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紫菜活性肽生产的关键工艺研究文献综述食品0801 3080102007 柳陈一.前言许多种类的海藻(海洋多细胞藻类)被用来作为食物,也有人认为健康有益所以被用在传统医药中。海藻是硫酸化多糖的丰富来源,包括一些因为流变特性已经在食品工业中成为有价值的添加剂,如胶凝,即增稠剂(例如,卡拉胶)。此外,硫酸化多糖是公认为拥有许多生物活性包括抗凝血、抗病毒、炎症免疫活动,会发现与营养/功能性食品、化妆品/药用化妆品和医药中的应用等的关联。紫菜是一种生长于浅海岩石上的藻类植物，紫色，种类多。紫菜富蛋白质、多糖、各种氨基酸、脂肪、维生素、无机盐等物质，可供食用。是红藻门(Rhodophyta)原红藻纲(Protoflorideophy-ceae)红毛菜目(Bangiales)红毛菜科(Bangiaceae)紫菜属(Porphyra)的统称。紫菜含有高达2935%的蛋白质以及碘、多种维生素和无机盐类，味鲜美，除食用外还可用以治疗甲状腺肿大和降低胆固醇，是一种重要的经济海藻。广泛分布于世界各地，但以温带为主。现已发现约70余种。自然生长的紫菜数量有限，产量主要来自人工养殖。因紫菜含有丰富蛋白质，可用于制备具有生理活性效应的活性多肽如降血压肽。在本文中,我们将考察当前硫酸化多糖及多肽的研究进展,涉及其结构的多样性、生物活性、作用的机制。文献包含大量的关于海洋藻类硫酸多糖的结构和生物活性的信息,不能完全体现在这篇短小的综述里。其中有几篇优秀的文章，读者可以读到一些关于这个课题的多种多样方面信息中比较独特的思考角度。二.正文红藻半乳糖有巨大的商业价值,因为他们的流变特性和增稠凝固性广泛应用于食品工业。角叉菜胶通常根据其结构特点进行分类,包括他们的硫化模式对半乳糖可用与否。至少有15种不同结构的角叉菜胶。与工业最相关的角叉菜胶是, 和形式，它们的结构插图见图1。其中，k-角叉菜胶的主要来源是红藻长心卡帕藻。硫酸化多糖结构分析近几年的测定要求附上硫酸酯同他们的主链和糖苷连接类型。甲基化是用来确定单糖之间的联系。通过对比当地的多糖的甲基化，与它脱硫酸盐的相应化合物的甲基化，硫酸化群组的地位就可以确定了。藻类硫酸化多糖是许多有治疗效果的生物活性物质的重要来源。他们的结构不同且多变，这使其结构的研究受到挑战，并且迄今为止已经阻碍了它们作为药物治疗的发展。因为他们的结构和药理特征可能取决于物种和位置及收货时间，所以基于藻类硫酸化多糖成分的标准化商业生产将是一个挑战。例如,Bourgougnon和同事们报告说,从裂膜藻中提取的水溶性硫酸化多糖的组成和体外的抗HIV-1有一个显著的年度变化。另一个海藻多糖治疗应用的问题是他们潜在的生物利用度低是由于高分子量。基于观察肝素，海藻硫酸化多糖显示一些口服生物利用度是有可能的,虽然程度低。最近的一份研究报告说,人类口服褐藻糖胶根本无抗凝作用,且强调这个观点。它也强调认识生物活性物质的结构以及有更高生物利用度的低分子量衍生物是否保持活性的重要性。对于一些应用,生物利用度低并不是一个需要关心的问题。首先,通过肠道腔内胆汁酸的作用，一些海藻硫酸化多糖的降血脂效果更加显著。第二,对于一些免疫调制剂活性,免疫系统活化场所也可能在肠道内腔，假设为小球藻的多糖成分的免疫调制剂作用。最后,海藻硫酸化多糖已经广泛用于化妆品,在化妆品和药妆产品中将来有很好的发展势头。目前，从紫菜中提取紫菜多糖多采用化学提取法，存在提取时间长、溶剂消耗量大、提取得率较低、安全性不高等问题。CN1872882A的发明专利申请公开了一种制备紫菜多糖的方法，紫菜经打碎、乙醇回流、超声波破碎、水浴抽提、浓缩、有机溶剂提取、脱色、冷藏、冷冻真空干燥，获得紫菜多糖。该法较大程度地保持了紫菜多糖的活性，紫菜多糖得率较高，色素含量低，但该法仍采用多种化学试剂来提取紫菜多糖，步骤多，操作繁琐，提取条件复杂，安全性低。要从紫菜中充分地获得紫菜多糖，应当尽可能地破坏紫菜细胞结构，降解聚半乳糖醛酸硫酸酯使其可溶于水中。酶解法相比化学提取法具有操作简单、条件温和、容易控制、安全可靠等特点，目前广泛应用于活性物质的提取和制备，但单纯采用酶法提取反应速度较慢，反应时间较长。超声波处理破碎细胞也是目前天然产物提取、活性物质制备中常用的方法，但较大功率、较长时间的超声波处理容易引起活性物质的失活；另一方面，单纯用超声波处理，紫菜细胞壁的多聚半乳糖醛酸硫酸酯基本保持完整，仅产生少量空隙，影响紫菜细胞破碎效率，而且分子量过大的聚半乳糖醛酸硫酸酯不溶于水，且与紫菜细胞碎片结合在一起难以分离。采用酶解法协同超声波处理破碎紫菜细胞壁提取紫菜多糖还研究较少。酶解法具有操作简单、条件温和、容易控制、安全可靠等特点，目前广泛应用于活性物质的提取和制备，但单纯采用酶法提取反应速度较慢，反应时间较长。超声波处理破碎细胞也是目前天然产物提取、活性物质制备中常用的方法，但较大功率、较长时间的超声波处理容易引起活性物质的失活；另一方面，单纯用超声波处理，紫菜细胞壁的多聚半乳糖醛酸硫酸酯基本保持完整，仅产生少量空隙，影响紫菜细胞破碎效率，紫菜内容物溶出不完全。采用酶解法协同超声波破碎提高紫菜中紫菜蛋白的溶出率还研究较少。微胶囊技术以成膜材料为壁材，通过包埋固体、液体或气体来保护芯材免受不利环境因素影响，以此来提高产品的稳定性和货架期，扩展芯材的应用范围，并控制芯材释放，广泛应用于食品、化工、医药、生物技术等领域。紫菜降血压肽提取后，与空气接触易发生氧化等影响生物活性的转化过程，严重影响活力持续性。研究紫菜降血压肽的微胶囊包埋技术，有望改善紫菜降血压肽的活力持续性。紫菜干品含粗蛋白25-40%，约为大米的6倍，面粉的3倍，猪肉的2.6倍，远远高于一般蔬菜，且必需氨基酸含量多，如丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸等中性、酸性氨基酸较多，这是陆生蔬菜等植物所没有的特征。目前，对紫菜中蛋白质类物质的应用多集中于藻红蛋白及藻蓝蛋白等。降血压肽开发是目前较活跃的研究领域，采用酶解技术处理植物蛋白及动物蛋白，获得降血压肽研究较多，但对紫菜蛋白降解及降血压肽研究仍处于起步阶段。本项目以紫菜为原料制备降血压肽，实现紫菜中活性成分的综合利用，提高紫菜附加值，为今后创制辅助降血压类保健食品奠定基础，并带动当地紫菜养殖及加工产业的发展，为改变依赖于出口及粗加工的局面和提高紫菜养殖业农民收入作出贡献。三.结论在面对参考文献集中于国外的背景下，对实验的各个环节的把握要更加严谨。以下四点是目前总结出需要具体研究的技术方案。1.紫菜脉冲超声破壁技术研究。紫菜破壁技术研究较少，物理法破壁为常用技术，发酵技术破壁可能导致蛋白质降解和损失。与机械法、溶胀法及冻融法相比，脉冲超声破壁技术具有处理量大，时间短等特点，因此，本项目采用脉冲超声技术进行紫菜破壁。2.紫菜活性多肽分离技术研究。根据蛋白质分子量和性质差异，采用离心、酶解技术及沉淀技术，纯化并分离制备紫菜活性降血压肽。蛋白质降解至一定分子量范围并具有特定序列后具有降血压活性。本项目拟采用碱性蛋白酶解技术降解紫菜蛋白，使分子量1kD，并研究不同碱性蛋白酶酶解与产物多肽降血压活性之间的关系，确定最佳水解蛋白酶及酶解条件。3.制剂研究。多肽具有不稳定特性，本项目拟采用微囊化技术保持其活性，制备多肽微囊胶囊剂。4.紫菜降血压肽质量控制研究。紫菜降血压肽通过测定一定分子量范围内多肽含量控制其质量，要求特定分子量范围多肽高于60%。四参考文献1. 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