巖藻黃質抗氧化作用及其機制研究進展

顧曉慧，張 芹，盛 杰，李雪瑩，楊澤夏

（威海海洋職業學院，山東 榮成264300）

巖藻黃質（Fucoxanthin）是一種具有共軛雙鍵結構的類胡蘿卜，廣泛分布于海藻、海洋浮游植物及貝類[1-2]等資源中，占類胡蘿卜素總量的10%以上[3]。眾多研究表明其在抗腫瘤[4-6]、抗氧化[7]、抗炎[8]、調節血糖[9]等多個領域具有突出的效果，受到人們的廣泛關注。

1 巖藻黃質抗氧化作用及機制

抗氧化是人們一直以來的關注熱點，與人體健康和生活質量密切相關。同時，圍繞氧化和抗氧化開展了很多研究，人們也將尋找天然、綠色、健康的抗氧化劑視為研究和開發的重點。

20世紀50年代，Denham Harman提出“自由基學說”[10]。它是機體正常的代謝產物，具有較強的氧化能力，易引起機體損傷[11]，其水平高低與機體健康密切相關。

1.1 巖藻黃質對活性氧自由基的清除機制研究

活性氧及氧自由基（由活性氧衍生而來）性質非常活潑，占機體總自由基的95%以上[12]：包括過氧化氫、超氧陰離子、羥自由基、單線態氧、三線態氧等。其中，超氧陰離子自由基是生物體內生成的第一個自由基，作為所有自由基的前身，具有壽命長、能夠到達較遠靶標、危害大等特點。而氧化性和毒性最強的是羥自由基，它幾乎可以和所有的細胞發生反應。活性氧及氧自由基的產生無疑對健康帶來巨大隱患。

Heo S J等人[13]發現巖藻黃質能夠通過消除體內過多的活性氧，從而抑制UVB輻射造成的氧化應激，對B波段紫外線細胞損傷起到很好的預防作用。

Mio M等人[14]發現巖藻黃質能夠保護皮膚免受紫外線傷害。研究表明，n-乙酰半胱氨酸或巖藻黃質能夠降低皮膚成纖維細胞經紫外線照射后產生的無毒活性氧（ROS），而視黃酸不能，但真正能夠抑制因紫外線照射而造成的皮膚損傷和絲蛋白降低的是巖藻黃質，而不是n-乙酰半胱氨酸或視黃酸。巖藻黃質對紫外線皮膚損傷的保護機制則是通過誘導產生絲蛋白促進皮膚屏障形成，而與活性氧（ROS）的猝滅和視黃酸無關。

內皮祖細胞（EPCs）是一種在內皮修復和血管重建中發揮著重要作用的因子，而氧化應激卻能導致其功能障礙。Xiumei Guan[15]通過過氧化氫處理大鼠骨髓來獲得內皮祖細胞，過氧化氫的處理增加了活性氧水平，并阻礙了其增生、黏附、遷移和管狀形成等功能。研究表明，低濃度（0.125～0.500μmol/L）的巖藻黃質能夠明顯降低細胞內活性氧（ROS）水平并抵抗因過氧化氫所造成的危害。巖藻黃質能夠通過清除自由基和猝滅單線態氧以保護內皮祖細胞，是一種良好的生理抗氧化劑。

1.2 巖藻黃質對脂氧自由基的清除作用

脂質過氧化是一種自動氧化，與損害細胞膜、動脈粥樣硬化、衰老等密切相關，其損傷機制十分復雜，是當前重要的研究課題之一。

吳超等人[16]通過探究不同濃度的海帶巖藻黃質對肝勻漿液脂質過氧化的影響，發現丙二醛生成量均降低，巖藻黃質可以通過抑制因自由基攻擊細胞膜所引起的脂質過氧化反應，且與濃度呈正比。此外，研究還發現巖藻黃質對肝勻漿液、肝線粒體自發性脂質過氧化均具有抑制作用且呈現顯著的劑量關系。

汪財生等人[17]比較了羊棲菜巖藻黃質粗品、BHT、維C等對45℃條件下保溫的亞油酸的抗氧化作用，發現三者均具有較強的抗脂質過氧化的作用，其中BHT>巖藻黃質粗品>維C，可巖藻黃質是一種優良的天然抗氧化劑。

Sangeetha R K等人[18]研究了巖藻黃質對因維A不足所誘發的小鼠氧化應激的影響，發現巖藻黃質通過降低小鼠血漿和肝臟中的脂質過氧化物水平、升高過氧化氫酶、谷胱甘肽轉移酶，從而抑制氧化應激。

1.3 巖藻黃質對DPPH自由基的清除作用

眾多研究表明，巖藻黃質對DPPH自由基具有較強的清除能力。Nishino H[19]對比了巖藻黃質對12-DS、DPPH自由基和NB-L的清除能力，發現對DPPH自由基的清除能力最強，其次是NB-L和12-DS。紀曉林等人[20]通過電子自旋共振波譜技術檢測發現裙帶菜孢子葉中的巖藻黃質對DPPH自由基的清除能力與濃度呈正比，清除率IC50為3.93μg/mL，表現出較強的抗氧化性。汪財生等人[17]研究表明，羊棲菜巖藻黃質粗品對于DPPH自由基的IC50為565.2μg/mL，是維E的211.4%倍，具有良好的抗氧化性。胡永東等人[1]發現銅藻巖藻黃質的質量濃度為0.05 mg/mL時，DPPH自由基清除率可以達到93.6%，表現出較強的抗氧化能力。

2 巖藻黃質抗氧化能力的評價方法

2.1 還原能力測定方法

還原能力是指在化學反應中原子、分子或離子失去電子的能力。抗氧化劑的還原能力越強，其抗氧化能力越強。

FRAP即“鐵離子還原/抗氧化能力法”，是在低pH值條件下，利用亞鐵離子與三吡啶基三嗪生成藍紫色復合物來測量樣品的抗氧化能力，又稱為鐵氰化鉀還原法。秦云等人[21]采用該法以1.000 mg/mL維C作為陽性對照，通過還原能力的大小來反映巖藻黃質提取物抗氧化活性的強弱。發現海帶巖藻黃質提取物還原能力較強，且與濃度呈正比，但弱于維C。代沙[22]通過FRAP法評價紫蘇葉提取物的還原能力，并探究了不同產地多個品種的差異。

2.2 清除自由基的測定方法

通常所說的氧自由基主要包含超氧陰離子、羥自由基、單線態氧和過氧化氫，均與細胞的損傷和死亡密切相關；凡能干擾或阻斷自由基相關反應的物質，稱為抗氧化劑[23]。因此，自由基清除能力越強即抗氧化能力越強，該方法在巖藻黃質的抗氧化能力評價中被廣泛應用。王曉楠等人[24]通過測定DPPH自由基、超氧陰離子、羥自由基清除率等對褐藻等8種海藻的色素提取物進行了抗氧化活性評價，表明其抗氧化性與巖藻黃質含量呈現高度相關性。唐晨等人[25]通過測定羥自由基清除率，驗證了海帶巖藻黃質提取物具有較強的抗氧化活性。紀曉林等人[20]通過采用ESR法測定巖藻黃質DPPH自由基清除率[26]和羥自由基清除率[27]，以評價裙帶菜孢子葉巖藻黃質的抗氧化活性，研究發現對DPPH自由基的半抑制率IC50為3.93μg/mL，對羥自由基的半抑制率IC50為30.07μg/mL，具有較強的抗氧化能力。

3 結語

巖藻黃質是一種安全綠色[28]的活性物質，具有較強的抗氧化活性，未來將在食品、化妝品、生物醫藥等多個領域具有廣泛的應用前景。雖然目前受到人們越來越多的重視，但是相比于國外功能食品中巖藻黃質的利用開發來說，國內食品、醫藥及化妝品等多個領域還鮮有使用。希望能夠更多地投入到巖藻黃質的提取制備和開發利用中。