摘要：硫酸軟骨素是從動(dòng)物軟骨中提取的黏多糖類(lèi)物質(zhì)，在防治心血管疾病、關(guān)節(jié)病等方面具有重要作用。隨著硫酸軟骨素的新功能、新用途不斷擴(kuò)大，應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)展，除了作為藥品外，大量的硫酸軟骨素是作為改善關(guān)節(jié)病的補(bǔ)充產(chǎn)品。在國(guó)際市場(chǎng)強(qiáng)勁的需求拉動(dòng)下，我國(guó)硫酸軟骨素產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展壯大。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外硫酸軟骨素相關(guān)文獻(xiàn)的綜述總結(jié)，從其結(jié)構(gòu)、來(lái)源、理化性質(zhì)、制備及應(yīng)用等方面詳細(xì)介紹了硫酸軟骨素的功能性質(zhì)，為硫酸軟骨素作為功能因子在保健食品方面的應(yīng)用提供了支持。

關(guān)鍵詞：硫酸軟骨素；酶解；發(fā)酵；應(yīng)用

1.來(lái)源

硫酸軟骨素（Chondroitin sulfate，ChS）是在哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的生物材料，特別是在動(dòng)物腿骨、軟骨、皮膚、神經(jīng)組織和血管中較為豐富。中國(guó)藥典2010版中ChS主要有三個(gè)來(lái)源，即豬的喉骨、鼻中骨、氣管等軟骨組織；此外還有海洋動(dòng)物的軟骨，牛、鳥(niǎo)類(lèi)及人類(lèi)食用家禽類(lèi)的軟骨等。除此之外，最近的研究通過(guò)生化方法和核磁共振圖譜鑒定出巴西蟾蜍的毒液中也存在ChS，其可能對(duì)于蛋白質(zhì)含量起保護(hù)作用。最近也有研究發(fā)現(xiàn)，比起常規(guī)的酶提取法，利用雞的腿骨熬湯來(lái)提取ChS更為方便，而且，基于中國(guó)食品工業(yè)的傳統(tǒng)的烹飪骨湯，這也為聯(lián)合生產(chǎn)骨湯和ChS提供了新的思路。

2.硫酸軟骨素的制備工藝

作為我國(guó)一種重要的出口原料藥，硫酸軟骨素有著多種生產(chǎn)工藝。ChS產(chǎn)品的價(jià)格取決于商品中ChS的含量與純度，從動(dòng)物軟骨中提取ChS的過(guò)程中可能殘留的多肽、蛋白質(zhì)、核酸會(huì)使ChS的價(jià)值大打折扣，因此提高產(chǎn)品的純度是企業(yè)與院校一個(gè)重要的研究方向。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)ChS行業(yè)進(jìn)入一個(gè)新的階段，在生產(chǎn)ChS的同時(shí)回收聯(lián)產(chǎn)蛋白成為行業(yè)主流，實(shí)現(xiàn)了原料的綜合利用，使污染減少，效益提高。而瘋牛病、禽流感等疾病的產(chǎn)生與流行也使人們對(duì)尋找新的原料來(lái)源（如海洋生物）和生產(chǎn)方法（如微生物發(fā)酵）的關(guān)注度逐步提升。

2.1ChS 的傳統(tǒng)動(dòng)物軟骨提取工藝

從工業(yè)生產(chǎn)的角度來(lái)看，以動(dòng)物軟骨為原料提取ChS仍是目前最經(jīng)濟(jì)有效的方法，常用的有豬、牛、禽類(lèi)及鯊魚(yú)的透明軟骨。原料不同，生產(chǎn)工藝略有差別，但本質(zhì)是相同的，即將ChS從軟骨中提取出來(lái)并進(jìn)行純化。ChS的提取分離方法主要有堿提取法、堿鹽法、酶處理法等，一般均需要經(jīng)酶解和活性炭、硅藻土或白陶土等處理，以提髙提取的效果。傳統(tǒng)方法提取一般需采用大量堿液和有機(jī)溶劑，提取ChS的含量也普遍較低，隨著對(duì)工業(yè)生產(chǎn)能耗和環(huán)境影響的要求日益嚴(yán)格，以及國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)于ChS品質(zhì)的要求日益提升，酶解-超濾法和酶解-樹(shù)脂法生產(chǎn)ChS已成為一種趨勢(shì)。酶解法是目前生產(chǎn)中普遍使用的方法，在特定的溫度和 pH值下，用蛋白酶催化蛋白質(zhì)的特定肽鍵水解，使ChS從糖蛋白中游離出來(lái)，得到軟骨提取液后再采用一定的方法進(jìn)行去除蛋白及并回收、純化ChS。

2.2ChS 的微生物發(fā)酵生產(chǎn)工藝

從動(dòng)物軟骨中提取ChS后續(xù)純化工藝復(fù)雜，同時(shí)為了避免動(dòng)物來(lái)源ChS可能產(chǎn)生的健康安全問(wèn)題及其生產(chǎn)中的環(huán)境污染問(wèn)題，用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)ChS逐漸成為研究熱點(diǎn)。ChS不僅存在于動(dòng)物軟骨組織，還以莢膜多糖的形式存在于某些微生物細(xì)胞壁上，自然界中許多真菌和細(xì)菌等均能合成低聚合度的ChS或類(lèi)ChS聚合物。

最初，有人選用巴斯德桿菌Pasteurella multocida作為生產(chǎn)菌株，但是其霍亂致病菌的屬性嚴(yán)重阻礙了其應(yīng)用。近來(lái)，以大腸桿菌Escherichia coliO5： K4： H4 作為出發(fā)菌株的研究較多，它可以產(chǎn)生莢膜多糖ChS前體———果糖軟骨素。經(jīng)過(guò)多位學(xué)者的研究，果糖軟骨素的產(chǎn)量已經(jīng)由最初分批培養(yǎng)的 0.2 g/L，提高到超過(guò) 8.0 g/L。但是，E. coli 仍是一種低致病的病原體，限制了它的大規(guī)模生產(chǎn)。

目前，ChS的發(fā)酵生產(chǎn)仍以E. coli K4 研究居多。E. coli K4 發(fā)酵液經(jīng)離心、過(guò)濾除菌體后，經(jīng)蛋白酶處理，透析和酸解即可獲得無(wú)果糖分支的軟骨素（Ch），Ch通過(guò)硫酸化修飾才能得到ChS。微生物發(fā)酵法生產(chǎn)ChS具有產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、成本低、污染少等優(yōu)點(diǎn)。隨著研究的深入，生產(chǎn)菌株的不斷開(kāi)發(fā)，ChS產(chǎn)量也越來(lái)越高，實(shí)現(xiàn)ChS發(fā)酵的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)成為可能。

3.硫酸軟骨素的應(yīng)用

3.1醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

ChS作為關(guān)節(jié)軟骨的重要組成部分，具有軟骨保護(hù)功能，在作為關(guān)節(jié)炎的治療藥物和功能食品領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用；利用其黏彈性特點(diǎn)，作為眼科手術(shù)流程中的輔助劑，包括白內(nèi)障摘除術(shù)和人工晶體置入術(shù)，也可用于緩解干眼癥；鱘魚(yú)硫酸軟骨素具有促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞凋亡、抑制細(xì)胞增殖的能力；它在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和成熟以及在神經(jīng)損傷的病理生理反應(yīng)中也發(fā)揮著重要作用。

3.2在化妝品行業(yè)的應(yīng)用

氨基葡萄糖鹽酸鹽和人體表皮脂膜層重要成分神經(jīng)酞胺的結(jié)構(gòu)非常相似，使產(chǎn)物容易透過(guò)，刺激細(xì)胞合成，具有消炎抑菌的作用，在化妝品中添加硫酸軟骨素，可調(diào)節(jié)皮膚的細(xì)胞代謝，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)的吸收，保持皮膚的水分和改善發(fā)質(zhì)，其保濕性能優(yōu)于甘油。和硫酸軟骨素一同作為細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)成分添加到面膜中，具有增強(qiáng)皮膚保濕能力和緊致抗衰老效果。

3.3在食品行業(yè)的應(yīng)用

硫酸軟骨素的功能主要通過(guò)所組成的蛋白聚糖來(lái)體現(xiàn)，大致分為結(jié)構(gòu)功能和調(diào)節(jié)功能，例如保濕性和炎癥抑制作用，常作為保健食品的配方對(duì)關(guān)節(jié)炎、冠心病、心絞痛、眼科疾病有一定防御作用。硫酸軟骨素作為食品添加劑，可用于食品的乳化、保濕和祛除異味； 可制成保健食品，可用作膳食補(bǔ)充劑。

4.展望

硫酸軟骨素作為一類(lèi)糖胺聚糖，有保濕性、抑制炎癥、促進(jìn)細(xì)胞代謝、傷口愈合、抑制癌細(xì)胞增殖、修復(fù)神經(jīng)損傷等多方面的作用，因?yàn)檫@些功能特性，使得硫酸軟骨素在藥品、食品、化妝品等行業(yè)均有廣泛的應(yīng)用，在目前的功能性食品中，硫酸軟骨素主要作為增加骨密度的功能因子用于補(bǔ)鈣類(lèi)保健品的制作，也有用于增強(qiáng)免疫力的產(chǎn)品中。相信對(duì)硫酸軟骨素的重視和深入研究、隨著其提取和制備工藝的逐漸成熟，在未來(lái)硫酸軟骨素會(huì)有更廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]王鳳. 鱘魚(yú)硫酸軟骨素提取與純化工藝優(yōu)化研究[D].武漢輕工大學(xué)，2014.

[2]王曉軍. 雞骨源硫酸軟骨素的提取及結(jié)構(gòu)分析[D].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2018.

[3]彭春娥. 一種硫酸軟骨素E降解抗性的糖胺聚糖裂解酶的鑒定與應(yīng)用[D].山東大學(xué)，2018.

[4]邊玲， 凌沛學(xué). 硫酸軟骨素用于治療骨關(guān)節(jié)炎的制劑[J]. 食品與藥品， 2013（5）：367-368.

[5]玄光善，穆蘭蘭，孫桐，李青 . 等離子體處理聚氨酯- 膠原-硫酸軟骨素復(fù)合材料的制備及性能評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)組織工程研究，2016，20（43）：6451-6457.

作者簡(jiǎn)介：羅曦（1997-），女，四川成都人，本科生。