岩藻多糖的生理功能及其在食品领域中的应用

◎ 李源钊

（中国人民武装警察部队工程大学 装备管理与保障学院，陕西 西安 710086）

岩藻多糖，又名褐藻糖胶、褐藻多糖硫酸酯等，是一种从褐藻中提取出来的水溶性硫酸酯化杂多糖[1]。岩藻多糖的结构呈现多样性，不同来源的岩藻多糖结构也有所差异，大多是以重复的C-1,3 键结合的α-L-岩藻糖和以C-1,3 键、C-1,4 键交替结合的α-L-岩藻糖，是一种含有大量岩藻糖和硫酸基团的杂多糖[2]，其结构见图1。岩藻多糖独特的化学结构使其在抗氧化、抗肿瘤、抗炎症及提高免疫力等方面表现出优良的生物活性，并被广泛应用于食品[3]、美容护肤品[4]、畜牧生产[5]、医药[6]、植物生长[7]等诸多领域。

图1 岩藻多糖的化学结构示意图

近年来，随着食品工业的进步和人们健康意识的提高，岩藻多糖在食品领域中的应用也越来越受到关注。党的二十大报告中强调，要树立大食物观，发展设施农业，构建多元化食物供给体系[8]。我国海藻资源丰富，但其生态价值和经济价值均未得到充分发挥，开发高品质、高性能的海藻产品一直是一个热点问题[9]。本文对岩藻多糖在食品领域中的应用进行探讨，对提高食品的营养价值、推动我国丰富水产资源的开发利用有着重要的意义。

1 岩藻多糖的生理功能

1.1 免疫调节作用

作为一种天然生物活性物质，岩藻多糖在免疫调节方面展现出特有的功效。其免疫调节机制主要包括以下几个方面。①岩藻多糖能够激活巨噬细胞、T 淋巴细胞和B 淋巴细胞等关键免疫细胞，增强这些细胞吞噬和杀伤病原体的能力，从而有助于机体更有效地清除和防御外来病原体。②岩藻多糖还能促进免疫细胞中多种重要免疫因子的分泌，包括干扰素和白介素。这些免疫因子在调节免疫反应和增强机体抵抗力方面发挥着至关重要的作用。③岩藻多糖还能精准调节T 淋巴细胞中Th1 和Th2 细胞平衡，防止过度免疫反应而引发的疾病。同时，它能有效抑制免疫细胞的过度激活，从而避免免疫反应的过度放大，确保免疫系统的稳定和健康运行[10-11]。

1.2 抗肿瘤作用

在抑制肿瘤细胞生长和转移的同时，岩藻多糖还能使机体免疫功能增强，促使肿瘤细胞凋亡和移除。岩藻多糖的抗肿瘤作用机制是复杂多样的，涉及免疫调节、细胞周期调控、细胞凋亡、抑制转移和抑制血管新生等多个方面。这些机制共同作用，使得岩藻多糖在预防和治疗肿瘤方面具有重要的作用。①岩藻多糖能被免疫细胞识别，激活NK 细胞、B 细胞和T 细胞，产生具有结合肿瘤细胞的抗体和具有杀伤肿瘤细胞的T 细胞，其对肿瘤细胞有特异性杀伤作用，对肿瘤细胞生长有抑制作用。②岩藻多糖可以影响肿瘤细胞正常的有丝分裂，使其停滞在有丝分裂的前期，从而起到抑制肿瘤细胞增殖的作用，因此岩藻多糖对肿瘤细胞的有丝分裂有一定的抑制作用。细胞凋亡是一种由基因控制的细胞自主有序的死亡，而岩藻多糖具有激活肿瘤细胞凋亡信号的功效，能诱导肿瘤细胞自发凋亡。岩藻多糖还能增加组织抑制因子（Tissue Inhibitor of Metalloproteinases，TIMP）的表达，减少基质金属蛋白酶（Matrix Metalloproteinase，MMP）的表达，使得抑制肿瘤细胞在体内的转移受到抑制。此外，在肿瘤生长初期，岩藻多糖能降低血管内皮生长因子（Vascular Endothelial Growth Factor，VEGF）的生成，抑制肿瘤血管的新生，切断瘤体的营养供给源，从而起到抑制肿瘤细胞扩散、转移的作用[12-13]。

1.3 抗炎症作用

岩藻多糖具有抗炎作用，其直接抗炎或作为协同抗炎药物的作用均有广阔的应用前景。岩藻多糖的抗炎活性体现在多个方面，包括抑制炎症因子的表达，减少中性粒细胞的浸润，与巨噬细胞清除受体相结合，从而被巨噬细胞吞噬，抑制NO 的生成，也可通过抑制白细胞向炎症组织的迁移而发挥抗炎活性作用[14]。吴俊仙等[15]利用小鼠随机分组进行对照试验，分别给予岩藻多糖和纯净水灌胃2 周，结果发现岩藻多糖能够预防和抑制炎症性肠病的发生。

1.4 抗氧化作用

岩藻多糖抗氧化活性强，可有效清除体内自由基，减少氧化对人体的刺激伤害。岩藻多糖分子中含有多种官能团，如羟基、羧基等，能与体内的自由基发生化学反应，从而有效清除自由基，减轻其对细胞的损害。此外，研究显示，岩藻多糖能够激活体内的抗氧化酶，如超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）、过氧化氢酶（Catalase，CAT）等，使这些酶的活性提高，对氧化应激的抵抗能力也得以增强。岩藻多糖还能调节体内氧化还原平衡，使细胞内的氧化还原状态保持稳定，从而防止氧化应激对细胞的破坏。岩藻多糖的抗氧化作用对氧化应激相关疾病的预防和治疗意义重大[16]。

1.5 降血糖作用

岩藻多糖降血糖效果显著。岩藻多糖可以改善细胞对胰岛素的敏感性、胰岛素受体的数量和亲和力，从而促进葡萄糖的利用和代谢。岩藻多糖还可以刺激胰岛β 细胞分泌胰岛素，增加胰岛素的合成和释放速度，从而使血糖水平降低。此外，岩藻多糖能够抑制肝脏中的糖异生和糖原分解过程，减少葡萄糖的生成和释放，进一步降低血糖水平[17]。

1.6 抗肥胖作用

岩藻多糖对抗肥胖的作用也是显著的。研究表明，岩藻多糖可以抑制胆固醇调节元件结合蛋白-1c的mRNA 和蛋白表达，同时可下调过氧化物酶体增殖物激活受体γ（Peroxisome Proliferator-Actiated Receptor γ，PPARγ）和CCAAT 增强子结合蛋白α（CCAAT Enhancer Binding Protein α，C/EBP α）的mRNA 表达，表现其降脂活性。作为一种天然膳食纤维，岩藻多糖还可以调节肠道菌群，抑制有害菌生长，促进有益菌繁殖，从而改善肠道环境，减少能量吸收，达到抗肥胖的作用[18]。

2 岩藻多糖在食品中的应用

2.1 在食品加工中的应用

2.1.1 肉制品

岩藻多糖可作为肉类食品的保水剂，在增加肉类食品口感和嫩度的同时，提高肉类食品的保水性能。此外，岩藻多糖还可以作为肉制品的增稠剂，提高肉制品的稳定性和黏度，防止肉制品在加工和储存过程中出现分离、沉淀等现象。其在提高肉制品的品质和口感的同时，还可以起到增强肉制品保健功能的作用。

2.1.2 乳制品

岩藻多糖在乳制品中也有一定的应用。①作为乳制品的稳定剂，提高产品的稳定性和口感。②增强乳制品的营养价值，发挥其保健作用，如岩藻多糖对肿瘤细胞的生长有抑制作用，对机体免疫力有增强作用，对多种疾病有一定的防治作用。③提高乳制品的抗氧化能力，延长其保质期。总的来说，岩藻多糖在乳制品中的应用前景广阔，但需要注意不同种类的岩藻多糖的性质差异以及适应的人群和场合，同时相关人员还应进行更加深入的研究和开发，以实现岩藻多糖在乳制品中的广泛应用。

2.1.3 在焙烤食品中的应用

焙烤食品是人们日常饮食中不可或缺的一部分，其口感和营养价值一直是消费者关注的重点。岩藻多糖可以发挥其抗氧化、抗炎、抗凝血等作用，提高焙烤食品的保质期和稳定性，同时增强其营养价值。岩藻多糖应用于焙烤食品中，可以降低升糖指数、改善食品口感和质地、增加营养价值。研究表明，岩藻多糖可以显著降低焙烤食品的升糖指数，有助于调节血糖水平，对于糖尿病患者和肥胖人群具有一定的保健作用。在面包中添加岩藻多糖可以使面包的淀粉消化率降低，从而降低其升糖指数。岩藻多糖还具有良好的增稠、稳定和乳化特性，可以增加食物的柔软度，使烤制食物更加可口。此外，岩藻多糖作为一种天然活性物质，富含多种营养成分，如硫酸基、多糖等，在焙烤食品中添加岩藻多糖可以增加其营养价值，为消费者提供更加健康、营养的饮食选择。

2.1.4 在饮料中的应用

随着消费者对健康饮食的追求和对天然成分的青睐，越来越多的饮料品牌通过添加天然活性物质来提升产品的品质和营养价值。岩藻多糖富含多种营养成分，如硫酸基、多糖等，可以作为天然的营养添加剂应用于饮料中，为消费者提供更加健康、营养的饮品选择。在饮料中，岩藻多糖可以发挥抗氧化、抗炎、抗凝血等作用，不仅可以改善饮料的口感和质地，使饮料更加丝滑、细腻，还可以提高饮料的稳定性，延长其保质期。此外，岩藻多糖在功能性饮料的研制方面也有一定的应用。例如，添加岩藻多糖的饮料有助于提高人体免疫力、预防心血管疾病等。未来，随着科研的不断深入和消费者对健康饮品的需求不断增加，岩藻多糖在饮料中的应用将会更加广泛和深入[19]。

2.2 在食品保鲜中的应用

食品保鲜是食品行业的一个重要环节，其目的在于延长食品的保质期，使其营养与口感得以保持。随着消费者对食品安全和健康的要求不断提高，天然、安全的食品保鲜剂成为市场的迫切需求。岩藻多糖作为一种天然活性物质，因其独特的抗炎、抗凝血、抗病毒、抗肿瘤等生物活性而在食品保鲜领域具有较大的应用潜力。①岩藻多糖具有抗菌和抗病毒的活性，可以抑制食品中微生物的生长和繁殖，从而延缓食品的腐败过程。②岩藻多糖具有良好的保湿性，能够减少食品在储存过程中的水分流失，保持食品的新鲜度和口感。③岩藻多糖具有较好的成膜性，可以应用于食品表面，形成一层薄而透明的膜。这层薄膜能有效阻隔外界氧气、水分和微生物的侵入，从而保持食品的新鲜度和口感。同时，岩藻多糖膜还具有一定的透气性和透湿性，能够保持食品内部的氧气和水分平衡，防止食品因过度干燥或过度湿润而变质。此外，将岩藻多糖与其他保鲜技术相结合，如低温储存、真空包装等，可以有效提高食品的保鲜效果。然而，目前关于岩藻多糖在食品保鲜中的应用研究还相对较少，其保鲜机制和最佳使用条件等方面的问题仍需进一步深入研究；岩藻多糖的提取和纯化技术还不够完善，仍需不断优化，以提高其纯度和活性，从而更好地应用于食品保鲜领域。

2.3 在功能食品开发中的应用

随着消费者对健康食品的需求越来越大，功能性食品在食品市场上已经成为一个不可忽视的领域。岩藻多糖可以作为天然的食品添加剂或功能成分，以增强食品的保健功能和营养价值。①岩藻多糖的抗氧化活性有助于清除体内自由基，减缓细胞老化速度，从而发挥抗老化的功效。②岩藻多糖的抗炎活性可以有效缓解炎症反应，对于预防和改善一些慢性疾病，如关节炎等有一定的帮助。③岩藻多糖还具有抗病毒和抗肿瘤的活性，可以增强人体的免疫力，预防病毒感染和肿瘤的发生。含岩藻多糖的功能食品有片剂、胶囊剂、饮品、酸奶等多种存在形式。例如，将岩藻多糖添加到酸奶中，既增加了酸奶的营养价值，又赋予了酸奶一些保健功能。此外，岩藻多糖还可以与其他功能性成分，如蛋白质、维生素等结合，开发出具有多种保健功能的新型功能食品。

2.4 在食品包装中的应用

目前，有关岩藻多糖在食品包装领域的应用研究相对较少，但其具有较好的成膜性，在起到保护食品不受外界环境影响的作用的同时，还能作为透气性好、阻水性好、透明度好的食品薄膜，使食品保持原有的口感和营养价值，在食品包装领域有较大的应用潜力。此外，岩藻多糖的抗菌性使其有作为包材使用的潜力，能够起到预防食物腐败和延长保质期的作用，更好地抑制细菌的生长和繁殖。

3 结语

岩藻多糖作为一种具有免疫调节作用的天然生物活性物质，其独特的结构和生物活性使其在免疫调节方面展现出巨大的潜力。通过深入研究岩藻多糖的免疫调节机制和应用方案，有望为医药、保健品和食品等领域的发展带来更多的创新和突破，同时为人们的健康生活提供更多的选择和保障。