小球藻生長因子CGF的研究與應(yīng)用進(jìn)展

薄香蘭，劉興，竇勇，賈旭穎，高金偉，周文禮

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小球藻生長因子CGF的研究與應(yīng)用進(jìn)展

薄香蘭，劉興，竇勇，賈旭穎，高金偉，周文禮通信作者

（天津農(nóng)學(xué)院 水產(chǎn)學(xué)院 天津市水產(chǎn)生態(tài)及養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300384）

小球藻是地球上最早出現(xiàn)的單細(xì)胞微藻，其中特有的生長因子CGF決定了小球藻富含蛋白質(zhì)、多糖、礦物質(zhì)以及維生素等多種營養(yǎng)保健物質(zhì)，因而成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)之一。本文綜述了小球藻生長因子CGF的提取方法、生理功能和應(yīng)用領(lǐng)域，以期為其進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用提供理論依據(jù)和應(yīng)用指導(dǎo)。

小球藻；生長因子；提取方法；生理功能；應(yīng)用領(lǐng)域

小球藻（）屬于綠藻門（Chlorophyta）、綠藻綱（Chorophyceae）、綠藻目（Chlorococcales）、卵巢藻科（Oocystaeeae）、小藻球?qū)伲ǎ?，是一類常見的單?xì)胞綠藻類，直徑約 3～12 μm，呈橢圓形或球形[1]。CGF是一種由新鮮優(yōu)質(zhì)的小球藻細(xì)胞經(jīng)多次離析濃縮和萃取提取到的有較高營養(yǎng)價(jià)值的活性物質(zhì)，是小球藻中獨(dú)有的活性成分，它可以促進(jìn)小球藻細(xì)胞的分裂和繁殖，刺激生長，這使得世界上沒有任何動植物能夠像小球藻那樣每20 h增長4倍[2]。1957年，F(xiàn)ujimaki等[3]發(fā)現(xiàn)小球藻特有的一種促進(jìn)生物生長發(fā)育能力的生物活性物質(zhì)—小球藻生長因子（CGF）后[4-5]，CGF的研究就吸引了越來越多學(xué)者的關(guān)注，關(guān)于CGF的研究已經(jīng)涉及到生理功能、主要成分、提取方法以及應(yīng)用前景等多個(gè)方面。

1 小球藻生長因子的提取方法

CGF的提取方法包括高壓熱水提取法、超聲水提法、酶解法[6-9]。不同方法制備的CGF樣品（表1），通過對Ana-1及Raw 264.7細(xì)胞的增值、Ana-1細(xì)胞中性紅吞噬能力、體外清除OH-的能力、還原力的測定、產(chǎn)率5個(gè)方面來進(jìn)行活性比較，發(fā)現(xiàn)高壓熱水提取法產(chǎn)率雖然低于酶解法，但差異不顯著，并且這種制備方法可以明顯地促進(jìn)Ana-1、Raw264.7細(xì)胞的增值，增強(qiáng)Ana-1細(xì)胞的中性紅吞噬能力，在體外清除OH-的能力也明顯優(yōu)于其他兩種，但是3種樣品的還原力沒有太大差異[10]。高壓熱水提取法操作簡單、效果顯著、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，被認(rèn)為是提取CGF的最佳方法。但同樣是高壓熱水提取法，不同團(tuán)隊(duì)在提取時(shí)的條件也不相同，如對原料的處理、溫度和時(shí)間等[11-13]。

表1 3種CGF的提取條件[10]

注：表中3種提取方法均引用于秦文[10]小球藻CGF提取方法

2 小球藻生長因子CGF的生理作用

2.1 調(diào)節(jié)免疫功能，增加對疾病的抵抗能力

CGF可以增強(qiáng)動物免疫力和抗病性，其主要是通過刺激淋巴細(xì)胞的生長來殺害病原體，從而增加生物的免疫能力[14]。劉海琴等[15]用酶解法制得CGF并對其進(jìn)行免疫試驗(yàn)，用75、150、450 mg/（kg.d）劑量的CGF喂養(yǎng)小鼠，30 d后發(fā)現(xiàn)，150、450 mg/（kg.d）的CGF可以明顯增強(qiáng)二硝基氟苯引起的小鼠遲發(fā)性超敏反應(yīng)，對造血功能受損的小鼠具有恢復(fù)能力，同時(shí)還可以提高小鼠單核巨嗜細(xì)胞的吞噬能力，說明CGF具有免疫調(diào)節(jié)的功能。施瑛[16]從CGF中提取多糖，發(fā)現(xiàn)在100 mg/mL和50 mg/mL的劑量下，小鼠的吞噬指數(shù)、吞噬率和遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)、抗體積數(shù)與對照組相比，差異都十分顯著（＜0.05），這表明CGF調(diào)節(jié)免疫的功能主要是由其中多糖決定的。

2.2 促進(jìn)生物的生長能力

CGF可以促進(jìn)生物生長，主要是通過刺激細(xì)胞的分裂速度，從而加快細(xì)胞的增殖率而起到促進(jìn)生長的作用。Morishita[17]發(fā)現(xiàn)CGF能促進(jìn)溶藻弧菌的生長，Hideaki[18]發(fā)現(xiàn)CGF能促進(jìn)頭發(fā)毛乳頭細(xì)胞增殖，韓士群等[19]通過研究CGF對啤酒和乳酸發(fā)酵的影響，指出CGF可以增加啤酒中酵母菌和乳酸菌的細(xì)胞分裂速度和促進(jìn)它們生長的作用。

2.3 解毒作用

CGF具有良好的解毒能力，可以提高腸道能力、保護(hù)肝臟、吸收體內(nèi)有毒物質(zhì)和促進(jìn)有毒物質(zhì)的排泄。Morit等[20]用含有10%的小球藻飼料對小鼠進(jìn)行喂養(yǎng)，5 d后發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)組小鼠排泄的多氯毒物明顯高于對照組。有學(xué)者通過在大鼠飼料中添加小球藻粉來比較大鼠肝的總脂量、膽固醇和甘油三酸脂含量，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)組大鼠這3個(gè)指標(biāo)明顯低于對照組，說明CGF具有保護(hù)肝臟和解毒的作用[21]。

2.4 降血糖、降血壓的作用

CGF可以降低血糖、血壓和血脂。李恒等[22]發(fā)現(xiàn)小球藻有降低小鼠血糖的作用，Merchant[23]通過臨床試驗(yàn)給患者服用固體藻片和小球藻汁，90 d后對患者的舒張壓和血脂水平進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其能明顯降低患者血壓和膽固醇水平。

2.5 抑制腫瘤的作用

CGF有抑制腫瘤的作用，可以激活免疫細(xì)胞中的巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞和T細(xì)胞，抑制致癌物質(zhì)的誘變和基因毒性，增加其協(xié)調(diào)作用，從而起到抑制癌細(xì)胞的作用[24]。Nomoto等[25]通過給致癌小鼠體外注射CGF后，發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞明顯受到抑制，小鼠的存活時(shí)間顯著高于對照組。汪炬等[26]研究了蛋白核小球藻提取物的抑瘤作用，發(fā)現(xiàn)CGF對移植性S180肉瘤小鼠和肝癌HCA腹水瘤具有明顯抑制作用。

此外，CGF還有抗輻射，防治各種炎癥，緩解心理壓力、纖維肌痛等作用[27]。

3 小球藻生長因子應(yīng)用領(lǐng)域

3.1 醫(yī)藥和保健品

目前，已經(jīng)開發(fā)出富含CGF的小球藻片和小球藻膠囊，用來治療胃潰瘍、貧血、營養(yǎng)不良、便秘、動脈粥樣硬化以及術(shù)后恢復(fù)期的輔助藥品，具有降血壓、血糖、血脂[28-30]的功效。為了提高CGF的利用效率，可以將CGF經(jīng)60 ℃熱浸復(fù)水，30 MPa高壓均質(zhì)，對小球藻細(xì)胞進(jìn)行破壁，再加入纖維素酶和果膠酶以提高細(xì)胞蛋白抽提率，用堿性蛋白酶和中性蛋白酶以1∶1的比例在pH 8.0、65 ℃作用4 h，便可有效降解蛋白質(zhì)并得到穩(wěn)定可調(diào)配的酶解液[31]。

3.2 化妝品等美容行業(yè)

由于CGF具有極強(qiáng)的抗氧化性[32]，將其應(yīng)用到化妝品領(lǐng)域中也有極強(qiáng)的市場價(jià)值，可以增加化妝品的保存時(shí)間，增強(qiáng)化妝品的使用效果。同時(shí)，CGF含有均衡、全面的營養(yǎng)成分，在減肥行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，取得了顯著效果[33]。

3.3 新型餌料

隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，綠色無污染的食品越來越受到大家的親睞，小球藻正在發(fā)展成為一種新型的動物餌料。李亞界等[34]用小球藻粉代替飼料中的魚粉來進(jìn)行仔魚的飼養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)添加小球藻粉的仔魚生長性能和生物品相等方面顯著超過對照組。石西[35]在飼料中添加不同量的小球藻粉來代替魚粉進(jìn)行鯽魚的喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，通過比較增重率、飼料利用率、肝臟蛋白質(zhì)含量等指標(biāo)，得出小球藻粉和魚粉的最適替代比例在47%～50%之間。小球藻不僅可以在水產(chǎn)動物餌料中添加，在動物餌料中也可添加。周蔚等[36]用小球藻對40日齡的仔豬進(jìn)行飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，以比較仔豬的生產(chǎn)性能，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)兩組仔豬的采食量高出對照組14.9%和18.9%，料肉比高出對照組11.9%和15.2%。

在飼料中添加CGF，能提高動物的免疫功能、成活率、采食量和各種生長指標(biāo)，提高動物的生長速度、減少疾病的發(fā)生，而且可代替動物飼料中的抗生素、抗菌素等藥品，減少藥物在動物體內(nèi)的殘留，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 食品開發(fā)

利用小球藻生長因子可以開發(fā)小球藻面條、小球藻面包、小球藻餅干、CGF蜂蜜飲料和綠藻精等系列產(chǎn)品[37]。在這些食品中添加CGF，不僅能豐富營養(yǎng)價(jià)值，還能使其具有獨(dú)特的口感和風(fēng)味。但制作各種食物的CGF添加量還待進(jìn)一步研究。

此外，CGF可以增加啤酒中酵母菌和乳酸菌細(xì)胞的分裂速度，促進(jìn)有益菌的增長，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，添加CGF這種活性物質(zhì)可以延長乳酸制品的保質(zhì)期，改善品質(zhì)，起到增加營養(yǎng)等功能[38]，所以可將CGF加入到啤酒、乳酸菌類食品和釀酒行業(yè)中以提高其品質(zhì)。

4 結(jié)語

小球藻CGF的提取方法、生理功能等方面的研究逐步開展，在飼料餌料、食品保健、化妝品和醫(yī)藥領(lǐng)域得到初步應(yīng)用，但CGF產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)、高效大量提取工藝還沒有形成，CGF對生物的免疫調(diào)節(jié)及各種生理作用的機(jī)制和信號調(diào)控通路需進(jìn)一步研究。

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責(zé)任編輯：張愛婷

Advances in research and application ofgrowth factor CGF

BO Xiang-lan, LIU Xing, DOU Yong, JIA Xu-ying, GAO Jin-wei, ZHOU Wen-liCorresponding Author

（Tianjin Key Lab of Aqua-Ecology and Aquaculture, College of Fisheries,Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China）

is one of the earliest unicellular microalgae on earth, which is rich in protein, carbohydrate, minerals and vitamins and other nutritional substances based on the presence of its growth factor（CGF）. Recently, domestic and overseas scholars have paid close attention to CGF. CGF extraction method, physiological function and application progress ofwere concluded and summarized in this paper, in order to provide theoretical basis and guidance for the development and application of CGF application from.

; growth factor; extraction method; physiological function; application

Q946

A

1008-5394（2018）01-0086-04

10.19640/j.cnki.jtau.2018.01.019

2017-09-18

天津市水產(chǎn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（ITTFRS2017005）；天津市科技重大專項(xiàng)與工程項(xiàng)目（15ZXBFNC00120）；衛(wèi)星海洋環(huán)境動力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目（SOED1419）；農(nóng)業(yè)部南海漁業(yè)資源開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目（FREU2015-04）；天津農(nóng)學(xué)院科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目（2013NO8）

薄香蘭（1993-）,女，碩士在讀，主要從事微藻資源化利用和水生態(tài)學(xué)研究。E-mail：1065817937@qq.com。

周文禮（1969-），男，研究員，博士，主要從事微藻資源化利用與生態(tài)學(xué)研究。E-mail：saz0908@126.com。