论文部分内容阅读
摘要 本文综述了羊栖菜中多糖、褐藻多酚、甾醇、萜类等活性成分以及抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、降血糖、降血脂和抑菌等生物活性的研究进展，以期为深入研究羊栖菜资源开发与利用提供参考。
关键词 羊栖菜；活性成分；生物活性；研究进展
中图分类号 Q946 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）16-0230-04
Study on Bioactive Components of Sargassum fusiform
DONG Ling-li JIANG Cui-li CHAI Yi CHEN Cong-cong LI Nan
（College of Life and Environmental Science，Wenzhou University，Wenzhou Zhejiang 325035）
Abstract The research progress of active components of polysaccharides，brown algae polyphenols，sterols and terpenoids in Sargassum fusiform and the bioactivity of antioxidant，antiaging，antitumor，hypoglycemic，antihyperlipidemia and antibacterial was summarized in this paper，so as to provide references for the further development and utilization of the Sargassum fusiform resources.
Key words Sargassum fusiform；active component；bioactivity；research progress
羊栖菜（Sargassum fusiforme）又名海大麦、鹿角尖等，是褐藻门马尾藻属的大型一年生植物，适合生长于暖温带海域，广泛分布于太平洋西北面海岸线的中下游潮间带[1]。羊栖菜在中国、日本和韩国拥有悠久的食用历史，羊栖菜不仅是传统美食，还是传统中草药。早在《神农本草经》和《本草纲目》中就有记载，羊栖菜能够治疗便秘、结气、脚气、水气浮肿、积食不消等病症[2]。现代医学也证明了羊栖菜具有丰富的药用功效，羊栖菜中含有丰富的蛋白质、矿物质和海藻多糖等天然活性物质，能预防和治疗高血压、高血脂、高胆固醇等心血管疾病，对甲状腺肿、大肠癌等疾病也有一定的防治作用[3-4]。羊栖菜中还含有其他化合物，如多酚类化合物、氨基酸、微量元素、甾醇类化合物、多糖、脂肪酸等[5]。
本文总结了近年来羊栖菜化学成分及其生物活性的研究进展，以期为羊栖菜更深入的资源开发与利用提供参考。
1 羊栖菜活性成分
1.1 羊栖菜多糖
多糖是由多个单糖分子通过糖苷键形成糖链的天然高分子聚合物，羊栖菜多糖（Sargassum fusiforme polysacchari-des，SFPS）是一种分子量在3 500～100 000之间的酸性多糖，其单糖组成有甘露糖、葡萄糖、半乳糖、木糖、岩藻糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸和糖醛酸等，其含量占羊栖菜干重的16%～70%，主要包括褐藻糖胶、褐藻酸和褐藻淀粉[6]。褐藻糖胶也被称为褐藻硫酸酯，是一种黏性物质，主要由岩藻糖和硫酸根组成，含量约占羊栖菜干重的2%，是SFPS中重要的活性成分[7]。褐藻酸是SFPS中含量最多的一类多糖，含量是褐藻糖胶的8～10倍，分子大小为3 200～3 400，是褐藻细胞壁主要构成成分[8]。褐藻酸分子量大，水溶性差，黏度高，往往进行结构改造后才能探究其生物活性，褐藻酸不同的分子量、单糖组成和硫酸化或乙酰化程度都能影响其生物活性[9]。褐藻淀粉主要存在于细胞质中，分子量在8 000左右，其含量相对较少，相关研究也甚少。
SFPS的提取方法有水浸提法、超声波法、微波法和酶解法等，最常用的提取方法是水浸提法，往往还会结合其他辅助方法，使SFPS的提取率最大化。
李亚娜等[10]采用热水浸提SFPS，提取温度在85 ℃时，浸提2.6 h，SFPS的得率达到11.12%。SFPS的提取水温在80～95 ℃之间较合适，且不会影响SFPS的生物活性。超声波法和微波辅助水浸提法有助于提高SFPS的得率，微波辅助水浸提法使SFPS的得率提高到15.58%[11]，而超声波循环辅助热水提取SFPS，其得率能达到21.32%[12]，这2种辅助提取法大大缩短了提取时间，提高提取效率。即便不断优化提取条件，水浸提法提取的SFPS的得率仍普遍不高，原料耗费多，提取成本较高。王 勤等[13]利用pH值为3的酸性溶液提取SFPS，得率高达39.3%。虽然酸提取法明显提高了多糖得率，但酸性条件极有可能破坏糖链结构，使多糖天然结构、活性成分组成和分子量都发生变化。另一种较温和的提取方法是酶解法，用纤维素酶和果胶酶破坏细胞壁结构，有助于提取胞内多糖，酶解法的多糖得率比熱水浸提法高117.23%[14]。酶解提取法虽然条件温和，能保证多糖提取物的生物活性，但其成本相对较高，不适合大规模提取。
1.2 褐藻多酚
褐藻在生长过程中会为了抵御病虫害以及各种环境压力而产生许多次级代谢产物，这其中就不乏有褐藻多酚（Phlorotannin）。从结构上来讲，褐藻多酚属于聚酮类化合物（Polyketides，PKs），而后者广泛存在于自然界，其种类繁多、结构多变，主要包含聚醚类、多烯类、多酚类、大环内酯类和烯二炔类的化合物，现已成为结构和和功能最多样化的天然产物之一[15-18]。 [17] 曾帅，周德庆，刘楠.几种因素对大孔树脂纯化羊栖菜多酚效果的影响[J].食品工业科技，2016，37（18）：297-301.
[18] 何传辉，何传波，魏好程，等.羊栖菜多酚提取工艺优化[J].食品安全质量检测学报，2015（8）：2896-2902.
[19] TIERNEY M S，SMYTH T J，RAI D K，et al.Enrichment of polyphenol contents and antioxidant activities of Irish brown macroalgae using food-friendly techniques based on polarity and molecular size[J].Food Chemistry，2013，139（1-4）：753-761.
[20] MONTERO L，HERRERO M，IBANEZ E，et al.Separation and charact-erization of phlorotannins from brown algae Cystoseira abies-marina by comprehensive two-dimensional liquid chromatography[J].Electrophor-esis，2014，35（11）：1644-1651.
[21] YOTSUYAMASHITA M，KONDO S，SEGAWA S，et al.Isolation and st-ructural determination of two novel phlorotannins from the brown alga Ecklonia kurome Okamura，and their radical scavenging activities[J].Marine Drugs，2013，11（1）：165.
[22] RAGAN M A，GLOMBITZA K W.Phlorotannins，brown algal polyphe-nols[J].Progress in Phycological Research，1986，4：129-241.
[23] LUO H Y，WANG B，YU C G，et al.Evaluation of antioxidant activities of five selected brown seaweeds from China[J].Journal of Medicinal Pla-nts Research，2010，4（23）：2557-2565.
[24] 陈予敏，严小军，范晓.褐藻多酚的结构单元及生成机理[J].海洋与湖沼，1997（3）：225-232.
[25] 张丽斌，熊何健，吴靖娜，等.褐藻多酚的生物活性及提取技术研究进展[J].渔业研究，2013，35（6）：480-484.
[26] 王君虹，郜海燕，葛林梅，等.微波辅助提取羊栖菜多酚的工艺研究[J].浙江农业学报，2013，25（6）：1368-1372.
[27] 方麗，赖蓓蕾，金寒冰，等.二次正交旋转法优化超声辅助提取羊栖菜多酚及其抗氧化[J].食品工业，2014（10）：168-173.
[28] 刘楠，曾帅，孙永，等.响应面法优化酶辅助提取羊栖菜多酚工艺及其抗氧化性研究[J].食品安全质量检测学报，2017，8（1）：62-70.
[29] 赵春海.超临界流体萃取技术原理及应用研究简述[J].生命科学仪器，2006，4（6）：33-35.
[30] 王威，李红岩，王艳艳，等.褐藻羊栖菜化学成分的研究[J].中草药，2008，39（5）：657-661.
[31] 陈震，刘红兵.羊栖菜植物甾醇类化学成分及其降血脂活性的研究[C]//中国化学会第9届天然有机化学学术会议论文集.北京：中国化学会，2012.
[32] 孙瑜，丁国芳，徐银峰.海洋褐藻羊栖菜（Sargassum fusiforme）中马尾藻甾醇、岩藻甾醇的分类纯化及抗菌、抗氧化活性研究[J].海洋与湖沼，2017，48（3）：640-646.
[33] 徐石海，岑颖洲，蔡利铃，等.羊栖菜Sargassum fusiform化学成分的研究[J].中药材，2001，24（7）：491-492.
[34] 徐忠明.羊栖菜中萜类成分的提取与纯化方法研究[D].杭州：浙江工商大学，2015.
[35] 陈群，许宁.羊栖菜活性成分和药理作用研究进展[J].中国药业，2005，14（6）：95-96.
[36] 崔海峰.不同品系羊栖菜形态和营养成分的初步分析[D].哈尔滨：东北林业大学，2013.
[37] 陈绍瑗，莫卫民.海洋药物研究（Ⅱ）：羊栖菜中蛋白质和氨基酸分析[J].浙江工业大学学报，1998（1）：45-48.
[38] 庞庭才，胡上英，范和良，等.羊栖菜蛋白质提取及功能性研究[J].中国酿造，2017，36（9）：148-152.
[39] 赵艳芳，尚德荣，宁劲松，等.羊栖菜中微量金属元素的亚细胞分区分布[J].渔业科学进展，2013，34（6）：118-123.
[40] 许秀兰，卢立用，陈顺福，等.微波消解ICP-OES法测定羊栖菜中微量元素含量[J].中国调味品，2013，38（6）：87-90.
[41] LAHAYE M.Marine algae sources of fibres：determination of soluble and insoluble dietary fibre contents in some sea vegetables[J].Journal of the Science of Food
关键词 羊栖菜；活性成分；生物活性；研究进展
中图分类号 Q946 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）16-0230-04
Study on Bioactive Components of Sargassum fusiform
DONG Ling-li JIANG Cui-li CHAI Yi CHEN Cong-cong LI Nan
（College of Life and Environmental Science，Wenzhou University，Wenzhou Zhejiang 325035）
Abstract The research progress of active components of polysaccharides，brown algae polyphenols，sterols and terpenoids in Sargassum fusiform and the bioactivity of antioxidant，antiaging，antitumor，hypoglycemic，antihyperlipidemia and antibacterial was summarized in this paper，so as to provide references for the further development and utilization of the Sargassum fusiform resources.
Key words Sargassum fusiform；active component；bioactivity；research progress
羊栖菜（Sargassum fusiforme）又名海大麦、鹿角尖等，是褐藻门马尾藻属的大型一年生植物，适合生长于暖温带海域，广泛分布于太平洋西北面海岸线的中下游潮间带[1]。羊栖菜在中国、日本和韩国拥有悠久的食用历史，羊栖菜不仅是传统美食，还是传统中草药。早在《神农本草经》和《本草纲目》中就有记载，羊栖菜能够治疗便秘、结气、脚气、水气浮肿、积食不消等病症[2]。现代医学也证明了羊栖菜具有丰富的药用功效，羊栖菜中含有丰富的蛋白质、矿物质和海藻多糖等天然活性物质，能预防和治疗高血压、高血脂、高胆固醇等心血管疾病，对甲状腺肿、大肠癌等疾病也有一定的防治作用[3-4]。羊栖菜中还含有其他化合物，如多酚类化合物、氨基酸、微量元素、甾醇类化合物、多糖、脂肪酸等[5]。
本文总结了近年来羊栖菜化学成分及其生物活性的研究进展，以期为羊栖菜更深入的资源开发与利用提供参考。
1 羊栖菜活性成分
1.1 羊栖菜多糖
多糖是由多个单糖分子通过糖苷键形成糖链的天然高分子聚合物，羊栖菜多糖（Sargassum fusiforme polysacchari-des，SFPS）是一种分子量在3 500～100 000之间的酸性多糖，其单糖组成有甘露糖、葡萄糖、半乳糖、木糖、岩藻糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸和糖醛酸等，其含量占羊栖菜干重的16%～70%，主要包括褐藻糖胶、褐藻酸和褐藻淀粉[6]。褐藻糖胶也被称为褐藻硫酸酯，是一种黏性物质，主要由岩藻糖和硫酸根组成，含量约占羊栖菜干重的2%，是SFPS中重要的活性成分[7]。褐藻酸是SFPS中含量最多的一类多糖，含量是褐藻糖胶的8～10倍，分子大小为3 200～3 400，是褐藻细胞壁主要构成成分[8]。褐藻酸分子量大，水溶性差，黏度高，往往进行结构改造后才能探究其生物活性，褐藻酸不同的分子量、单糖组成和硫酸化或乙酰化程度都能影响其生物活性[9]。褐藻淀粉主要存在于细胞质中，分子量在8 000左右，其含量相对较少，相关研究也甚少。
SFPS的提取方法有水浸提法、超声波法、微波法和酶解法等，最常用的提取方法是水浸提法，往往还会结合其他辅助方法，使SFPS的提取率最大化。
李亚娜等[10]采用热水浸提SFPS，提取温度在85 ℃时，浸提2.6 h，SFPS的得率达到11.12%。SFPS的提取水温在80～95 ℃之间较合适，且不会影响SFPS的生物活性。超声波法和微波辅助水浸提法有助于提高SFPS的得率，微波辅助水浸提法使SFPS的得率提高到15.58%[11]，而超声波循环辅助热水提取SFPS，其得率能达到21.32%[12]，这2种辅助提取法大大缩短了提取时间，提高提取效率。即便不断优化提取条件，水浸提法提取的SFPS的得率仍普遍不高，原料耗费多，提取成本较高。王 勤等[13]利用pH值为3的酸性溶液提取SFPS，得率高达39.3%。虽然酸提取法明显提高了多糖得率，但酸性条件极有可能破坏糖链结构，使多糖天然结构、活性成分组成和分子量都发生变化。另一种较温和的提取方法是酶解法，用纤维素酶和果胶酶破坏细胞壁结构，有助于提取胞内多糖，酶解法的多糖得率比熱水浸提法高117.23%[14]。酶解提取法虽然条件温和，能保证多糖提取物的生物活性，但其成本相对较高，不适合大规模提取。
1.2 褐藻多酚
褐藻在生长过程中会为了抵御病虫害以及各种环境压力而产生许多次级代谢产物，这其中就不乏有褐藻多酚（Phlorotannin）。从结构上来讲，褐藻多酚属于聚酮类化合物（Polyketides，PKs），而后者广泛存在于自然界，其种类繁多、结构多变，主要包含聚醚类、多烯类、多酚类、大环内酯类和烯二炔类的化合物，现已成为结构和和功能最多样化的天然产物之一[15-18]。 [17] 曾帅，周德庆，刘楠.几种因素对大孔树脂纯化羊栖菜多酚效果的影响[J].食品工业科技，2016，37（18）：297-301.
[18] 何传辉，何传波，魏好程，等.羊栖菜多酚提取工艺优化[J].食品安全质量检测学报，2015（8）：2896-2902.
[19] TIERNEY M S，SMYTH T J，RAI D K，et al.Enrichment of polyphenol contents and antioxidant activities of Irish brown macroalgae using food-friendly techniques based on polarity and molecular size[J].Food Chemistry，2013，139（1-4）：753-761.
[20] MONTERO L，HERRERO M，IBANEZ E，et al.Separation and charact-erization of phlorotannins from brown algae Cystoseira abies-marina by comprehensive two-dimensional liquid chromatography[J].Electrophor-esis，2014，35（11）：1644-1651.
[21] YOTSUYAMASHITA M，KONDO S，SEGAWA S，et al.Isolation and st-ructural determination of two novel phlorotannins from the brown alga Ecklonia kurome Okamura，and their radical scavenging activities[J].Marine Drugs，2013，11（1）：165.
[22] RAGAN M A，GLOMBITZA K W.Phlorotannins，brown algal polyphe-nols[J].Progress in Phycological Research，1986，4：129-241.
[23] LUO H Y，WANG B，YU C G，et al.Evaluation of antioxidant activities of five selected brown seaweeds from China[J].Journal of Medicinal Pla-nts Research，2010，4（23）：2557-2565.
[24] 陈予敏，严小军，范晓.褐藻多酚的结构单元及生成机理[J].海洋与湖沼，1997（3）：225-232.
[25] 张丽斌，熊何健，吴靖娜，等.褐藻多酚的生物活性及提取技术研究进展[J].渔业研究，2013，35（6）：480-484.
[26] 王君虹，郜海燕，葛林梅，等.微波辅助提取羊栖菜多酚的工艺研究[J].浙江农业学报，2013，25（6）：1368-1372.
[27] 方麗，赖蓓蕾，金寒冰，等.二次正交旋转法优化超声辅助提取羊栖菜多酚及其抗氧化[J].食品工业，2014（10）：168-173.
[28] 刘楠，曾帅，孙永，等.响应面法优化酶辅助提取羊栖菜多酚工艺及其抗氧化性研究[J].食品安全质量检测学报，2017，8（1）：62-70.
[29] 赵春海.超临界流体萃取技术原理及应用研究简述[J].生命科学仪器，2006，4（6）：33-35.
[30] 王威，李红岩，王艳艳，等.褐藻羊栖菜化学成分的研究[J].中草药，2008，39（5）：657-661.
[31] 陈震，刘红兵.羊栖菜植物甾醇类化学成分及其降血脂活性的研究[C]//中国化学会第9届天然有机化学学术会议论文集.北京：中国化学会，2012.
[32] 孙瑜，丁国芳，徐银峰.海洋褐藻羊栖菜（Sargassum fusiforme）中马尾藻甾醇、岩藻甾醇的分类纯化及抗菌、抗氧化活性研究[J].海洋与湖沼，2017，48（3）：640-646.
[33] 徐石海，岑颖洲，蔡利铃，等.羊栖菜Sargassum fusiform化学成分的研究[J].中药材，2001，24（7）：491-492.
[34] 徐忠明.羊栖菜中萜类成分的提取与纯化方法研究[D].杭州：浙江工商大学，2015.
[35] 陈群，许宁.羊栖菜活性成分和药理作用研究进展[J].中国药业，2005，14（6）：95-96.
[36] 崔海峰.不同品系羊栖菜形态和营养成分的初步分析[D].哈尔滨：东北林业大学，2013.
[37] 陈绍瑗，莫卫民.海洋药物研究（Ⅱ）：羊栖菜中蛋白质和氨基酸分析[J].浙江工业大学学报，1998（1）：45-48.
[38] 庞庭才，胡上英，范和良，等.羊栖菜蛋白质提取及功能性研究[J].中国酿造，2017，36（9）：148-152.
[39] 赵艳芳，尚德荣，宁劲松，等.羊栖菜中微量金属元素的亚细胞分区分布[J].渔业科学进展，2013，34（6）：118-123.
[40] 许秀兰，卢立用，陈顺福，等.微波消解ICP-OES法测定羊栖菜中微量元素含量[J].中国调味品，2013，38（6）：87-90.
[41] LAHAYE M.Marine algae sources of fibres：determination of soluble and insoluble dietary fibre contents in some sea vegetables[J].Journal of the Science of Food