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    巖藻黃質的理化性質及生物活性

    出處:德寧 作者: 中國水產養殖網 2017-10-10 22:54:00

    巖藻黃質的理化性質

    巖藻黃質又名巖藻黃素、褐藻黃素,屬于類胡蘿卜素中的葉黃素類,是一類脂溶性色素,廣泛存在于具有光合作用的藻類、海洋浮游植物、水生貝殼類等動植物組織內,而藻類中巖藻黃素廣泛地分布于褐藻綱、硅藻綱、金藻綱、定鞭藻綱中,而在紅藻綱以及甲藻綱中只有少部分的種類含有。尤其是在褐藻中巖藻黃素的含量比胡蘿卜素和葉黃素的總量之和還要高,這也是褐藻的一個鮮明特點。

    巖藻黃質的分子式:C42H58O6,結構式如圖1,分子量:658.91,密度1.09。不溶于水,溶于某些有機溶劑,如三氯甲烷、正己烷、石油醚等。在偏酸性溶液、弱光和低溫下比較穩定;在弱酸、弱堿條件下,發生顏色可逆變化;在強堿、強光或高溫條件下則被破壞。
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    圖1 巖藻黃質結構式

    巖藻黃質分子結構式很容易看出,分子中同時存在羧基、羥基,既可以發生分子間的酯化反應,也可能產生分子內部的綜合成環,雙鍵使得巖藻黃質分子具有氧化性,高溫穩定性較差。

    巖藻黃質的生物活性研究狀況

    最初巖藻黃質主要作為著色劑加入到食品中,但后來的研究發現,巖藻黃質作為類胡蘿卜素具有良好的抗氧化作用,甚至優于維生素E和維生素C。巖藻黃質作為營養保健品有效成分正逐步得到廣泛的使用。然而,現今最主要的用途,仍是被當作有效減肥成份使用。

    1、巖藻黃質的抗肥胖活性

    日本北海道大學的化學教授Kazuo所領導的研究組證實,巖藻黃質作為一種褐色海藻的色素物質將成為減肥的極好成分。研究共對兩百多只實驗鼠進行研究,在其食品中定期添加含有巖藻黃素的食品添加劑,發現大鼠體重下降了5%-10%,白色脂肪組織(WAT)中線粒體解偶聯蛋白1(UCP1)表達也在巖藻黃素富集物喂食的大鼠中發現,實驗鼠白色脂肪組織(WAT)重量明顯減少可能是因為通過線粒體解偶聯蛋白1(UCP1)在白色脂肪組織(WAT)中的表達導致產熱引起能量消耗。研究認為,巖藻黃質能夠激活被稱為線粒體解偶聯蛋白1(UCP1)的蛋白,線粒體解偶聯蛋白1(UCP1)通常僅僅在褐色脂肪組織(BAT)中表達,是新陳代謝中生熱作用的關鍵分子,起到避免脂肪組織過度積聚的作用。這種蛋白不僅可以促進脂肪分解,同時也可以刺激肝臟生成DHA,降低體內膽固醇水平。同時他們還證實了使用巖藻黃質作為濃縮食品添加劑不會引起實驗動物的成癮或其它任何副作用。

    2、巖藻黃質的抗腫瘤活性

    巖藻黃質在抗腫瘤方面也發揮著特殊作用。裙帶菜等海藻中的巖藻黃質具有能使結腸癌細胞誘導DNA斷裂,從而誘導細胞調亡,明顯減少人類結腸癌細胞株Caco-2、HT-29、DLD-1的增殖。這一成果對癌癥的治療和預防很有幫助。給予22.6µM的巖藻黃質24h后Caco-2的DNA斷裂,是對照組的10倍多。巖藻黃素還可以抑制Bc1-2蛋白(一種妨礙癌細胞自然死亡的蛋白質)水平。結合3.8µm的巖藻黃素和10µM曲格列酮[氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)γ的特殊配合基]明顯減少了Caco-2細胞的增殖。但是單獨用相同濃度的巖藻黃素或是曲格列酮都不能影響細胞增殖。這些發現表明巖藻黃素可能通過聯合曲格列酮調節結腸癌細胞的細胞增殖,起到化學抑制或化學治療的作用。

    巖藻黃素和其代謝物Fucoxanthinol也可以通過半胱氨酸蛋白酶-3激活來誘導人PC-3前列腺癌細胞的凋亡。另外,對皮膚癌變、十二指腸癌變、肝臟癌變等,巖藻黃質都被發現有顯著的抑制效果。

    3、巖藻黃質的抗血管新生活性

    巖藻黃素和它的去乙酶反應產物Fucoxanthinol都被發現有抗血管新生作用。大于10mM的巖藻黃素可以明顯抑制HUVEC(人臍靜脈內皮細胞)的增殖和管道形成,但是對HUVEC的趨化性沒有明顯作用。文獻指出10-20mM的巖藻黃素可以有效抑制內皮祖細胞分化成內皮細胞,從而抑制新的血管組成。這樣巖藻黃素可能有益于防治和血管再生相關的疾病。

    4、巖藻黃質的調節血糖含量作用

    有研究證明食用巖藻黃素可以削弱肥胖/糖尿病KK-Ay小鼠的白色脂肪組織(WAT)重量增加,并且通過調節腫瘤壞死因子RNA,減少了KK-Ay小鼠的血糖和血漿中胰島素的濃度,有效調節血糖含量。外圍組織的胰島素抗性是II型糖尿病的主要發病特點之一,顯示巖藻黃素是一種對于防止和改善II型糖尿病有效果的類胡蘿卜素。

    5、巖藻黃質的抗氧化和清除自由基活性

    巖藻黃素和它的兩種代謝產物在體外實驗中均證實具有抗氧化性和較高的清除自由基的作用。但是這三種物質在淬滅單重態氧的能力上沒有β-胡蘿卜素高。這種較高的清除自由基的能力可能是因為巖藻黃素和它的兩種代謝產物都具有二烯鍵。

    6、抑制脂多糖誘導炎癥

    巖藻黃素通過阻斷iNOS和COX-2蛋白的表達起到抑制內毒素炎癥的作用。相同劑量條件下,巖藻黃素對眼睛葡萄膜炎的抗炎效果與潑尼松龍相當。

    7、巖藻黃質的神經細胞保護作用

    從裙帶菜中分離出巖藻黃質,研究它對缺血性神經細胞死亡的保護作用,發現巖藻黃質可顯著降低缺氧/復氧神經細胞損傷。推測裙帶菜中的巖藻黃質對自發性高血壓腦卒中大鼠(SHR-SP)的缺血性神經細胞死亡有一定的防護作用。

    8、其他重要的生理活性

    巖藻黃素還被發現在阻斷腫瘤細胞有絲分裂抑制哺乳動物的DNA復制酶等方面發揮特殊作用。此外,巖藻黃素還可作為食品添加別被用于水產業和喂養家禽,起到加強動物的疾病抵抗力、為蛋黃增色等作用。有研究通過對海膽生物學防御中巖藻黃素的影響的研究,發現巖藻黃素對噬菌體細胞的活性和排卵也有著重要的影響。

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