藍(lán)藻中多糖的研究進(jìn)展

1、 藍(lán)藻中多糖的研究進(jìn)展隨著分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展, 多糖及其綴合物作為支持組織和能量來源的傳統(tǒng)觀念早已被突破, 而被認(rèn)為是生物體內(nèi)除核酸以外的又一類重要的信息分子。因此與多糖有關(guān)的研究越來越受到人們的關(guān)注多糖類化合物在自然界分布十分廣泛，隨著海洋生物多糖的藥用潛力逐漸被開發(fā)出來，海藻在海洋植物中數(shù)量和品種最多。 且多糖含量占干質(zhì)量的 50以上1成為目前最具有前景的一類活性物質(zhì)，海藻多糖是由多個(gè)相同或不同的單糖基通過糖苷鍵相連而成的高分子碳水化合物2具有很高的應(yīng)用價(jià)值，此外 它還具有多種生物活性與藥用價(jià)值,如抗病毒 免疫調(diào)節(jié) 抗腫瘤 抗氧化等 國內(nèi)外學(xué)者曾對海藻多糖的生物活性進(jìn)行了綜述 最

2、近幾年又有了新的研究進(jìn)展 本文簡要介紹海藻多糖的生物活性及提取分離的方法。1 海藻多糖的生物活性 1.1 抗病毒海藻在海洋環(huán)境中生存會遭受外界生物的侵襲長期的進(jìn)化使其對某種微生物產(chǎn)生抗活性化合物目前 已從鴨毛藻 酸藻 松節(jié)藻 孔石莼和海黍子中分離得到具有抗病毒活性的海藻多糖1Hayashi等人3研究了巖藻多糖對單純皰疹病毒 HSV 的防御作用 發(fā)現(xiàn)巖藻多糖能使小鼠免受 HSV 病毒感染其機(jī)理可能是通過直接抑制病毒復(fù)制 增強(qiáng)先天和后天的免疫防御功能來防御 HSV 病毒的感染 朱蕭等人4研究表明 鈍頂螺旋藻多糖 PSP 可抑制病毒吸附 感染細(xì)胞內(nèi)病毒的復(fù)制 隨著 PSP 濃度及作用時(shí)間的增加 PS

3、P 對抗單純皰疹病毒 2 型 DNA的抑制作用顯著增強(qiáng) 具有良好的劑量和時(shí)效關(guān)系PSP 在體外具有明顯的抗 HSV-2 病毒作用 該作用發(fā)生在病毒吸附 病毒基因復(fù)制等多個(gè)環(huán)節(jié)上1.2 免疫調(diào)節(jié)20 世紀(jì) 70 年代后 人們對糖類物質(zhì)的生物學(xué)功能有了進(jìn)一步認(rèn)識 發(fā)現(xiàn)多糖參與細(xì)胞的各種生命活動 如免疫細(xì)胞間的信息傳遞與感受 林麗琴等人5研究了紫球藻多糖對免疫低下小鼠的調(diào)節(jié)作用 發(fā)現(xiàn)其可顯著抑制小鼠的脾指數(shù) 胸腺指數(shù) 碳廓清能力單核細(xì)胞吞噬功能 對小鼠免疫功能具有一定的正向調(diào)節(jié)作用 且安全性較高 常靜瑤等人6研究表明螺旋藻多糖對小鼠細(xì)胞因子有促進(jìn)免疫的作用 推測螺旋藻多糖主要是通過對腸黏膜系統(tǒng)的受體

4、相互作用刺激相應(yīng)細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子來發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)作用和多種生理功能的 目前 臨床上已將螺旋藻多糖作為放療與化療的重要輔助治療劑之一1.3 抗腫瘤活性多糖可通過增強(qiáng)機(jī)體的免疫功能而間接抑制或殺死腫瘤細(xì)胞 促進(jìn) LAK 細(xì)胞活性 誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生腫瘤壞死因子 具有抗腫瘤活性的作用侯洪寶等人7研究螺旋藻多糖對 S180 荷瘤小鼠的抑瘤率 結(jié)果顯示 螺旋藻多糖能顯著抑制腫瘤生長抑瘤率 30% 其中高劑量組 200 mg/kg 效果最好 達(dá)到 59.26% Hyun 等人8發(fā)現(xiàn) 巖藻多糖能明顯地抑制 HCT-15 結(jié)腸癌細(xì)胞的生長 處理后的細(xì)胞出現(xiàn)了 DNA 斷裂 染色體凝聚 G1 期亞二倍體細(xì)胞增加等

5、細(xì)胞凋亡現(xiàn)象 將海藻多糖應(yīng)用于癌癥輔助治療，具有毒副作用、安全性高、抑瘤效果好等優(yōu)點(diǎn)。1.4 其他作用海藻多糖除了上述的生物活性外，還具有降血脂、降血糖、抗突變、 抗輻射、吸附金屬離子、抗衰老等作用。海藻多糖具有的膠體結(jié)構(gòu)與糞便結(jié)合后膨脹發(fā)酵，可阻止脂類物質(zhì)向小腸壁擴(kuò)散，影響脂類的消化吸收，從而起到降血脂的作用,藍(lán)藻細(xì)胞壁表面的膠鞘是由酸性黏多糖形成的，具有較強(qiáng)的吸附金屬離子的能力。其分泌的胞外多糖具有陰離子特性,還能夠有效絡(luò)合重金屬離子9在環(huán)保領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用前景，如梁文裕等人10研究發(fā)現(xiàn)念珠藻多糖對植物生長具有一定的調(diào)節(jié)的作用。低濃度的發(fā)菜多糖也能提高種子的發(fā)芽率 LilHF等人11研究

6、表明：念珠藻多糖在體外具有良好的吸濕和保濕功效，能顯著增加小鼠角質(zhì)層含水量。在化妝品等行業(yè)具有良好的開發(fā)前景2海藻多糖的提取及分離純化2.1.1 熱水提取法 熱水浸提法是海藻多糖最常用的提取方法之一，以水為提取劑，主要考慮料液比、浸提溫度、提取時(shí)間、提取次數(shù)等因素對多糖提取率的影響。丁曉萍等12以海帶作為原料，以提取率為指標(biāo)，通過單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化褐藻多糖硫酸酯的水提條件，獲得提取最佳工藝參數(shù)是料液比1:40、提取溫度80 、浸提時(shí)間8 h。劉秋英等13通過熱水法提取了葡枝馬尾藻和銅藻兩種海藻中的多糖成分（主要成分為褐藻多糖硫酸酯），體外抗腫瘤作用研究結(jié)果表明，終濃度為0.12 %的匍枝馬尾

7、藻和銅藻多糖提取物的初篩抑瘤率分別為58.9 %和32.9 %。2.1.2超聲波輔助提取法 此方法以水溶液浸提法為基礎(chǔ)，超聲輔助提取褐藻多糖硫酸酯，以多糖的提取率為評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行質(zhì)量控制。超聲法是利用超聲波的次級效應(yīng)（包括熱作用、機(jī)械作用、空化作用及擊碎、擴(kuò)散等）使植物體處于高溫高壓的情況下，組織細(xì)胞變形、破裂，從而促進(jìn)植物中有效成分的溶出，充分混合溶劑后促使有效成分的提取，不僅提高提取率、縮短提取時(shí)間，還節(jié)約溶劑。超聲輔助提取褐藻多糖硫酸酯還有活性成分損失少、提取效率高等優(yōu)點(diǎn)14，缺點(diǎn)是可能導(dǎo)致可溶性多糖發(fā)生降解15。研究表明，超聲波功率180 W、溫度60 、提取時(shí)間30 min、料液比1:

8、50時(shí)，海帶多糖的提取效果最佳，提取率能達(dá)到10.8 %16，與傳統(tǒng)的熱水提取方法相比大大縮短了提取時(shí)間，且粗多糖的色澤比傳統(tǒng)方法要好得多。2.2 分離純化采用一般方法提取的粗多糖通常是多糖的混合物可能含有多種糖組分與小分子雜質(zhì) 需進(jìn)一步分離純化 才能得到海藻多糖的單一純品 目前 分離純化多糖的主要手段有 分步沉淀法 季銨鹽沉淀法 鹽析法 金屬絡(luò)合物法 柱層析法 超濾法和電泳法等 其中 分級沉淀法和柱層析法較為常用2.2.1 分級沉淀法分級沉淀法是根據(jù)多糖在不同濃度的低級醇或酮中具有不同溶解度 逐次按比例由低濃度到高濃度加入醇或酮 分步沉淀制得多糖的方法 該法適用于大量粗多糖的初級純化 楊寶靈

9、等人17對螺旋藻多糖的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化 確定最佳組合為 pH=11 浸提溫度=80，固液比1:30，浸提次數(shù)2次，經(jīng)體積分?jǐn)?shù) 95%乙醇沉淀 氯仿 正丁醇溶液 （體積比 4：1）分離純化，得到脫蛋白粗多糖，粗多糖的浸提率最多可達(dá) 4.21%。2.2.2 柱層析法 褐藻多糖硫酸酯帶負(fù)電荷，可采用陰離子型DEAE-纖維素柱或DEAE-Sephadex柱吸附，用氯化鈉溶液分級洗脫。葡聚糖凝膠、瓊脂糖凝膠、聚丙烯酰胺凝膠均為親水性凝膠，廣泛應(yīng)用于多糖的純化，分離過程中常用水或稀鹽溶液洗脫。侯慶愛等18以海帶為原料，研究褐藻多糖硫酸酯的提取工藝，得出最佳組合為：料液比1:20、溫度80 、提取3次、提取

10、時(shí)間10 h，褐藻多糖硫酸酯得率為25 %，經(jīng)葡聚糖凝膠柱層析純化，純度可達(dá)93 %。3.展望 傳統(tǒng)的海藻制品多為初級產(chǎn)品 種類少 檔次低 效益低 應(yīng)用現(xiàn)代新技術(shù)新工藝可有效保留海洋生物的天然特點(diǎn)和營養(yǎng)成分 進(jìn)一步開發(fā)成為營養(yǎng)添加劑或具有某些療效的保健品 海洋功能性食品正以其獨(dú)特的魅力越來越受到人們歡迎 我國海藻資源十分豐富，海藻的綜合性開發(fā)有著廣闊的前景。1胡曉珂 江曉路 管華詩. 海藻多糖降解酶的性質(zhì)和作用機(jī)理 J . 微生物學(xué)報(bào) 2001, 41(6): 762-765.2 劉晉 郭長江 劉嘉喜. 海藻多糖免疫調(diào)節(jié)作用的研究進(jìn)展 J . 微生物學(xué)通報(bào) 2007 (5): 49-51.3

11、Hayashi K Nakano T Hashimoto M et al Defensive effects of a fucoidan from brown alga Undaria pinnatifida against herpes simplex virus infection J . International Immunopharmacology 2008, 8: 109-116.4朱蕭 于紅 張文卿. 鈍頂螺旋藻多糖抗單純皰疹病毒2 型的作用 J . 中山大學(xué)學(xué)報(bào), 2008 29( 1): 72-76.5林麗琴 劉麗平 黃鍵 等. 紫球藻及其胞外多糖對小鼠免疫功能的調(diào)節(jié)作用 J

12、 . 天然產(chǎn)物研究與開發(fā),2011, 23: 236-239.6常靜瑤 龐廣昌 李楊. 螺旋藻多糖通過腹腔黏膜對小鼠產(chǎn)生的免疫調(diào)節(jié)作用 J . 食品科學(xué) 2010 31 1281-285.7侯洪寶 高世勇 季宇彬. 螺旋藻多糖對 S180 荷瘤小鼠腫瘤生長及紅 細(xì)胞免疫功能的影響 J . 草 藥2009 40 200-202.8Hyun J H Kim S C Kang J I et al. Apoptosis Inducing activity of fucoidan in HCT-15 colon carcinoma cells J .Biol Pharm Bull 2009, 32 (1

13、0) 1 760-1 764.9陳思嘉 鄭文杰 楊芳. 藍(lán)藻對重金屬的生物吸附研究進(jìn)展 J . 海洋環(huán)境科學(xué) 2006 ,25( 4): 103-106.10梁文裕,馬秀麗,鄭國旗等. 發(fā)狀念珠藻多糖的提取及其對農(nóng)作物種子發(fā)芽率的影響 J . 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008 ,36( 23): 9 944-9 945.11Lil H F Xu J Liz Y M et al. Antioxirdant and moistureretention activities of polysaccharide from Noseoc communeJ . Carbohyd Polym 2011 83( 4):

14、 1 821-1 822.12 丁曉萍, 謝玲, 顏秀花. 海帶中提取巖藻多糖J. 廣州化工, 2012, 40(16): 82-83.13 劉秋英, 孟慶勇, 劉志輝. 兩種海藻多糖的提取分析及其體外抗腫瘤作用J. 廣東藥學(xué)院學(xué)報(bào), 2003, 19(4): 336-337.14Hahn T, Lang S, Ulber R, et al. Novel procedures for the extraction of fucoidan from brown algaeJ. Process Biochem, 2012, 47(12):1691-1698 15 鐘丹, 張建新, 張世恒. 超聲波提取牛蒡菊糖J