鱿鱼墨功能活性研究进展

陈文烜 胡俊 赵丹丹

(浙江省农业科学院食品科学研究所，浙江 杭州 310021)

鱿鱼是头足类海洋动物中枪乌贼和柔鱼的俗称，是重要的海洋物产，因味道鲜美、营养丰富，深受消费者喜爱。我国鱿鱼资源丰富，加工量巨大。鱿鱼墨是鱿鱼分泌的一种深黑色液体，主要化学成分是黑色素、蛋白多糖和脂质复合体。鱿鱼墨是鱿鱼加工过程中的废弃物，难处理、容易污染环境，成为困扰鱿鱼加工企业的难题。已有研究表明鱿鱼墨具有抗肿瘤、调节机体免疫功能、诱导多种细胞因子等生理活性。探明鱿鱼墨活性成分及其功效，是实现鱿鱼墨综合利用的重要解决途径。本文综述了国内外鱿鱼墨的相关研究进展，为鱿鱼墨的综合加工利用提供参考。

1 鱿鱼墨制备技术

黑色素的分离纯化方法主要有水洗法、酶解法、酸水解法、碱水解法4种。李兴旺等[1]将鱿鱼墨原料经水洗、酸洗、浓酸水解去除杂质后，添加二甲亚砜使黑色素溶解，通过加入丙酮改变溶液极性，使黑色素再次析出结晶，精制所得黑色素呈黑褐色，不溶于水及通常的有机溶剂，但可溶于碱、浓硫酸、二甲亚砜等。刘显威等[2]研究了碱溶酸沉法从鱿鱼墨囊中提取鱿鱼墨黑色素，采用NaOH浓度为1.18mol·L-1、碱提液料比为17:1、酸沉pH值为1.85，鱿鱼墨黑色素提取率为16.69%。Guo等[3]采用超声辅助降解法在碱性条件下制备水溶性鱿鱼黑色素，将鱿鱼墨黑色素溶于NaOH后用超声细胞破碎仪处理1h，研究表明，超声处理后，黑色素的单体单元被破坏，巨大的聚合物降解为较小的可溶性颗粒，但黑色素基本结构仍然保留。袁丽等[4]通过电镜图片显示黑色素微球颗粒在超声过程中发生了爆炸，产生更为细小的碎片和碎末，超声波处理后，黑色素在环己烷中的溶解性显著增加，黑色素中蛋白质没有发生显著变化，而脂质含量显著减少，金属元素含量显著降低；而袁丽等[7]另一项研究也表明，超声波处理导致黑色素发生脱氨反应并且破坏亚氨基与金属离子螯合作用，但对于黑色素的特征结构，5,6-二羟基吲哚(DHI)并没有造成显著影响，说明超声波处理可作为黑色素可溶性活性物质萃取的有效方法。宋茹等[5]研究了蛋白酶对鱿鱼墨水解效果，优化得到水解能力最强的胃蛋白酶水解鱿鱼墨的最佳酶解条件为pH1.5、温度37℃、反应时间5h、加酶量1.5%，胃蛋白酶水解鱿鱼墨的水解度大于13.50%；同时通过酶解法鱿鱼墨黑色素光谱特征的研究表明，鱿鱼墨黑色素在紫外区220nm有特征吸收,有典型的黑色素红外吸收特点[6]。

2 治疗缺铁性贫血

缺铁性贫血(IDA)是最常见的营养问题之一。鱿鱼墨黑色素是以吲哚结构为主体的异聚物，能螯合多种金属离子。黑色素铁是利用其络合特性制备的异聚物螯合铁。

通过鱿鱼墨黑色素铁(SM-Fe)的大鼠试验表明，补铁组的肝脾中血红蛋白(Hb)、血清铁(SI)、血清铁蛋白(SF)、促红细胞生成素(EPO)含量，以及铁含量显着增加，且SM-Fe组的铁生物利用度更高，副作用更少[8]。柳东等[9]研究表明，鱿鱼墨黑色素铁可能诱导IDA模型大鼠机体产生骨髓细胞粒/单核细胞集落刺激因子(GM-CSF)、血清促红细胞生成素(EPO)等造血细胞因子,促进粒单系、红系造血细胞的增殖分化，改善缺铁性贫血症状。雷敏等[10]研究也表明，鱿鱼墨黑色素铁能够显著提高IDA大鼠Hb、红细胞(RBC)、红细胞压积(HCT)、红细胞平均体积(MCV)和血清铁(SI)数量,有效降低红细胞内游离原卟啉(FEP)浓度，显著促进IDA大鼠贫血症状的恢复。可见SM-Fe可能被用作安全有效的新铁补品。

陈士国等[11]研究了鱿鱼墨黑色素与Fe(Ⅲ)的相互作用行为，静态吸附结果表明，黑色素在pH4.0的条件下络合Fe(Ⅲ)最大吸附量为1.33mmol·g-1。吸附率受温度影响较大，随温度上升而升高；络合过程中羧基、羟基和亚胺基3个官能团都参与了与金属离子的络合。络合后可能因发生了氧化还原反应，致使鱿鱼墨黑色素结构遭到一定的破坏。

3 抗氧化性

鱿鱼油墨可以提取和分离抗氧化剂。不含黑色素的墨汁(MFI)可用作电子供体，可稳定脂质氧化中的自由基。Tri等[12]研究表明鱿鱼墨中提取的MFI具有抑制自由基的能力，稀释10倍的MFI对自由基抑制作用最高，IC50为0.34ppm。Naveen等[13]的研究表明，MFI具有较强的DPPH和ABTS自由基清除活性，500mg·L-1的MFI可以阻止β-胡萝卜素-亚油酸系统的氧化，但其功效低于200mg·L-1的丁基羟基茴香醚(BHA)；当MFI在90℃下进行长达30min的热处理后，其DPPH和ABTS自由基清除活性保持恒定；MW<3KDa的MFI馏分显示出最高的抗氧化活性；可见MFI可以用作天然抗氧化剂，以延缓食品中的脂质氧化。甄天元[14]的研究显示鱿鱼墨黑色素组小鼠血清及肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)和总超氧化物歧化酶(SOD)活力较正常组显著下降，丙二醛(MDA)及脑脂褐质(LIP)含量显著上升，鱿鱼墨黑色素各剂量组小鼠上述指标显著改善。

郭欣等[15]开展的可溶性鱿鱼墨黑色素组分体外抗氧化实验显示，经过0.5mol·L-1和1mol·L-1的NaOH处理，分子量>10ku的组分具有很强的抗氧化性，这些组分清除超氧自由基能力远优于商品抗氧化剂肌肽，清除羟基自由基活性与肌肽相当。陈士国等[16]的研究表明，鱿鱼墨黑色素是一种活性较高的天然自由基清除剂，而鱿鱼墨黑色素清除超氧阴离子自由基和羟自由基的IC50值分别为0.2mg·mL-1和0.015mg·mL-1，远低于肌肽的0.53mg·mL-1和0.1mg·mL-1。而黑色素铁分别为0.58mg·mL-1和0.83mg·mL-1，说明黑色素铁的自由基清除活性较黑色素低。

Ping等[17]研究了鱿鱼墨多糖(SIPS)的抗氧化能力及其对脱氧核糖核酸(DNA)损伤的保护作用，表明SIPS不仅淬灭了羟基自由基和DPPH，而且还显示出强大的还原能力，并且抑制了由H2O2引起的羟基自由基对质粒DNA链的氧化断裂。

4 抗肿瘤

刘亮等[18]研究表明鱿鱼墨黑色素提取物(SIME)具有较强的抗肿瘤活性，SIME对人结肠癌HCT-116和前列腺癌PC-3细胞增殖的抑制作用较好，72h时IC50分别为0.144mg·mL-1和0.485mg·mL-1。江凯等[19]研究结果表明，SIME具有较强的抗A549肿瘤细胞的作用。Kumar等[20]发现鱿鱼墨蛋白以剂量依赖的方式对乳腺癌细胞系具有毒性，鱿鱼墨粗蛋白阻碍了乳腺癌细胞的生长，IC50值为65.3±0.46μg·mL-1。

李丽等[21]的研究表明，经酸法提取的鱿鱼墨多肽对前列腺癌DU-145和PC-3细胞有增殖抑制作用，能诱导DU-145和PC-3细胞凋亡。Tetsushi等[22]从鱿鱼墨中分离出抗肿瘤活性，其中肽聚糖和酪氨酸酶显示出抗肿瘤活性。

5 抗菌及皮肤损伤治疗

鱿鱼墨黑色素含有可用作抗菌剂的生物活性化合物，可以被开发为海产品的天然防腐剂。R C Sari1等[23]研究表明黑色素对单核细胞增生李斯特菌和大肠杆菌的抑制区分别在2.15～6.18mm和1.84～4.69mm，属于弱至中等抗菌活性。Lisha等[24]分析评估了鱿鱼墨的防腐效果和可能的机理模型，发现鱿鱼墨提取物大幅延长了三棱鱼的冷藏期，主要抑制了从三棱鱼分离的腐烂细菌，并且证实了其抑菌范围很广。

Chen等[25]探索了鱿鱼墨多糖对H2O2引起的皮肤成纤维细胞损伤的保护作用机理，结果表明，鱿鱼墨多糖可有效减少NADPH氧化酶和连接蛋白43上调介导的成纤维细胞氧化损伤，并降低了ROS诱导的皮肤衰老。Na等[26]研发了一种鱿鱼墨多糖-壳聚糖海绵(SIP-CS)的新型伤口愈合剂，实验表明，SIP-CS具有海绵状特性，有助于粘在伤口上，与壳聚糖敷料和可吸收明胶相比，止血时间更短，出血量更小；SIP-CS促进伤口愈合的速度比脱乙酰壳多糖快，并且优于市售烧伤膏；可见SIP-CS是用于快速止血，促进烧伤/烫伤皮肤愈合并防止伤口感染的良好伤口愈合剂。陈士国等[27]对鱿鱼墨多糖(SIP)进行硫酸酯化，硫酸酯化后多糖具有较好的延长活化部分凝血活酶时间(APTT)和凝血酶原时间(PT)的效果，对凝血因子FⅡa和FⅩa均有显著的抑制作用。

6 提高免疫力

环磷酰胺(CP)是一种常用的抗肿瘤和免疫抑制药物，但会通过诱导睾丸中的氧化应激而对年轻男性患者造成长期或永久的生殖损害。Luo等[28]认为鱿鱼墨多糖(SIP)对CP诱导的精子损伤和生殖有预防作用，SIP降低了CP诱导的小鼠对精子的化学治疗损伤。Le等[29]的研究也表明，SIP可以显著抑制CP引起的鼠精子参数、器官指数、睾丸抗氧化能力、标记酶活性、性激素含量和组织病理学特征的负面变化。

Gu等[30]研究表明，CP诱导了ROS的产生和氧化应激从而导致睾丸损伤，而SIP可以削弱氧化应激，减弱CP诱导的睾丸毒性，SIP可能通过增强抗氧化能力在预防对男性生殖系统的化学疗法损伤中起重要作用；在CP暴露的睾丸中，p38和Akt蛋白被显著磷酸化，而在SIP处理的小鼠睾丸中，2种蛋白的磷酸化被抑制，SIP可能是通过这2个信号通路参与作用。Le等[31]的研究认为，SIP可以通过Nrf2/ARE信号通路有效减弱CP相关的睾丸损伤。Gu等[32]认为SIP作为抗氧化剂，可通过上调抗氧化剂能力和抑制CP引起的自噬来防止细胞骨架损伤。

左涛[33]的研究表明，CP对小鼠肠道生物屏障有一定的损伤作用，造成细菌总量的上升；而鱿鱼墨多糖的摄入可以缓解和改善肠道细菌，降低细菌的总量；鱿鱼墨多糖可以通过提高双岐杆菌等有益菌和抑制拟杆菌等有害菌来调节肠道微生态平衡。分泌型免疫球蛋白A(SIgA)是一种非炎症性抗体，Zuo等[34]研究表明鱿鱼墨多糖可激活肠道SIgA分泌，触发了迅速的免疫球蛋白分泌途径,从而防止化学疗法的损伤。

曹露等[35]研究结果表明，鱿鱼墨多糖组小肠绒毛高度明显高于CP模型组，而小肠隐窝深度明显低于CP模型组；鱿鱼墨多糖可以提高SOD活性,降低MDA含量；可见鱿鱼墨多糖保护作用与能够提高小鼠肠道黏膜的抗氧化能力有关。Jie-Ping等[36]研究认为鱿鱼墨汁提取物可以保护造血系统免受化学疗法的伤害，鱿鱼墨汁提取物没有改变骨髓的造血作用，但改善了动物脾脏的抗氧化能力。

雷敏等[37]研究认为，鱿鱼墨黑色素对机体特异性及非特异性免疫机能具有显著调节作用。鱿鱼墨黑色素可显著提高免疫低下模型小鼠的血清溶血素水平(HC50)、脾及胸腺指数、小鼠迟发性变态反应及脾淋巴细胞增殖能力，显著促进小鼠NK细胞活性及巨噬细胞吞噬能力。刘治东等[38]研究也表明,鱿鱼墨多糖能显著提高免疫低下小鼠的脾脏/体重比值、提高血清溶血素含量、增强迟发型变态反应能力、提高腹腔巨噬细胞吞噬鸡红细胞能力和碳廓清能力；认为鱿鱼墨黏多糖能提高免疫低下小鼠的体液免疫、细胞免疫和非特异性免疫功能。

7 结语与展望

鱿鱼墨作为鱿鱼加工的副产物，长期以来直接被废弃，未能得到综合利用。研究表明，鱿鱼墨具有提高人体健康的多种功能活性，鱿鱼墨铁可以有效改善缺铁性贫血，鱿鱼墨黑色素具抗肿瘤和抗菌的功效，鱿鱼墨多糖对皮肤损伤有保护作用，鱿鱼墨是活性较高的天然自由基清除剂、具抗氧化活性；而且鱿鱼墨具有很高的提高免疫力活性，特别是可以显著降低环磷酰胺造成的生殖损害。鱿鱼墨的功能活性正逐渐被人们所认识和接受，对鱿鱼墨的综合利用具有广阔的市场前景。

未来研究应围绕鱿鱼墨活性成分的纯化和功能进一步明确等内容开展，实现产品商业化，并通过现代食品技术手段和加工工艺的创新，实现鱿鱼墨食品营养价值的提升和口感上更好的认可度，从而为社会提供品质优异的鱿鱼墨功能性产品。