海洋生物活性物质发展研究

第10卷第3期亚太传统医药Vol 10 No. 32014年2月Asia-Pacific Traditional MedicineFeb.2014海洋生物活性物质发展研究康伟(天津生物工程职业技术学院,天津300462)摘要:海洋覆盖着地球表面积的1%,其生物量约占地球生物量的87%,生物种类多达20多万种,特别是高活性的生物活性物质如高不饱和脂肪酸、类胡萝卜素、维生素等。可以说海洋是地球上最大的资源能源宝库。这些海洋生物活性物质具有种类繁多、结构特异及活性强等特点给当今社会带来了对新的生物来源的强烈需求。有关海洋生物活性物质的研究已经引起国内外的重视,就海洋生物活性物质的发展做一综述关键词;海洋生物活性物质;分离和提取;研究现状中图分类号:R282.77文献标识码:A文章编号:1673-2197(2014)03-0047-021海洋生物活性物质概述键连接而成。其生理功能主要有类吗啡样活性、激素和调1.1海洋生物活性物质节激素的作用,改善和提高矿物质运输和吸收,抗细菌和病所谓海洋生物活性物质,是指海洋生物体内所含有的毒,抗氧化,清除自由基等。对生命现象具有影响的微量或少量物质,主要包括生物信海洋生物活性肽的制备方法和途径有两条:一是从海息物质、海洋药用物质、海洋生物毒素产生物功能材料等洋生物体中提取其本身固有的各种天然活性肽类物质;海洋中的生物种类繁多资源极其丰富,冉生能力强,的生物活性肽。是通过海洋蛋白质资源水解的途径获得具有各种生理功能每年全球海洋浮游生物产量约5000亿吨,近10多年来,全世界每年从海洋获取的鱼、虾、贝、藻已达8千多万吨。海海洋生物活性物质分析洋生物长期处于海水这样一个特异的闭锁环境里,在进化2.1高不饱和脂肪酸及多不饱和脂肪酸过程中产生了与陆上生物不同的代谢系统和机体防御系海洋生物,尤其海藻,含有大量的多不饱和脂肪酸,其统,因此海洋生物中蕴藏着许多新颖的生理活性物质,主要中DHA具有抗衰老、防止大脑衰退、降血脂、抗癌等多种作为生物碱类、萜类、肽类、大环聚脂类、多糖类、多烯类不饱用。此外,从鲸、海马等体内也获得多种不饱和脂肪酸,实和脂肪酸等化合物验表明,它们均具有一定的药理活性。EPA则用于治疗动1.2海洋生物活性多糖脉硬化和脑血栓还有增强免疫力的功能。海洋药物来自海洋中的药用生物,存在着大量的、具有适宜的EPA、DHA发挥着非常重要的生理作用:①抑各种独特性质的生理活性天然产物,许多新化学结构是陆制血小板凝集,防止血栓形成与中风,预防老年痴呆症;②生生物所没有的。多糖是其中一大类海洋生物活性物质,降低血脂、胆固醇和血压,预防心血管疾病;③增强记忆力,由各种海洋生物中分离的多糖已证明其有各种各样的生物提高学习效果;④改善视网膜的反射能力,预防视力退化;活性,具有药用功能。如抗肿瘤、抗病毒、抗心血管疾病、抗⑤抑制促癌物质一前列腺素的形成,故能防癌;⑥降低血氧化、免疫调节等。糖,抗糖尿病等虽然对海洋生物活性物质已经开展了大量研究,但进脂肪酸在所有生物中的一个主要功能就是通过线粒体入临床应用的还不多。对此,必须强调多学科联合,充分调β氧化形成ATP来提供新陈代谢能。在鱼类中,脂肪酸不动海洋生物学、病毒学等各科力量,对发现的海洋活性物质单是为鱼类从卵到成体的生长提供主要代谢能,而且为其及时进行构效研究,从而降低化合物毒性,提高药物的选择繁殖提供主要能量性。活性肽与多糖类物质正处在发展时期,正由细胞水平此外,在脂肪酸的氧化上存在着选择性差异。一般来向分子水平、基因水平深入。说,鱼油中EPA的含量要高于DHA,比如,在沙丁鱼、凤尾1.3海洋生物活性肽鱼、鲱鱼的鱼油中EPA:DHA为18:12,这是人类健康所生物活性肽是介于氨基酸与蛋白质之间的分子聚合需要的比例。可以说没有鱼油其DHA含量明显高于物,它小至由两个氨基酸组成,大至由数百个氨基酸通过肽EPA,除了金枪鱼的脑鱼油。这是由于有活动脑和眼睛加中国煤化工收稿日期:2013-11-08作者简介:康伟(1980—),男,天津生物工程职业技术学院讲师,研究方向为生JHCNMHG第10卷第3期亚太传统医药Vol 10 No. 32014年2月Asia-Pacific Traditional MedicineFeb.2014温系统的温血鱼类,如金枪鱼和鲭亚目鱼类,更倾向选择氧也是以压力差为推动力的膜分离,其分离机理可以运用电化饱和以及单不饱和脂肪酸;还有鮭鱼在高速游泳的肌肉荷模型、细孔模型及静电排斥和立体阻碍模型等来描述。中也是选择性地氧化低不饱和的脂肪酸。而鱼类在性腺形同时选择适合的纳滤膜还可以从低聚糖混合溶液中有效除成过程中也会选择性地利用EPA,从而也会在鱼卵中造成去单糖、二糖等DHA与EPA比值较身体里的偏高。4海洋生物活性物质研究现状及进展2.2类胡萝卜素般来说类胡萝卜素化合物在生物界分布很广,现在41.1海洋生物活性物质筛选传统的筛选方法是利用从海洋生物中已发现了数百种结构新颖的类胡萝卜素。β实验动物或其组织器官对某种化合物或混合物进行逐一试C有抗氧化作用,可以用来预防肿瘤、心血管疾病,尤其对防治癌的恶化非常有效。它还能阻止或延缓因紫外线照射引验,速度慢,效率低,费用高。近年来,随着科学技术的发展,活性物质筛选逐步趋向系统化,特别是分子生物学技术起的皮肤癌,对慢性萎缩性胃炎和胃溃疡亦有疔效。鱼类,的发展有了很大的改进尤其是鲑科鱼类的存活和质量,如色、味、营养价值等均取4.1.2海洋生物活性物质分离纯化和产品制备技术决于类胡萝卜素。近年来,有许多新的、先进的技术应用于海洋生物活性物质而在水产动物中类胡萝卜素的生理功能主要包括:着的分离、纯化及产品制备过程中,有的技术已经在国内海色功能;增强对高氨和低氧的耐受性作用;增强免疫力作用:促进生长和成熟,改善卵质,提高繁殖力;抗氧化剂,脂洋生物活性物质研究与开发中得到了应用。近十几年来,质过氧化的抑制剂和抗紫外辐射的光保护作用等。我国已经有一大批海洋药物和海洋保健食品投放市场,如玉足海参素渗透剂、硫酸软骨素、头孢菌素、鱼油胶囊等,其3海洋微生物生物活性代谢产物的分离和提取中有些经过化学修饰,进一步提高了其作用效果。3.1萃取技术4.1.3海洋生物活性物质生源材料的培养由于大多近年来,该技术和其他方法结合,如亲和配体的引人,数生物活性物质在海洋生物体内含量极稀少,用现有的海大大提高了目标物的萃取率和分离的选择性,拓展了该技洋生物作为开发的资源是相当困难的因此,富含生物活性术的应用空间。反胶束中极性头朝内,非极性头朝外形成物质生源材料的大规模培养就成了关键的问题之一。解决亲水内核,可以增溶水蛋白质等极性物质。可以预见它在这一问题,一是利用生物技术培养生源材料;二是通过人工海洋微生物生物活性产物方面的研究和开发及海洋生物制栽培或养殖富含活性物质的海洋生物。药方面有良好的应用潜力。4.2海洋生物活性物质研究对策建议3.2色谱方法为加快我国海洋生物活性物质研究和开发的速度,应超临界流体色谱:超临界流体色谱具有气相色谱和高增加经费支持,国家和地方政府应加大资金投入提前介入效液相色谱的优点,在室温下即可分离热不稳定性、沸点较有关的研究与开发;全国应建立相应的海洋生物活性物质高或分子量较大的物质,同时还具有柱效高、分离速度快的研究开发中心;要发挥高校、科研院所和生产企业三方面优特点,可用通用的灵敏检测器。势,同时要吸引更多从事本领域研究和开发的留学人员归液相色谱:液相色谱分离法是海洋天然活性物质蛋白国参与该领域工作;建立全国从事海洋生物活性物质研究质、多肽、多糖、低聚糖、核苷酸等分离纯化的重要方法。液开发的协调组织和全国海洋生物活性物质数据库。相色谱可按溶质在两相分离过程的物理化学原理分类是吸附色谱;二是体积排阻色谱;三是离子色谱;四是分配参考文献色谱;五是亲和色谱。[]韩晓龙,生物提取物防治骨质疏松的研究进展[门].中国食品3.3膜分离技术卫生杂志,2008,20(6):527-529近年来,微滤、超滤及反渗透等各种膜分离技术发展迅2]常志娟.采用复合酶水解青鳞鱼蛋白及水解产物特性研究速已广泛应用于制药、生物化工、食品、环保等方面,在天[D].湛江:广东海洋大学,2005然活性物质的提取和海洋药物的研制中更显现出其技术优[3]张奕婷海洋微生物活性物质分离提取方法研究进展[J大势庆师范学院学报,2001,8(6):312,316,321,334,338,347膜分离技术与反渗透和超滤等膜分离过程一样,纳滤(责任编辑:宋勇刚)中国煤化工CNMHG