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海参的生化成分及含量

海参的生化成分及含量

(滋补皇zibuhuang.cn) 半世纪以来,国内外运用现代科学技术对海参进行了广泛而深入的研究,涉及海参品种鉴定与分类、海参资源调查与开发、海参的生理与生化、海参人工养殖、海参活性成分的分离、鉴定及其生物医学作用等方面。
 
 
海参体壁是海参主要食(药)用部位,其主要构成为上皮组织和真皮结缔组织。海参真皮结缔组织的细胞间充填着胶元等纤维成分和蛋白聚糖,以及其他糖蛋白等无定形间质,即细胞外基质(Extracellularmatrix,ECM)。海参体壁内散布许多微细的钙质(CaCO3)骨片。干燥体壁的有机成分中蛋白质(多肽)高达90%,脂质约占为4%,多(寡)糖在6%左右,另含有少量核酸。无机成分中含钙、镁盐及铁、锰、锌、铜、钼、硒等微量元素。
 
对从海参胶元蛋白的酶解物中获得的系列甘-X-Y三联体(triplets)肽段降解分析表明,由葡(萄)半(乳)双糖基化的羟赖氨酸皆定位于Y;另外,其胶元蛋白分子中糖肽连接区段富含脯氨酸、谷氨酸和丙氨酸等残基。
 
经加工后的海参胶蛋白的高甘氨酸含量与相伴羟脯氨酸、羟赖氨酸的存在同样提示海参蛋白以胶元蛋白为主体,使其可与传统中药补胶的阿胶、龟板胶、鳖甲胶与鹿角胶在成分和作用上相媲美。
 
研究已经证明,动物胶或明胶(gelatin)富含的甘氨酸碱性氨基酸是生血、养血(血红素和珠蛋白的生物合成)和促进钙质吸收的物质基础。同时,应该指出,海参胶中的非胶元蛋白(non-collagenous proteins)除赖氨酸和精氨酸等的含量更高外还富含色氨酸,从而提高了单一胶元蛋白(或明胶)的营养价值,此又为上述传统药胶所不及。
 
最近的研究披露,海参体壁中含有多种活性多肽,而从海参上皮组织分离获得的由亮、脯、丝、精等氨基酸构成的五肽(其中个别氨基酸为D-构型),相对分子质量568.1,具有抗肿瘤的抗炎活性。该五肽的人工合成品也取得了相一致的效果。此外,从海参分离所得的一种糖蛋白被认为能通过免疫介质而抑制动物移植瘤的生长。    海参脂质成分以磷脂为主,后者约占总脂质含量的90%,胆固醇含量约1%(海参是一种低胆固醇动物性食品)。海参的甘油磷脂以含1-烷(烯)烃醚结构的亚类为主,按近年发现血小板活化因子,即platelet activating factor (PAF)也归属同类,而二脂酰甘油磷脂仅占海参总磷脂量的四分之一。另外还检出了脑苷脂(cerebroside),结构分析确认系一类葡萄糖基神经酰胺的鞘糖脂,神经酰胺的C4含双键,C14上含侧枝甲基。此外还分离获得一系列神经节苷脂(ganglioside),在后者分子中连接1~3个唾液酸(神经氨酸)基。
 
引人兴趣的是,有人证实海参神经节苷脂能协同神经长年因子(NGF)的作用诱发神经轴突生长(neuritogenic activity),对先导化合物的人工合成与活性试验正在进行中。
 
对海参脂质中所含的各种脂肪酸鉴别定量揭示:在饱和脂肪酸中,既有偶数碳链的C12、C14、C16、C18、C20、C22和C24脂肪酸,也有奇数碳链的C15、C17、C19、C21和C23脂肪酸,其中C14、C15、C16、C17、C18等种脂肪酸还分别含有带支链的。个别参种的支链脂肪酸竟占总脂肪酸量的15.5%。在单烯脂肪酸中计有C14、C16、C17、C18 C20、C21、C22 、C23和C24等各种脂肪酸,其中二十三碳烯酸[cis-14-tricosenoiacid, 23:1(n-9)]为海参特有的脂肪酸,其含量占总脂肪酸的1.6%~7.3%,构成海参磷脂的脂肪酸又以多烯酸居多,计有18碳(二烯、三烯、四烯)酸,20碳(三烯、四烯、五烯)和22碳(三烯、五烯、六烯)酸等共13种。其中栖居热带海洋的海参以20:4(n-6)即花生四烯酸为主,而生活于温带海参则以20:5(n-3)即EPA为主。个别参种(鲜品冻干后)中这两种人体必需脂肪酸含量最高可达总脂肪酸的三分之一以上,又22:6(n-3)即DHA也可占总脂酸含量的6%。
 
甾醇是构成海参脂质的又一类成分,除各种游离甾醇、还包括结合甾醇和皂甙。已经证实,海参体壁中Δ5-甾醇(胆固醇)含量极低,而以Δ9和Δ7甾醇为主,各类甾醇达几十种之多。
 
海参皂甙存在于极性大的脂质组分中,在化学结构上归属羊毛甾醇型三萜类寡糖甙(按,人参的主要活性成分人参皂甙元亦属三萜类!)。海参皂甙元的结构为海参特有,被命名为海参甾烷醇(holostanol),即,3β-20α-二羟-5α-羊毛甾烷-18-羧酸(18→20)内酯。
 
近年证实海参甾烷醇中还存在18-羧酸(18→16)内酯的异构物(按,两者皆为γ-内酯),此外还有非海参甾烷醇(non-holostanol)三萜类甙元。按甾环及环上侧链的结构间的差异已确认的各种海参皂甙元为数累计约五十余种,而与甙元连接构成海参皂甙的寡糖莲类型经阐明序列的合计也有30种左右。组成寡糖链的单糖不外乎木糖、葡萄糖、喹诺糖(quinose)、3-甲计木糖和3-甲基葡萄糖等共5种,而其中3-甲基木糖较为少见,似仅限于个别枝手目海参的皂甙组成中。
 
由上述单糖组成的双糖~陆糖的糖链还原端与甙元C3羟基形成寡糖甙(oligoglycoside)。糖链中组成单糖均为D-构型,成吡喃环,而各糖苷键连接的第一糖基则通常为木糖。寡糖呈直链或分枝,其中个别糖羟基是硫酸酯化了的,每一个糖链含硫酸酯基数为0~3个。
 
1952年从阿氏辐肛参分离获得的海参素甲(holothurin A)是第一个被认定来源于动物界的皂甙。同时,海参素甲又是首例发现有体内抑制肿瘤生长作用的动物成分。
 
迄今,通过广泛的药理模型筛选证实结构不一的各种海参皂甙分别具有下述生物医学作用,即:
 
(1)对实验肿瘤细胞(包括人瘤株)显示细胞毒作用,一些经溶剂解脱去寡糖链上硫酸酯基的反比原型皂甙流活性更强;
 
(2)抑制致病细菌(革阳、革阴)及致病毒霉菌(发癣菌、毛霉菌、念珠菌、曲霉菌和毛滴虫)的生长,其中海参素甲的杀霉作用尤为突出;
 
(3)对抗组织细胞氧化;
 
(4)免疫调节作用和协同菌苗的免疫活性;
 
(5)抗原虫活性;
 
(6)刺激骨髓红细胞生长;
 
(7)有雌激素样活性,抑制排卵和刺激宫缩;
 
(8)阻断神经肌肉传导,用于防止脑瘫及因脑震荡和脊椎损伤所致痉挛;
 
(9)抗疲劳作用。最近有报道称,一种从海参脂质中加工所得的类胡萝卜素浓缩液将作为天然营养添加剂面世。    多糖是海参体壁的另一类重要成分,其含量可占干参总有机物的6%以上。海参体壁多糖主要有两种,一为海参糖胺聚糖或粘多糖(Holothurian Glycosaminoglycan, HG),系一由D-N-乙酰氨基半乳糖、D-葡萄糖醛酸和L-岩藻糖组成的分支杂多糖,相对分子质量在4~5万左右;另一种海参岩藻多糖(Holothurian Fucan,HF),是由L-岩藻糖构成的直链匀多糖,相对分子质量在8~10万左右。两者的组成糖基虽不同,但它们糖链上都有部分羟基发生硫酸酯化并且硫酸酯基占多糖含量约32%左右。
 
此外,有人从叶瓜参中分离获得一硫酸低聚糖frondecaside,其组成糖基与上述海参多糖HG或HF迥异。值得注意的是该寡(拾)糖不论从组成糖基及其构型还是从各糖苷链连接方式看皆酷似海参皂甙的寡糖链。另据最新报道,从附着海参体壁的平滑肌(纵肌和环肌)的肌浆网(sarcoplasmic reticulun)又分离获得一种新型的硫酸多糖,但结构尚未阐明。现已确定,两种海参多糖HG和HF的结构特殊,都为海参所持有。同时,海参多糖以其在组织中的含量之高和多糖的硫酸化程度之大在动物类食品资源中极为罕见。
 
据此,就近年来聚焦各类聚阴离子(Polyanions)*成分并对其多方位保健、医疗功能作出全面评估之际,将海参名之为“富聚阴离子食品”(Polyanion-fich food)实不为过。
 
与海参相比,来源同属动物结缔组织的传统中药补胶阿胶、鹿角胶、龟板胶和鳖甲胶中的总硫酸多糖含量仅占0.2%,而由药胶提纯的粘多糖的硫酸酯含量则不足15%;另外,一等梅花鹿茸的硫酸粘多糖虽与海参相当;但其所含多糖硫酸酯含量也在15%以下,至于低品位的鹿茸中多糖含量则明显趋低。优级鱼翅中的聚阴离子情况大致和一级鹿茸相似。顺便指出,中医推崇的补气益中治虚损良药燕窝和有消积健脾功能的鸡内金也富含聚阴离子,它们皆属酸性糖蛋白。    近20年来,国内外对海参多糖,特别是对HG及其改构物(如解聚物,DHG)的广泛药理研究证实它有多种药效:
 
(1)HG对抗多种实验动物肿瘤的生长,对MA-737乳腺癌和T795肺癌生长抑制率分别高达79%和60%以上,同时还能抑制M737乳腺癌的人工肺转移和Lewis肺自然转移;
 
(2)HG提高机体细胞免疫功能,改善和增强因荷瘤或使用抗癌细胞物引起的动物机体免疫功能低下状况;
 
(3)HG对抗新生血管形成,包括移植性肿瘤诱发的新生血管生成;同时可以加强HG对肿瘤血管形成的抑制作用;
 
(4)HG为一种新型抗凝剂,在凝血过程的不同环节显示多重作用。虽在正常情况下,HG抗凝活性低于肝素(heparin),但在抗凝剂机理(如不依赖AT-II)和安全性(如出血倾向)等方面优于肝素;HF的抗凝机理近似新面世的抗凝抗栓药硫酸皮肤素(dermatan sulfate);
 
(5)HG可通过激活纤溶酶元而促进纤维蛋白溶解,同时HG能抑制纤维蛋白的单体间聚合、改变纤维蛋白凝块结构,从而有利于药物纤溶;
 
(6)在动物静脉栓塞模型和急性小鼠肺栓塞模型中,HG能抑制栓塞形成并提高动物生存率。初步临床试验中证实了HG治疗弥漫性血管内凝血(DIC)和抗血栓形成的效果;
 
(7)HG能抑制血管平滑肌细胞增生和提高内皮细胞增殖与迁移并刺激内皮细胞释放游离型TFPI(组织因子途径抑制剂),因而有成为一种新型的动脉血栓和再狭窄(restenosis)治疗剂的潜在可能;
 
(8)HG在正常中老年人群(48-72)中试用具有降低全血粘度及血浆粘度的作用,同时显示调节血脂的功能即降低血清胆固醇和甘油三酯水平,升高载脂蛋白A和降低载脂蛋白B。
 
(9)HG在体外培养的大鼠皮质神经元试验中对以a淀粉样蛋白(amyloid a – protein)诱导引起的皮质神经元的损伤或凋亡(apoptosis)具有明显的保护作用,推测这类多糖可能有防止中枢神经元退行性病变,例如早老性痴呆症的作用;
 
(10)HG能对抗单纯疱疹病毒(HSV)所引起的组织培养细胞的特异性病变;HF则明显抑制HIV对培养细胞的感染率;另外在初步临床试验中证实HG对慢性肝炎病人“三阳”即Hb~sAg、HbeAg和抗HBc转阴及恢复肝功能方面较常规药物治疗的效果为佳;
 
(11)有抗放活性,即对受60Co照射的动物具保护作用并促进其机体造血功能的恢复;
 
(12)抗炎作用,有可能用作骨性关节炎的治疗剂。

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