岩藻黄质的功能特性及在食品工业中的应用.docx

岩藻黄质的功能特性及在食品工业中的应用吴跃1，林亲录1，战鑫2（1. 稻米及副产物深加工国家工程实验室，中南林业科技大学 食品科学与工程学院，湖南 长沙 410004；2. 北京蓝天大地生物技术开发有限公司，北京 100080）摘 要：从岩藻黄质的吸收代谢、安全性、稳定性和生理活性 4 方面阐述其功能特性，同时介绍岩藻黄质在国外食品保健领域中的应用情况。总体来说，岩藻黄质既可以应用于功能性食品和保健品的开发生产，也可以应用于饲料、化妆品、制药等领域，具有广阔的应用前景。关键词：岩藻黄质；功能特性；食品工业The Functional Properties of Fucoxanthin and Its Application in Food IndustryWU Yue1， LIN Qin-lu1， ZHAN Xin2（1. National Engineering Laboratory of Rice and By-product Deep Processing， College of Food Science andEngineering， Central South University of Forestry and Technology， Changsha 410004，Hunan， China；2.YIGEDA Bio-Technology Co.，Ltd.，Beijing 100080，China）Abstract：The functional properties of fucoxanthin were stated from absorption metabolism， safety， stability and biological activity in this paper. Meantime， the application of fucoxanthin in foreign food health field was introduced. In general， fucoxanthin has potential application in not only functional food and health productsfields， but also feed， cosmetics， and pharmacy fields.Key words：fucoxanthin； functional properties； food industry大量研究已证明，岩藻黄质具有多种显著促进人体健康的生理活性。从目前已了解的岩藻黄质生理功 能来看，研究者普遍认为，未来岩藻黄质在食品保健、 生物医药等领域具有广阔的应用前景。现在，国外十分 重视岩藻黄质在功能性食品中的应用，相比之下，国内 的食品领域还鲜有使用，并且国内生产的岩藻黄质产 品几乎全部出口到国外。针对这些情况，期望通过本文 的报道，能引起国内食品界对岩藻黄质应用的关注。素，是可食用褐藻（如海带）、硅藻、金藻及黄绿藻等所含有的一种重要类胡萝卜素，颜色呈淡黄至褐色。岩藻黄质及其代谢物岩藻黄醇和 halocynthiaxanthin 也广 泛存在牡蛎和蛤蚌中1。在所有天然类胡萝卜素中，岩藻黄质所占比例最高，占类胡萝卜素总量的 10 %以上。其分子结构特殊（见图 1），含有不常见的丙二烯醇键和 5，6-单环氧， 在将近 700 种天然类胡萝卜素中，大约只有 40 种类胡萝卜素含有此丙二烯醇键2。此外，岩藻黄质不溶于水，易溶于乙醇等有机 溶 剂，市售产品一般为脂溶性粉末或油状物。海带中岩藻黄质含量比较高，可达 17.8 mg/100 g21.3 mg/100 g（鲜重）3。有研究报道称4，一些褐藻含 04 mg/g（干重） 的岩藻黄质和 1.4 mg/g18 mg/g（干重）的岩藻黄醇，并且这两种物质在褐藻中的含量会随季节性变化，一月 到三月期间含量最高。另外，有研究人员也能从褐藻1 岩藻黄质概述岩藻黄质（Fucoxanthin）亦称岩藻黄素、褐藻（黄）基金项目：国家自然科学基金（31050012）；公益性行业（农业）科研专项经费项目（200903043-2）；中南林业科技大学人才引进基金（104-0158） 作者简介：吴跃（1981），女（汉），讲师，博士，研究方向：粮食深加工 和天然产物提取。吴跃，等：岩藻黄质的功能特性及在食品工业中的应用专题论述204中提取出 2 mg/g9 mg/g（干重）的岩藻黄质5。剂量毒性实验中，通过组织学观察未发现岩藻黄质给予组出现任何肝脏、肾脏、脾脏和性腺组织不正常变 化，但发现岩藻黄质能引起高胆固醇症10。Beppu 等11又对岩藻黄质进行体内致突变性和其 主要代谢产物岩藻黄醇体外致突变研究，结果认为，岩藻黄醇不存在体外致畸性，岩藻黄质在 500、1 000、2 000 mg/kg 剂量下不存在体内致畸性。2.3 岩藻黄质的稳定性虽然高纯度的岩藻黄质对热不稳定，容易氧化。但从藻类中得到的岩藻黄质提取物由于抗氧化物质（如多酚等）的共同存在，使其具有稳定性12。岩藻黄质色素对光敏感，避光贮存时稳定性大大 提高。同时，其他抗氧化剂能保护岩藻黄质色素免于降解。例如，在岩藻黄质提取物中添加 1.0 g/100 mL 的 抗坏血酸，见光和避光条件下都能呈显现最大的色素保留能力。另外，岩藻黄质色素在碱性 pH 条件下比中 性和酸性更稳定，pH 为 9 时有最大的稳定性，酸性条件下最不稳定13。此外，研究人员发现，商业干燥的海带中岩藻 黄 质含量与原材料中几乎相同，这表明海藻中的岩藻黄质在干燥加工和室温贮存过程中是稳定的14。2.4 岩藻黄质的生理活性 对于岩藻黄质具有减肥、抗癌、抗肿瘤、抗炎症、抗氧化一系列重要的生理功能，国内外已有大量研究， 也发表了一些相关的综述性报道2，15-17。随着国内外研究的深入，出现一些新的研究进展，值得研究人员关注。 国内比较关注岩藻黄质在医疗方面的研究。徐戎 等18研究认为，从昆布（海带、裙带菜）中提取的岩藻黄质能通过诱导细胞凋亡对人体 7 种肿瘤细胞生长起到抑制作用。同时，徐戎的博士论文19中充分证明，昆布 有效成分岩藻黄质能明显抑制人非小细胞肺癌的生长并研究了其抑制机制。同时，于瑞雪20等发现，褐藻 提取物岩藻黄质能明显抑制小鼠 S180 移植性实体瘤 的生长，且呈现剂量相关性，提示其具有有效的体内抗实体瘤生长的作用。大量动物实验研究，已证明岩藻黄质具有减肥功 能21，其机制涉及下调各种脂肪生成酶 mRNA 表达，上调 -氧化 mRNA 表达和解偶联蛋白基因表达，以及改变血浆中肥胖因子水平。除了动物实验外，国外也 进行了岩藻黄质减肥功能的人体实验。对 151 名肥胖非糖尿病的绝经期前妇女，进行了 16 周双盲-随机的 安慰剂-对照研究时发现，每天摄入 2.4 mg 的岩藻黄质能显著增加肥胖妇女的能量消耗，降低受试者的体 重、体脂肪、血浆甘油三酯和肝脏中脂肪含量22。此外，OCOCH3HOOOFucoxanthin岩藻黄质OHOHHOOOFucoxanthinol岩藻黄醇OHOHHOOOHAmarouciaxanthin AOH图 1 岩藻黄素、岩藻黄醇和 A 的化学结构比（Hashimoton 2009）Fig.1 The chemical structures of fucoxanthin, fucoxanthinol andamarouciaxanthin A2 岩藻黄质的功能特性2.1 岩藻黄质的吸收和代谢岩 藻 黄 醇 和 Amarouciaxanthin A（图 1）是 岩 藻 黄 质的主要初级代谢产物。摄入的岩藻黄质在胃肠道内消化酶（如脂肪酶和胆固醇酯酶）作用下水解成岩藻 黄醇，其再通过淋巴进入体循环，部分岩藻黄醇在肝脏降解成 Amarouciaxanthin A2，岩藻黄醇和 Amarou ciaxanthin A 随后进行异构化、脱氢、脱乙酰、氧化和脱 甲基等酶反应进一步代谢，研究者描绘出岩藻黄质在受试动物血浆和肝脏中的代谢途径6。有研究认为，岩藻黄质的代谢物优先以岩藻黄醇 形式在心脏和肝部积聚，其次以 Amarouciaxanthin A 形式在脂肪组织积聚7。也有研究显示，超过 80 %的岩藻黄代谢物积聚在腹部白色脂肪组织，表明该部位是岩藻黄代谢物主要的作用部位8，这也可能说明是其 具有良好减肥作用的原因。2.2 岩藻黄质的安全性日本科研人员从裙带菜中提取纯度为 95 %的岩 藻黄质对实验鼠进行 28 d 反复剂量毒性实验，此高纯度的岩藻黄质并未存在任何毒性，但是发现，当岩藻 黄素的剂量在每千克重受试鼠每天摄入 10 mg 或更高时，会显著增加受试鼠的总胆固醇和高密度脂蛋白水平9。对岩藻黄质进行单一 口 服 剂 量（1 000 mg/kg 和2 000 mg/kg）和 30d 反复口服剂量（500 mg/kg 和 1000mg/kg） 毒性实验时，实验动物未出现死亡和畸形。同时，反复专题论述吴跃，等：岩藻黄质的功能特性及在食品工业中的应用205世界知名的稻米深加工企业日本著名的 欧利嘉生化有限责任公司（Oryza Oil & Fat Chemical Co.，Ltd.） 对肥胖受试者进行了为期 4 周的双盲、安慰剂-对照 临床口服岩藻黄质研究，实验将 27 名受试者分成际情 况组（5 男和 4 女），第 1 组为服用安慰剂，第 2 组口服 剂量为 1 mg/d，第 2 组口服剂量为 3 mg/d，餐后服用。 结果认为，口服 4 周的岩藻黄质能起到抗肥胖的作用， 并且没有出现任何的临床副作用23。研究认为24，岩藻黄质能降低肥胖受试鼠血浆甘 油三酯和肝脂肪含量，一定程度是由于增加脂肪排 泄、改变肝过氧化物酶体增殖剂活化受体（Peroxisome proliferators activated receptors，PPARs） 基因表达和肝 脂肪调节酶活性达到的，同时，其也能降低受试鼠血糖。 另外，岩藻黄质具有抗血管新生活性，可以用于 抑制血管新生相关疾病。同时，因为抗血管新生剂一 般具有减肥作用，因此，认为岩藻黄质的减肥功能可 能与其抗血管新生活性有关。总之，研究者认为膳食中的岩藻黄质可以作为食品中的功能成分25。再者，研究表明，从马尾藻海草中分离出的岩藻 黄质能有效抑制 H2O2 引起的细胞内活性氧形成、DNA 损伤和细胞凋亡，而且能增加细胞存活率。这些结果 表明，岩藻黄质可作为天然抗氧化剂的良好来源，用 于抑制和控制氧化应激的功能性食品和化妆品中26。 对于视黄醇缺陷引起的氧化应激，岩藻黄质比 - 胡萝卜素有更好的体内保护能力27。同时，岩藻黄质具 有良好的抗炎症作用，其机制与抑制 NO 产生及诱导 型一氧化氮合酶表达有关，研究者也进一步揭示了其抗炎症的分子机理28-29。起减肥领域的新运动。同时，岩藻黄质还作为营养均衡补充剂进行推广，既能补充体内所需营养，又能排 毒抗炎防衰老。美国史密斯索伦森博士研制的燃烧脂肪配方The Advanced FUCOXANTHIN Patch -CR 正 是 岩 藻 黄 质、石榴和仙人掌提取物的完美结合，该产品以膏药 剂型，贴于上臂、肩膀或背部，利用岩藻黄质的强大热 效应，有效地燃烧体内多余脂肪并增加新陈代谢，这 种方法有助于消除腹部脂肪而不刺激中枢神经系统。 NSINUTRACEUTICAL SCIENCE INSTITUTE 公 司推出的名为 FucoThin 的岩藻黄质营养补充品，能在 均衡和补充营养的基础上，帮助人体控制食欲，增加 新陈代谢，而达到减肥效果。该产品一经问世，便备受 好 评 ， 是 美 国 注 册 医 师 认 证 （Doctor EndorsedNeutraceutical Systems）推荐的少数产品之一。岩藻黄质除作为减肥保健品开发外，日本株式会 社小倉屋山本公司 （Ogurayayamamoto Corporation）还将岩藻黄质应用到各类食品中，如黄油，馅饼、绿茶酥 等焙烤食品，起到增加产品色泽和功能性作用。国外研究人员，将岩藻黄质添加到粉碎鸡胸肉 中，研究其对脂质过氧化和肉颜色的影响。结果发现，岩藻黄质能有效抑制烹调后冷却贮藏（4 ）中脂质过 氧化反应，同时增加粉碎鸡胸肉的红色和黄色。因此，该研究者认为岩藻黄质可作为一种有效成分能提高 鸡肉及其产品的外观和货架期31。另外，岩藻黄质可以用于蛋黄着色剂。在家禽饲 养过程中，将其补充到饲料中，能增加母鸡 下 蛋 中 的蛋黄颜色，并且研究者也确定 了其在母鸡中的代谢情况32。3 岩藻黄质在国外食品工业中的应用岩藻黄质最初仅作为着色剂加入到食品中，但后 来的研究发现，岩藻黄质作为类胡萝卜素具有良好的抗氧化作用，效果甚至优于 VE 和 VC，于是，将其作为 营养保健品在市场销售，还被添加到非处方药中30。国外推出的含岩藻黄质的保健品，其主要定位在于具有减肥作用。位于美国乔治亚州的 AHD 国际公 司已向市场高调推出具有减肥功效的褐藻提取物，主要成分为岩藻黄质。该公司从 2006 年开始销售褐藻提 取物，以原料供应商的身份向下游客户提供来源于褐藻的岩藻黄质。成立于 1982 年的英国 Healtharena 公司，该公司 研发的 FucoXanThinTM 减肥产品，其主要成分为岩藻黄质，该产品倡导通过燃烧体内多余脂肪，控制食欲的来达到减肥效果，这种纯天然物质减肥方法，正掀参考文献：1Maoka T. 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