海參多糖的研究進(jìn)展

◎ 趙 麗，陳發(fā)河

（集美大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，福建 廈門 361021）

海參（holothurians）屬棘皮動物門（Echinodermata）海參綱（Holothurioider），是具有悠久歷史的海洋無脊椎動物[1]。海參營養(yǎng)豐富，自古以來就是滋補佳品，被奉為“海八珍”之首，有“海中人參”的美譽。海參在我國南方與北方均有分布，北方海參主要分布在山東、遼寧及河北等地，品種較為單一，主要是仿刺參（Apostichopus japonicus），南方海參種類較多，資源豐富，分布在江蘇、福建、海南及西沙群島等地[2]。

多糖是海參體壁的主要成分，目前在海參中主要發(fā)現(xiàn)有兩種活性多糖：①海參硫酸軟骨素。②海參巖藻多糖，又名海參巖藻聚糖硫酸酯，相對分子質(zhì)量均大于50 kDa[3]。

1 海參多糖的提取工藝

多糖是海參體壁的主要成分，通常與蛋白以非共價結(jié)合的方式存在于海參體壁中，提取海參多糖的關(guān)鍵點在于破壞多糖與蛋白的糖肽鏈，使多糖釋放出來。提取海參多糖的方法有熱水浸提法、酸水解法、堿水解法、蛋白酶水解法等。熱水浸提法可以使多糖中的有效成分不被其他溶劑破壞，但提取率較低。酸水解法易破壞多糖結(jié)構(gòu)，且產(chǎn)生廢酸，對環(huán)境造成傷害。目前，提取海洋動物多糖比較常用的方法是堿提法以及蛋白酶水解法。堿提法[4]是利用在堿性條件下蛋白與多糖中糖肽鍵不穩(wěn)定，該方法雖然提取率較高，但因為肝素、硫酸角質(zhì)素等含硫酸根的多糖經(jīng)堿處理后易發(fā)生Walden轉(zhuǎn)化或脫硫現(xiàn)象，不適合酸性多糖的提取，且腐蝕性強，對設(shè)備要求高，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。蛋白酶水解法溫和易控，催化效率及產(chǎn)品安全性高，是目前提取海參多糖相對較好的方法[5-6]。穆琳[7]以木瓜蛋白酶水解鮮刺參體壁，得到了以巖藻糖、氨基半乳糖以及葡萄糖醛酸為主的純度較好的刺參多糖。宿瑋[8]采用復(fù)合酶酶解法制備海地瓜粗多糖，發(fā)現(xiàn)在酶解pH7.0、溫度51 ℃、底物濃度4.82%、酶底比4.08%、酶解時間12 h時，多糖得率為4.2%。

2 海參多糖的生物活性

2.1 抗腫瘤活性

腫瘤是威脅人類生命健康的重大殺手。眾多研究發(fā)現(xiàn)，海參多糖具有抑制腫瘤細(xì)胞增殖的活性，劉紅梅[9]從北極參中提取粗多糖，經(jīng)sephadex-G50及DEAE-52分離純化，得到了3種精制多糖，發(fā)現(xiàn)精制多糖對人肺癌細(xì)胞A549細(xì)胞、人胰腺癌細(xì)胞PANC-1人乳腺癌細(xì)胞MCF-7及人胃癌細(xì)胞SGC-7901均有顯著抑制作用，且抑制效果優(yōu)于粗多糖。沈先榮[10]從棘刺錨參中純化得到純度較高的PBATF，發(fā)現(xiàn)其對Hela細(xì)胞，7901胃癌細(xì)胞、NCI非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞生長增殖皆有顯著的抑制作用，且對皮膚成纖維細(xì)胞無明顯的影響。Chen[11]發(fā)現(xiàn)，巖藻聚糖硫酸酯能通過阻斷VEGF信號傳導(dǎo)，可顯著抗血管生成途徑，進(jìn)而抑制腸癌細(xì)胞的增殖。王婷[12]從海參精中分離得到純化海參精多糖，并研究純化多糖對人肝癌細(xì)胞（HepG2）和人宮頸癌細(xì)胞Hela有體外生長抑制作用。

2.2 降血脂活性

蔡彬新[13]從海地瓜中提取粗多糖，經(jīng)一系類純化，得到純度較高海地瓜多糖，建立預(yù)防型高血脂動物模型，考察純化海地瓜多糖對高血脂小鼠的作用，發(fā)現(xiàn)海地瓜多糖對高血脂小鼠體重?zé)o顯著作用，能顯著抑制由于高糖脂飲食引起的高血脂癥及動脈硬化。Li等[14]從菲律賓刺參中提取得到兩種巖藻聚糖硫酸酯，研究其鏈構(gòu)象與活性之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)硫酸化模式的不同與降血脂活性有較為密切的關(guān)系，具有4-O-硫酸根模式的多糖有更高的活性。Wang等[15]人從北大西洋海參中提取多糖，發(fā)現(xiàn)巖藻糖通過PI3K/PKB途徑抑制血糖的升高。田迎櫻[16]采用高糖高脂飼料喂食雄性小鼠，建立了胰島素抵抗小鼠模型，發(fā)現(xiàn)海地瓜巖藻聚糖硫酸酯能明顯降低小鼠空腹血糖量，提高肝糖原含量，增加肝臟中己糖激酶及丙酮酸激酶酶活力，降低糖原磷酸化酶及葡萄糖-6-磷酸酶酶活力，抑制糖原合成負(fù)調(diào)節(jié)基因的 mRNA 及磷酸化蛋白的表達(dá)。

2.3 抗凝血活性

Ye等[17]制備了海參多糖，并以該多糖為原料制備硫酸化衍生物及羧甲基化衍生物，發(fā)現(xiàn)經(jīng)硫酸化改性的海參多糖具備更高體外抗凝血活性。Dong等[18]從海地瓜及黑乳參中分別分離得到分子量為90.8 kDa及135.8 kDa的巖藻聚糖硫酸酯，并通過抗凝實驗研究其抗凝血活性，發(fā)現(xiàn)這兩種巖藻聚糖硫酸酯都具有較強抗凝血活性，但是黑乳參巖藻聚糖硫酸酯（HOP）比ACP具有更高活性，經(jīng)研究其活性不同可能是與不同的硫酸鹽含量及其巖藻糖殘基硫酸模式有關(guān)。

2.4 抗氧化活性

隨著時代的發(fā)展，自由基學(xué)說被更多人認(rèn)可，過量自由基會引發(fā)新陳代謝異常，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞功能障礙甚至死亡，天然抗氧化劑的開發(fā)越來越被人們所重視。Zou等[19]人從海地瓜及黑乳參中提取巖藻糖基化的硫酸軟骨素，通過圓二色譜、原子力顯微鏡及掃描電鏡考察多糖結(jié)構(gòu)，并研究兩種多糖的抗氧化性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種多糖構(gòu)相穩(wěn)定，且具有較優(yōu)清除自由基能力，且呈現(xiàn)劑量關(guān)系。Liu[20]從刺參中提取多糖，發(fā)現(xiàn)其有抗氧化及抗凝血活性。

2.5 其他活性

海參多糖還具有其他活性，如增強免疫力、抑制炎癥、抗病毒等。胡世偉等[21]從海地瓜中提取得到海地瓜巖藻聚糖硫酸酯（Am-FUC），建立胰島素抵抗小鼠模型，研究（Am-FUC）對胰島素抵抗小鼠肝臟炎癥反應(yīng)的改善作用及機制，發(fā)現(xiàn)Am-FUC能通過抑制JNK和IKKβ/NFκB炎癥通路起到改善胰島素抵抗小鼠肝臟炎癥反應(yīng)的作用。趙美慧[22]發(fā)現(xiàn)海地瓜巖藻聚糖硫酸酯可通過AF-κB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來抑制慢性低度炎癥。

3 展望

目前，海參多糖制備工藝已經(jīng)較為成熟，分離純化技術(shù)也有了較大的發(fā)展，生物活性方面也有所研究，但還存在著不足。一方面，研究目前主要集中在刺身等名貴海參上，對低值海參研究較少。另一方面，對海參多糖的生物活性與其構(gòu)相的關(guān)系研究有所欠缺。這是未來海參多糖應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)的重點及難點。

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