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海洋生物活性物质及其研究进展 [摘要] 广阔的海洋蕴含着丰富的生物资源，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，对人类健康和长寿有着 重要的作用，它们在未来的医药、食品、保健、畜禽及水产养殖等各个 方面必将占据显著地位 [1、2] 。鉴于此，本文就主要海洋生物活性物质的 分类及特性、当前的研究现状及进展进行了综述，并展望了该领域的发 展前景。 [关键词] 海洋生物活性物质 高不饱和脂肪酸 EPA DHA 类胡萝卜素 维生素 引言 地球约有 71％的表面是水，而海水总体积占地球总水量 97％的 海洋，生物资源丰富、种类繁多。据统计，大约有着 4O 多万种动、植 物和上亿种微生物生存在其中。如此众多的海洋资源是我们开发医药、 食品、化工产品的巨大宝库。海洋中的生物为了生存繁衍，在竞争中取 胜并使自己适应海洋的独特环境，如高压、低营养、低温特别是深海、 无光照、以及局部的高温、高盐等所谓生命极限环境，在漫长的进化中 各自形成了特殊的结掏和奇妙的生理功能．为人类提供了众多结构新颖、 功能独特和生理活性很强的活性物质，包括萜类、甾醇类、生物碱、甙 类、多糖、肽类、核酸、蛋白质、酶等，这些生物活性物质的主要药理 作用包括抗细菌、抗病毒、抗肿瘤、防治心血管疾病、延缓衰老及免疫 调节等作用 [1、2] 。 所谓生物活性物质，是指来自生物体内的对生命现象具有影响的微 量或少量物质。海洋生物活性物质，则是指海洋生物体内所含有的对生 命现象具有影响的微量或少量物质、主要包括海洋药用物质、生物信息 物质、海洋生物毒素产生物功能材料等海洋生物体内的天然产物 [3] 。 随着环境污染的加剧和人类寿命的延长，心脑血管疾病、恶性肿瘤、 糖尿病、老年性痴呆症等疾病日益严重地威胁着人类健康，艾滋病、玛 尔堡病毒病、伊博拉出血热等新的疾病又不断出现，仅病毒病世界上平 均每年就新增 2－3 种。人类迫切需要寻找新的、特效的药物来治疗这些 疾病。人们纷纷将目光投向海洋。此外，人们还希望利用海洋生物活性 物质开发出增进健康、预防疾病的营养食品、保健食品，有些海洋生物 活性物质还可用于化妆品中，有的可制成特殊的生物功能材料，使得海 洋生物活性物质成了研究热点 [3、4] 。 1.海洋生物活性物质主要类别代表及性质、功用 1.1 高不饱和脂肪酸及多不饱和脂肪酸 海洋生物，尤其海藻，含有大量的多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids，PUFAs） ，其中包括链长 C 16 有两到四个双键，C 18 有两到五 个双键，C 20 有两到五个双键，C 22 有两到六个双键。尽管存在 n-6 系 列和在 C 16 中的 n-1系列，但是多不饱和脂肪酸一般主要为 n-3系列。而 在鱼类中主要多不饱和脂肪酸为 204n-6花生四烯酸 arachidonic acid;AA与其代谢前体 182n-6亚油酸 linoleic acid;LA和 205n-3二十碳 五烯酸 eicosapentaenoic acid;EPA与 226n-3二十二碳六烯酸 docosahexaenoic acid;DHA以及它们的代谢前体 183n-3亚麻酸 linolenic acid;LNA。在水产养殖的通常使用 HUFA 这一命名，其为高不饱和脂 肪酸（highly unsaturated fatty acids，HUFAs）的简写。两者虽然没有明 显定义来区分使用，但是一般把碳链长≥C 20 ，带三个或更多双键的不饱 和脂肪酸定义为 PUFA [5] 。 DHA具有抗衰老、提高大脑记忆、防止大脑衰退、降血脂、降血压、 抗栓、降血黏度、抗癌等多种作用。EPA则用于治疗动脉硬化和脑血栓 还有增强免疫力的功能。此外，从鲨鱼、海兔、鲸、海马、海龙等体内 也获得多种不饱和脂肪酸，实验表明，它们均具有一定的药理活性。 DHA和 EPA是人体不能自行合成、只能从食物中摄取的必需高度 不饱和脂肪酸HUFAs 。自 Dyerberg等指出 EPA有益于人类健康以来, EPA和 DHA受到广泛的关注,成为研究热点。对 EPA和 DHA的功能进 行的许多研究表明,适宜的 EPA、DHA 绝对量和比例在人、动物的正常 繁殖、生长、发育中发挥着非常重要的生理作用1降低血脂、胆固醇 和血压，预防心血管疾病；2抑制血小板凝集，防止血栓形成与中风， 预防老年痴呆症；3改善视网膜的反射能力，预防视力退化；4增强记 忆力，提高学习效果；5抑制促癌物质一前列腺素的形成，故能防癌特 别是乳腺癌和直肠癌；6预防炎症和哮喘；7降低血糖，抗糖尿病；8 抗过敏 [612] 。 脂肪酸在所有生物中一个主要功能就是通过线粒体 β-氧化形成 ATP 来提供新陈代谢能。在鱼类中，脂肪酸不单是为鱼类从卵到成体的生长 提供主要代谢能，而且为其繁殖提供主要能量。EPA 和别的低饱和脂肪 酸一样，在鼠线粒体中能够进行 β-氧化，而且还能诱导鼠线粒体的形成。 但是 DHA 在鼠线粒体中是一个惰性的 β-氧化底物，它的催化分解就需要过氧化酶体的 β-氧化 [26] 。这是因为在 DHA 中插入△ 4 双键需要一个特 殊的机制，同样△ 4 双键的移去也是的。所以 DHA 必须先经 NADPH 依 赖性的 2,4 -二烯酰-CoA 还原酶的还原以及 3-顺-2-反-异构酶的异构化之 后，才能够进行所有脂肪酸 β-氧化的第一步 2,3-α,β-脱氢，然后进行彻 底氧化。鱼类的肝脏组织中有过氧化酶体，而且普遍认为鱼和鼠在氧化 226n-3 的机制上没什么差别。 此外，在脂肪酸的氧化上存在着选择性的差异。一般来说，鱼油中 EPA 的含量要高于 DHA，比如，在沙丁鱼、凤尾鱼、鲱鱼的鱼油中 EPADHA 为 1812，这是人类健康所需要的比例。可以说没有鱼油其 DHA 含量明显高于 EPA 除了金枪鱼的脑鱼油。这是由于有活动脑和眼 睛加温系统的温血鱼类，如金枪鱼和鲭亚目鱼类，更倾向选择氧化饱和 以及单不饱和脂肪酸 [28] ；还有鲑鱼在高速游泳的肌肉中也是选择性地氧 化低不饱和的脂肪酸 [29] 。而鱼类在性腺形成过程中也会选择性地利用 EPA，从而也会在鱼卵中造成 DHA 与 EPA 比值较身体里的偏高 [11] 。 1.2 类胡萝卜素 一般来说，类胡萝卜素（carotenoid）化合物在生物界分布很广，现 在从海洋生物中已发现了数百种结构新颖的类胡萝卜素。β-胡萝卜素β- carotene，β-C是自然界一系列类胡萝卜素中最为人类需要的一种，它是 含有11个共轭双键的多烯烃化合物，是维生素A的前体，可对孕妇及儿 童起到补充人体维生素A的作用，并不致造成维生素A过量而中毒。β-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 是有效的。它还能阻止或延缓因紫外线照射引起的皮肤癌，对慢性萎缩 性胃炎和胃溃疡亦有疗效。Β-C主要从养殖盐生杜氏藻 （Dunaliellasalina）中生产，因盐藻所含的β-C要比胡萝卜所含的β-C高