一、岩藻多糖的发现与特性
1913 年,瑞典乌普萨拉大学的 H. Kylin 教授首次发现岩藻多糖,起初命名为 Fucoidin。岩藻多糖主要存在于褐藻表面的黏液中,如海带、海蕴及裙带菜孢子叶等,新鲜海带中岩藻多糖含量仅为千分之一左右,在干海带中的含量为 1% 左右,是一种非常宝贵的海藻活性物质。
岩藻多糖是褐藻为了在险峻的环境中保护自己而产生的。当褐藻被阳光直晒时,岩藻多糖可以防止其干燥,充当保湿剂的角色;同时可以防止细菌入侵受伤的部位,提高抗菌力和免疫力。
岩藻多糖不同于蘑菇类的 β- 葡聚糖等多糖类,其结构上拥有硫酸基,这是岩藻多糖的重要特点。因为有硫酸基的存在,能够特异性地与幽门螺杆菌结合。岩藻多糖主要存在于褐藻中,如海蕴、裙带菜及海带等。李时珍《本草纲目》中记载,褐藻能 “治水病,瘿瘤,功同海藻”。
此外,以海带、裙带菜等褐藻为食物的一些海洋动物,例如海参、鲍鱼、海胆等,通过食物链其体内会富集少量的岩藻多糖,这些岩藻多糖及其衍生物成为海参、鲍鱼、海胆等养生保健价值的重要组成部分。
二、岩藻多糖的功效与作用
(一)抗氧化作用
岩藻多糖中含有大量的多酚类化合物,具有良好的抗氧化能力。据研究表明,Costa 等从 11 种热带海藻中提取出硫酸化的多糖,所有的硫酸化多糖都具有抗氧化活性、形成亚铁螯合物能力和还原力,5 种具有清除羟自由基的能力,6 种具有清除过氧自由基的能力。Micheline 等也报道了岩藻多糖对羟自由基和超氧自由基的形成具有抑制作用。多酚类化合物作为一种强效的自由基清除剂,可以清除体内的自由基,减少氧化损伤。同时,岩藻多糖还可以增加人体内抗氧化酶的活性,提高自身的抗氧化能力。
(二)免疫调节作用
岩藻多糖能够增强人体免疫功能。它可以促进巨噬细胞的活化和增殖,从而有助于增强对病原微生物的抵抗力。此外,岩藻多糖还可以促进免疫细胞的分化和增殖,调节免疫平衡,防止免疫系统过度激活或者过度抑制。例如,1982 年,瑞典瓦伦堡实验室(Wallenberg Laboratory)Isamu Sugawara 教授等人研究发现岩藻多糖能够促进 T 细胞和 B 细胞增殖分化,首次证实岩藻多糖具有增强免疫的作用。
(三)降血糖作用
岩藻多糖在降血糖方面效果显著。它可以抑制糖原酶的活性,减少肝脏对血糖的释放,从而降低血糖水平。同时,岩藻多糖还可以促进胰岛素的分泌,帮助降低血糖水平。研究显示,不同提取方法对岩藻多糖的降血糖活性有不同影响,岩藻多糖的降血糖活性主要与其结构有关,其具有多糖链结构,可以抑制 α- 葡萄糖苷酶活性,还可以促进胰岛素分泌,提高胰岛素敏感性,改善胰岛素抵抗,降低血糖水平。
(四)改善胃肠道作用
1.抗幽门螺旋杆菌:岩藻多糖具有清除幽门螺杆菌的功效。它可以抑制幽门螺杆菌增殖以及抑制其与胃黏膜的结合。幽门螺杆菌表面具有岩藻多糖特异性结合蛋白,能够与岩藻多糖结合,从而达到抑制幽门螺杆菌黏附的作用。例如,1995 年,瑞典隆德大学微生物学家 Torkel Wadstrom 教授在《Immunology and Medical Microbiology》期刊上首次发表了岩藻多糖能够与幽门螺杆菌结合,抑制幽门螺杆菌的黏附作用,且硫酸基含量达 10% 以上具有有效的结合作用。
2.改善便秘及肠炎:岩藻多糖对改善便秘及肠炎也有积极作用。它可以增加排便天数、体积和软度,帮助小鼠恢复体重,减轻炎症反应。例如,Helicobacter 研究表明,岩藻多糖可以缓解肠道黏膜损伤,降低炎症因子的表达,增加紧密连接蛋白的表达,并增加短链脂肪酸产生细菌(粪球菌属、理研菌属、Butyricicoccus)的丰度,增加粪便中的总短链脂肪酸,上调小肠中的短链脂肪酸受体。
(五)抗肿瘤作用
1.调控肿瘤细胞周期,使肿瘤细胞停滞在有丝分裂前期。岩藻多糖能够干扰肿瘤细胞的正常分裂进程,阻止其快速增殖。
2.诱导肿瘤细胞凋亡,激活凋亡信号。通过激活特定的信号通路,促使肿瘤细胞走向凋亡,减少肿瘤细胞的数量。
3.抑制肿瘤细胞转移,增加组织抑制因子表达,下调基质金属蛋白酶表达。岩藻多糖可以减少肿瘤细胞向其他部位的扩散,提高治疗效果。
4.抑制肿瘤血管生成,降低血管内皮生长因子生成。减少肿瘤的营养供应,抑制肿瘤的生长和发展。
5.激活机体免疫系统,特异性杀伤癌细胞。岩藻多糖可以增强人体免疫功能,促进免疫细胞对肿瘤细胞的识别和攻击。例如,在国外,岩藻多糖主要用于肿瘤的康复和肿瘤的抑制。
三、岩藻多糖的健康护航应用
(一)改善运动员肠道健康
澳大利亚研究人员发现岩藻多糖有改善高性能运动员肠道健康和免疫系统的潜力。全球消化健康市场价值已超过 600 亿美元,而 30%—50% 的运动员会在运动过程中出现胃肠道问题,高强度训练还会破坏人体肠道屏障的整体防御性以及影响免疫健康。岩藻多糖又名褐藻糖胶,大量的功效研究表明其在多个方面具有生理活性。研究人员对专业运动员和健康成人进行实验,收集他们在补充岩藻多糖前后的粪便样本进行分析,结果表明补充岩藻多糖后,运动员的黏膜健康得到有效改善,具有促进特定人群抗菌肽分泌的潜力,并有助于调节黏膜免疫健康。此前的动物模型研究也证实了岩藻多糖作为粘膜健康的潜在调节因子的能力,岩藻多糖或可支持高性能运动员的健康肠道,增强免疫功能。
(二)作为食品成分和营养补充剂
岩藻多糖作为食品成分和营养补充剂的开发潜力巨大。营养食品类产品的全球市场每年将超过 3800 亿美元,相对来说,使用海洋来源的生物活性成分作为食品成分和营养补充剂的配方是开发不足的。岩藻多糖具有多种健康功效,如抗氧化、免疫调节、降血糖、改善胃肠道、抗肿瘤等,可以满足消费者对安全健康的消费需求。未来迫切需要进一步探索海洋生物活性物质,以既安全又健康的产品来满足消费需求。