第二章水产原料中生物活性物质

第二章

水产原料中的生物活性物质

海洋水产品的营养特点蛋白质含量高，氨基酸平衡，属于优质蛋白；不饱和脂肪酸含量高，富含n-3PUFA；矿物质丰富，如I，Ca，Zn，Se，Cu，Fe；脂溶性Vit.A及前体物质、Vit.D、水溶性B族Vit.含量高；海藻中膳食纤维含量丰富。水产品中生物活性物质多肽类如降血压肽氨基酸类如牛磺酸多烯脂肪酸类如DHA、EPA活性多糖如海藻多糖，甲壳胺蛋白脂类如降钙素、SOD糖蛋白如扇贝糖蛋白萜类如海兔素天然色素如胡萝卜素皂甙类如海星皂甙、海参皂甙生物碱类如甘氨酸甜菜碱多酚类如褐藻多酚微量元素类如有机硒、有机碘Ⅰ活性肽肽是两个或两个以上的氨基酸以肽键相连的化合物。肽的结构在开链肽的N端和C端可以有游离的α氨基和α羧基，而有的开链肽的N端或C端的游离的α氨基或α羧基被别的集团结合（如烷基化、酰化等）或N端残基自身环化。活性肽（activatedpeptide）及其功能生物学家将肽称为“氨基酸链”，将小分子活性多肽统称为“生物活性肽”。活性肽（activatedpeptide）是指那些有特殊生理功能的肽。科学家已在人体中发现了100多种生物活性多肽，这些多肽具有传递生理信息，调节生理功能的作用，对于人体的神经、消化、生殖、生长、运动、代谢、循环等系统的正常生理活动的维持非常重要，所有疾病的发生、发展、治疗、康复都与多肽有关。人体多肽物质的来源与作用人体多肽物质来源于蛋白质营养，主要是两个方面，一是食物在消化过程中蛋白质产生多肽，被身体吸收，二是体内细胞利用蛋白质的降解物氨基酸直接合成。如果由于营养、消化、疾病等原因，体内多肽物质的缺乏，将会使人体的健康受到影响，例如：免疫能力降低、消化不良、代谢异常、生长发育障碍等等，进而使健康人产生疾病，使病人难以康复。多肽物质的作用特点因此，科学家建议，针对身体需求，在满足了人体的基本营养摄入后，适当补充多肽营养，对于健康和疾病康复是大有好处的，多肽的奇特在于：1、它有良好的吸收性，它的吸收效率比氨基酸和蛋白质都高。2、它有独特的生理调节功能，胰岛素调节血糖就是一个例子。3、多肽的活性很高，往往很小的量就能起到很大的作用。从天然蛋白质中获得活性肽目前已从天然蛋白质中获得多种功能性肽，如促钙吸收肽、降血压肽、降血脂肽、免疫调节肽等。分子量段在5000~180之间的才能称为肽。分子量段在5000~1000之间的称为大肽。分子量段在1000~180之间的称为小肽、寡肽、低聚肽，也称为小分子活性多肽。多肽制品的开发近年来，多肽的分离纯化、结构分析。化学合成、生物、放射免疫测定、免疫细胞化学以及遗传工程等新记述的应用，新的活性肽不断发现，对活性肽功能认识不断增长，促使这一领域迅速发展。多肽制品的开发目前，除了从天然蛋白质获得多种活性肽之外，借助生物工程记述的研究开发倍受重视，如利用蛋白酶作用于蛋白质形成一种低分子量的活性肽。已知的活性肽包括促钙吸收肽、降血压肽、降血脂肽、免疫调节肽、抗肿瘤活性肽等，本节就海产生物中活性肽作一简单概述。1、降血压肽高血压被称为现代“文明病”，在西方发达国家的发病率高达20％，在我国为11.88％，并且有上升的趋势。近20年来高血压的发病率在我国几乎增加了一倍，由高血压引发的心脏学管疾病的死亡率已排到所有疾病死亡率的第一位。高血压病严重地危害人们的健康和生命，它不是一个独立的疾病，同时为心脑血管疾病的重要危险因素，导致心、脑、肾、血管、眼底的结构和功能的改变和损害，引起相关疾病的发生。降血压肽的作用机理血管紧张素转化酶（ACE）能使血管紧张素X转化为血管紧张素Y，使末梢血管收缩而导致血压升高。降血压肽正是通过抑制ACE的活性来体现降血压功能的。（ACEI肽，ACE抑制肽）。通常由蛋白酶在温和条件下水解获得。对正常血压者无降血压作用。高血压的发病机制及降血压肽的作用机理降血压肽的作用机理活性肽通常是由体内蛋白酶在温和条件下水解蛋白质而获得的，食用安全性高。降血压作用主要是通过抑制血管紧张素转化酶（AngtotensinCorvertingEnzyne，ACE）的活性来实现的。海洋生物中的这类活性肽最大的优点是对正常血压的人无降压作用。降血压活性肽的氨基酸构成从上述降血压活性肽的构成氨基酸来看，发现均含有1~2个Lys残基。动物实验表明：Lys不仅有一定的降血压作用，而且对抑制脑溢血的发生非常有效。海产动物蛋白质的氨基酸组成中，富含Lys，活性肽的降血压作用很可能同Lys有关。此外，这些活性肽可能还具有其他的生理功能。2、抗肿瘤活性肽海洋生物是新型的肽类次级代谢的丰富来源，现已从多种生物中发现一系列高活性的抗肿瘤、抗病毒、抗微生物及抗心血管病的活性多肽，其中以抗肿瘤活性肽尤为引人注目。海兔活性肽Pettil等从印度洋产的耳状截尾海兔（Dolabellaauricul-ara）分离出具有强力抗肿瘤活性的截尾海兔肽。海藻抗癌活性肽80年代以来，Moore从蓝绿藻Lyngbyamajuscula中分离到抗癌活性的环肽majusculamideC、D，deoxymajusculamideD等，其中majusculamide对骨髓瘤阻断效果达35％。天然存在的活性肽

——谷胱甘肽解毒剂；自由基清除剂；保护白细胞减少症；抗过敏作用；缓解缺氧血症、恶心和肝脏疾病所引起的不适；防止皮肤老化以及色素沉着，减少黑色素的形成，改善皮肤抗氧化能力并使皮肤产生光泽；治疗眼角膜病；改善性功能。Ⅱ、牛磺酸牛磺酸（Taurine）一种含硫的非蛋白特殊氨基酸，在体内以游离状态存在，不参与体内蛋白质的生物合成。

牛磺酸在体内的存在形式以游离氨基酸的形式普遍存在于动物体内各种组织，并以小分子二肽或三肽的形式存在于中枢神经系统，但不参与蛋白质合成。最早是1827年从牛的胆汁中发现了这种含硫氨基酸，故称为牛胆碱、牛胆素。1、牛磺酸的生理活性促进婴幼儿脑组织和智力发育提高神经传导和视觉机能防治心血管病（具有降低低密度脂蛋白（LDL）、增加高密度脂蛋白（HDL）的作用，从而防止动脉硬化及起降低血压的作用）。改善内分泌状态，增强人体免疫力其它如：抗氧化，改善、优化肠道菌群(双歧杆菌的促生长因子)，抗疲劳，醒酒等有研究发现，大鼠摄入过量的牛磺酸，其生长发育受到抑制，崽鼠的死亡率亦升高，认为牛磺酸具有一定的条件性毒性作用。牛磺酸生理功能示意图2、海洋生物中牛磺酸的含量及分布（1）牛磺酸在鱼贝类中含量十分丰富，贝类、鱿鱼、章鱼、甲壳类中尤甚。马氏珠母贝中含量更是高达1383mg/100g。（2）牛磺酸在鱼贝类的不同组织内含量也有所不同。鱼体内脏中牛磺酸含量明显高于肌肉组织中的含量。（3）海水鱼和淡水鱼之间牛磺酸含量没有明显的不同，通过在人工养殖的鲑鱼和鳗鱼饲料中添加牛磺酸，发现在鱼的各组织中牛磺酸的含量明显升高，表明鱼饵料中的牛磺酸在鱼体中具有蓄积的可能性。珠母贝3、牛磺酸的制备天然牛磺酸的提取牛磺酸含量的测定热水浸提牛磺酸自溶水解外源酶水解产品鉴定用红外光谱和熔点测定仪鉴定结晶产品的纯度；进行砷、重金属、失重、灼烧残渣、氯化物和易碳化物的测定，看是否符合食品添加剂的标准。4、牛磺酸的应用目前，在美国、日本等一些发达国家，牛磺酸已被作为一种新型的食品添加剂广泛应用，如在婴幼儿奶粉、饮料及保健食品中用作强化剂等。因牛磺酸对心血管系统具有一系列独特的功能，主要是加强心室功能，增加心肌缩力，抗心律失常，防止充血性心力衰竭和降低血压，抗血乳酸的积累等，因而被定为运动饮料的成分。牛磺酸的应用牛磺酸在其它方面也有着广泛的应用。对珍珠药效成分的研究表明：牛磺酸是其主要药效成分，并在治疗病毒性肝炎和功能性子宫出血方面得到临床应用。用牡蛎肉提取粉末（主要含牛磺酸和锌的鳖化合物）治疗精神分裂症患者。在老年保健方面，海洋生物中富含的牛磺酸有望作为一种抗智力衰退、抗疲劳、滋补强身的有效成分。开发利用海洋生物中的牛磺酸资源，是一个值得深入探讨的课题。Ⅲ、鲎试剂及其鲎素鲎的种类很少，全世界现存的只有三个属，4个种。美洲鲎属（Limulus）美洲鲎东方鲎属（Tachypleusgigas）有2种东方鲎（又叫中国鲎）（Tachypleustridentatus）南方鲎（Tachypleus和黄鲎T.sp.）蝎鲎属（Carcinoscorpius）圆尾鲎（Carcinoscorpiusrotrndicarda）鲎的资源鲎的地理分布狭隘，仅限于北美与东亚及东南亚一带。但其血液能提取鲎试剂，还可分离得到抗革蓝氏阴性及阳性菌、真菌、流感病毒A、口腔泡疹病毒、HIV-1的鲎素类抗菌肽。圆尾鲎含有河豚毒素，中国鲎所含毒素尚不清楚，所以鲎是有待于进一步开发的珍贵海洋药用动物资源。1、鲎试剂鲎试剂就是鲎变形细胞溶解物，是用无菌法采取鲎血，离心分离血球和血浆，去掉血浆，低渗破裂血细胞，最终添加辅助剂而得。目前我国厦门、湛江等地已建有专门生产鲎试剂的工厂。鲎试剂的成分鲎血细胞：大颗粒和小颗粒鲎试剂成分主要存在于大颗粒上，其主要成分有：凝固酶原凝固酶凝固蛋白原抗脂多糖因子激活因子C、B、G等多种蛋白质多肽鲎试剂作用机制内毒素与因子C作用，启动整个凝集反应，在各种凝集因子的进一步作用下，凝固蛋白质多肽链的第18位的Arg与第19位Thr中间以及第46位的Arg与第47位Gly中间被切断，然后一段C肽游离出来而凝胶化。抗脂多糖因子和鲎素则能与因子C作用，抑制有内毒素引起的鲎试剂的凝固反应。鲎血凝固酶是属于哺乳动物凝固因子中的丝氨酸蛋白酶的一种，它对研究哺乳动物血液凝固因子的来源是非常有意义的。2、鲎素鲎素鲎血细胞中酸提取法得到的一种17氨基酸抗菌肽。防止体外微生物入侵。能抑制革蓝氏阴性和革蓝氏阳性菌。鲎素的抗菌活性鲎素的作用抗菌作用抗凝血作用抗病毒作用ⅳ、n-3多不饱和脂肪酸鱼油中富含多不饱和脂肪酸在防治心血管病、抗炎症、抗癌、促进大脑发育等方面也具有功效。EPA、DHA的生理活性

心血管疾病具有升高高密度脂蛋（HDL）和降低低密度脂蛋白（LDL）作用；

DHA具有明显的抗心率失常作用。

减轻关节炎症状，抗皮炎作用；

EPA、DHA的生理活性促进细胞代谢和修复、阻止肿瘤细胞的异常增生，从而起到抑癌作用。DHA具有促进脑神经组织发育及防止退化的作用。EPA、DHA在鱼贝类的分布

鱼类中除多获性鱼类沙丁鱼油和狭鳕肝油中的EPA含量高于DHA之外，其他鱼种一般是DHA含量高，洄游性鱼类如金枪鱼类的DHA含量高达20%～40%左右。贝类中除扇贝之外，均EPA含量高于DHA，而螺旋藻、小球藻EPA含量达30%以上，远高于DHA。金枪鱼、鲣鱼等大型洄游性鱼的眼窝脂肪中含有高浓度的DHA，其含量高达30%～40%，而相对地EPA的含量较低，在5%～10％左右。

EPA、DHA在食品上的应用

EPA、DHA的不饱和双键达5～6个之多，在氧存在条件下受热、光、催化剂的作用极易氧化。防止其氧化的有效措施是加入天然的抗氧化剂维生素E和儿茶素或充入氮气等；作为保健食品的EPA、DHA油一般以胶囊或微胶囊等形式上市，含量为25%～30%左右。EPA、DHA在食品上的应用日本开发的粉末鱼油是用明胶、淀粉、卡拉胶等将DHA油微胶囊化，防止同空气的接触，使其的防止氧化能力和保存性得到改善。直接添加到食品应用的有鱼糜制品、糖果、婴儿奶粉、人造奶油等。EPA、DHA在食品上的应用将鱼油添加到饲料中喂鸡可得到DHA高含量的鸡蛋，DHA在鸡蛋中比EPA更易蓄积，饲料中约有30%DHA可转移到鸡蛋中（DHA强化鸡蛋）。将DHA高含量的蛋黄直接干燥粉末或采用有机溶媒抽出得到DHA高含量的蛋黄油。Ⅴ、甲壳质及其衍生物甲壳胺特性：水溶性、成膜性；无毒、易吸收；生物功用：降低胆固醇；调节肠内代谢；调节血压；抗菌性；消炎作用。ⅵ、抗肿瘤活性物质

藻类海绵动物肠腔动物软体及外肛动物

1、藻类

多糖硫酸多糖、紫菜聚糖等肿瘤、癌变有抑制效果和防止作用。岩藻聚糖对患L-1210白血病的小白鼠有延长生命25天的效果。2、海绵动物

海绵是最低等的多细胞动物，结构简单，没有器官的分化，只有个别细胞存在机能上的差异。发现多种抗肿瘤活性物质。3、腔肠动物

从集沙群海葵的雌性珊瑚虫分离出的沙海葵毒素是除细菌以外来源于生物的最强毒素，被认为具有很强的抗癌性的同时，还具有癌的诱发作用。其末端氨基被乙酰化后，毒性减少1/100，有望作为医药品使用。4、软体