海洋生物活性物質(zhì)復(fù)習(xí)資料2

1、第4章 海洋微藻的活性物質(zhì)微藻：指那些在顯微鏡下才可清晰辨別其形態(tài)的微小藻類的總稱。海洋微藻介紹:藍(lán)藻門原核藻類、顫藻屬、硅藻門、甲藻門、綠藻門、金藻門、黃藻門微藻的生物活性物質(zhì)：1、利用微藻開發(fā)生產(chǎn)生物活性物質(zhì)具有很多獨特的優(yōu)點：1）微藻種類繁多，有可能提供很多新的獨特的生物活性物質(zhì)；2）許多微藻可以進(jìn)行人工養(yǎng)殖，且生長速度快，繁殖周期短，能夠較好地保證資源供應(yīng)；3）微藻可塑性強(qiáng)，容易通過改變環(huán)境條件等因素來提高其體內(nèi)生物活性物質(zhì)的含量，因此開發(fā)利用海洋微藻是人類向海洋索取新資源的一條有效途徑。2、微藻開發(fā)生產(chǎn)生物活性物質(zhì)：(1) 色素 (2)不飽和脂肪酸(3 )蛋白質(zhì)(4) 多糖類和甾醇類

2、(5 )生物抗生素(6) 毒素利用藻類生產(chǎn)PUFAS具有以下優(yōu)點：1）藻類細(xì)胞PUFAS含量較高，其相對含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于魚體內(nèi)PUFAS的含量；2）從藻細(xì)胞提取的PU FAS沒有魚腥味，可用做食品添加劑，而且不含膽固醇，避免了食用魚油時攝入大量膽固醇的缺點，可作為藥用；3）某些藻類所含的PUFAS種類比較單純，相對容易進(jìn)行單一成分提純；4）藻類的繁殖周期比魚類要短得多且受環(huán)境的影響較小，藻類可以用各種反應(yīng)器進(jìn)行培養(yǎng)，可以對營養(yǎng)成分和環(huán)境因素作出精確的控制，還可實現(xiàn)純種培養(yǎng)；5）可對藻類基因改造，使之高效合成單一PUFAS成分等。4.2 海洋微藻的活性多糖螺旋藻具有一型糖苷鍵。1、螺旋藻多糖：能夠提

3、高動物體非特異性的細(xì)胞免疫功能并促進(jìn)機(jī)體特異性的體液免疫。對腫瘤細(xì)胞有一定的抑制和殺傷作用?？谷毖?、抗疲勞、抗輻射，并可以治療潰瘍、糖尿病、肝炎及視覺障礙等多種疾病。2、綠藻多糖：綠藻多糖有抗炎、抗凝血、抑制腫瘤細(xì)胞生長以及調(diào)節(jié)免疫功能。3、杜氏藻多糖：杜氏藻多糖復(fù)合物具有較強(qiáng)的生物活性，能夠增強(qiáng)抗原性和機(jī)體免疫功能，增強(qiáng)機(jī)體巨噬細(xì)胞的吞噬功能，杜氏藻水提物中的硫酸多糖在體內(nèi)對敗血癥病毒和非洲豬熱病毒的復(fù)制有抑制作用。4、硫酸多糖：硫酸多糖存在于微藻細(xì)胞中的主要作用是保護(hù)藻細(xì)胞能在極端環(huán)境條件中生長繁殖，如干旱、強(qiáng)光照和沙石環(huán)境。4.3 海洋微藻的活性脂類1、 薇藻制油的優(yōu)勢：1 、

4、 產(chǎn)油率高2 對環(huán)境有益3 不占用耕地2、 不飽和脂肪酸作用：-3 PUFA與降低血脂及降低心臟疾病的發(fā)病率有著緊密的聯(lián)系，還可改善燒傷癥狀、減輕膿毒癥病情，并具有抗衰老、改善老年人記憶以及在器官移植方面的作用等，EPA和DHA可改善大腦記憶功能、維持正常視力、降血脂、抗血液凝集、抗炎、抗癌及免疫調(diào)節(jié)。3、 螺旋藻的粗蛋白占藻體干重的60%以上，具有降低血漿膽固醇、抗癌、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、抗衰老等功能。具有預(yù)防心腦血管疾病，滋養(yǎng)肝臟、保護(hù)胃腸道、預(yù)防糖尿病、防癌抗癌，增強(qiáng)免疫力、抗菌、抗疲勞及衰老的作用。4、螺旋藻營養(yǎng)價值：降低膽固醇和血脂、抗癌、減肥、養(yǎng)胃護(hù)胃、治療貧血及微量元素缺乏、護(hù)肝、增

5、進(jìn)免疫、調(diào)整代謝機(jī)能。5、螺旋藻作用：藻藍(lán)蛋白，提高淋巴細(xì)胞活性，增強(qiáng)人體免疫力；維生素及礦物質(zhì)含量豐富，易吸收，改善厭食癥；鐵含量豐富，防治貧血；含大量的-亞麻酸，健腦益智、清除血脂、調(diào)節(jié)血壓、降低膽固醇；螺旋藻多糖具抗輻射損傷和改善放、化療引起的副作用；葉綠素含量豐富，促進(jìn)消化、中和血液中毒素、消除內(nèi)臟炎癥；脂肪含量只有5%，不含膽固醇。6、螺旋藻藥理作用：抗輻射損傷作用、抗菌作用、抗癌作用、光敏作用、對免疫系統(tǒng)的作用、降低膽固醇、提高鐵的生物有效性和調(diào)理貧血癥、幫助建造健康的乳酸桿菌群、對胃的保護(hù)作用、減輕汞及藥物對腎的毒性。7、杜氏藻的生長特性：鹽生杜氏藻可在高pH的堿性條件下生長；嗜

6、酸杜氏藻可耐受pH1.0的酸性環(huán)境；適宜生長的pH因種而異，一般在9左右，也是積累胡蘿卜素的最佳值。 類胡蘿卜素的積累：高鹽脅迫誘導(dǎo)合成類胡蘿卜素。營養(yǎng)缺乏，對合成類胡蘿卜素有促進(jìn)作用，積累 ß-胡蘿卜素的杜氏藻有很強(qiáng)的抗強(qiáng)光傷害能力。8、胡蘿卜素的臨床生物學(xué)功效：對多種移植腫瘤也有抑制作用；放療和化療過程中，可降低毒害作用，增強(qiáng)治療效果；預(yù)防腫瘤發(fā)生和輔助治療的作用，與其抗氧化性質(zhì)密切相關(guān)，其分子中含有多個共軛雙鍵，為一種良好的抗氧化劑。提高機(jī)體解毒功能，抑制致癌物質(zhì)的活性；對自由基有很強(qiáng)的瘁滅作用，減少過氧化物對組織的損傷。4.6 海洋微藻的其他活性物質(zhì)：1、 抗生素,包括具有抗

7、細(xì)菌、真菌的物質(zhì)(有機(jī)酸、脂肪酸、溴酚、丹寧、類萜、多糖及醇類等)二、毒素如肽類、生物堿、脂多糖等,可使人產(chǎn)生麻痹性、痢疾性、肉毒性或溶血性等類型的中毒現(xiàn)象。第五章海洋微生物活性物質(zhì)海洋微生物的特性:海洋環(huán)境以高鹽、高壓、低溫、稀營養(yǎng)為特征。長期適應(yīng)復(fù)雜的海洋環(huán)境而生存，有其獨具的特性：嗜鹽性、嗜冷性 、嗜壓性(嗜壓性-是深海微生物獨有的特性)、低營養(yǎng)性、趨化性與附著生長、多形性(這種特性是微生物長期適應(yīng)復(fù)雜海洋環(huán)境的產(chǎn)物)、發(fā)光性能在 0生長，或其最適生長溫度低于20的微生物，稱為嗜冷微生物。嗜冷菌主要分布于極地、深?；蚋呔暥鹊暮Ｓ蛑?。多數(shù)海洋微生物的生長要求較低的溫度，超過37就停止生長或

8、死亡。深海嗜壓細(xì)菌則具有在高壓環(huán)境下生長的能力，能在高壓環(huán)境中保持其酶系統(tǒng)的穩(wěn)定性。海洋細(xì)菌在形成菌落過程中，自身代謝產(chǎn)物積聚過甚而中毒致死。這種現(xiàn)象說明常規(guī)的平板法并不是一種最理想的分離海洋微生物方法。多數(shù)海洋細(xì)菌都具運動能力。某些細(xì)菌還具有沿著某種化合物濃度梯度移動的能力，稱為趨化性。某些專門附著于海洋植物體表而生長的細(xì)菌稱為植物附生細(xì)菌。發(fā)光細(xì)菌通常從海水或魚產(chǎn)品上分離到；海洋微生物類群:1 海洋病毒:海洋環(huán)境中土著性、超顯微的、僅含有一種類型核酸、專性活細(xì)胞內(nèi)寄生的非細(xì)胞形態(tài)一類微生物。2 海洋細(xì)菌:生活在海洋中的、不含葉綠素和藻藍(lán)素的原核單細(xì)胞生物；個體直徑常在1微米以下，呈球狀、桿

9、狀、螺旋狀和分枝絲狀的微生物；無真核、細(xì)胞壁堅韌；能游動的種以鞭毛運動。3 海洋放細(xì)菌:根據(jù)菌絲形態(tài)和功能可分為營養(yǎng)菌絲、氣生絲和孢子絲三種。根據(jù)細(xì)胞形態(tài)差異。4 海洋藍(lán)細(xì)菌:藍(lán)細(xì)菌可分為單細(xì)胞和絲狀體兩大類。 藍(lán)細(xì)菌是海洋生態(tài)系統(tǒng)和海洋初級生產(chǎn)力的重要組成部分。5 海洋真菌：生活在海洋中的能形成孢子且有真核結(jié)構(gòu)的微生物。海洋微生物與生物活性物質(zhì)1、海洋生物活性物質(zhì)初始來源大部分來自低等海洋生物及其共生微生物；能產(chǎn)生多種活性物質(zhì)，包括淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等，所產(chǎn)生的這些酶具有獨特的性能。即在低溫和高堿性的環(huán)境里，酶的活性特強(qiáng)； 2、許多海洋毒素如河豚毒素（TTX）、?？舅兀ˋp-A、Ap-

10、B）、石房蛤毒素、西加毒素等的真正來源都是海洋微生物。 3 、活性藥物5.1海洋藍(lán)細(xì)菌的生物活性物質(zhì)一、抗癌化合物：1、Cryptophycins(縮酚肽類)2 Apratoxin A環(huán)縮肽類毒素 二、抗病毒化合物：從藍(lán)細(xì)菌中獲得的三類抗病毒化合物：1、多糖2、糖結(jié)合蛋白3、環(huán)肽三、抗菌活性物質(zhì)四、抗原蟲活性物質(zhì)五、蛋白酶抑制劑5.2 海洋細(xì)菌的生物活性物質(zhì)海洋中常發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌主要屬于以下系統(tǒng)類群: 變形細(xì)菌群; 革蘭氏陽性細(xì)菌群( 包括高G +C 和低 G +C) ; 噬纖維菌群-黃桿菌群; 浮霉?fàn)罹?衣原體群及其它尚未被培養(yǎng)的系統(tǒng)類群等。一、大環(huán)內(nèi)酯類化合物二、肽類化合物三、生物堿類化合物四

11、、含鹵化合物五、其他類化合物如：抗真菌的抗生素 5.3 海洋放線菌的生物活性物質(zhì)近海沿岸的淺海海域發(fā)現(xiàn)的放線菌主要是鏈霉菌,小單胞菌,諾卡菌,紅球菌,分支桿菌等; 遠(yuǎn)海,深海中的放線菌主要是高溫放線菌,游動放線菌,戈登菌等。海棲的鼓浪嶼亞種則能產(chǎn)生抗菌譜廣、抗菌活力強(qiáng)和毒性低的新抗生素8510鑒定過一株綠色小四孢菌，是前所末見過的新種，命名為綠色小四孢菌廈門新種。從所做的極有限的海洋菌株的分離、純化和鑒定中，屢次獲得新種或新的亞種，說明海洋的確是微生物新種屬的“聚寶盆”。從福建泉州灣海泥中分離到一株嗜堿的海洋鏈霉菌2B，有強(qiáng)的耐鹽能力，特別能在pH 10的培養(yǎng)基里生長并產(chǎn)生抗菌物質(zhì)。所產(chǎn)生的抗

12、菌物質(zhì)包括2個部分：一部分是脂溶性的抗革藍(lán)陽性細(xì)菌的物質(zhì)；一部分是水溶性的廣譜的抗生素。后者經(jīng)分離、純化和鑒定，是一種新型的氨基糖苷類抗生素，稱為丁醚苷菌素。對許多能產(chǎn)生鈍化酶的細(xì)菌，具有強(qiáng)的抑制作用。一、內(nèi)酯類化合物二、吡喃酮類化合物三、醌類化合物四、生物堿類化合物五、肽類化合物六、酰胺類化合物七、糖苷類化合物八、其他化合物如：五元環(huán)多醚5.4 海洋真菌的生物活性物質(zhì)活性化合物類型包括生物堿、多肽、聚酮、萜類、甾醇類等多種結(jié)構(gòu)類型及其鹵代衍生物，主要以含氮類化合物和聚酮類化合物為主。5.5 海洋微生物的酶類來自弧菌的酶有瓊脂糖酶 、谷氨酞胺酶 、幾丁質(zhì)酶 、蛋白酶 、甘露聚糖酶等。據(jù)極端微生

13、物的分類 ,相應(yīng)地將極端酶大致分為嗜熱酶 、嗜冷酶 、嗜壓酶 、嗜酸酶 、嗜堿酶 、嗜鹽酶 ,耐有機(jī)溶劑酶等。一、多糖酶：1、淀粉酶：根據(jù) pH 穩(wěn)定性不同， 淀粉酶可以分為酸性、中性和堿性 。根據(jù)耐熱性可以將其分為高溫、中溫和低溫淀粉酶3 類 。2、瓊脂酶：根據(jù)作用方式不同， 瓊脂酶可分為 -瓊脂酶和 -瓊脂酶兩類。目前所發(fā)現(xiàn)的瓊脂酶大多為 -瓊脂酶，-瓊脂酶很少， 而且主要來自海洋細(xì)菌 。3、卡拉膠酶4、褐藻酸裂解酶：按照降解底物的不同， 褐藻膠裂解酶可分為3 大類: 古羅糖醛酸裂解酶、甘露糖醛酸裂解酶和兩者都可裂解的雙功能酶。海洋細(xì)菌褐藻酸裂解酶的最適 pH 在7.58.5之間， 最適溫

14、度為 25 50 。二、脂類水解酶脂類水解酶指能夠催化酯類化合物的水解和合成的一類酶， 根據(jù)催化底物鏈的長短可以分為酯酶和脂肪酶。三、蛋白酶四、海洋微生物極端酶：1、嗜熱酶：深海極端嗜熱菌產(chǎn)生的蛋白酶的最適催化溫度 為 116 ,123下仍有活性 ,是目前已知最耐熱的蛋白酶 。2、嗜冷酶嗜冷微生物中產(chǎn)生的很多酶在低溫下才顯出高效的催化效率 ,此類酶稱為嗜冷酶 。3、嗜壓酶4、嗜堿酶從福建沿海海泥和日本海洋科學(xué)技術(shù)中心提供的深海海泥中分離到一批嗜冷和嗜堿的微生物生長需要極堿性的環(huán)境(pH10或以上)需要低的溫度(0則生長，20就生存不下去)。能產(chǎn)生多種活性物質(zhì)，包括淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶等，所產(chǎn)

15、生的這些酶具有獨特的性能。即在低溫和高堿性的環(huán)境里，酶的活性特強(qiáng)第六章 海洋生物資源開發(fā)一、海洋生物資源開發(fā)的概述海洋生物資源又指海洋水產(chǎn)資源，指海洋中蘊藏的經(jīng)濟(jì)動物和植物的群體數(shù)量，是有生命、能自行增殖和不斷更新的海洋資源。海洋生物資源也稱漁業(yè)資源。1、海洋生物：包括海洋動物、海洋植物和海洋微生物。多生活在高鹽度、高滲透壓、低（無）光照、高水壓、高溫（火山口附近）和高金屬（局部）等被視為生命極限的環(huán)境中。 2、藥用海洋生物資源：在中國的黃帝內(nèi)經(jīng)、神農(nóng)本草、本草綱目中都有海洋藥用生物的記載。 海洋生物中有許多種類含有毒素 , 臨床上可作為肌肉松弛劑、鎮(zhèn)靜劑和局部麻醉劑。從海產(chǎn)粘盲鰻中提取盲鰻素

16、 , 是一種強(qiáng)效心臟興奮劑和升血壓劑 。鱉魚肝可提取肝油 , 肝油內(nèi)含有大量鱉肝烯 , 可作為皮膚潤滑劑、脂肪性藥物的攜帶劑 。鯊魚的軟骨中有一種抑制因子，它能阻止腫瘤周圍毛細(xì)血管生成，從而達(dá)到抑制腫瘤生長的作用。二、海洋生物開發(fā)保護(hù)傳統(tǒng)漁場開拓捕撈空間海水養(yǎng)殖增殖與海洋牧場海洋藥物和營養(yǎng)保健食品的開發(fā)（一）保護(hù)傳統(tǒng)漁場，開拓捕撈空間問題：傳統(tǒng)漁場在海洋中主要分布在哪里呢？海洋漁業(yè)主要集中在大陸架海域為什么海洋漁業(yè)資源主要集中在沿海大陸架海域呢？（1）大陸架海水淺，陽光集中，生物的光合作用強(qiáng)，有利于海洋生物的生長和繁殖（2）沿岸陸地徑流帶來豐富的營養(yǎng)鹽類，浮游生物繁盛，餌料充足（3）海水上泛強(qiáng)

17、烈冬季底部海水上泛或寒暖流交匯致海水?dāng)噭由戏菏?界 漁 場 的 分 布中國和日本成為漁獲量最多的國家傳統(tǒng)的四大經(jīng)濟(jì)魚類（大黃魚、小黃魚、帶魚、墨魚）存在的問題；1、捕撈量超出了資源的承載能力2、漁業(yè)資源的數(shù)量和質(zhì)量出現(xiàn)了衰退采取措施：1、加強(qiáng)資源保護(hù)，限制漁船數(shù)量及捕撈量2、采取休漁、禁漁等措施人類怎樣開拓捕撈空間的？大陸架淺海-深海盆 淺層-深層 傳統(tǒng)魚類-其他海洋生物（二）海水養(yǎng)殖增殖與海洋牧場海水養(yǎng)殖的含義：在灘涂開挖池塘或在淺海海域設(shè)置網(wǎng)箱等，通過人工孵化、飼養(yǎng)及人工管理的方法，養(yǎng)殖魚、蝦、貝、藻類。海水增殖的含義：人工孵化育苗后，在人工控制的溫室等環(huán)境中進(jìn)行中間培養(yǎng)，幼魚長到一定大小

18、后，再放入魚塘或網(wǎng)箱中養(yǎng)殖，待其長大后進(jìn)行捕撈。海洋牧場：為恢復(fù)漁場生產(chǎn)能力，大幅度提高魚產(chǎn)量，采取科學(xué)的人工管理方法，在選定海區(qū)通過人工放流、人工魚礁、人工馴養(yǎng)等方法，大面積養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)魚類、蝦類、貝類或海藻類等。人工放流：用人工的方法孵化幼苗，待幼苗具備較強(qiáng)生存能力后，再直接投放到自然水域中去，以增加漁業(yè)資源量，提高海洋生產(chǎn)力。人工馴養(yǎng)：采用電擊、音響誘惑、恐嚇和氣泡阻攔等方法馴化、管理魚類。（真鯛）材料：美國癌癥學(xué)院自然產(chǎn)品實驗室收藏了兩萬多件海洋生物的樣本。其中4000件屬于藻類，其他都是無脊椎動物。研究人員認(rèn)為，海洋中豐富多樣的生物物種，無論大小、軟硬、速度快慢，都能生存下來，這說明它們

19、有天然自衛(wèi)、抵抗疾病的能力。特別是身上充滿生物活性分子、利用化學(xué)方式保護(hù)自己的海洋物種，很可能含有豐富的藥物資源。實際觀察和解剖表明：鯊魚很少有患癌癥的，即使是將癌細(xì)胞活體用人工接種的方法直接移植到某些鯊魚身上，結(jié)果也是勞而無功、白費心計。這是因為，鯊魚身上能夠分泌出一種抑制癌細(xì)胞的化學(xué)物質(zhì)。這樣，就從另一方面誘發(fā)人們?nèi)L試著從它們身上提取抗癌物質(zhì)。材料說明了海洋生物又具有哪些價值？（三）海洋藥物和營養(yǎng)保健食品的開發(fā)1、保健食品產(chǎn)業(yè)目前全國各地開發(fā)的海洋保健產(chǎn)品系列有：鯊魚軟骨系列、海藻系列、魚油產(chǎn)品系列、貝類產(chǎn)品系列、甲殼資源產(chǎn)品系列、補(bǔ)碘系列、珍珠及活性鈣產(chǎn)品系列等，其他方面還有“深海角鯊

20、烯”、“金海馬養(yǎng)生液”、“?？怠钡?、 化妝品及精細(xì)化工產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)3、動物飼料產(chǎn)業(yè)4、生物技術(shù)農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)5、海洋藥物產(chǎn)業(yè)我國在海洋中成藥的研究方面取得了許多突出的成績 , 在全國的40 多個中成藥劑型中 , 海洋中成藥大約占30%。當(dāng)前國際上海洋藥物開發(fā)的主要方向有以下幾個方面 :(1)增強(qiáng)機(jī)體免疫功能的藥物 ;(2) 抗心腦血管疾病的藥物 ;(3) 抗風(fēng)濕、類風(fēng)濕方面的藥物 ;(3) 抗腫瘤藥物 ;(4) 抗過敏藥物 ;(5) 抗病毒類藥 ( 包括艾滋病藥物 );(6) 防治肥胖和有益健美藥物(7) 抗衰老和婦幼保健藥物 ;(8) 身體機(jī)能紊亂調(diào)節(jié)藥物 ( 包括抗抑郁、內(nèi)分泌失調(diào)、性功能障礙等

21、);(9) 補(bǔ)益類營養(yǎng)保健藥。三、海洋生物開發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展對策作為高新技術(shù)和知識型產(chǎn)業(yè)，海洋生物開發(fā)產(chǎn)業(yè)自知識創(chuàng)新到技術(shù)轉(zhuǎn)移，從產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品上市，從成果產(chǎn)業(yè)化到產(chǎn)業(yè)集聚都涉及到國民經(jīng)濟(jì)的方方面面，每一個環(huán)節(jié)都離不開各方的合作和協(xié)調(diào)，特別是對基礎(chǔ)科研和政策法規(guī)的依賴，同時也建立在充足的人財物力資源的保障之上，其產(chǎn)業(yè)鏈涉及多個行業(yè)部門，特別是在知識創(chuàng)新和技術(shù)轉(zhuǎn)移領(lǐng)域，對不同行業(yè)的不同層面都具有相當(dāng)大的推動作用。1、世界海洋生物開發(fā)現(xiàn)狀：當(dāng)前，世界海洋生物開發(fā)研究正方興未艾,走在這一領(lǐng)域前列的是美國、日本及歐盟的成員國,這些科技發(fā)達(dá)國家投入可觀的科研經(jīng)費,對海洋藥物進(jìn)行開發(fā)和研究。2、我國海洋生物資

22、源開發(fā)現(xiàn)狀：起步較晚，發(fā)展水平較低，但發(fā)展速度迅猛，在一些領(lǐng)域的研究已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。 （1）我國海洋藥物資源的研究與開發(fā)方向是海洋新藥、中成藥和保健食品等相結(jié)合 , 為醫(yī)藥工業(yè)和保健食品工業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品。主要內(nèi)容包括 : 有計劃地發(fā)展海洋中藥材的養(yǎng)殖業(yè) , 擴(kuò)大藥源 , 保證傳統(tǒng)海洋中藥材的臨床應(yīng)用 , 發(fā)展中成藥系列產(chǎn)品與保健滋補(bǔ)品等 ; 開發(fā)防治常見病、多發(fā)病、疑難病癥 , 尤其是腫瘤、心腦血管疾病及病毒性疾病的特效藥物 ; （2）生物技術(shù)己經(jīng)成為海洋藥物開發(fā)研究的主導(dǎo)技術(shù)：首先，生物技術(shù)為海洋生物活性物質(zhì)基因的分離、研究和保存提供了便利的條件。其次，生物技術(shù)有助于解決生物活性物質(zhì)的資

23、源有限問題，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。我國海洋生物開發(fā)產(chǎn)業(yè)面臨的突出問題：1、產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚未形成規(guī)模，無法產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)；2、相關(guān)的海洋生物開發(fā)專業(yè)人才匱乏，人才創(chuàng)新力度不強(qiáng)；3、海洋生物開發(fā)研究和資金不足，國家的政策扶持力度不夠；4、缺乏市場競爭意識，許多有市場開發(fā)潛力的技術(shù)成果未申請專利；5、一些海洋生物資源已經(jīng)受到破壞。四、海洋生物資源保護(hù)和科學(xué)管理2 海洋生物資源可持續(xù)發(fā)展對策全面規(guī)劃，統(tǒng)籌兼顧，綜合開發(fā)海洋生物資源全面貫徹“科技興?！睉?zhàn)略，加強(qiáng)海洋生物資源開發(fā)利用的科技含量保護(hù)海洋生物資源，防治海洋污染，保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境加強(qiáng)政策與法規(guī)的保障作用第7章海洋活性物質(zhì)的分析7.1 海洋活性成分的提取、分

24、離與純化一、海洋活性成分提取的預(yù)試驗基本原理：根據(jù)各成分極性的不同，先系統(tǒng)地分成幾個不同部分，然后利用顯色反應(yīng)或沉淀反應(yīng)，或結(jié)合紙色譜、薄層色譜，定性判斷各部分中可能含有的化合物類型。常用溶劑極性次序：水 甲醇乙醇丙酮 親水性有機(jī)溶劑乙酸乙酯氯仿乙醚苯己烷（石油醚） 親脂性有機(jī)溶劑 實際工作中：采用石油醚（非極性物質(zhì)）、水（極性物質(zhì)）、95%乙醇（大部分成分）的三段法進(jìn)行粗分，提高工作效率。一般定性試驗初步驗證：生物堿 碘化鉍鉀 棕黃色或橘紅色沉淀黃酮 將乙醇液加Mg粉，滴入濃鹽酸后振蕩在泡沫處呈桃 紅色或與1% AlCl3乙醇溶液呈有色熒光。氨基酸和肽 茚三酮 藍(lán)紫色有機(jī)酸 溴酚藍(lán) 黃色酚類

25、 FeCl3 紫色、藍(lán)色蛋白質(zhì) NaOH+CuSO4 紫紅色絡(luò)合物（以雙縮脲反應(yīng)）糖和苷 與斐林試劑作用有磚紅色Cu2O沉淀。二、海洋活性成分系統(tǒng)分離系統(tǒng)分離是選擇一系列措施，將性質(zhì)相近的組分集中在一起提取出來，并分別與臨床、動物實驗相配合，確定該部分是否有效，對有效部分視具體情況再進(jìn)行分離，找出關(guān)鍵成分，這是系統(tǒng)分離的目的。系統(tǒng)分離包括粗分階段和細(xì)分階段： 粗分階段又稱作部位分離，大類物質(zhì)的分離，如皂苷、蛋白質(zhì)；細(xì)分階段稱作組分分離。系統(tǒng)分離亦利用溶劑極性的大小對有效成分進(jìn)行分類提取。三、提取海洋活性成分的常用方法1. 溶劑法：選擇溶劑的原則：對有效成分溶解度大，而對共存雜質(zhì)的溶解度最小。

26、化合物的極性與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)：親水性基團(tuán)（如含羥基、羧基的基團(tuán)）越多、其極性越大、親水性就越強(qiáng)，親脂性就越弱，溶于水而疏于油；反之，親水性基團(tuán)越少、其極性越小、親水性就越弱，親脂性就越強(qiáng)，溶于油而疏于水。 化學(xué)成分的極性：被提取成分的極性是選擇提取溶劑最重要的依據(jù)。影響化合物極性的因素： (1) 化合物分子母核大?。ㄌ紨?shù)多少）：分子大、碳數(shù)多，極性??；分子小、碳數(shù)少，極性大。 (2) 取代基極性大?。涸诨衔锬负讼嗤蛳嘟闆r下，化合物極性大小主要取決于取代基極性大小。 常見基團(tuán)極性大小順序如下；酸酚醇胺醛酮酯醚烯烷。 舉例：判斷下列各組化合物極性大小。常用溶劑可分為以下三類：水：強(qiáng)極性溶劑優(yōu)

27、點：取之不盡、用之不竭；價廉易得；使用安全。缺點：提取液中雜質(zhì)較多（如無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)、糖類和淀粉等）；水提液易變質(zhì)、發(fā)霉、不易保存；沸點高，蒸發(fā)濃縮時間長；沸水提取時，淀粉被糊化，增加過濾難度；皂苷及粘液質(zhì)，減壓濃縮時，產(chǎn)生大量氣泡等。親水性有機(jī)溶劑：甲醇、乙醇、丙酮（與水任意比例混溶 ）：苷類、生物堿鹽、鞣質(zhì)等。 特點：對細(xì)胞穿透能力較強(qiáng) 對許多成分的溶解性能好，提取完全 毒性低，價格便宜，回收方便 比水用量少，提取時間短，水溶性雜質(zhì)少 乙醇提取天然產(chǎn)物成分是目前最常用的方法。 親脂性有機(jī)溶劑：如石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷等（與水不能任意混溶）可溶解揮發(fā)油、油脂、葉綠素、樹脂

28、、內(nèi)酯、某些生物堿及一些苷元。特點：選擇性強(qiáng)，沸點低，濃縮回收方便，易燃，有毒，價貴，設(shè)備要求較高，穿透藥材組織的能力較差，提取時間較長，有局限性。水提取方法： 1） 浸漬法2） 煎煮法3） 滲漉法4） 回流提取法5）連續(xù)回流提取法溶劑提取法可分為如下幾種情況:（1）采用幾種不同極性的溶劑分步提取一般先采用極性低的、與水不相混溶的有機(jī)溶劑，再用能與水相溶的有機(jī)溶劑，最后用水提取。目前常用的兩種系統(tǒng)： 己烷-乙醚-甲醇-水； 己烷-二氯甲烷-甲醇-水（2）單一溶劑提取水直接提取例：小檗堿 將三顆針切片或打成粗粉，用水浸泡或滲漉，滲漉液用鹽酸酸化至pH=3，加食鹽飽和，即析出小檗堿鹽酸鹽結(jié)晶。 蕓

29、香苷 槐花米用水煎煮，水煎液放冷即析出蕓香苷結(jié)晶。缺點：提取液中雜質(zhì)較多；含有黏液，濃縮會產(chǎn)生泡沫，加入少量戊醇或辛醇來克服，也可采用薄膜濃縮；如提取物容易發(fā)霉發(fā)酵，加少量甲苯、甲醛或氯仿等作防腐劑。有機(jī)溶劑直接提取 當(dāng)所含成分較為簡單或某一成分含量較高時。（3）兩種或兩種以上溶劑（4）液-液分配萃取 利用混合物中的各成分在兩種互不相溶的溶劑中，由于分配系數(shù)不同而達(dá)到分離的目的。各成分在兩相溶劑中分配系數(shù)相差越大，則分離效率越高。例如：所需成分是脂溶性，可用有機(jī)溶劑如苯、氯仿或乙醚與水進(jìn)行液-液萃取。2. 水蒸氣蒸餾法:適用范圍：適用于能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞的成分提取，這些化合物與水不相混溶

30、或僅微溶，且在約100時有一定的蒸汽壓，當(dāng)水加熱沸騰時，能將該物質(zhì)一并隨水蒸氣帶出。例如：揮發(fā)油，烤鰻油。小分子生物堿。小分子的酸性物質(zhì)，如酚類物質(zhì)3. 分餾法利用沸點不同進(jìn)行分餾（分餾柱，利用熱交換及柱外空氣的冷凝作用），然后精制純化。4. 吸附法吸附的目的：一種是吸附除去雜質(zhì)，常指鞣質(zhì)色素；一種是吸附所需物質(zhì)。常用的吸附劑有氧化鋁、氧化鎂，大孔樹脂、酸性白土和活性炭等。例如毛莨苷（活性炭吸附，50%乙醇脫吸附）。5. 沉淀法利用某些活性成分與某些試劑產(chǎn)生沉淀的性質(zhì)而得到分離或除去“雜質(zhì)”的方法即為沉淀法。注：對于所需成分來講，這種沉淀反應(yīng)是可逆的；最常用的是鉛鹽法，利用中性乙酸鉛或堿式乙酸

31、鉛；脫鉛方法通常用硫化氫氣體，使分解并轉(zhuǎn)為不溶性硫化鉛沉淀而除去。實驗室常采用硫酸、磷酸、硫酸鈉等物質(zhì)脫鉛。中性乙酸鉛：酸性、鄰位酚羥基化合物，有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、黏液質(zhì)、鞣質(zhì)、樹脂、酸性皂苷、部分黃酮苷。堿式乙酸鉛：除上述物質(zhì)外，還可沉淀某些苷類、生物堿等堿性物質(zhì)。6. 鹽析法:在水提液中，加入無機(jī)鹽至飽和，可使某些成分在水中的溶解度降低沉淀析出，而與水溶性大的雜質(zhì)分離。常用無機(jī)鹽：氯化鈉、硫酸鈉、硫酸鎂、硫酸銨等 如：三顆針根粉用稀硫酸浸泡，稀酸液加氯化鈉近飽和即析出小檗堿鹽酸鹽；從三七水提取液中加硫酸鎂至飽和，三七皂苷乙即可沉淀析出。7. 透析法利用小分子物質(zhì)在溶液中可通過半透膜，而大分子物

32、質(zhì)不能通過半透膜的性質(zhì)而達(dá)到分離的方法。常用于純化皂苷、蛋白質(zhì)、多肽和多糖等化合物（除去無機(jī)鹽、單糖、二糖等雜質(zhì)）。反之也可將大分子雜質(zhì)留在半透膜內(nèi)，而將小分子物質(zhì)通過半透膜進(jìn)入膜外溶液中，而加以分離精制.透析膜有動物性膜（豬、牛的膀胱） 、火棉膠膜、羊皮紙膜、蛋白膠膜、玻璃紙膜等多用市售的玻璃紙或動物性半透膜扎成袋狀，外面用尼龍網(wǎng)袋加以保護(hù)，小心加入欲透析的樣品溶液，懸掛在清水容器中。經(jīng)常更換清水使透析膜內(nèi)外溶液的濃度差加大，必要時適當(dāng)加熱，并加以攪拌，以利透析速度加快。 四、海洋活性成分的分離與精制根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進(jìn)行分離結(jié)晶與沉淀法 （1）結(jié)晶及重結(jié)晶結(jié)晶法: 利用混合物中各成分在溶劑

33、中因溫度不同引起溶解度的改變，使部分成分析出結(jié)晶。重結(jié)晶：選擇適當(dāng)?shù)娜軇┳尳Y(jié)晶再一次溶解和析出的過程。結(jié)晶的條件:呈過飽和狀態(tài)；放置；最合適的溫度為510左右（或室溫）。結(jié)晶溶劑的選擇（關(guān)鍵）對所需成分熱時溶解，冷時析出；對雜質(zhì)來說，應(yīng)不溶或難溶。常用的結(jié)晶溶劑有甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙酯等。注：所選溶劑的沸點應(yīng)低于化合物的熔點；溶劑的沸點應(yīng)低于結(jié)晶時的溫度；可選擇混合溶劑，要求低沸點溶劑對物質(zhì)的溶解度大、高沸點溶劑對物質(zhì)的溶解度小。溶劑的沸點要適中，約在60左右。重結(jié)晶用的溶劑一般可參照結(jié)晶的溶劑，但也經(jīng)常改變。制備結(jié)晶的方法:溶解、過濾、濃縮、靜置；加入少量晶種；如沒有晶種，可用玻璃棒摩擦

34、玻璃容器內(nèi)壁；不易結(jié)晶或非晶體化合物的處理:化合物不易結(jié)晶，原因之一是本身的性質(zhì)所決定，二是純度不夠。前者需制備結(jié)晶性的衍生物或鹽，再用化學(xué)方法處理回復(fù)到原來的化合物。例如生物堿蓮心堿（成鹽）;美登素（衍生物），見教材P33。結(jié)晶純度的判斷:化合物結(jié)晶的形狀和熔點往往因所用溶劑不同而有差異。原托品堿在氯仿中形成棱柱狀結(jié)晶，熔點207；在丙酮中則形成半球狀結(jié)晶，熔點203；在氯仿和丙酮混合溶劑中則形成以上兩種晶形的結(jié)晶。所以文獻(xiàn)中常在化合物的晶形、熔點之后注明所用溶劑。 一般單體純化合物結(jié)晶的熔程較窄，在0.51左右，如果熔程較長則表示化合物不純。例外：一些立體異構(gòu)體和結(jié)構(gòu)非常類似的混合物，熔點

35、一致，熔程較窄，但不是單體；雙熔點，如防己諾林堿在176時熔化，至200時又固化，再在242時分解。 （2）沉淀法 在溶液中加入另一種溶劑使極性改變， 某些成分溶解度改變而析出沉淀。如水提醇沉 法、醇提水沉法、醇提醚沉法、醇提丙酮沉法。（3）酸堿沉淀法 對酸性、堿性或兩性有機(jī)化合物來說，?？赏ㄟ^加入酸、堿以調(diào)節(jié)溶液的pH值，改變分子的存在狀態(tài)（游離型或解離型），從而改變?nèi)芙舛榷鴮崿F(xiàn)分離。如生物堿：酸提堿沉法；黃酮、蒽醌類酚酸性成分：堿提酸沉法。（4）沉淀試劑沉淀法 酸性或堿性化合物還可通過加入某種沉淀試劑使之生成不溶于水的鹽類沉淀析出。如： 生物堿：苦味酸鹽、磷鉬酸鹽等 酸性化合物可生成鈣鹽，

36、鋇鹽、鉛鹽等。 2. 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離常見的方法：(1)液-液萃取法原理：是利用混合物中各成分在兩種互不相溶的溶劑中分配系數(shù)的不同而達(dá)到分離的方法。萃取時，如果各成分在兩相溶劑中分配系數(shù)相差越大，則分離效率越高。紙色譜(PC):1）紙色譜：以濾紙作為載體，以濾紙纖維上吸附的水份做固定相，用于水互不相溶的溶劑做展開劑的一種分配色譜2）分離原理： 利用混合物中各成分在兩種互不相溶的溶劑中分配系數(shù)的不同，從而使得各成分分離。分配柱色譜：基本原理：將兩相溶劑中的一相涂覆在硅膠等多孔載體上，作為固定相，填充在色譜柱中，然后加入與固定相不相混溶的另一相溶劑（流動相）沖洗色譜柱。這樣

37、，物質(zhì)同樣可在兩相溶劑相對作逆流移動，在移動過程中不斷進(jìn)行動態(tài)分配而得以分離。方法：將載體和固定液混合，然后分次移入色譜柱中并壓緊；樣品可溶于固定液，混以少量載體，加在色譜柱上端；流動相洗脫。正相分配色譜：分離水溶性或極性較大的成分如生物堿、苷類、糖類、有機(jī)酸等化合物固定相：強(qiáng)極性溶劑，如水、緩沖液等流動相：氯仿、乙酸乙酯等弱極性有機(jī)溶劑洗脫規(guī)律：極性小成分先洗下 極性大成分后洗下 反相分配色譜：分離脂溶性化合物時，如高級脂肪酸、油脂、游離甾體等親脂性有機(jī)溶劑固定相，水或親水性溶劑流動相。固定相：可用石蠟油流動相：則用水或甲醇等強(qiáng)極性溶劑洗脫規(guī)律：極性大成分先洗下 極性小成分后洗下(2)液-液

38、分配色譜法。 3. 根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進(jìn)行分離吸附色譜法吸附的類型（固液吸附）：物理吸附也稱表面吸附，常見如采用硅膠、氧化鋁、活性炭為吸附劑的吸附色譜。（無選擇性，吸附和解吸可逆）化學(xué)吸附:如黃酮等酚酸性物質(zhì)與堿性氧化鋁。(有選擇性，吸附牢固，有時不可逆)半化學(xué)吸附： 聚酰胺對黃酮、醌類的氫鍵吸附。（力量較弱）物理吸附基本規(guī)律相似者易于吸附吸附三要素：吸附劑、溶質(zhì)（被分離成分）、溶劑（展開劑或洗脫劑）。吸附法分離的依據(jù)：化合物極性差異大，吸附性差異大，分離效果愈好。常用的吸附劑有：硅膠、氧化鋁、活性炭等。 被分離成分與吸附劑、展開劑共同構(gòu)成了吸附色譜中的三要素。 對硅膠、氧化鋁等極性吸附劑來

39、說，對極性大的化合物吸附強(qiáng)，移動慢，Rf值小；而對極性小的化合物吸附弱，Rf值大，從而將各成分分離開。 全面考慮吸附劑、展開劑和被分離成分三者的相互關(guān)系，是分離成敗的關(guān)鍵。吸附色譜常見的操作方式是吸附薄層色譜（TLC）和吸附柱色譜。 洗脫劑:實驗室中常用的混合溶劑為：己烷-苯，苯-乙醚，石油醚-乙酸乙酯，氯仿-乙醚，氯仿-乙酸乙酯，氯仿-甲醇，丙酮-水，甲醇-水。(4）為避免發(fā)生化學(xué)吸附，酸性物質(zhì)宜用硅膠作吸附劑，堿性物質(zhì)宜用氧化鋁作吸附劑。通常分離酸性 （或堿性）物質(zhì)時，在洗脫劑中分別加入適量醋酸（氨、吡啶、二乙胺）可防止拖尾、促進(jìn)分離。（5）可用加壓方式進(jìn)行。吸附柱色譜的操作步驟:裝柱：濕

40、法、干法加樣：上樣，分干法和濕法濕法：將樣品溶于極性盡可能小的溶劑中干法：將樣品溶于易溶溶劑，再與吸附劑混合，揮干溶劑，撒于柱的頂端。洗脫：目的是要將加入樣品中各個成分先后從上往下洗出，并分開收集各個成分。聚酰胺吸附色譜法（二）基本理論屬于氫鍵吸附， 特別適合酚類、醌類、黃酮類的分離。一般認(rèn)為是通過分子中的酰胺羰基與酚類、黃酮類的酚羥基，或酰胺鍵上的游離氨基與醌類等的羰基形成氫鍵締合而產(chǎn)生吸附。2.形成氫鍵締合的能力在水中最強(qiáng)。通常用水裝柱。3.在含水溶劑中的吸附規(guī)律 ： 形成氫鍵的數(shù)目越多，吸附力越強(qiáng)。分子內(nèi)氫鍵：被分離物質(zhì)易形成分子內(nèi)氫鍵的吸附力減弱。芳香程度：分子中芳香化程度高者，吸附力強(qiáng)。4. 各種溶劑在聚酰胺柱上的洗脫能力由弱至強(qiáng)排列次序：水-