巖藻多糖產(chǎn)品市場調(diào)研報告

1、巖藻多糖產(chǎn)品市場調(diào)研報告一 巖藻多糖概述1 巖藻多糖定義巖藻多糖是一類硫酸化多糖，一般存在于褐藻和棘皮動物中，首先由Kylin在1913年從掌狀海帶中提取出來，命名為Fucoidin，現(xiàn)今根據(jù)國際命名原則統(tǒng)一定名為巖藻多糖硫酸酯（fucoidan）或巖藻聚糖硫酸酯（sulfated fucan）。而中文名稱有多個，巖藻聚糖、巖藻聚糖硫酸酯、褐藻聚糖硫酸酯、巖藻糖膠等。2 巖藻多糖結(jié)構(gòu)巖藻多糖是一種高度不均一的水溶性雜多糖，其主要成分是巖藻糖，即-L-巖藻糖-4-硫酸酯的多聚物，同時還含有不同比例的半乳糖、木糖、葡萄糖醛酸和少量蛋白質(zhì)等。L-巖藻糖-4-硫酸酯的結(jié)構(gòu)特征是1，2-聯(lián)接的聚-L-吡

2、喃巖藻糖。主鏈由巖藻糖組成，在巖藻糖上含有大量的硫酸基，這是他們共同的特點(diǎn)。海帶產(chǎn)地不同，所提取的巖藻多糖的結(jié)構(gòu)也略有不同。我國青島、福建產(chǎn)海帶中提取的褐藻糖膠的硫酸基主要連接在C4位上，而大連產(chǎn)的海帶巖藻多糖的硫酸基主要連接在C2或C3位。3 巖藻多糖來源巖藻多糖是存在于所有褐藻中的細(xì)胞間多糖，它一般以小滴狀存在于褐藻間組織或粘液基質(zhì)中，能從葉片表面分泌出來。巖藻多糖的含量與植物部位有密切關(guān)系，海帶葉片中的含量比頸部多，葉片含量自基部向尖部逐漸升高，葉片邊緣比中間部位多。巖藻多糖的含量也隨褐藻種屬和產(chǎn)地的變化而變化。此外，海藻的生長時間與季節(jié)對含量也有影響，7-12月份較高，3，4月份較低。

3、De Reviers發(fā)現(xiàn)巖藻多糖的多分散性與他們在細(xì)胞壁中的位置有關(guān)，均聚的硫酸化巖藻多糖主要發(fā)現(xiàn)于細(xì)胞壁，而由木糖、半乳糖、葡萄糖醛酸和巖藻糖等組成的雜聚的泡葉藻巖藻多糖硫酸酯主要存在于細(xì)胞間隙。4 巖藻多糖理化性質(zhì)巖藻多糖為乳白色粉末，溶于水，不溶于乙醇、丙酮、氯仿等有機(jī)溶劑。巖藻糖膠中帶負(fù)電的硫酸集團(tuán)，在酸性條件下可與明膠或膠原中帶正電的氨基基團(tuán)相互作用形成離子鍵。海帶巖藻多糖水溶液的pH值為6.46，呈弱酸性，其旋光度范圍較廣D25為115-141。精制的巖藻多糖很易溶于水、生理鹽水（0.85%）或各種緩沖液中，可配成3%溶液。1%溶液有粘性，與其他粘質(zhì)物相混有膨脹的性質(zhì)等。5巖藻聚糖

4、主要生產(chǎn)工藝1）提取方法海帶中的巖藻多糖的提取一般是直接提取或是從海帶提取褐藻膠過程中產(chǎn)生的廢渣液中提取。目前提取方法有水提取、酸提取、超聲波提取法等。水提法是利用巖藻多糖易溶于水的性質(zhì)，避免了巖藻多糖發(fā)生酸水解的可能性，可保持巖藻多糖的大分子結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)是提取液體積過大，提取物中存在較多的褐藻酸，增加了分離純化的難度。酸提取法是利用褐藻酸在低pH下難溶解的性質(zhì)，用稀鹽酸將褐藻多糖提取出來。由于大部分褐藻酸未被溶出，因此提取物中巖藻多糖的純度較高。該方法存在著提取周期長，耗能多等缺點(diǎn)。超聲波提取多糖是一種很有希望的多糖提取新方法，可以提高提出率并縮短提取時間。還有一些研究者試用酶提取，一般采用的

5、酶以纖維酶為主的復(fù)合酶。2）純化方法經(jīng)上述方法提取的巖藻多糖粗品通常含有一些雜質(zhì)，如水溶性褐藻膠、蛋白質(zhì)、褐藻淀粉、色素等等，需進(jìn)一步純化。純化的方法主要有兩種：乙醇分步沉淀法和季銨鹽類沉淀法。乙醇分步沉淀法是先用低濃度乙醇（20%-30%）沉淀除去褐藻酸和色素，然后通過高濃度乙醇（60%）得到巖藻多糖沉淀，再用淀粉酶除去其中的海帶淀粉雜質(zhì)；季銨鹽沉淀法是利用陽離子表面活性劑（如十六烷氯化吡啶、十六烷三甲基溴化銨等）能與高分子電解質(zhì)產(chǎn)生沉淀的性質(zhì)，使巖藻多糖沉淀出來，這一沉淀又可溶于高濃度NaCl溶液的原理進(jìn)行處理，之后在上清液中加入3倍體積的乙醇，使巖藻多糖沉淀，離心干燥得多糖樣品。用季銨鹽

6、法純化制備的巖藻多糖純度較高，但操作步驟較多，巖藻多糖的回收率比較低。而乙醇分步沉淀法相對比較簡單，但巖藻多糖純度不如后者高。二 巖藻多糖的生理活性1抗凝血活性抗凝血活性是巖藻多糖眾多活性中被研究得較早，也較為全面的活性之一。在正常生理條件下，血液在血管內(nèi)循環(huán)不會自行凝固。在血管壁受損、血液成分改變等病理情況時，可使血液呈高凝狀態(tài)，形成由纖維蛋白和血液其他成分組成凝塊，形成血栓。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)抗凝效果與多糖分子量、硫酸酯含量以及硫酸酯所接的位置都有密切關(guān)系。巖藻多糖的抗凝血作用機(jī)制主要是利用帶負(fù)電基團(tuán)，通過結(jié)合肝素輔助因子（HC-）生成復(fù)合物，該復(fù)合物與凝血酶的結(jié)合，從而在空間結(jié)構(gòu)上抑制凝血酶活性

7、。同時，巖藻多糖也結(jié)合在纖維蛋白原的一定部位上，使凝血酶無法接近并作用于纖維蛋白原。對HC、凝血酶中的lys進(jìn)行選擇性修飾后，巖藻多糖的抗血栓活性完全消失，表明這些氨基殘基有助于帶負(fù)電荷的巖藻多糖的結(jié)合或是它的修飾使巖藻多糖的結(jié)合位點(diǎn)喪失。大量的實驗表明，巖藻多糖具有明顯的抗血栓作用，它能夠抑制血栓形成，還能增強(qiáng)t-PA激活纖溶酶原，從而具有抗血栓形成和溶解血栓的雙重作用，而且目前臨床應(yīng)用的抗凝劑和溶栓劑都不具備這樣的特點(diǎn)。2抗腫瘤作用海藻多糖抗腫瘤作用主要分為三大類：第一類：是對腫瘤細(xì)胞的直接作用，即多糖直接殺死腫瘤細(xì)胞。巖藻多糖使機(jī)體自身的細(xì)胞DNA分解酶將癌細(xì)胞的DNA切斷，失去生長繁殖

8、的P53基因，癌細(xì)胞就會迅速死亡，實驗證實，巖藻多糖不會促使正常細(xì)胞自殺。第二類：作為生物免疫調(diào)節(jié)反應(yīng)調(diào)節(jié)劑，通過增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能而間接抑制和殺死腫瘤。第三類：是通過抑制腫瘤周圍的毛細(xì)血管的生成達(dá)到抑制腫瘤的作用。大量的研究結(jié)果表明，褐藻中的巖藻多糖可以通過抑制腫瘤細(xì)胞周圍的血管生成，阻斷腫瘤細(xì)胞的侵潤和轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到抑制腫瘤生長的目的。3抗病毒活性巖藻多糖的抗病毒活性已有不少報道，抗HIV作用是巖藻多糖抗病毒研究的熱點(diǎn)，其抗HIV病毒機(jī)理主要是通過阻斷HIV與靶細(xì)胞上的受體CD4的連接發(fā)揮抗病毒的作用。細(xì)胞上的CD4分子氨基末端含有豐富的堿性氨基酸，是HIV入侵宿主細(xì)胞及硫酸多糖抗HIV的

9、靶點(diǎn)之一。HIV的gp120與靶細(xì)胞表面的CD4分子結(jié)合，從而入侵宿主細(xì)胞，并進(jìn)行融合和復(fù)制。硫酸多糖通過阻斷gp120與靶細(xì)胞上的受體CD4的連接發(fā)揮抗病毒作用。4抗輻射作用及對重金屬及其他毒素的阻吸作用巖藻多糖是一種優(yōu)質(zhì)的膳食纖維。在人體具有較重要的生理功能，如促進(jìn)胃腸蠕動。吸附有毒物質(zhì)并加速排除，尤其是吸附多種有毒重金屬如Pb、Sn、Cd等，減輕這些物質(zhì)對人體的毒害。5免疫調(diào)節(jié)作用大量研究表明，藻類多糖可以與淋巴細(xì)胞表面的受體CR3結(jié)合，通過影響胞內(nèi)Ca2+，cAMP，cGMP等信息分子的濃度而參與淋巴細(xì)胞的活化、增殖，促進(jìn)細(xì)胞因子和抗體的產(chǎn)生。5.1 對非特異免疫功能的影響巨噬細(xì)胞（P

10、eritoneal Macrophages）和NK細(xì)胞是體內(nèi)非特異性免疫的主要細(xì)胞，但是未活化的巨噬細(xì)胞吞噬作用有限，因此巨噬細(xì)胞的激活可以提高機(jī)體抗腫瘤的能力。5.2 對特異性免疫功能的影響T、B淋巴細(xì)胞是體內(nèi)數(shù)量較多的細(xì)胞群之一，在免疫應(yīng)答中起著核心作用，經(jīng)研究表明，巖藻多糖能使B細(xì)胞數(shù)量增加、增強(qiáng)輔助性T細(xì)胞。5.3 對細(xì)胞因子的影響白細(xì)胞介素（IL）、干擾素（IFN）、腫瘤壞死因子（TNF）等細(xì)胞因子在介導(dǎo)天然免疫及調(diào)節(jié)特性免疫應(yīng)答方面，表現(xiàn)出突出的生物活性。研究發(fā)現(xiàn)：很多多糖都能誘導(dǎo)內(nèi)源性細(xì)胞因子的生成。6抗粥狀動脈硬化（AS）6.1 保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞免受各種刺激因子的損傷，從而阻斷AS

11、形成的起始環(huán)節(jié)在自由基、陽離子蛋白、某些細(xì)菌、病毒等損傷因子作用下，內(nèi)皮受損時其通透性和粘附性改變，受損的內(nèi)皮細(xì)胞一方面會產(chǎn)生細(xì)胞因子、生長因子來刺激血管平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞增值，另一方面可生成趨化因子和粘附因子促進(jìn)相關(guān)細(xì)胞遷移聚集到內(nèi)皮下，促使AS斑塊形成。因此保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞免受損傷可以很好的抑制AS的生成。、6.2 抑制血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）的增值、遷移多種刺激因素和生長因子的作用下，VSMC可以由分化狀態(tài)轉(zhuǎn)化為去分化狀態(tài)，轉(zhuǎn)移到內(nèi)膜后大量增殖，使血管壁增厚，順應(yīng)性下降，是高血壓、動脈粥樣硬化和血管再狹窄等疾病的主要原因。硫酸多糖類化合物含有較高的負(fù)電荷，易與含有陽離子的生物大分子（如蛋

12、白酶、生長因子、細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞粘附分子等）結(jié)合，參與各種生化反應(yīng)，抑制VSMC的增值、遷移。6.3 抑制補(bǔ)體系統(tǒng)的作用補(bǔ)系統(tǒng)體是機(jī)體重要的免疫系統(tǒng)，參與機(jī)體主要的生理防御功能。但它被激活后對EC有很大損傷潛能，產(chǎn)生的C5a對VSMC有趨化作用，補(bǔ)體C3生活單核細(xì)胞粘附到內(nèi)皮表面的主要介導(dǎo)劑。因此補(bǔ)體在AS形成過程中起重要的作用。7 其他生理活性1）巖藻糖對超氧陰離子和羥自由基具有良好的清除作用，所以其具有抗氧化作用而能延緩衰老。2）巖藻多糖在降血糖的同時促進(jìn)了胰島細(xì)胞分泌胰島素，緩解糖尿病病情。3）巖藻多糖是一種優(yōu)質(zhì)的膳食纖維。在人體內(nèi)具有較重要的生理功能，如促進(jìn)胃腸蠕動。三 巖藻多糖的安全

13、性根據(jù)國家醫(yī)藥管理局天津藥物研究所對巖藻多糖一般藥理性實驗巖藻多糖100mg/kg、300mg/kg 灌胃給藥，對麻醉犬血壓、心電未見有明顯作用；400mg/kg、800mg/kg 灌胃給藥，對小鼠神經(jīng)系統(tǒng)未見明顯影響。急性毒理性試驗巖藻多糖以2.5、0.9、0.3g/kg/日給大鼠灌胃給藥6個月及恢復(fù)期1個月對血液學(xué)指標(biāo)中除凝血時間明顯延長外，對其它指標(biāo)無明顯影響；對血液生化學(xué)指標(biāo)給藥6個月后，各給藥組雌性大鼠谷草轉(zhuǎn)氨酶明顯低于對照組，高劑量組血糖值亦明顯低于對照組。經(jīng)過1個月恢復(fù)，給藥組與對照組比較無明顯差異，對其它指標(biāo)均無明顯影響；臟器系數(shù)、病理組織學(xué)檢查也未發(fā)現(xiàn)明顯的病理變化。另外有多

14、篇科研文獻(xiàn)報道，巖藻多糖及其他硫酸多糖類作為病毒抑制劑及其他生物活性劑具有廣譜、高效、低毒和不易出現(xiàn)耐藥性等特點(diǎn)。四 巖藻多糖經(jīng)濟(jì)價值及前景據(jù)人民日報報導(dǎo)：“巖藻多糖在國外平均售價達(dá) 32.7美元克，每公斤折合人民幣約31萬元”。海帶中的巖藻多糖含量一般在0.31.5%。干海帶中巖藻多糖的含量一般在4%左右，2008年我國產(chǎn)干海帶80萬噸，考慮提取率及加工中的損失按巖藻多糖含量2%提取率計算，可生產(chǎn)巖藻多糖8000噸，可創(chuàng)造約4960億元的利潤?？蓪崿F(xiàn)我國海藻工業(yè)成為千億元大產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)。五 巖藻多糖產(chǎn)品分析目前國外生產(chǎn)巖藻多糖產(chǎn)品主要有美國和日本。美國在太平洋島國湯加有一個生產(chǎn)基地，用的是產(chǎn)自

15、太平洋的一種海藻Limu，產(chǎn)量較小。日本生產(chǎn)基地主要有兩個，一個是日本北部北海道，用的原料日本成為“昆布”，其真正的名字叫做“厚葉解曼藻”（Kjellmaniella Crassifolia）。這種原料在日本很少，且價格很高，是日本家喻戶曉的一種海藻，在日本人心中有很高的地位，日本人比較崇信，產(chǎn)品的組成和品質(zhì)與中國的海帶幾乎完全一樣；另外一個基地在日本南部的沖繩、琉球一帶，原料是海蘊(yùn)（Wakame Mozuku），這種原料較多，產(chǎn)量大，但日本人覺得它品質(zhì)差價格也就低。國外的產(chǎn)品主要用于飲料、食品、片劑、膠囊。（具體產(chǎn)品詳見附表）。國內(nèi)僅有明月海藻集團(tuán)和日照結(jié)晶海洋生物技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn)和銷售巖藻多糖成品，主要作為保健品和藥品的原材料和營養(yǎng)強(qiáng)化劑使用。六 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀由于不同原料提取的巖藻多糖結(jié)構(gòu)各異，并且對于相同原料提取的巖藻多糖具體結(jié)構(gòu)及成分尚存在爭議，因此難以對巖藻多糖產(chǎn)品實施統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，目前日本及美國也無相關(guān)行業(yè)及國家標(biāo)準(zhǔn)。目前市售產(chǎn)品為各企業(yè)根據(jù)各自企業(yè)原料、生產(chǎn)方式、提取工藝及檢測條件等情況自行制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此造成目前市售產(chǎn)品巖藻多糖含量、組分各異的情況。七 結(jié)論我國海帶產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的95%，但我國對海帶的深入研發(fā)還不夠，對巖藻多糖的生理活性研究起步較晚。巖藻多糖在褐藻中的含量雖然相