巖藻黃質(zhì)抗氧化作用及其機(jī)制研究進(jìn)展

顧曉慧，張 芹，盛 杰，李雪瑩，楊澤夏

（威海海洋職業(yè)學(xué)院，山東 榮成264300）

巖藻黃質(zhì)（Fucoxanthin）是一種具有共軛雙鍵結(jié)構(gòu)的類胡蘿卜，廣泛分布于海藻、海洋浮游植物及貝類[1-2]等資源中，占類胡蘿卜素總量的10%以上[3]。眾多研究表明其在抗腫瘤[4-6]、抗氧化[7]、抗炎[8]、調(diào)節(jié)血糖[9]等多個(gè)領(lǐng)域具有突出的效果，受到人們的廣泛關(guān)注。

1 巖藻黃質(zhì)抗氧化作用及機(jī)制

抗氧化是人們一直以來的關(guān)注熱點(diǎn)，與人體健康和生活質(zhì)量密切相關(guān)。同時(shí)，圍繞氧化和抗氧化開展了很多研究，人們也將尋找天然、綠色、健康的抗氧化劑視為研究和開發(fā)的重點(diǎn)。

20世紀(jì)50年代，Denham Harman提出“自由基學(xué)說”[10]。它是機(jī)體正常的代謝產(chǎn)物，具有較強(qiáng)的氧化能力，易引起機(jī)體損傷[11]，其水平高低與機(jī)體健康密切相關(guān)。

1.1 巖藻黃質(zhì)對(duì)活性氧自由基的清除機(jī)制研究

活性氧及氧自由基（由活性氧衍生而來）性質(zhì)非?；顫姡紮C(jī)體總自由基的95%以上[12]：包括過氧化氫、超氧陰離子、羥自由基、單線態(tài)氧、三線態(tài)氧等。其中，超氧陰離子自由基是生物體內(nèi)生成的第一個(gè)自由基，作為所有自由基的前身，具有壽命長(zhǎng)、能夠到達(dá)較遠(yuǎn)靶標(biāo)、危害大等特點(diǎn)。而氧化性和毒性最強(qiáng)的是羥自由基，它幾乎可以和所有的細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)。活性氧及氧自由基的產(chǎn)生無疑對(duì)健康帶來巨大隱患。

Heo S J等人[13]發(fā)現(xiàn)巖藻黃質(zhì)能夠通過消除體內(nèi)過多的活性氧，從而抑制UVB輻射造成的氧化應(yīng)激，對(duì)B波段紫外線細(xì)胞損傷起到很好的預(yù)防作用。

Mio M等人[14]發(fā)現(xiàn)巖藻黃質(zhì)能夠保護(hù)皮膚免受紫外線傷害。研究表明，n-乙酰半胱氨酸或巖藻黃質(zhì)能夠降低皮膚成纖維細(xì)胞經(jīng)紫外線照射后產(chǎn)生的無毒活性氧（ROS），而視黃酸不能，但真正能夠抑制因紫外線照射而造成的皮膚損傷和絲蛋白降低的是巖藻黃質(zhì)，而不是n-乙酰半胱氨酸或視黃酸。巖藻黃質(zhì)對(duì)紫外線皮膚損傷的保護(hù)機(jī)制則是通過誘導(dǎo)產(chǎn)生絲蛋白促進(jìn)皮膚屏障形成，而與活性氧（ROS）的猝滅和視黃酸無關(guān)。

內(nèi)皮祖細(xì)胞（EPCs）是一種在內(nèi)皮修復(fù)和血管重建中發(fā)揮著重要作用的因子，而氧化應(yīng)激卻能導(dǎo)致其功能障礙。Xiumei Guan[15]通過過氧化氫處理大鼠骨髓來獲得內(nèi)皮祖細(xì)胞，過氧化氫的處理增加了活性氧水平，并阻礙了其增生、黏附、遷移和管狀形成等功能。研究表明，低濃度（0.125～0.500μmol/L）的巖藻黃質(zhì)能夠明顯降低細(xì)胞內(nèi)活性氧（ROS）水平并抵抗因過氧化氫所造成的危害。巖藻黃質(zhì)能夠通過清除自由基和猝滅單線態(tài)氧以保護(hù)內(nèi)皮祖細(xì)胞，是一種良好的生理抗氧化劑。

1.2 巖藻黃質(zhì)對(duì)脂氧自由基的清除作用

脂質(zhì)過氧化是一種自動(dòng)氧化，與損害細(xì)胞膜、動(dòng)脈粥樣硬化、衰老等密切相關(guān)，其損傷機(jī)制十分復(fù)雜，是當(dāng)前重要的研究課題之一。

吳超等人[16]通過探究不同濃度的海帶巖藻黃質(zhì)對(duì)肝勻漿液脂質(zhì)過氧化的影響，發(fā)現(xiàn)丙二醛生成量均降低，巖藻黃質(zhì)可以通過抑制因自由基攻擊細(xì)胞膜所引起的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，且與濃度呈正比。此外，研究還發(fā)現(xiàn)巖藻黃質(zhì)對(duì)肝勻漿液、肝線粒體自發(fā)性脂質(zhì)過氧化均具有抑制作用且呈現(xiàn)顯著的劑量關(guān)系。

汪財(cái)生等人[17]比較了羊棲菜巖藻黃質(zhì)粗品、BHT、維C等對(duì)45℃條件下保溫的亞油酸的抗氧化作用，發(fā)現(xiàn)三者均具有較強(qiáng)的抗脂質(zhì)過氧化的作用，其中BHT>巖藻黃質(zhì)粗品>維C，可巖藻黃質(zhì)是一種優(yōu)良的天然抗氧化劑。

Sangeetha R K等人[18]研究了巖藻黃質(zhì)對(duì)因維A不足所誘發(fā)的小鼠氧化應(yīng)激的影響，發(fā)現(xiàn)巖藻黃質(zhì)通過降低小鼠血漿和肝臟中的脂質(zhì)過氧化物水平、升高過氧化氫酶、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶，從而抑制氧化應(yīng)激。

1.3 巖藻黃質(zhì)對(duì)DPPH自由基的清除作用

眾多研究表明，巖藻黃質(zhì)對(duì)DPPH自由基具有較強(qiáng)的清除能力。Nishino H[19]對(duì)比了巖藻黃質(zhì)對(duì)12-DS、DPPH自由基和NB-L的清除能力，發(fā)現(xiàn)對(duì)DPPH自由基的清除能力最強(qiáng)，其次是NB-L和12-DS。紀(jì)曉林等人[20]通過電子自旋共振波譜技術(shù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)裙帶菜孢子葉中的巖藻黃質(zhì)對(duì)DPPH自由基的清除能力與濃度呈正比，清除率IC50為3.93μg/mL，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化性。汪財(cái)生等人[17]研究表明，羊棲菜巖藻黃質(zhì)粗品對(duì)于DPPH自由基的IC50為565.2μg/mL，是維E的211.4%倍，具有良好的抗氧化性。胡永東等人[1]發(fā)現(xiàn)銅藻巖藻黃質(zhì)的質(zhì)量濃度為0.05 mg/mL時(shí)，DPPH自由基清除率可以達(dá)到93.6%，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化能力。

2 巖藻黃質(zhì)抗氧化能力的評(píng)價(jià)方法

2.1 還原能力測(cè)定方法

還原能力是指在化學(xué)反應(yīng)中原子、分子或離子失去電子的能力?？寡趸瘎┑倪€原能力越強(qiáng)，其抗氧化能力越強(qiáng)。

FRAP即“鐵離子還原/抗氧化能力法”，是在低pH值條件下，利用亞鐵離子與三吡啶基三嗪生成藍(lán)紫色復(fù)合物來測(cè)量樣品的抗氧化能力，又稱為鐵氰化鉀還原法。秦云等人[21]采用該法以1.000 mg/mL維C作為陽性對(duì)照，通過還原能力的大小來反映巖藻黃質(zhì)提取物抗氧化活性的強(qiáng)弱。發(fā)現(xiàn)海帶巖藻黃質(zhì)提取物還原能力較強(qiáng)，且與濃度呈正比，但弱于維C。代沙[22]通過FRAP法評(píng)價(jià)紫蘇葉提取物的還原能力，并探究了不同產(chǎn)地多個(gè)品種的差異。

2.2 清除自由基的測(cè)定方法

通常所說的氧自由基主要包含超氧陰離子、羥自由基、單線態(tài)氧和過氧化氫，均與細(xì)胞的損傷和死亡密切相關(guān)；凡能干擾或阻斷自由基相關(guān)反應(yīng)的物質(zhì)，稱為抗氧化劑[23]。因此，自由基清除能力越強(qiáng)即抗氧化能力越強(qiáng)，該方法在巖藻黃質(zhì)的抗氧化能力評(píng)價(jià)中被廣泛應(yīng)用。王曉楠等人[24]通過測(cè)定DPPH自由基、超氧陰離子、羥自由基清除率等對(duì)褐藻等8種海藻的色素提取物進(jìn)行了抗氧化活性評(píng)價(jià)，表明其抗氧化性與巖藻黃質(zhì)含量呈現(xiàn)高度相關(guān)性。唐晨等人[25]通過測(cè)定羥自由基清除率，驗(yàn)證了海帶巖藻黃質(zhì)提取物具有較強(qiáng)的抗氧化活性。紀(jì)曉林等人[20]通過采用ESR法測(cè)定巖藻黃質(zhì)DPPH自由基清除率[26]和羥自由基清除率[27]，以評(píng)價(jià)裙帶菜孢子葉巖藻黃質(zhì)的抗氧化活性，研究發(fā)現(xiàn)對(duì)DPPH自由基的半抑制率IC50為3.93μg/mL，對(duì)羥自由基的半抑制率IC50為30.07μg/mL，具有較強(qiáng)的抗氧化能力。

3 結(jié)語

巖藻黃質(zhì)是一種安全綠色[28]的活性物質(zhì)，具有較強(qiáng)的抗氧化活性，未來將在食品、化妝品、生物醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。雖然目前受到人們?cè)絹碓蕉嗟闹匾?，但是相比于國外功能食品中巖藻黃質(zhì)的利用開發(fā)來說，國內(nèi)食品、醫(yī)藥及化妝品等多個(gè)領(lǐng)域還鮮有使用。希望能夠更多地投入到巖藻黃質(zhì)的提取制備和開發(fā)利用中。