广东海洋大学 课程论文
广东海洋大学研究生课程论文
（2014—2015学年 第1学期）
论 文 名 称： 课 程 名 称： 课 程 编 号： 学 生 姓 名： 学 号： 班 级： 提 交 日 期： 评阅成绩：_____________ 评阅意见： 海洋贻贝中生物活性物质及其对人类健康
的影响
功能食品研究进展
204917 李玉玉 2111404013 研1402 2015 年 1 月 15 日
成绩评定教师签名：_______________________
日期： 2015 年 1 月____日
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海洋贻贝中生物活性物质及其对人类健康的影响
李玉玉
（广东海洋大学，广东湛江， 524025）
摘要：近年来, 贝类海鲜消费稳步增长，贻贝促进健康，已被广泛研究。本文综述了海洋贻贝，如翡翠贻贝，紫贻贝的生物活性物质的提取纯化方法及其所具有的生物活性，及对人类健康的影响。对贻贝中的蛋白质，脂质，和碳水化合物的三种主要的化学物质的生物活性进行了评价。蛋白质类的重点主要是活性肽，如通过酶法制备活性肽；碳水化合物中贻贝活性多糖进行了研究；最后，对贻贝脂质中多不饱和脂肪酸（PUFAs）的抗炎特性进行了评价 ；旨在为研发海洋保健食品和功能性食品提供参考。 关键词：贻贝；制备； 紫贻贝；翡翠贻贝；生物活性
Abstract:The consumption of marine mussels as popular seafood has increased steadily over the past decades.Awareness of mussel derived molecules, that promote health, has contributed to extensive research efforts in that field. This review highlights the bioactive potential of mussel components from species of the genus Mytilus and Perna . In particular, the bioactivity related to three major chemical classes of mussel primary metabolites, i.e. proteins, lipids, and carbohydrates,is evaluated. Within the group of proteins the focus is mainly on mussel peptides such as peptides by enzymatic preparation. In addition, Polysaccharide carbohydrates mussels were studied; Finally, the mussels lipid polyunsaturated fatty acids (PUFAs) in the anti-inflammatory properties were evaluated; designed to provide a reference for the development of marine health foods and functional foods. Keywords: mussels; preparation; mussel; Perna; bioactive
据预测，大约221万生命存在于海洋中，但至今只有大约19万种类有被编目。在海洋动物中，软体动物门是规模最大，种类最多的群体。双壳纲软体动物，大约具有20,000余种，包括一些有名的无脊椎动物，如蛤，牡蛎，扇贝，蚌，并存在于在所有深度的海洋环境[1]。据《内经》、《本草纲目》等古文献记载，贝类是食用佳品，而且具有很高的药用价值。如紫贻贝的汤剂，是增强免疫力、治疗肝脏肾脏功能障碍，以及阳痿和月经不调的传统药物[2]；翡翠贻贝的脂质提取物作为膳食补充剂，作为抗炎和抗关节炎的药物。近年来，许多研究人员对贻贝成分生物活性性能进行了广泛研究。在这篇综述中，主要综述了贻贝活性肽，脂肪酸和多糖的生物活性。
1．贻贝的种类和分布
贻贝(Mytilus sp.)在贝类分类学上隶属软体动物门，瓣鳃纲，异柱目，贻贝族，贻贝科，是一种营足丝附着生活的双壳类软体动物。贻贝分布广泛，不同的气候、纬度和海况有不同的品种，其主要经济种类有紫贻贝、翡翠贻贝和厚壳贻贝。贻贝(Mytilus edudis linneas)，我国北方俗称“海红”，其干制品名为“淡菜”，是畅销中外的海产珍品。紫贻贝广泛分布在丹麦至西班牙的所有大
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西洋沿岸国家。我国的黄渤海盛产紫贻贝，大连的产量居全国之首，人工南移后东海和南海也可生产。翡翠贻贝((Perna viridis)，俗称“青口”，主要分布在我国的南海、东海南部、台湾海峡及东南亚等地。广东省自东部至西部沿海都有广泛分布，其中以川山群岛的自然资源最为丰富。厚壳贻贝(Mytilus coruscus)，又称“壳菜”，古书称为“东海夫人”，主要分布于黄、渤海和东海沿岸，浙江省的自然资源较多。
2．贻贝中的活性肽
2.1 贻贝活性肽的提取
生物活性肽，是指对生物机体的生命活动有益或具有生理作用的肽类化合物，又称功能肽。目前，研究的海洋贻贝活性肽主要有ACE抑制肽、抗菌肽、抗氧化肽、抗肿瘤肽和神经肽等，关于其制备和功能活性也有许多研究及应用的报道。由于天然贝类活性肽的含量较低，难以实现大批量生产。所以后续发展了水解贝类蛋白来提取功能活性肽的方法，有酸水解、发酵法和酶水解。酸解制备会影响肽的氨基酸组成和二级结构从而破坏其活性，且过程难以控制；发酵法多适用于植物来源的多肽制备，并需要配合活性多肽的化学合成和基因工程修饰等技术；而酶法制备活性肽不但生产成本低、产品安全性高，并且水解进程易于控制，是制备活性多肽的主要方法。对贝类酶解蛋白的加工报道也是随着生物工程技术的发展而逐渐增多，由单一的单酶解工艺上升为双酶复合酶解和多酶分步定向酶解得变革，相应的也从贝类蛋白中提取出了不同功能的活性肽液。张乾元[3]以厚壳贻贝冻干粉经超临界萃取油脂成分所得的副产品为试验材料,研究其蛋白质的提取工艺 以及从中制备具有降血压活性的生物活性肽, 采用双酶酶解和体外模拟胃肠道酶酶解对贻贝蛋白较好的水解度,其中胃肠道消化酶对贻贝蛋白的水解度最高,达到80%以上。杨永芳[4]利用酶解技术、超滤法、凝胶层析技术、离子交换层析技术和反相高效液相色谱技术等多种分离纯化手段,研究了贻贝蛋白的酶解工艺, 在酶解工艺优化研究中,采用正交实验方法,主要研究了料液比、PH值、酶解温度、酶解时间和加酶量对贻贝的酶解效果和酶解物抗肿瘤活性的影响, 得出单一酶水解作用是有限的，有时需要两种酶解复合酶解起到互补的作用切断相对应的特异性肽键，从而提高水解率。 2.2贻贝活性肽的分离纯化
采用酶法水解蛋白质，得到活性肽液。为了进一步制备高纯度的目标活性肽，可以根据各自的特性选择合理的分离纯化方法，能使分子量大小达到1000u以下。 2.2.1膜分离技术
膜分离技术是在压力差和浓度差等推动下的透过性膜，以截留相对分子量为指标，借助于膜的孔径大小来筛选肽分子，从而实现肽的分离和纯化。膜分离根据截留的分子量大小可分为微滤
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(MF)、超滤(LF)、纳滤(NF)和反渗透(ISO )。张艳萍等[5]比较了不同截留分子量的超滤膜对紫贻贝酶解物分离所得产物的ACE抑制活性，最后确定了截留分子质量为l0ku的超滤膜能将紫贻贝酶解物的ACE抑制率提高到89.42% ;黄海等[6]用多种酶对贻贝边进行深度水解后，采用超滤技术除去未水解的蛋白质、细菌和微细颗粒等成分，成功富集了氨基酸和小分子肽。超滤技术的操作条件温和，活性肽受到温度和pH等因素的影响较小，且处理量大，能避免加入其它溶剂污染分离物。但是超滤膜容易发生不可逆的污堵问题，且不易清洗，需要依具体情况选择反洗或化学清洗处理，长此以往还会造成膜断丝和阀门的损坏。 2.2.2色谱法
目前常用于贝类活性肽纯化的方法包括凝胶过滤法(GFC)、离子交换层析法(IEC )、高效毛细管电泳法(HPCE)和反相高效液相色谱法(IMP- HPLC )等色谱技术。其中凝胶过滤色谱具有实验条件温和以及填料可反复使用的特点，被广泛用于分离纯化水溶性大分子的物质，现较多地联合几种色谱方法使用，取长补短达到更好的纯化效果。杨永芳等[7]采用反相高效液相色谱验证了对贻贝水解物进行超滤、DEAE-sepharose离子交换和Sephadex G-25凝胶层析得到的一个抗肿瘤活性肽段的氨基酸序列为Asp一Leu一Tyr。 2.2.3联用技术
酶解制备的活性多肽并不完全是活性最强的肽段的溶液，各肽段间大多具有相似性，所以使单一的分离纯化方法的效果不够理想,通常需要多种方法联用。一般多用膜技术结合几种色谱技术，随着对活性肽的分离纯化、作用机理以及研究的不断深入，对其纯度和结构研究的要求也相应高，应要求近些年出现了色质联用，如HPLC串联质谱和电泳与质谱联用。张婷[8]以厚壳贻贝为原料,采用酶水解技术制备厚壳贻贝蛋白多肽,经超滤、凝胶过滤层析和RP-HPLC、质谱测序等手段对活性肽成分进行分离、纯化、结构表征,并通过体外试验验证,获得厚壳贻贝降血压肽。 2. 3贻贝活性肽生物活性
在一般情况下，从海洋贻贝衍生生物活性肽含有5-40个氨基酸残基。根据氨基酸序列和结构性质，贻贝肽主要生物效应包括抗菌，抗氧化和降血压作用。 2.3.1抗菌活性
贻贝抗菌肽是一类小分子的阳离子抗菌肽, 与人的中性粒细胞作用相似。 在机体受到细菌感染后引起抗菌肽增加 并在数小时迁移至感染部在感染部位吞噬细菌以发挥其抗菌活性[9]。Mitta等[10]从蓝贻贝 (Mytilusedlis)和地中海贻贝(Mytilus galloprovincialis)中分离到多种抗菌肽, 根据一 级结构的不同分为 4种: 防御素( defensin)、贻贝素 ( my tilin)、贻贝肽( my tic in) 和贻贝霉素 ( my timy cin) 。其中防御素与贻贝肽主要对革兰氏阳性菌有抗菌活性, 包括一些海洋 无
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脊椎动物的病原体, 抗革兰氏阴性菌和真菌的作用较弱。贻贝霉素有较强的抗真菌活性。贻贝素的同分异构体贻贝素B、贻贝素C、贻贝素D对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有活性,而贻贝素G 1只对革兰氏阳性菌有活性[11]。刘尊英等[12]用蛋白酶酶解紫贻贝,其中胰蛋白酶酶解液对于病原菌 Botryis cinerea的抑率达率达 67. 9% 以上。 2.3.2抗氧化和降血压
肽的抗氧化机制是通过清除体内氧自由基、羟自由基而达到抗衰老的功能。 贻贝类水解液中含有的活性肽及各种氨基酸多具有抗氧化能力。血管紧张素转换酶 ( ACE) 抑制肽是通过抑制体内ACE的活性达到抑制血压的上升或抗高血压的功能[13]。Je等[14]从发酵M分枝贻贝中发现一种降压和两个抗氧化肽。Cushman等[15]对其中一种纯化的肽（6.5 kDa的的; N-末端氨基氨基酸EVMAGNLYPG ），通过分光光度法测定出对血管紧张素I转换酶（ACE）抑制力 IC 50为19.34 ug/ml。Dai等[16]通过六个不同的食品级蛋白酶酶解处理得到分枝贻贝蛋白水解物的作用分析了ACE抑制作用。其结果是，该水解产物生产的碱性蛋白酶（肽分子重量<1000道尔顿）抑制能力的IC50为66.3ug/ml。
3.贻贝中活性多糖
活性多糖专指具有某种特殊生物活性的多糖化合物。一般由10个以上的单糖残基通过糖普键连接而成的一类天然高分子化合物。贝类多糖的结构复杂，不仅因为构成多糖的单糖种类繁多，而且即使只是由一种单糖组成的多糖，因其连接方式和构型的不同，多糖的生物活性功能也不尽相同。目前，国内外学者已经从多种贝类软体中提取出具有活性的多糖类化合物，该类多糖的研究是新药开发的重要方向之一。 3.1活性多糖的提取
对于相同的原料，采用的提取方法不同，所得到的多糖的结构也会不同，相同原料的不同部位的多糖也具有不同的结构。海洋贝类多糖的提取可采用水提法、酶提法、碱提法、有机溶剂提法等。水提法是海洋贝类多糖提取的传统方法。水提法具有设备简单、操作方便、适用面广等优点，目前常用超声波和微波来辅助水提法提取多糖。酶技术是近年来广泛应用到有效成份提取的一项生物技术，使用酶技术可使后续的浓缩和脱蛋白工艺更简易、粗多糖的纯度更高，但会提高生产成本，对提取条件要求较高。由于不同浓度的乙醇能将不同性质或不同分子量的多糖沉淀下来，利用这个原理，可以对多糖提取液进行分级分离。络合沉淀也是一种分级分离常用的方法之一，特点是纯化效率和回收率高，可以从很低浓度的溶液中将产物沉淀出来。在粗提过程中需要注意的是多糖是一种含有高级结构的化合物，在处理过程中，应尽量避免强酸、强碱处理。提取后得到的多糖中还有一些游离的蛋白以及一些小分子物质，而且由于某些贝类多糖或者贝类蒸煮
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海洋贻贝中生物活性物质(DOC)
