由基活性。

4.2 抗腫瘤活性

Karadeniz等[35]通過實(shí)驗(yàn)證明紫菜多酚對(duì)多種腫瘤細(xì)胞株具有較強(qiáng)的抑制作用。

4.3 調(diào)血脂降血糖活性

CHOI E－K和LEE H－A等[36－37]通過實(shí)驗(yàn)證明紫菜多酚可有效降低模型動(dòng)物的空腹甘油三酯、膽固醇等血脂水平，有效降低糖尿病小鼠的空腹血糖值，提高實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的葡萄糖耐受能力和對(duì)胰島素的敏感性。

5 結(jié)語

紫菜一種具有很大實(shí)用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的海藻，具有很大的開發(fā)利用空間。紫菜含有多種營養(yǎng)成分，其在食用、保健、藥用等方面的應(yīng)用已有很長的歷史。隨著紫菜中生物活性成分研究的逐步深入，紫菜在功能性保健食品開發(fā)方面的應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注。到目前為止，多數(shù)學(xué)者主要針對(duì)紫菜多糖、藻膽蛋白、蛋白多肽、多酚的生物活性進(jìn)行了深入研究，通過體外實(shí)驗(yàn)證明紫菜多糖、藻膽蛋白、蛋白多肽、多酚具有抗氧化、抗腫瘤、降血壓、降血脂、提高免疫力、血管舒張等多種重要的功能。隨著人們保健意識(shí)的增強(qiáng)，研發(fā)能力的提高，今后會(huì)加強(qiáng)紫菜的相關(guān)研究，紫菜中所含有的活性成分將更多地為人們所發(fā)現(xiàn)，能擴(kuò)大其在功能性保健食品及新型藥物等領(lǐng)域的應(yīng)用。

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Research Progress of Bioactives from Porphyra yezoensis

WANG Zhi
（Tianjin Food safety Insepection Technology Institute，Tianjin 300000，China）

Porphyra yezoensis possesses antioxidant，anti-tumor，hypotensive，hypolipidemic and immunity enhancement activities.Biological activities of main bioactive components（including polysaccharides，phycobiliprotein，polypeptide，polyphenols）in Porphyra yezoensis were summarized.The reference for reasonable application of Porphyra yezoensis resources was proposed.

Porphyra yezoensis；polysaccharides；phycobiliprotein；polypeptide；polyphenols；biologicalactivity

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.10.048

2017-03-22

王治（1977—），男（漢），助理工程師，本科，研究方向：食品及空氣潔凈度檢驗(yàn)檢測。