藻類多糖

藻類多糖是重要的多糖類物質，種類繁多、來源豐富，它不僅能提高機體免疫功能，而且具有抗腫瘤、抗病毒、抗輻射、降血脂及抗凝血等多種生物活性。

基本介紹

• 中文名：藻類多糖
• 外文名：algal polysaccharide
• 來源：各種藻類
• 成分：生物大分子多糖
• 單糖組成：阿拉伯糖岩藻糖甘露糖葡萄糖等

概述

海洋藻類植物極其豐富，根據形體可以分為兩類：一類是微型藻類，包括藍藻，甲藻，矽門藻等，在藻類資源中，微型藻類的製品是高生物活性化合物；另一類是巨型藻類，包括綠藻，褐藻和紅藻等等。藻類中中所含有的多糖成分多具有各種藥理作用。

海藻中包括兩種生物活性物質，一種分子量較小，吸收後能直接或間接影響體內代謝，主要包括鹵族化合物、萜類化合物、溴酚類化合物、對苯二酚、海藻單寧、昆布氨酸等；另一種是難以被消化吸收的細胞間粘性多糖，主要包括褐藻中的藻酸、褐藻糖膠、硫酸多糖、紅藻中的瓊膠、卡拉膠等。

多糖是生物有機體除蛋白質、核酸之外的第三類生物大分子, 主要以糖蛋白、糖脂和蛋白聚糖的形式存在。多糖作為信息分子廣泛參與細胞間配體與受體的相互識別、細胞內信號轉導等生理過程, 與細胞活化、增殖、分化及產生細胞因子等有關。海藻中含有豐富的多糖具有抗感染、抗腫瘤、抗凝血、抗輻射、清除氧自由基和延緩衰老等作用。

藻類多糖是一類多組分的混合物，由不同的單糖基通過糖苷鍵相連而成，是藻類細胞間和細胞內所含的各種高分子碳水化合物的總稱。不同來源的藻類多糖，組成多糖的糖基單體也不相同。

結構

藻類多糖主要包括瓊膠(agar)、卡拉膠(carrageenan)、褐藻膠(algin)等。瓊膠來自於紅藻門(Rhodophyta)，分為瓊脂糖和硫瓊脂。前者由3-O-β-D-半乳糖和4-O-3 、6-內醚-α-L-半乳呋喃糖殘基交替連線而成，後者結構比較複雜含有D-半乳糖、(3 , 6)-半乳糖苷、半乳糖醛及硫酸鹽等。卡拉膠也來自於紅藻，由(1 , 3)-β-D-半乳糖基-(1 , 4)-3 , 6-內醚-α-D-半乳糖為重複二糖的多糖。褐藻膠是由多聚D-甘露糖醛酸(M)n 和多聚L-古羅糖醛酸(G)n 以不同規則的排列順序分布於分子鏈中。

功能活性

多糖的生物活性與其相對分子質量、空間構象、硫酸根含量等有關。相對中分子質量多糖的活性大於相對高分子質量和相對低分子質量多糖；具有β 螺旋型立體結構的多糖有較強的抗病毒活性。我們可通過化學法、酶法等降解相對高分子質量的多糖，以及硫酸化、乙醯化等方法修飾多糖以提高其生物學活性。

抗腫瘤

海藻多糖抑制腫瘤的效果，一般認為不是直接作用於腫瘤細胞，而是作為生物免疫反應調節劑通過增強機體的免疫功能而間接抑制或殺死腫瘤細胞，如能促進淋巴因子激活殺傷細胞(LAK)、自然殺傷細胞(NK ) 活性，誘導巨噬細胞產生腫瘤壞死因子等。

抗病毒

許多海藻中都含有大量硫酸化多糖的絡合物，這些多糖可抑制有包膜病毒的複製過程，這些病毒包括：黃病毒屬、披蓋病毒、沙粒病毒、桿狀病毒、痘苗病毒亞組和皰疹病毒。這些多糖的抗病毒活性由它們的性質決定，如化學結構、硫酸化的程度、分子量、糖的組成、構象和動力學特性等。硫酸化多糖可以干擾病毒複製過程的旱期階段—病毒吸附。其作用機理如下: 硫酸化多糖能抑制宿主細胞中病毒的初始附著物，而且能與病毒的包裝糖蛋白的正電荷相互作用，發生介導。其中，病毒的包裝糖蛋白是與寄主細胞上的硫酸類肝素蛋白多糖有關的病毒附屬物。多糖組分中硫酸鹽基團的硫酸化程度和分配程度對多糖的抗病毒能力起主要作用。硫酸化程度低的海藻多糖通常比較穩定，硫酸化程度高的多糖和其他合成的硫酸化物質( 硫酸葡聚糖和硫酸化樹狀結晶) 都能抑制病毒的吸附作用。中性多糖也能抑制病毒感染，這說明了多糖的抗病毒能力不僅與陰離子有關，而且與其他的分子特性有關。

抗凝血

從綠門藻中提取的Apolysaccharidewas 多糖具有抗凝血功能。Apolysaccharidewas 多糖是一種鼠李糖含量較高的硫酸化多糖，通過分析這種硫酸化多糖的部分凝血致活酶時間及凝血酶時間，得出這種硫酸化多糖具有很高的抗凝血活性。它具有高抗凝血活性，是由於多糖中肝素輔因子Ⅱ增強了凝血酵素的活性。

抗氧化

近年來的研究表明，過多的活性氧自由基對吞噬細胞本身及其他細胞、組織及生物大分子有破壞作用，而脂質過氧化加速又可造成正常細胞的破壞和死亡。海藻硫酸多糖(SPS) 具有清除活性氧的作用，是有效的自由基清除劑，低濃度的SPS對多形核白細胞(PMN) 呼吸爆發產生的活性氧自由基的作用是直接清除；而高濃度的SPS除直接清除PWN 呼吸爆發產生的氧自由基外，尚能部分抑制PWN 活性，阻止氧自由基的生成。

降血脂、減肥消脂及降血膽固醇功能

海藻中含有豐富的多糖類物質。研究表明，該物質有明顯的降血脂作用。羊棲菜多糖不僅具有良好的降血糖作用，而且可作為降血脂藥物的功能成分對高血脂患者以及由高血脂引起的動脈粥樣硬化、肥胖和冠心病患者產生極為有益的影響。如從紫菜中提取得到的紫菜多糖能明顯的降低健康小鼠血中膽固醇量，還可促使高脂肪、高膽固醇餵養的大鼠血清中甘油三酯和膽固醇含量分別下降30.0%和48.6%。

潤膚功能

海藻是一種優良的潤膚劑，這不僅因為海藻中的活性物質能與皮膚蛋白結合形成保濕性的凝膠，而且它還可以通過水合作用在皮膚的表面形成保護膜，防止水分蒸發。研究人員對大量繁殖在沿海潮汐的綠海藻進行了研究，發現其中的硫酸化多糖具有明顯的保濕作用。

提取純化

海藻多糖是極性大分子，含大量的羥基，易溶於水。傳統海藻粗多糖提取方法主要有：水提、酸提和鹼提。提取過程中要防止多糖降解，所以酸鹼方法提取溫度和時間要有所控制。而且這些方法均具有提取率低、活性損失較大、提取時間長的缺點，限制了海藻多糖的大規模生產。因而，為有效提高海藻多糖的提取效率，一些輔助提取技術如酶解法、微波與超音波輔助法等輔助技術在近幾年被廣泛採用。

海藻粗多糖的分離純化是海藻多糖研究的重要步驟，對於海藻粗多糖的分離純化要注意兩個問題：一是海藻粗多糖的得率，二是海藻粗多糖的純度。在保證海藻粗多糖在提取過程中不會被破壞，所得多糖的純度不影響相關研究的前提下儘量提高多糖的得率。影響多糖提取的因素很多，如提取溫度、提取時間、加水量、除蛋白和色素的方法以及酸鹼提取方法中酸鹼的濃度問題等等。另外，用不同的海藻多糖提取方法所得到的多糖成分也會有差異。

海藻多糖是一類組成相當複雜的生物大分子，純化起來相當困難。採用普通的分子篩只能進行初步的純化，這樣也只能得到分子量相近的海藻多糖混合物，它的純度不能用通常小分子化合物的純度來衡量，通常提到的多糖純品實質上只能是一定分子量範圍的均一組分。不過通過分子篩或者陰離子交換柱等可以達到多糖與蛋白分離的目的。想要獲得純度更高的多糖純品，就需要通過高效液相色譜、氣相色譜、毛細管電泳等等方法來實現。

套用前景

近年來，多種新型的海藻保健食品、風味食品已上市，人們已不僅僅滿足於單一把海藻製成各式食品，而是把視野轉向更廣闊的海藻生物活性多糖。我國海藻資源十分豐富， 以廉價海藻多糖為物質基礎可生產出大批量具有重要價值的產品，其在醫藥、食品、飼料、化工和化妝品等領域具有廣闊的開發套用前景。隨著海藻多糖保健功能研究的不斷深入，對其具有的生物活性物質的開發利用也越來越多。