李莎蘭, 洪 亮, 李誠(chéng)博, 劉晨光

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綠藻水溶性多糖的研究概況和進(jìn)展

李莎蘭, 洪 亮, 李誠(chéng)博, 劉晨光

(中國(guó)海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院, 山東青島 266003)

對(duì)近年來(lái)綠藻多糖的提純方法、組成結(jié)構(gòu)及應(yīng)用的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。綠藻多糖的提純需要經(jīng)過(guò)樣品的前處理、提取和精制三個(gè)步驟, 提取方法包括酸提、酶提、加入鈣螯合劑提取、微波及超聲波輔助提取。綠藻多糖是水溶性的硫酸化雜多糖。從石莼()、滸苔()、礁膜()、小球藻()、蕨菜()及剛毛藻()中提取的多糖的化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)特征各不相同, 而且多糖的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)特征受提取方式的影響。綠藻多糖的生物相容性、生物可降解性及抗氧化、抗腫瘤、抗凝血、抗炎、免疫調(diào)節(jié)等多種生物活性使其在食品、醫(yī)藥、化妝品及農(nóng)業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用。有關(guān)綠藻多糖的精確結(jié)構(gòu)、提純方法及化學(xué)修飾的進(jìn)一步研究將使綠藻多糖的應(yīng)用更加廣泛。

綠藻多糖; 提取; 組成; 結(jié)構(gòu); 應(yīng)用

海藻是多糖物質(zhì)的重要來(lái)源之一。目前已被廣泛應(yīng)用的海藻多糖是來(lái)源于褐藻的海藻酸鈉、褐藻多糖硫酸酯; 來(lái)源于紅藻()的瓊脂、卡拉膠等。雖然一些綠藻(在亞洲的某些國(guó)家作為食品, 但作為一大類(lèi)海藻, 其多糖的研究和應(yīng)用與前兩者相比相對(duì)較少。這可能是由于綠藻的養(yǎng)殖規(guī)模較小, 其產(chǎn)量受自然環(huán)境的影響較大。人們開(kāi)始重視對(duì)綠藻的應(yīng)用研究特別是其多糖的研究和應(yīng)用, 主要是由于綠潮的出現(xiàn)。綠潮( Green tides) 是大型綠藻(主要是石莼屬()綠藻)脫離固著基暴發(fā)性增殖或高度聚集, 形成漂浮增殖群體的一種生態(tài)異?，F(xiàn)象。綠潮能引起多種危害, 已經(jīng)成為一種世界性的海洋環(huán)境問(wèn)題。20 世紀(jì)70年代初, 綠潮出現(xiàn)在法國(guó)的布列塔尼地區(qū)。美洲、歐洲和亞太地區(qū)也出現(xiàn)過(guò)綠潮。2007年, 在中國(guó)的黃海首次爆發(fā)大規(guī)模的滸苔()綠潮; 2008 年爆發(fā)了文獻(xiàn)記載以來(lái)的世界最大規(guī)模的綠潮; 迄今在黃海連續(xù)9 年暴發(fā)大規(guī)模滸苔綠潮。某些種類(lèi)的綠藻, 如石莼、滸苔等可作為飼料、食品和藥物開(kāi)發(fā)的原料。如何實(shí)現(xiàn)這類(lèi)綠藻的高效利用, 已成為我們面臨的重要課題。本文綜述了國(guó)內(nèi)外有關(guān)綠藻來(lái)源的多糖的研究進(jìn)展, 為進(jìn)一步利用提供理論依據(jù)。

1 綠藻多糖制備的主要步驟

綠藻水溶性多糖主要通過(guò)樣品的前處理、多糖的提取及多糖的精制等步驟獲得。提取步驟如圖1所示。

1.1 樣品前處理

樣品前處理主要經(jīng)過(guò)材料的選擇和雜質(zhì)去除、樣品的干燥和脂肪及色素的去除等步驟。綠藻的生長(zhǎng)時(shí)期及生長(zhǎng)環(huán)境會(huì)影響最終多糖的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)率, 因此需要選擇合適的地點(diǎn)和采收時(shí)間。例如, 石莼聚糖的產(chǎn)率、組成和結(jié)構(gòu)會(huì)受到石莼種類(lèi)及季節(jié)的影響[1]。收集到的樣品需要進(jìn)行雜質(zhì)的去除, 主要是因?yàn)榫G藻中含有泥沙和鹽等雜質(zhì)。其中水洗法是最常用的除去藻類(lèi)中雜質(zhì)的方法。

為了便于存儲(chǔ), 樣品需要進(jìn)行干燥, 藻類(lèi)的干燥主要是通過(guò)室溫下自然晾曬、烘干、冷凍干燥等方法。由于干燥的過(guò)程同樣會(huì)影響多糖的產(chǎn)率, 分子質(zhì)量及結(jié)構(gòu)等物化性質(zhì), 所以要根據(jù)需要和成本, 選擇合適的干燥方式。如烘干可能會(huì)降低多糖的粘度但制備成本較低; 而冷凍干燥可以得到高粘度和高分子質(zhì)量的多糖, 但生產(chǎn)成本較高。

最后, 需要去除樣品中的脂肪及色素等雜質(zhì)。傳統(tǒng)的去除脂質(zhì)的方法主要有索式提取、有機(jī)溶劑浸提等。常用的有機(jī)溶劑主要有丙酮、乙醇、甲醇、石油醚和氯仿, 其中乙醇安全性和去除色素的效果較好, 所以乙醇是使用最廣泛的有機(jī)溶劑。超臨界萃取是近年來(lái)出現(xiàn)的去除脂質(zhì)較好的方法。應(yīng)用該方法去除脂質(zhì), 具有對(duì)樣品性質(zhì)影響小、無(wú)有機(jī)溶劑殘留等優(yōu)點(diǎn)。但該方法比較昂貴, 所以目前比較廣泛使用的仍是索式提取、有機(jī)溶劑浸提法。

1.2 綠藻多糖的提取

綠藻多糖大多數(shù)位于細(xì)胞間質(zhì)和細(xì)胞壁中, 少量位于細(xì)胞質(zhì)中。水溶性的硫酸化綠藻多糖占干重的8%~29%, 不同的提取和純化方式得到的多糖產(chǎn)率也會(huì)不同。目前研究最多的是用熱水(80~100℃)直接提取水溶性多糖, 也可以用酶輔助提取多糖從而提高多糖的產(chǎn)率。提取過(guò)程應(yīng)該在不破壞多糖的分子結(jié)構(gòu)和功能性基團(tuán)的前提下, 應(yīng)最大限度地提高產(chǎn)率和純度。

研究發(fā)現(xiàn), 酸性條件可以使細(xì)胞壁多糖發(fā)生聚合而提高多糖的產(chǎn)率, 但是酸性條件會(huì)降低多糖的分子質(zhì)量。另一方面, 應(yīng)用鈣螯合劑如草酸銨、EDTA的溶液也能促進(jìn)多糖的提取。這主要是因?yàn)榧?xì)胞壁中存在鈣離子, 鈣螯合劑可以通過(guò)封存鈣和擾亂多糖的化學(xué)鍵連接來(lái)促進(jìn)多糖的提取。另外, 陳小梅等[2]的研究表明, 在以上化學(xué)方法的基礎(chǔ)上應(yīng)用微波、超聲波等物理方法也可以提高產(chǎn)率。但這類(lèi)方法的主要缺點(diǎn)是容易造成多糖分子鏈的斷裂和結(jié)構(gòu)的破壞。

1.3 綠藻多糖的精制

熱水直接提取多糖時(shí), 得到的混合物中有蛋白質(zhì)、多酚類(lèi)、色素等雜質(zhì)。粗多糖一般用離子交換色譜進(jìn)行純化, 小分子雜質(zhì)如有特殊氣味和色素時(shí)可用活性炭吸附或者過(guò)氧化氫氧化, 也可以通過(guò)透析、層析等方法進(jìn)行去除; 去除多糖中的蛋白質(zhì)的方法一般采用蛋白酶、三氯乙酸、Sevage法等。此外,還可采用超濾、離子交換層析和凝膠過(guò)濾等方法進(jìn)一步對(duì)多糖進(jìn)行提純。

2 綠藻多糖的組成及結(jié)構(gòu)

海洋綠藻水溶性多糖是一種帶負(fù)電荷的硫酸多糖, 主要由鼠李糖、木糖和糖醛酸組成。糖醛酸主要包括葡萄糖醛酸和艾杜糖醛酸, 此外有些綠藻還含有葡萄糖、半乳糖、甘露糖及阿拉伯糖[3]。目前通過(guò)氣相色譜、紅外光譜、核磁共振和質(zhì)譜等方法, 已對(duì)滸苔屬、石莼屬、礁膜屬、松藻屬、小球藻屬等來(lái)源的水溶性多糖的單糖組成、糖鏈的結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了較為深入的研究。

石莼多糖的結(jié)構(gòu)是目前研究最深入的綠藻多糖結(jié)構(gòu)。石莼中提取出的水溶性多糖主要組成為艾杜糖醛酸、葡萄糖醛酸、木糖、鼠李糖和葡萄糖。石莼聚糖的糖殘基絕大多數(shù)以α-(1→4)-和β-(1→4)-連接構(gòu)成主鏈。分支位于鼠李糖的O-2位置, 硫酸化基團(tuán)位于鼠李糖的C-3位置[4]。葡萄糖通過(guò)β-(1→4)-連接, 鼠李糖通過(guò)α-(1→4)-連接, 木糖通過(guò)β-(1→ 4)-連接[5], 艾杜糖醛酸也通過(guò)β-(1→4)-連接[3]。石莼聚糖的主要連接方式如圖2所示。

滸苔多糖是近幾年研究較多的綠藻多糖, 滸苔多糖的單糖組成、硫酸根的位置、糖鏈結(jié)構(gòu)都會(huì)受到滸苔種類(lèi)、季節(jié)及環(huán)境的影響, 因此, 要研究出滸苔多糖的精確結(jié)構(gòu)非常的困難。一般情況下, 滸苔多糖由糖醛酸、鼠李糖、木糖、半乳糖及巖藻糖組成。鼠李糖通過(guò)1→2, 4和1→4連接; 葡萄糖通過(guò)1→4連接; 半乳糖通過(guò)1→3和1→6連接; 葡萄糖醛酸和木糖通過(guò)1→4連接并且位于末端, 其中木糖的O-2位置部分硫酸化[6]。此外, 不同的提取方式也會(huì)產(chǎn)生不同的多糖結(jié)構(gòu)。例如, 堿提滸苔多糖主要由部分硫酸化的木葡聚糖組成, 通過(guò)β-(1→4)-連接。滸苔多糖主要連接方式如圖3所示[7]:

目前, 礁膜、小球藻、蕨藻及剛毛藻等一些不常見(jiàn)的綠藻多糖的結(jié)構(gòu)和組成研究還比較少。礁膜科多糖主要由糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、鼠李糖及木糖組成[8]。其中, 鼠李糖是主要的單糖單元, 主要通過(guò)1→3; 1→2; 1→2, 3, 4; 1→2, 3; 1→2, 4連接[9]。其中, 硫酸基團(tuán)主要位于C-3, C-4位置; 葡萄糖, 葡萄糖醛酸及木糖通過(guò)1→4連接, 木糖的O-2位置部分硫酸化; 半乳糖通過(guò)1→3和1→6進(jìn)行連接。礁膜的主要連接方式如圖4所示。

小球藻多糖主要組成為鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、木糖、鼠李糖、葡萄糖[10]。通過(guò)1→3,1→2連接, 其中, 鼠李糖的C-2, C-4被部分的硫酸基團(tuán)取代。主要的連接方式如圖5所示。

Chattopadhyay[11]和Rao[12]等研究表明, 蕨藻科多糖主要組成為半乳糖、木糖、阿拉伯糖。半乳糖通過(guò)1→3連接, 木糖和阿拉伯糖通過(guò)1→4連接, 其中阿拉伯糖的C-3位和半乳糖的C-6位是硫酸基團(tuán)的主要連接位。Ramana[13]和Cassolato[14]等研究表明, 剛毛藻科多糖主要組成為半乳糖, 阿拉伯糖和木糖。半乳糖通過(guò)1→3連接, 阿拉伯糖通過(guò)1→4連接, 其中, 半乳糖的C-4, C-6, 及阿拉伯糖的C-4位被硫酸基團(tuán)取代。它們的主要連接方式如下圖所示:

3 綠藻多糖的應(yīng)用

近30 多年來(lái)的研究顯示: 綠藻水溶性多糖具有抗氧化、抗凝血、抗腫瘤、抗高血壓、抗菌、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)等多種生物學(xué)功能。此外, 綠藻多糖還具有無(wú)毒、生物相容、生物可降解等特點(diǎn), 所以綠藻多糖在食品、醫(yī)藥、化妝品、農(nóng)業(yè)中具有廣闊的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。

3.1 綠藻多糖在食品中的應(yīng)用

硫酸化的綠藻多糖在食物工廠(chǎng)中可用作添加劑, 如增稠劑、穩(wěn)定劑、乳化劑、膨脹劑、凝膠劑。目前, 綠藻多糖在食品中應(yīng)用較多的是石莼聚糖和滸苔多糖。石莼聚糖不但可以抵抗內(nèi)源性的人類(lèi)消化酶, 具有一定的發(fā)酵性能, 而且還對(duì)結(jié)腸細(xì)菌的新陳代謝有積極的影響, 包括調(diào)節(jié)β-葡萄糖醛酸酶和β-葡萄糖甘酶, 誘導(dǎo)腸道粘蛋白的分泌[15]。此外, 石莼聚糖還具有很好的水和能力, 可以和膽固醇等生物分子相互作用加快代謝物的排出。因此, 石莼聚糖是食品的理想添加劑。

滸苔中提取出的多糖在一定的濃度下可以形成凝膠, 這種凝膠對(duì)溫度、pH、離子具有響應(yīng)性。滸苔多糖凝膠可以被用作果凍, 這種滸苔果凍不僅保留了傳統(tǒng)的果凍食品的潤(rùn)滑口感, 而且凝膠食品可以改變食物的流變性質(zhì), 延長(zhǎng)食物的保質(zhì)期, 封裝食物的味道。此外, 滸苔多糖凝膠還可以被用作乳化系統(tǒng)來(lái)增加食物的彈性和粘稠度, 鎖住水分, 所以滸苔多糖凝膠食品具有很大的市場(chǎng)價(jià)值[16]。

3.2 綠藻多糖在生物醫(yī)藥中的應(yīng)用

綠藻在古代更多的應(yīng)用在病理方面, 綠藻目前的醫(yī)藥研究主要是綠藻多糖。例如, 大多數(shù)的綠藻多糖和金屬離子相互作用形成水凝膠, 可以根據(jù)這個(gè)原理移除不必要的離子和確保必要的離子, 還可以用來(lái)進(jìn)行金屬中毒的治療。

綠藻多糖在生物醫(yī)藥中的研究和應(yīng)用較多的是石莼聚糖。石莼聚糖中含有葡萄糖醛酸, 艾杜糖醛酸, 鼠李糖及硫酸基團(tuán), 使其用于免疫系統(tǒng)修復(fù)劑, 抗氧化劑, 抗腫瘤劑, 抗高血壓劑等。El-Baky[17]等研究表明, 石莼聚糖骨架中的木糖參與細(xì)胞受體的調(diào)節(jié), 被肝素膜受體識(shí)別, 可以作為肝素凝集素, 用作診斷和治療的生物材料。Larraz[18]等研究表明, 石莼聚糖和哺乳動(dòng)物的胺基葡聚糖相似, 它可以在骨骼肌系統(tǒng)紊亂的制藥中得到應(yīng)用。Faury[19]等研究表明, 鼠李糖中的基團(tuán)在石莼聚糖中是主要的骨架, 根據(jù)這些, 石莼聚糖可以用來(lái)治療皮膚病, 特別是隨年齡增長(zhǎng)所引發(fā)的一些病癥。此外, 石莼聚糖會(huì)和離子相互作用形成水凝膠, 這種水凝膠和自然的活性組織相似, 具有可控的降解率和適當(dāng)?shù)目紫抖? 而且還可以保留水分和有用的生物活性物質(zhì), 所以石莼聚糖水凝膠可用作組織工程中的生物支架及傷口敷料[20-22]。

目前, 滸苔多糖在醫(yī)藥中也具有重要的作用。例如, 滸苔多糖具有抑制腫瘤細(xì)胞增殖, 同時(shí)凝聚單細(xì)胞等功能, 所以它可以用作抗腫瘤劑應(yīng)用于生物醫(yī)藥中[23]; 高玉杰[24]等研究表明, 天然合成的滸苔多糖用作抑菌劑時(shí)具有無(wú)毒性, 生物相容性及可降解性, 因此它可以在生物醫(yī)藥中代替化學(xué)合成的抑菌劑; Zhongshan[25]等研究表明, 滸苔多糖也可以用作免疫調(diào)節(jié)劑和抗氧化劑; Leiro[26]和郝翠[27]等研究表明, 滸苔多糖中提取出的寡糖具有降血壓, 減肥, 防齲齒及提高免疫力等功能, 所以這種寡糖可以用來(lái)預(yù)防糖尿病。

除了石莼聚糖和滸苔多糖外, 礁膜多糖在醫(yī)藥中也有重要的應(yīng)用。礁膜多糖可以加快小鼠的造血功能, 促進(jìn)脾臟細(xì)胞和白細(xì)胞的增殖, 保護(hù)損傷的免疫器官, 加強(qiáng)機(jī)體的免疫效應(yīng), 從而使造血系統(tǒng)免受由放射治療引起的損傷, 所以礁膜多糖可以用作放射治療中的防輻劑[28]。

3.3 綠藻多糖在化妝品中的應(yīng)用

硫酸化的綠藻多糖中含有豐富的鼠李糖、糖醛酸、羧基、羥基等基團(tuán), 所以綠藻多糖可以促進(jìn)膠原蛋白的生成, 與水分子形成氫鍵進(jìn)而表現(xiàn)出很好的吸濕和保濕性, 使皮膚在干燥的環(huán)境中得到保護(hù)。而且, 綠藻多糖還具有保護(hù)DNA免受由放射線(xiàn)引起的損傷等功能, 所以綠藻多糖是化妝品的理想添加劑。

目前, 綠藻多糖在化妝品中的應(yīng)用較多的是滸苔多糖。滸苔多糖具有與透明質(zhì)酸相似的吸濕和保濕性。透明質(zhì)酸來(lái)源比較困難, 而滸苔多糖來(lái)源比較簡(jiǎn)便, 所以滸苔多糖可以用來(lái)替代透明質(zhì)酸用作天然的保濕劑[29]。郭子葉和徐銀峰[30]等[31]研究表明, 滸苔多糖對(duì)自由基的清除能力和穩(wěn)定性都明顯高于Vc, 滸苔多糖的吸濕性和保濕性高于甘油和千纖草絲瓜水, 滸苔多糖與甘油1︰1混合時(shí)保濕效果最好, 滸苔多糖的的防曬效果優(yōu)于曼秀雷敦防曬噴霧。郭子葉等[32]進(jìn)一步研究表明, 滸苔多糖可以減少H2O2對(duì)人類(lèi)皮膚的損傷, 并表現(xiàn)出抗氧化, 抗紫外線(xiàn), 吸濕和保濕等性能。周慧萍等[33]研究表明, 滸苔多糖可以提高超氧化物歧化酶(SOD)活力, 減少脂酯過(guò)氧化物的含量, 促進(jìn)淋巴細(xì)胞的增殖, 提高機(jī)體的免疫效應(yīng), 預(yù)防皮膚癌等的發(fā)生。

此外, 石莼聚糖在化妝品中也有重要的應(yīng)用。Alves等[15]研究表明, 石莼聚糖具有和皮膚組織中的軟骨素等相似的黏多糖, 它具有豐富的鼠李糖, 可以誘導(dǎo)膠原的合成, 具有抗氧化和高的水合能力。另一方面, 石莼聚糖中含有的葡萄糖醛酸具有很好的保濕性能。這些功能加強(qiáng)了石莼聚糖在化妝品中的應(yīng)用。

3.4 綠藻多糖在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

綠藻中豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)使其應(yīng)用于飼料, 餌料和肥料中, 然而綠藻多糖在農(nóng)業(yè)中研究應(yīng)用還比較少。由于綠藻多糖種類(lèi)較多, 活性多樣化, 所以綠藻多糖在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用將會(huì)被進(jìn)一步的研究和開(kāi)發(fā)。目前, 石莼聚糖在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用較多。石莼聚糖在植物細(xì)胞中激活信號(hào)通路, 對(duì)植物病原體的防御具有很好的效果, 可以抵抗和減少真菌疾病的影響, 這些特別的應(yīng)用是因?yàn)槭痪厶潜旧韼ш庪x子, 它具有和氨基葡聚糖類(lèi)似的物質(zhì), 會(huì)通過(guò)靜電作用固定酶等物質(zhì)[15]。

石莼聚糖還可以替代農(nóng)藥控制農(nóng)作物的疾病, 如白粉病。Jaulneau等[34]研究表明, 石莼聚糖通過(guò)茉莉酸途徑誘導(dǎo)防御基因的表達(dá), 最終誘導(dǎo)植物的防御系統(tǒng)進(jìn)行響應(yīng), 而且石莼聚糖處理豆類(lèi)等作物的葉部時(shí)表現(xiàn)出抗炭疽菌的性能; 另外, 石莼聚糖還可以保護(hù)大豆, 黃瓜, 葡萄等植物免受白粉病的感染。石莼聚糖的結(jié)構(gòu)和組成對(duì)防御系統(tǒng)的信號(hào)通路具有重要的影響, 但是它在植物細(xì)胞中的分子機(jī)制的研究還不是很清楚。

4 結(jié)語(yǔ)

綠藻水溶性多糖具有新型和獨(dú)特的結(jié)構(gòu), 雖然它的相關(guān)知識(shí)和應(yīng)用前景在不斷增加, 但是綠藻多糖仍然是一種沒(méi)有被完全開(kāi)發(fā)的資源。為了開(kāi)發(fā)出更多的綠藻多糖的潛能, 縮小綠藻多糖的科學(xué)理解和生產(chǎn)實(shí)際中的差距, 繼續(xù)對(duì)綠藻多糖進(jìn)行有目的性的研究是有必要的。從二十世紀(jì)初到至今, 綠藻多糖的結(jié)構(gòu), 組成和性能一直在研究, 但是由于綠藻的生存環(huán)境, 種類(lèi), 預(yù)處理及綠藻多糖的提取和純化方式的不同會(huì)導(dǎo)致綠藻多糖結(jié)構(gòu)的不同, 因此, 綠藻多糖的精確結(jié)構(gòu)的研究是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作, 這些將會(huì)限制綠藻多糖的大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用, 所以選擇合適的方式分離和純化出高產(chǎn)率, 高純度, 結(jié)構(gòu)完整的綠藻多糖對(duì)其更進(jìn)一步的研究具有重要的意義。

對(duì)綠藻多糖的功能基團(tuán)進(jìn)行修飾可以使其具有更多樣化的應(yīng)用, 但是化學(xué)修飾的程度不僅會(huì)導(dǎo)致更多的不確定性和更少的專(zhuān)一性, 而且對(duì)結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系的理解也是一個(gè)重大的挑戰(zhàn), 然而, 酶和化學(xué)修飾方法的結(jié)合可以提高綠藻多糖的靶向性, 所以發(fā)現(xiàn)更多能降解綠藻多糖的酶在將來(lái)的結(jié)構(gòu)研究中具有重要的意義。另外, 大多數(shù)的綠藻多糖的生物活性都是在體外實(shí)驗(yàn)或者是動(dòng)物模型中觀(guān)察到的, 因此在將來(lái)的研究中, 以人為對(duì)象的綠藻多糖的活性研究是非常有必要的。

參考文獻(xiàn)：

[1] Robic A, Sassi J F, LahayeM L. Impact of stabilization treatments of the green seaweed(Chlorophyta) on the extraction yield, the physico- chemical and rheological properties of ulvan[J]. Carbohydrate Polymers, 2008, 74(3): 344–352.

[2] 陳小梅, 甘純璣, 陳彩玲, 等. 響應(yīng)面法優(yōu)化微波輔助提取滸苔多糖工藝[J]. 食品研究與開(kāi)發(fā), 2011, 32(4): 44-48. Chen Xiaomei, Gan Chunji, Chen Cailing, et al.Microwave-assisted Extraction of Polysacchar-ides from(EP) by Response Surface Methodology[J]. Food Research And Development, 2011, 32(4): 44-48.

[3] 張會(huì)娟, 毛文君, 房芳, 等. 綠藻多糖結(jié)構(gòu)與生物活性研究進(jìn)展[J]. 海洋科學(xué), 2009, 33(4): 90-93. Zhang Huijuan, Mao Wenjun, Fang Fang, et al. Recent advances in the structure and biological function of polysaccharides from green seaweeds[J]. Marine Sciences, 2009, 33(4): 90-93.

[4] Ray B, Lahaye M. Cell-wall polysaccharides from the marine green alga“”(ulvales, chorophyta) Extraction and chemical composition[J]. Carbohydrate Research, 1995, 274: 251-261.

[5] Lahaye M. NMR spectroscopic characterisation of oligosaccharides from twoulvan samples (Ulvales, Chlorophyta) degraded by alyase[J]. Carbohydrate Research, 1998, 314(1): 1-12.

[6] Chattopadhyay K, Mandal P, Lerouge P, et al. Sulphated polysaccharides from indian samples of(Ulvales, Chlorophyta): Isolation and Structural Features[J]. Food Chemistry, 2007, 104(3): 928-935.

[7] Cho M L, You S G. Sulfated Polysaccharides from Green Seaweeds, in Springer Handbook of Marine Biotechnology[J]. Springer Berlin Heidelberg, 2015, 941-953.

[8] Harada N, Maeda M. Chemical structure of antithrombinactive rhamnan sulfate from[J]. Bioscience Biotechnology & Biochemistry, 1998, 62(9): 1647-1652.

[9] Lee J B, Yamagaki T, Maeda M, et al. Rhamnan sulfate from cell walls of monostroma latissimum[J]. Phytochemistry, 1998, 48(6): 921-925.

[10] Erick Reyes S, Kralovec J A, Bruce G T. Isolation of phosphorylated polysaccharides from algae: the immunostimulatory principle of[J]. Carbohydrate Research, 2010, 345(9): 190-124.

[11] Chattopadhyay K, Adhikari U, Lerouge P, et al. Polysaccharides from Caulerpa racemosa: Purification and structural features[J]. Carbohydrate Polymers, 2007, 68(3): 407-415.

[12] Rao NVSAV. Prasada, Rao E V. Structural features of the sulphated polysaccharide from a green seaweed,[J]. Phytochemistry, 1986, 25(7): 1645-1647.

[13] Ramana K S, Rao E V. Structural features of the sulphated polysaccharide from agreen seaweed,[J]. Phytochemistry, 1991, 30(1): 259- 262.

[14] Cassolato J E F, Noseda M D, Pujol C A, et al. Chemical structure and antiviral activity of thesulfated heterorhamnan isolated from the green seaweed[J]. Carbohydrate R-esearch, 2008, 343(18): 3085-3095.

[15] Alves A, Rui A S, Rui L R. A practical perspective on ulvan extracted from green algae[J]. Journal of Applied Phycology, 2013, 25(2): 407-424.

[16] 陳小梅, 甘純璣, 戴藝娟. 滸苔凝膠在果凍中的應(yīng)用研究[J]. 中國(guó)食品添加劑, 2011, 3(3): 206-210. Chen Xiaomei, Gan Chunji, Dai Yijuan. Study on processing and formula of jelly usinggum[J]. China Food Additives, 2011, 3(3): 206-210.

[17] El-Baky H H A, Baz F K E, El-Baroty G S. Potential biological properties of sulphated polysaccharides extracted from the macroalgae[J]. Cancer Research, 2009.

[18] Larraz E, Elvari C, Fernandez M, et al. Selfcuring acrylic formulations with applications in intervertebral disk restoration: drug release and biological behaviour[J]. Journal of Tissue Engineering & Regenerative Medicine, 2007, 1(2): 120-127.

[19] Faury G, Molinary J, Rusovo E. Receptors and aging: Structural selectivity of the rhamnose receptor on fibroblasts as shown by Ca2+mobilization and gene expression profiles[J]. Arch Gero-ntol Geriatr, 2011, 53(1): 106-112.

[20] Alves A, Duarte A R C, Mano J F, et al. PDLLA enriched with ulvan particles as a novel 3D porous scaffold targeted for bone engineering[J]. Journal of Supercritical Fluids, 2012, 65(5): 32-38.

[21] Morelli A. Chiellini F. Ulvan as a new type of biomaterial from renewable resources: functionalization and hydrogel preparation[J]. Macromolecular Chemistry & Physics, 2010, 211(7): 821-832.

[22] Toskas G, Hund R D, Laourine E, et al. Nanofibers based on polysaccharides from the green seaweed[J]. Carbohydrate Polymers, 2011, 84(3): 1093- 1102.

[23] 宋玉娟, 崔鐵軍, 李丹彤, 等. 腸滸苔凝集素的分離純化及性質(zhì)研究[J]. 中國(guó)海洋藥物, 2005, 24(1): 1-5. Song Yujuan, Cui Tiejun, Li Dantong, et al. Isolation, purification and characterization of lectin from[J]. Chinese Journal of Marine Drugs, 2005, 24(1): 1-5.

[24] 高玉杰, 呂海濤. 滸苔多糖和硒化滸苔多糖抑菌作用研究[J]. 食品科技, 2013, (1): 195-198. Gao Yujie, Lü Haitao. Antimibacterial activities of Enteromorpha polysaccharide and selenium Enteromorpha polysaccharide[J]. Food Science and Technology, 2013, (1): 195-198.

[25] Zhang Z, Wang X, Zhao M, et al. The immunological and antioxidant activities of polysaccharides extracted from[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2013, 57(6): 45-49.

[26] Leiro J M, Castro R, Arranzet J A, et al. Immunomodulating activities of acidic sulphated polysaccharides obtained from the seaweedC. Agardh[J]. International Immunopharmacology, 2007, 7(7): 79-88.

[27] 郝翠. 系列海洋寡糖衍生物的制備及其抗2型糖尿病作用機(jī)理研究[D]. 青島: 中國(guó)海洋大學(xué), 2011. Hao Cui. Studies on the PreParation and antityPe 2 diabetes mechanisms of marine oligosaechaidederivative[D]. qingdao: Ocean university of china. 2011.

[28] 李翊, 王海青. 礁膜多糖的輻射防護(hù)及其機(jī)制的研究[J]. 中華放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)雜志, 2008, 28(6): 615-617.Li Yi, Wang Haiqing. Radiation protection and its molecular mechanism of the polysaccharide from Monostromanitidum[J]. Chinese journal of radiological medicing and protection, 2008, 28(6): 615-617.

[29] 石學(xué)連, 張晶晶, 宋厚芳, 等. 滸苔多糖的分級(jí)純化及保濕活性研究[J]. 海洋科學(xué), 2010, 34(7): 81-85. Shi Xuelian, Zhang Jingjing, Song Houfang, et al. Polysaccharides from: Purification and moisture preserving activity[J]. Marine Sciences, 2010, 34(7): 81-85.

[30] 徐銀峰, 王斌, 蘇傳玲, 等. 滸苔多糖的微波輔助提取工藝及抗氧化活性研究[J]. 浙江海洋學(xué)院學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2011, 30(3): 211-216. Xu Yinfeng, Wang Bin, Su Chuanling, et al. Microwave-assisted extraction and in vitro antioxidant evaluation of polysaccharide from[J]. Journal of Zhejiang Ocean University(Natural Science), 2011, 30(3): 211-216.

[31] 郭子葉, 蔡春爾, 耿中雷, 等. 滸苔粗多糖化妝品開(kāi)發(fā)潛力研究[J]. 中國(guó)海洋藥物, 2014, 33(2): 57-62. Guo Ziye, Cai Chuner, Geng Zhonglei, et al. Study on potential use of crude polysaccharidesfromin cosmetic[J]. Chinese journal of maring drugs, 2014, 33(2): 57-62.

[32] 郭子葉. 滸苔多糖化妝品開(kāi)發(fā)潛力研究[D]. 上海: 上海海洋大學(xué), 2014. Guo Ziye. Potential use of polysaccharides fromin cosmetic[D]. shanghai: Ocean university of shanghai, 2014.

[33] 周慧萍, 蔣巡天, 王淑如, 等. 滸苔多糖的降血脂及其對(duì)SOD活力和LPO含量的影響[J]. 中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào), 1995(2): 161-165. Zhou HuiPing, Jing Xuntian, Wang Shuru, et al. Effect of polysaccharide from Enteromorpha proliferaon Lipemia, SOD Activity and LPO Content[J]. Chinese Biochemical Journal, 1995(2): 161-165.

[34] Jaulneau V, Lafitte C, Corio-Costet M F, et al. Anextract protects plants against three powdery mildew pathogens[J]. European Journal of Plant Pathoogy, 2011, 131: 393-401.

(本文編輯: 康亦兼)

The research progress of water-soluble polysaccharides from green alga

LI Sha-lan, HONG Liang, LI Cheng-bo, LIU Chen-guang

(Ocean University of China, Qingdao 266003, China)

This article reviews the recent advances in various aspects of research findings on green algae polysaccharides, including purification methods, composition and structure, and applications. The purification method of green algae polysaccharides consists of pretreatment, extraction, and refinement. The extraction techniques include acid extractionenzyme extraction, calcium chelating agent extraction, ultrasonic-assisted extraction, and microwave-assisted extraction. Green algae polysaccharides are water-soluble sulfate heteropolysaccharides. The composition and structure of green algae polysaccharides depend on the genus they belong to, such as,,,,, and, as well as on the extraction techniques. Due to their biocompatibility, biodegradability, and various biological properties such as antioxidant, antitumor, anticoagulant, anti-inflammatory, and immunomodulatory activities, green algae polysaccharides are widely used in food, pharmaceutical, cosmetic, and agricultural industries. Further research on the exact structure, purification methods, and chemical modification of green algae polysaccharides will widen their application.

Green alga polysaccharides; extraction; composition; structure; application

Dec. 7, 2015

Q53

A

1000-3096(2016)09-0145-07

10.11759/hykx20151217002

2015-12-17;

2016-03-06

國(guó)家“863”項(xiàng)目(2012AA092103); 山東省科技發(fā)展計(jì)劃(2015GGE29028)

李莎蘭(1990-), 女, 云南玉溪人, 碩士研究生, 主要從事海洋生物材料的研究, 電話(huà): 13954292605, E-mail: 13954292605 @163.com; 劉晨光, 通信作者, 教授, 主要從事海洋生物材料的研究, 電話(huà): 0532-82032102, E-mail: liucg @ouc.edu.cn

[Foundation: National “863”High-Tech progam, No.2012AA092103; Science and technology develop project of Shandong province, No.2015GGE29028]