褐藻膠寡糖的功能特性研究進(jìn)展

曾斌芬，時(shí)瑞，吳曼鈴，胡錦鵬，陳麗嬌，梁鵬，程文健

（福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002）

褐藻膠又稱褐藻酸鹽，主要由β-D-甘露糖醛酸（mannuronic acid，M）及與其C5差向異構(gòu)體α-L-古洛糖醛酸（guluronic acid，G）兩種單糖組成的酸性直鏈多糖，聚合度（degree of polymerization，Dp）一般在 160～250，其中包含3種不同的聚合片段：均聚β-D-甘露糖醛酸（poly mannuronic acid，PM）、均聚 α-L-古洛糖醛酸（poly guluronic acid，PG）以及由 G、M 以不同比例聚合的片段（poly mannuronic acid and guluronic acid，PMG）。褐藻膠大多來(lái)自于大型褐藻植物中的細(xì)胞壁與細(xì)胞質(zhì)間，還有少部分由微生物如銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）合成[1]，而且細(xì)菌合成的褐藻膠結(jié)構(gòu)與植物來(lái)源褐藻膠的結(jié)構(gòu)有所不同。市面上的褐藻膠大部分是從海洋褐藻植物中提取的，性能穩(wěn)定、無(wú)毒性，還易與Ca2+等二價(jià)離子形成凝膠，被廣泛應(yīng)用于食品添加劑[2-3]、生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用[4]、飼料工業(yè)[5]等行業(yè)中。

褐藻膠寡糖也稱褐藻膠低聚糖（alginate oligosaccharide，AOS），包括低聚甘露糖醛酸（mannuronic acid oligosaccharide，MOS）和低聚古羅糖醛酸（guluronic acid oligosaccharide，GOS），是由褐藻膠經(jīng)過(guò)降解得到的小分子產(chǎn)物，Dp為2～25，噴霧干燥后呈白色或淡黃色粉末。褐藻膠的降解方法大致可分為3種：物理降解、化學(xué)降解、生物降解，物理降解和化學(xué)降解得到的產(chǎn)物均為飽和糖醛酸組成的寡糖，而生物降解就是通過(guò)褐藻膠裂解酶降解能夠得到具有不飽和末端的寡糖[6]。褐藻膠裂解酶的來(lái)源廣泛，目前一般都是從腐爛海帶和從以海藻為食的動(dòng)物內(nèi)臟中提取，但是天然來(lái)源的酶存在活性低、穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，現(xiàn)今有較多研究利用基因工程技術(shù)[7]得到更穩(wěn)定和活力更高的褐藻膠裂解酶，已有眾多研究表明，AOS的分子量、結(jié)構(gòu)以及G/M的比值等因素對(duì)其理化特性和生物學(xué)活性有一定的影響。本文主要綜述了褐藻膠寡糖及其衍生物的功能特性，包括理化特性、生物活性以及結(jié)構(gòu)組成與功能的關(guān)系，以期更好地利用褐藻膠寡糖的功能特性并將其用于指導(dǎo)相應(yīng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。

1 褐藻膠寡糖的物理特性及其功能

1.1 一般理化性質(zhì)

褐藻膠寡糖相對(duì)分子質(zhì)量小，易溶于水，由于褐藻膠降解過(guò)程中暴露多個(gè)羥基使得褐藻膠寡糖的溶解性能得到很大的改善，其溶解度可達(dá)到20%，可提高機(jī)體吸收利用率[8]。Dp為20～30的PMG容易被酸水解，而PM和PG不易被水解，但當(dāng)溶液的pH值為2.85時(shí)PG產(chǎn)生褐色沉淀，PM不產(chǎn)生沉淀。褐藻膠寡糖熱穩(wěn)定性好，Aida等[9]的研究表明，350℃～400℃的水熱處理才能使褐藻膠完全降解得到琥珀酸、蘋果酸、甘露糖醛酸和古洛糖醛酸等降解產(chǎn)物，表明組成AOS的兩種單糖組分具有良好的熱穩(wěn)定性。

1.2 吸濕性和保濕性

吸濕性是指物質(zhì)在空氣濕度較高的情況下吸收水分的性質(zhì)，保濕性是指物質(zhì)在空氣濕度較低條件下保持水分的性質(zhì)。許雷等[10]以褐藻膠為原料酶解得到Dp為6、4、3的3種褐藻膠寡糖，在不同濕度的環(huán)境下，將其與丙三醇、聚乙二醇以及海藻膠的吸濕保濕性進(jìn)行比較，在相對(duì)濕度為43%時(shí)，Dp為3的AOS吸濕性顯著超過(guò)褐藻膠，與丙三醇的作用效果相近，而且其保濕作用甚至優(yōu)于丙三醇和聚乙二醇。聚合度越低的AOS，其吸濕性與保濕性越好，其原因是由于酶解過(guò)程改變了單糖分子的空間結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致羥基基團(tuán)暴露，增強(qiáng)了其親水性，從而提高吸濕和保濕特性[11]。AOS的降解方式也會(huì)影響其吸濕與保水性能，采用酸水解從海帶中提取GOS和MOS，在不同濕度環(huán)境下比較這兩種寡糖與海藻酸鈉的保濕作用，結(jié)果表明無(wú)論在低濕度還是高濕度的環(huán)境下，酸水解得到的AOS的吸濕性與保濕性不如海藻酸鈉[12]。較多研究說(shuō)明酶解得到的AOS擁有良好的吸濕性和保濕性，可用于食品保濕劑和易腐食品的保護(hù)劑，例如在柑橘類水果采后過(guò)程中涂抹酶解得到Dp為2～7的AOS不僅能減少水果表面的水分，還能顯著地防止柑橘類果實(shí)發(fā)生青霉變，延緩果實(shí)的腐敗[13]。

1.3 抗凍性

水產(chǎn)品最常用的貯藏方法是低溫貯藏，但是低溫條件下容易造成產(chǎn)品的冰晶損傷，有研究表明在低溫貯藏過(guò)程中涂抹或浸泡于褐藻膠與褐藻寡糖溶液對(duì)海鮮類產(chǎn)品有顯著的冷凍保護(hù)作用。將蝦仁浸泡在Dp為2～4的AOS溶液后，在冷凍貯藏溫度波動(dòng)條件下，對(duì)蝦仁的蛋白質(zhì)含量、顏色以及組織狀態(tài)有顯著的改善作用[14]，并且優(yōu)于用抗凍劑（Na4P2O7）處理的樣品。Zhang等[15]深入探討了AOS和海藻多糖對(duì)冰晶生長(zhǎng)和重結(jié)晶的作用機(jī)制，特別是糖和冰晶在溫度波動(dòng)下冷凍保藏的關(guān)系，最后推論得到其作用機(jī)制為水置換機(jī)制，即AOS分子通過(guò)氫鍵和靜電作用與氨基酸殘基結(jié)合從而取代了蛋白質(zhì)周圍的水分子，可阻止蛋白質(zhì)聚集的風(fēng)險(xiǎn)，并抑制了冰晶的生長(zhǎng)與重結(jié)晶的發(fā)生，從而保護(hù)了肌肉蛋白免受大冰晶造成的機(jī)械損傷。

2 褐藻膠寡糖的生物學(xué)活性及其功能

褐藻膠寡糖具有良好的溶解性、吸濕性和保濕性等物理特性，同時(shí)也具有抗氧化性、抗炎癥、抑菌性、降血脂、降血壓以及調(diào)節(jié)腸道菌群等生物學(xué)活性。由于褐藻膠來(lái)源、降解模式的不同導(dǎo)致降解產(chǎn)物的分子量、空間構(gòu)象以及G/M比例的差異，賦予了褐藻膠寡糖功能特性的多樣性和不確定性。

2.1 抗氧化性

自由基是存在于人體內(nèi)氧化反應(yīng)的中間代謝產(chǎn)物，過(guò)多的自由基有可能會(huì)破壞人體細(xì)胞的結(jié)構(gòu)使人體的組織器官功能降低，從而使人體免疫力系統(tǒng)功能下降導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生。目前可以通過(guò)天然或者合成抗氧化劑來(lái)清除自由基，現(xiàn)有多個(gè)研究已經(jīng)證明AOS具有顯著的清除自由基（ABTS+·、·OH、DPPH·）的能力以及一定的還原能力，并表明抗氧化性是褐藻膠寡糖擁有其他生物活性的前提性質(zhì)。酶解得到的AOS濃度為5.0 g/L時(shí)，其對(duì)ABTS+自由基的清除能力與維生素C有相近的清除效果，并且對(duì)多酚氧化酶有一定的抑制作用[16]。周緒霞等[17]研究3種不同分子量的AOS（分子量大于8 kDa、分子量小于8 kDa、分子量未進(jìn)行分級(jí)）的抗氧化活性，結(jié)果表明在3種不同的抗氧化體系中，分子量較小的AOS表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗氧化活性。張明杰等[18]將酶解的AOS按分子量分為4組（0.84、1.40、2.25、34.56 kDa），試驗(yàn)結(jié)果證明各組均具有一定的抗氧化活性，而且隨著各組濃度的增大其抗氧化活性也逐漸增大，但相比于大分子的AOS，中低分子量的AOS具有更好的清除DPPH自由基和羥基自由基的能力。胡婷[19]研究酸降解、氧化降解、酶降解方式得到的不同分子量的GOS和MOS，其結(jié)論也佐證了褐藻膠寡糖分子量越小，其抗氧化活性越高，同時(shí)還得出了G系列寡糖與亞鐵離子絡(luò)合作用均強(qiáng)于相應(yīng)結(jié)構(gòu)及分子量段的M系列寡糖。此外還有研究用AOS處理獼猴桃，可以顯著地抑制獼猴桃果實(shí)細(xì)胞壁降解以及誘導(dǎo)抗氧化基因與酶的表達(dá)[20]，增強(qiáng)果實(shí)的抗氧化能力。因此說(shuō)明AOS不僅具有抗氧化性，還能強(qiáng)化抗氧化性能，其活性強(qiáng)度與其單糖組成、分子量與分子結(jié)構(gòu)具有相關(guān)性。

2.2 減輕炎癥

炎癥反應(yīng)是臨床常見(jiàn)的一個(gè)病理過(guò)程，可見(jiàn)于人體各部位的組織和各器官中，許多研究說(shuō)明了炎癥與很多慢性疾病的發(fā)生有關(guān)聯(lián)，如高血壓、肥胖、心血管疾病等。許多研究表明AOS具有減輕炎癥的生物活性，在治療癌癥的過(guò)程中，化學(xué)藥物容易引發(fā)腸道黏膜炎，研究發(fā)現(xiàn)用10 mg/kg AOS喂養(yǎng)ICR小鼠可以恢復(fù)由抗腫瘤物質(zhì)白消安引起的腸黏膜炎[21]，進(jìn)一步研究得到10 μg/mg AOS顯著改善豬空腸上皮細(xì)胞系的完整性，提高小腸細(xì)胞的遷移能力，增強(qiáng)小腸的屏障功能，可預(yù)防化療或其他疾病引起的炎癥[22]。Wan等[23]研究得到AOS（600 g/mL）對(duì)腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）誘導(dǎo)的小腸上皮細(xì)胞損傷有改善作用，同樣表明AOS可以減少TNF受體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，從而減輕TNF受體誘導(dǎo)的腸上皮細(xì)胞炎癥損傷。

褐藻膠寡糖不僅對(duì)抗癌癥藥物引起的炎癥有緩解作用，對(duì)其他炎癥也有顯著的延緩作用。P-選擇素蛋白是急性炎癥早期的一個(gè)重要指標(biāo)，同時(shí)也是評(píng)價(jià)肺動(dòng)脈高壓嚴(yán)重程度的重要參考因子，馮喆等[24]發(fā)現(xiàn)高劑量的AOS能有效減緩動(dòng)脈血管周圍的炎癥，降低野百合堿誘導(dǎo)的大鼠肺動(dòng)脈高壓模型P-selectin蛋白的表達(dá)，并推測(cè)褐藻膠寡糖能抑制肺組織中P-selectin通路的表達(dá)，從而達(dá)到減輕炎癥的作用。D-半乳糖可導(dǎo)致小鼠心臟功能老化現(xiàn)象以及影響心肌組織中TNF-α、白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）等促炎癥因子mRNA的表達(dá)增加，用高劑量[150 mg/（kg·d）]AOS灌胃D-半乳糖誘導(dǎo)的小鼠4周，結(jié)果表明其能顯著減緩小鼠心臟老化現(xiàn)象，降低促炎癥因子IL-6、TNF-k蛋白的表達(dá)[25]。不同降解方式得到AOS的抗炎活性有差異，有報(bào)道說(shuō)明氧化降解得到的AOS具有抑制脂多糖激活的RAW264.7巨噬細(xì)胞的炎癥反應(yīng)，而通過(guò)酶水解和酸解獲得的則沒(méi)有這種活性[26]。對(duì)比前期研究發(fā)現(xiàn)氧化得到的AOS具有更好地延緩炎癥的功能，可能由于其特有的還原端羧基的存在或者別的結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)其抗炎活性產(chǎn)生影響，而且這些寡糖的抗炎活性與促炎癥因子的表達(dá)通路有關(guān)，這為開(kāi)發(fā)褐藻膠寡糖抗炎功能提供了研究思路。

2.3 抑菌活性

隨著抗生素的廣泛使用，出現(xiàn)了多種耐藥性的細(xì)菌，為了既能抑制細(xì)菌生長(zhǎng)又不引起細(xì)菌突變產(chǎn)生耐藥性，人們轉(zhuǎn)向?qū)ふ倚碌募?xì)菌抑制劑。褐藻膠寡糖被證明了具有很好地抑制細(xì)菌和真菌活性的功能特性，目前研究較多的是GOS抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的作用機(jī)制。Ertesv?gh 等[27]研究發(fā)現(xiàn)酶解得到的MOS（4.2 kDa）對(duì)大腸桿菌（Escherichia coli）、副傷寒沙門氏菌（Salmonella paratyphi）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）有顯著的抑制效果，此外還有研究發(fā)現(xiàn)含有85%及以上的古羅糖醛酸片段的寡糖（Dp：16，濃度2%）能夠抑制革蘭氏陰性菌的生長(zhǎng)，并增強(qiáng)抗生素對(duì)銅綠假單胞菌的活性，可以開(kāi)發(fā)成用于協(xié)同抗生素治療囊性纖維化（cystic fibrosis，CF）患者的藥物[28-30]。生物膜胞外多糖基質(zhì)和黏液提供了感染細(xì)菌的額外保護(hù)，這個(gè)現(xiàn)象促使Ahonen等[31]提出一個(gè)將胺前體接枝到AOS上組合成能釋放一氧化氮的褐藻寡糖衍生物的試驗(yàn)方案，一氧化氮與AOS都具有改變生物膜形態(tài)和黏液組成的能力，因此這種物質(zhì)對(duì)銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌以及囊性纖維化相關(guān)病原體具有很強(qiáng)的殺滅作用。

褐藻膠寡糖中G/M比對(duì)其抑菌作用有所影響，研究表明G含量在85%以上的抑菌效果更好，可能是GOS與細(xì)菌的相互作用更強(qiáng)，但是其作用機(jī)制仍存在爭(zhēng)議。Powell等[32]借助納米技術(shù)分析了GOS對(duì)革蘭氏陰性菌的抑菌機(jī)制，結(jié)果表明GOS的作用機(jī)制不是直接破壞銅綠假單胞菌的細(xì)胞壁，而是與胞外脂多糖發(fā)生相互作用。Alison等[33]認(rèn)為GOS會(huì)破壞銅綠假單胞菌的群體感應(yīng)信號(hào)，從而影響到細(xì)菌毒力因子的產(chǎn)生和生物膜的形成。另外，GOS也被證明對(duì)真菌念珠菌具有抑制作用，其作用機(jī)制主要是GOS能夠抑制真菌菌絲的生長(zhǎng)，并且能夠顯著破壞真菌細(xì)胞膜的形成[34]。除了GOS具有顯著的抑菌性，AOS也表現(xiàn)了一定的抑菌活性，從褐藻中提取的AOS可減輕腸炎沙門氏菌對(duì)肉雞生產(chǎn)性能的負(fù)面影響，并可通過(guò)促進(jìn)乳酸菌生長(zhǎng)和調(diào)節(jié)黏膜中細(xì)胞因子表達(dá)和抗體產(chǎn)生來(lái)抑制盲腸中的沙門氏菌定植[35]，濃度為2%AOS不僅延長(zhǎng)酸奶中酵母菌的生長(zhǎng)活性，還能抑制霉菌的增殖生長(zhǎng)[36]。上述研究表明，AOS具有顯著的抑菌作用，可應(yīng)用于開(kāi)發(fā)治療人與動(dòng)物相關(guān)藥品以及食品類防腐保鮮劑。

2.4 降血壓活性

高血壓是一種普遍存在于中老年的慢性心血管疾病，AOS被證明是一種具有顯著降低血壓作用的寡糖。用酶解的AOS（500 Da）喂養(yǎng)高鹽飲食、對(duì)鹽敏感Dahl大鼠，能夠以劑量依賴的方式減輕大鼠收縮壓的增加，顯著減輕高血壓腎小球硬化和腎動(dòng)脈損傷[37]。Moriya等[38]采用皮下途徑注射褐藻酸鈉治療（攝入量60 mg/d）Dahl大鼠的鹽誘導(dǎo)高血壓，盡管在治療過(guò)程中糞便和尿液中鈉的排泄水平?jīng)]有顯著變化，但是實(shí)驗(yàn)14 d后基本治愈了大鼠的高血壓癥。

研究表明褐藻膠寡糖具有良好的降血壓活性，但其作用機(jī)制還存在很多爭(zhēng)議。有人認(rèn)為高分子量褐藻膠寡糖不易被人體腸道吸收，而且其糖環(huán)上有羧基可以與腸道中的鹽離子相互結(jié)合，減少機(jī)體對(duì)鹽離子的吸收從而降低血壓[37]。但是冀為等[39]證明了低分子量海藻酸鉀（1 800 Da，攝入量 250 mg/kg～500 mg/kg）同樣能顯著降低自發(fā)性高血壓模型大鼠的血壓，這與前面提出的推論完全相反，由此說(shuō)明還存在其他的代謝機(jī)制。因此，不管是自發(fā)性高血壓還是高鹽引起高血壓，AOS都對(duì)其有一定的降低效果，但是其作用機(jī)制還需要更深入研究與探討。

2.5 調(diào)節(jié)免疫活性

AOS的免疫調(diào)節(jié)與抗腫瘤特性是密不可分的，研究表明AOS能誘導(dǎo)細(xì)胞分泌細(xì)胞因子從而調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)。腫瘤壞死因子-α、粒細(xì)胞集落刺激因子（granulocyte colony-stimu1ating factor，G-CSF）、單核細(xì)胞趨化蛋白-1、活化調(diào)節(jié)、正常T細(xì)胞表達(dá)、分泌受激活調(diào)節(jié)正常T細(xì)胞表達(dá)和分泌因子、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子和嗜酸性粒細(xì)胞趨化因子都可以由AOS在不同程度上誘導(dǎo)，這取決于寡糖分子結(jié)構(gòu)。此外，AOS還能激活顯著水平的白細(xì)胞介素（IL）1-α、IL1-β、IL-6、IL-9 和IL-13的形成[40]。酶解的AOS（Dp：3～9，529 Da～1 585 Da，70 mg/kg）也能激活小鼠體內(nèi)多種免疫反應(yīng)性細(xì)胞因子的合成，這些結(jié)果共同證明了AOS激活巨噬細(xì)胞從而提高宿主免疫系統(tǒng)的能力[41]。酶解得到的GOS相比于其他寡糖分子在RAW264.7細(xì)胞中表現(xiàn)出顯著的一氧化氮誘導(dǎo)活性，例如，酶促解聚所得的GOS（濃度 1 000 μg/mL），可誘導(dǎo) RAW264.7 細(xì)胞分泌腫瘤壞死因子和活性氧，并可通過(guò)增加誘導(dǎo)型一氧化氮合酶的表達(dá)來(lái)增加一氧化氮的產(chǎn)生，因此GOS被認(rèn)為是有效的巨噬細(xì)胞激活劑[42]。海藻酸釩寡糖（vanadate alginate oligosaccharide，VAOS）是一種新型的海藻酸釩配合物，其在非小細(xì)胞肺癌的治療中起著顯著的重要，Zhou等[43]在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)VAOS對(duì)蛋白酪氨酸磷酸酶去磷酸化活性有顯著的抑制作用，而且這種酶會(huì)促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌的發(fā)展，VAOS能夠顯著抑制蛋白酪氨酸磷酸酶的活性，從而減輕腫瘤細(xì)胞負(fù)荷。

2.6 改善腸道功能

研究表明AOS是一種潛在的益生元，可通過(guò)促進(jìn)益生菌成為優(yōu)勢(shì)菌群，抑制有害菌的生長(zhǎng)，最后被分解為各種短鏈脂肪酸來(lái)調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡。利用體外模擬人體內(nèi)發(fā)酵試驗(yàn)研究褐藻膠來(lái)源的AOS與假單銅綠細(xì)菌來(lái)源的AOS對(duì)腸道菌群的相互作用，兩者發(fā)酵后的菌群結(jié)構(gòu)相似，均能增加發(fā)酵液中乳桿菌和擬桿菌的菌數(shù)，減少一些條件致病菌的數(shù)量[44]。AOS的制備方法、大小與結(jié)構(gòu)組成均對(duì)益生作用有一定的影響，武敏[45]研究了不同濃度的AOS對(duì)保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）與雙歧桿菌（Bifidobacterium）生長(zhǎng)的影響，通過(guò)對(duì)比與分析得到2 g/L為最優(yōu)的添加量。王海松等[46]研究了不同組分的低聚糖對(duì)腸道菌群的作用，發(fā)現(xiàn)由甘露糖組成的低聚糖更有利于抑制瘤胃球菌屬（Ruminococcus）的生長(zhǎng)。由于酶解得到的AOS存在不飽和結(jié)構(gòu)，其對(duì)腸道菌群的作用優(yōu)于飽和的AOS，在體外用來(lái)源于豬體內(nèi)的微生物發(fā)酵24 h，對(duì)比瓊脂寡糖（0.4 kDa～1.4 kDa）與卡拉膠寡糖（1.0 kDa～7.0 kDa），酶解得到的褐藻膠寡糖（1.0kDa～5kDa）能顯著地抑制埃希氏菌屬（Escherichia）、志賀氏菌屬（Shigella）和嗜胨菌屬（Peptoniphilus）等致病菌的生長(zhǎng)[47]。將2.5%低聚褐藻酸鈉添加到歐洲鱸魚的日常飼料里，能顯著提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率，進(jìn)一步分析表明是由于褐藻膠寡糖能顯著增強(qiáng)腸前壁酶的活性與腸絨毛的寬度，從而改善腸道功能[48]。

2.7 其他生物活性

褐藻膠寡糖還具有抗腫瘤、保護(hù)神經(jīng)活性、促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)、降低血脂、抗糖尿病等功能。AOS的抗腫瘤主要作用機(jī)制是基于抗氧化作用、抗炎作用與免疫調(diào)節(jié)相結(jié)合的一種機(jī)制，在已經(jīng)證明AOS有顯著的抗氧化活性與協(xié)助抗腫瘤治療的前提下，將AOS（Dp：5，10 mg/d）給手術(shù)治療后的骨肉瘤患者服用2年，結(jié)果發(fā)現(xiàn)AOS協(xié)助治療的患者平均腫瘤體積和復(fù)發(fā)率顯著減少，降低了患者的IL-1β和IL-6水平，提高了體內(nèi)的超氧化物歧化酶、谷胱甘肽和血清高密度脂蛋白膽固醇水平[49]。研究表明AOS不僅能防止氧化過(guò)激反應(yīng)引起的神經(jīng)損傷，還能改善自發(fā)性神經(jīng)衰退的癥狀，Bi等[50]發(fā)現(xiàn)了MOS能顯著地抑制淀粉樣蛋白β1-42寡聚體的聚集，降低蛋白β1-42的表達(dá)，從而降低淀粉樣前體蛋白和BACE1的水平，并說(shuō)明不飽和甘露寡糖通過(guò)參與自噬改善阿爾茨海默病。AOS可以刺激血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子來(lái)促進(jìn)人類角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖，Zhang等[51]分析了AOS促進(jìn)植物組織生長(zhǎng)的機(jī)制及研究進(jìn)展，結(jié)果表明AOS可以通過(guò)刺激生長(zhǎng)因子來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)。

天然來(lái)源的AOS已被證明具有顯著的降血脂活性，通過(guò)初步的研究得到其可通過(guò)抑制膽固醇的攝入從而降低血脂水平，另外AOS的衍生物硫化多糖丙二醇古羅糖醛酸（propylene glycol guluronate sulfate，PGGS）被證明具有以劑量依賴的方式降低甘油三酯和總膽固醇的能力，主要是通過(guò)腺苷酸激活蛋白激酶（adenine monophosphate activated protein kinase，AMPK） 信號(hào)介導(dǎo)的[52]。褐藻酸鈉被證明能調(diào)節(jié)結(jié)腸轉(zhuǎn)錄，有效地抑制肥胖和肥胖相關(guān)代謝綜合征[53]，因此表明不同的褐藻膠多糖的降血脂機(jī)制不同，由于其結(jié)構(gòu)與分子的多樣性，其作用機(jī)制也呈現(xiàn)了多樣化。新型低聚甘露糖酸鉻被發(fā)現(xiàn)能有效地改善骨骼肌細(xì)胞的胰島素敏感性，可通過(guò)上調(diào)AMPK相關(guān)信號(hào)通路與線粒體代謝功能進(jìn)而改善2型糖尿病[54]。

3 展望

褐藻膠寡糖的功能特性研究為其加工功能性食品以及藥物的開(kāi)發(fā)提供了很多新思路，研究表明，褐藻膠寡糖功能特性的多樣性與其結(jié)構(gòu)多樣性密切相關(guān)。這種聯(lián)系促進(jìn)了研究者對(duì)影響褐藻膠寡糖功能特性的多種基本因素的研究，包括降解模式、分子量、G/M比、空間構(gòu)象及其衍生物。然而目前對(duì)褐藻膠寡糖的功能活性機(jī)制的研究尚不全面，因此對(duì)不同結(jié)構(gòu)褐藻膠寡糖的制備及其結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系有待研究。由于技術(shù)與資源的局限，目前很多研究只集中在AOS混合物功能特性的研究，針對(duì)單一結(jié)構(gòu)、單一分子量的AOS的研究較少。在未來(lái)的研究中，不僅需要尋找更高效快速的方法分離純化AOS，還需要深入研究其中結(jié)構(gòu)-功能的構(gòu)效關(guān)系。