褐藻胶生物活性应用及最新研究进展

褐藻胶生物活性应用及最新研究进展
作者：杨金生陈晶晶潘玉英
来源：《农村经济与科技》2017年第05期
[摘要]为了探索褐藻胶的生物活性应用前景。

对藻胶及其修饰产物生物活性近几年在医药、食品、生物材料等领域的应用研究的新进展进行综述，同时展望，藻胶降衍生物未来的应用前景。

[关键词]褐藻胶；生物活性；应用前景
[中图分类号]Q937.711 [文献标识码]A
随着人口增长和经济条件的改善，人们对粮食，资源和能源的需求越来越大，但随着陆地资源的减少，已无法满足人类的需求，因此，海洋资源的开发是必然的。

浩瀚的海洋是一个巨大的天然药源宝库，我国的海洋资源十分丰富，尤其是藻类资源极为丰富。

早在五百年前，中医就发现海藻可以治疗甲状腺肿大，再后来，日本也发现能治疗甲状腺肿大的海带属褐藻，经研究发现这种藻类起作用的物质主要与生理活性糖有关。

海带在《本草纲目》，《神农本草经》中均有记载，具有抗菌，抗肿瘤，调节免疫力的功能，在我国很早以前被誉为天然保健食品，这也与它含有的生物活性多糖有关。

经大量研究证明这种活性多糖主要是褐藻胶，1923年纪明侯研究发现，在海带中的含量颇为丰富是褐藻胶，李林等在海带中测得褐藻胶含量约为91.7%。

褐藻胶在医用和食用价值已经得到广泛关注，在日本被称为长寿食品，在美国，被认为是神奇的食品添加剂，在东南亚一些国家已被作为食品添加剂而广泛使用。

近几年褐藻胶在医学保健研究中也有了新的研究进展，它作为一种新型胃药来治疗胃病，它的药用价值已得到了广泛的认可。

随着对褐藻胶的深入研究发现其具有广泛的生理活性。

如具有抗病毒、调节免疫系统、抗辐射、抗凝血、抗氧化抗肿瘤、降血糖、降血脂等作用，这也是人们当前研究的热点。

本文针对褐藻胶的生物活性在医学领域中作用进行论述。

1 褐藻胶特性
褐藻胶是英国人Stanford在1881年从褐藻中分离出来的。

它主要从海带、巨藻、马尾藻等褐藻细胞壁中提取得到。

褐藻胶由褐藻和细菌合成的水溶性酸性多糖物质，胶溶于水，不溶于乙醇、丙酮、氯仿等有机溶剂。

它由1，4-β-D-甘露糖醛酸（M）及其1，4-α-L-古罗糖醛酸（G）两种糖醛酸单体聚合而成。

在海藻中，褐藻胶在细胞外，用于骨架支撑，在细菌中，在细胞壁中用于抵抗不良环境，在胞外参与细胞膜的形成。

褐藻胶作为褐藻中所特有的生物活性多糖，通常被当作天然高分子物质被利用。

一般指褐藻酸盐类，在市场上一般主要指褐藻酸钠，王长云等对褐藻胶分子结构进行修饰，在羟基上分别引入磺酰基及丙二醇基形成双酯钠（PPS），这种物质对高血压，高血脂患者有明显的疗效，同时具有降低血液粘度及扩张血管，改善微循环等功效。

2 褐藻胶的作用
2.1 抗肿瘤功效
早在19世纪，Nagumo等发现褐藻胶能够抑制小鼠体内的肉瘤S180细胞增长，又对IMC 肿瘤细胞及腹水瘤细胞具有明显的抗性效果。

褐藻胶的抗肿瘤特性与一般抗肿瘤试剂作用机理不同，褐藻胶通过增强巨噬细胞的吞噬和促进作用，从而杀死肿瘤细胞，而且研究发现，褐藻胶中M含量越高，对于吞噬细胞的作用越强，对肿瘤抗性越高。

对于正常细胞无害，安全性高；Yoshiko在2003年通过酶解法得到褐藻寡糖，研究发现，它通过改变U-937细胞核的形态，从而抑制白血病U-937细胞的的生长。

2.2 防辐射作用
褐藻胶在抗辐射方面已被广泛应用。

2009年Toti通过对大鼠实验发现，褐藻酸钠能够降低鼠类对Sr 85吸收达20倍。

董文铎曾研究褐藻酸钠对于锑109、锰54等放射元素具有拒吸和排除功能，但对于人体所需的钾、钠、钙的吸收无影响。

范曼芳等以白鼠做实验，发现褐藻酸钠对60Cro有保护功能，将褐藻酸钠注入白鼠腹内，能够延长老鼠存活时间，降低死亡率。

随着核能源的逐步推广，人类将面临着核污染的危害。

例如放射锶，这种放射性物质进入人的体内，逐步在消化道内积累，不被排出，久而久之会增加人类患骨癌和白化病的机率，但是褐藻胶可以和这种物质结合，通过代谢将其排出体外，褐藻酸钠能减少放射性惚在血液和骨骼中的含量。

2.3 抗凝血作用
在医疗领域中，通过褐藻胶研究制成的各种止血药物，例如止血海绵，喷雾止血剂等在外科中已逐步替代传统医用纱布，通过褐藻胶制成纱布，在止住压迫和包扎大动脉引起的出血方面效果很好，他止血作用与肝素抗凝血作用相似。

肝素作为医用领域中使用最为广泛的抗凝剂，但由于它的许多副作用（血小板减少和生物利用度低等）在很大程度上限制了它的使用，然而褐藻的寡糖及其衍生物副作用很小，抗凝活性又高，符合当代药物使用的趋势。

2.4 医学生物材料
正是因为褐藻胶特有的性质，被广泛的应用到医用生物材料中，在医药工业中常用作赋形剂包埋剂，弹性印模料等。

褐藻胶被认为是佳的药物载体，将其做成直径为1-1000um微小胶囊，胶囊可以将药物围在内部，既可以使药物的稳定性提高，还能减少药物的不良气味，延长药物的功效，避免患者食用时感觉不舒服。

2.5 保水保鲜性
褐藻胶的钠盐被认为具有很好的吸水和保水性。

赵丹等研究比较褐藻酸钠、古罗糖醛酸寡糖、甘露糖醛酸寡糖及岩藻聚糖硫酸酯的吸湿、保湿性及抗氧化性。

试验结果表明，褐藻酸
钠、古罗糖醛酸寡糖及甘露糖醛酸寡糖具有较高的吸湿性与保湿性，且古罗糖醛酸寡糖、甘露糖醛酸寡糖、褐藻酸钠及岩藻聚糖硫酸酯对超氧阴离子和羟基自由基均有较强的清除作用。

在相对湿度为43%条件下，褐藻酸钠的吸湿性最强，且随着相对湿度升高而呈上升趋势。

孙春禄利用海藻酸钠与钙离子可形成凝胶这一特性，向肉制品中添加海藻酸钠和钙盐来提高肉制品的持水力，改善产品的质构。

并采用TPA质构分析仪对产品进行测定，实验结果表明：相同工艺条件下，不同凝胶强度的海藻酸钠、不同钙盐对肉制品持水力的影响有差别。

2.6 食品中应用
没有食品添加剂，就没有现代食品工业，食品添加剂是食品工业的灵魂。

在食品添加剂领域中，褐藻胶本身具有很好的凝胶性，用于果冻中，具有很强的可塑性，现已经被大量用于冰淇淋，奶酪中，与以往乳化剂相比，冰淇淋的冰粒更加细腻，稳定性增加，提高冰淇淋和雪糕的体积和膨胀率，口感更好；在面包，生日蛋糕中，可以起到增大体积作用，促进面包蓬松，而且做出的面食品不容易掉渣，软硬适度，口感细腻，而且还可以延长面包的货架期；在面和拉面中，可增加面的韧性，更加耐煮，还可以起到增白的效果；在发酵食品中，可以提高发酵速度，缩短生产周期，提高生产效率，具有较高的经济效益；评价啤酒的质量，泡沫的稳定性作为一个重要指标，褐藻胶可以稳定啤酒的泡沫，在啤酒杯中加入20～40ppm，可延长泡沫3分钟，提高泡沫1cm左右高度，如果在出酒前加入，可起到过滤澄清的作用。

在欧盟一些发达国家，褐藻胶用于制作食品保鲜膜被广泛应用。

褐藻胶本身所含热量低，已作为新型食品添加剂。

2.7 促生长作用
近年来，越来越多的研究表明褐藻胶具有显著的促生长作用。

Kawada等研究褐藻胶在促进骨细胞的生长方面也有显著作用，其作用机制是褐藻胶可以介导骨质再生过程，可被机体用作骨再生膜。

实验研究发现，将褐藻胶再生膜植入在小鼠损伤的胫骨上，受损伤口通过褐藻胶再生膜恢复很好，能够达到完全康复的状态；随后他们又发现采用褐藻胶与氯化钙溶液形成的自组装薄膜，这个褐藻胶薄膜具有良好的修复骨质再生作用。

3 展望
现在已经有大量研究瞄准在化学修饰的褐藻胶，通过修饰在它沿着主链分布游离羟基和羧基，来改变褐藻胶的特性。

然而，目前修饰的很少，仅有如丙二醇藻酸盐化学改性编衍生物已被使用在一些行业中，然而其它衍生物尚未应用到商业中。

虽然在对合成褐藻胶衍生物已经做了大量研究工作，但是仍然有许多合成衍生物潜在途径尚未被发现。

笔者相信未来褐藻胶衍生物的应用必定会在各个领域中得到重视，市场潜力巨大，无论在医药还是其它领域中都会起到举足轻重的作用。

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