全 文 ：第３５卷第５期
２０１６年１０月
中 国 海 洋 药 物
ＣＨＩＮＥＳＥ　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＭＡＲＩＮＥ　ＤＲＵＧＳ
Ｖｏｌ．３５　Ｎｏ．５
Ｏｃｔｏｂｅｒ，２０１６
不同生长期养殖萱藻（Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎ　ｌｏｍｅｎｔａｒｉｕｓ）
中褐藻胶和褐藻糖胶的结构分析△
＊
赵小亮１，王姗姗１，张晓１，刘潇潇１，郝杰杰１，蔡超１，李国云１，
宫相忠２，于广利１＊
（１．中国海洋大学 海洋药物教育部重点实验室，山东省糖科学与糖工程重点实验室，医药学院，青岛２６６００３；
２．中国海洋大学海洋生命学院，青岛２６６００３）
摘　要：目的 提取分离不同生长期养殖萱藻的褐藻胶和褐藻糖胶，分析其结构，明确生长期对褐藻胶与褐藻
糖胶产率及结构的影响。方法 分别以生长期为４５、６０和７５ｄ大连海域养殖的萱藻为材料，经过８０℃２％
Ｎａ２ＣＯ３水溶液提取，稀 ＨＣｌ沉淀获得不同生长期萱藻褐藻胶ＳＬ４５Ａ、ＳＬ６０Ａ 和ＳＬ７５Ａ，以及褐藻糖胶
ＳＬ４５Ｆ、ＳＬ６０Ｆ和ＳＬ７５Ｆ，并通过红外光谱、高效液相色谱、凝胶渗透色谱－多角激光光散射仪联用和核磁共振
氢谱等技术对多糖的红外光谱特性、单糖组成、分子量及褐藻胶的精细结构等进行了比较分析。结果 不同生
长期养殖萱藻褐藻胶与褐藻糖胶的产率及结构存在明显的差异，生长期从４５ｄ到７５ｄ，褐藻胶产率由１２．１％
（ＳＬ４５Ａ）提高到２２．５％ （ＳＬ７５Ａ），褐藻糖胶产率由１．８％ （ＳＬ４５Ｆ）提高到５．８％ （ＳＬ７５Ｆ）。两类多糖的分
子量均随生长期延长而降低。褐藻胶的细微结构也发生明显的变化，Ｇ／Ｍ 比从２．８８（ＳＬ４５Ａ）下降到１．５０
（ＳＬ７５Ａ），褐藻糖胶的单糖组成中葡萄糖比例随生长期延长增加，岩藻糖比例则随生长期延长而降低。结论
生长期对养殖萱藻褐藻胶与褐藻糖胶的产率、单糖组成、分子量和精细结构均有显著的影响，选择合适的采收
时间对养殖萱藻多糖的结构有非常重要的影响。
关键词：萱藻；养殖；褐藻胶；褐藻糖胶；生长期；结构
中图分类号：Ｑ９４９．２８＋８．３；Ｒ２８２．７７　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００２－３４６１（２０１６）０５－００７－０７
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ａｌｇｉｎａｔｅｓ　ａｎｄ　ｆｕｃｏｉｄａｎｓ　ｆｒｏｍ　ｃｕｌｔｕｒｅｄ
Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎ　ｌｏｍｅｎｔａｒｉｕｓ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｒｏｗｉｎｇ　ｓｔａｇｅｓ
ＺＨＡＯ　Ｘｉａｏ－ｌｉａｎｇ１，ＷＡＮＧ　Ｓｈａｎ－ｓｈａｎ１，ＺＨＡＮＧ　Ｘｉａｏ１，ＬＩＵ　Ｘｉａｏ－ｘｉａｏ１，ＨＡＯ　Ｊｉｅ－ｊｉｅ１，
ＣＡＩ　Ｃｈａｏ１，ＬＩ　Ｇｕｏ－ｙｕｎ１，，ＧＯＮＧ　Ｘｉａｎｇ－ｚｈｏｎｇ２，ＹＵ　Ｇｕａｎｇ－ｌｉ　１＊
（１．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｍａｒｉｎｅ　Ｄｒｕｇｓ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ
Ｇｌｙｃｏｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｇｌｙｃｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ　ａｎｄ　Ｐｈａｒｍａｃｙ，Ｏｃｅａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ，
Ｑｉｎｇｄａｏ　２６６００３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍａｒｉｎｅ　Ｌｉｆｅ，Ｏｃｅａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ，Ｑｉｎｇｄａｏ　２６６００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ　Ｔｏ　ｅｘｔｒａｃｔ　ａｎｄ　ｉｓｏｌａｔｅ　ａｌｇｉｎａｔｅｓ　ａｎｄ　ｆｕｃｏｉｄａｎｓ　ｆｒｏｍ　ｃｕｌｔｕｒｅｄ　Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎ　ｌｏｍｅｎｔａｒｉ－
ｕｓ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｒｏｗｉｎｇ　ｓｔａｇｅｓ，ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅｉｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ａｎｄ　ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｇｒｏｗｔｈ　ｓｔａｇｅｓ　ｏｎ
ａｌｇｉｎａｔｅｓ　ａｎｄ　ｆｕｃｏｉｄａｎｓ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｍｅｔｈｏｄｓ　Ｔｈｒｅｅ　ａｌｇｉｎａｔｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｒｅｅ　ｆｕｃｏｉｄａｎｓ，ｎａｍｅｄ　ＳＬ４５Ａ，ＳＬ６０Ａ
ａｎｄ　ＳＬ７５Ａ，ＳＬ４５Ｆ，ＳＬ６０Ｆａｎｄ　ＳＬ７５Ｆ，ｗｅｒｅ　ｅｘｔｒａｃｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｃｕｌｔｕｒｅｄ　Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎ　ｌｏｍｅｎｔａｒｉｕｓ　ｉｎ　ｄｉｆ－
＊ △基金项目：国家科技支撑计划项目（２０１３ＢＡＢ０１Ｂ０２）；国家海洋公益性行业科研专项（２０１００５０２４）；国家高技术研究发展计划
（２０１２ＡＡ１０Ａ４１３）；国家自然科学基金（３１６７０８１１）；山东省科技重大专项（２０１５ＺＤＪＳ０４００２）资助
　作者简介：赵小亮 （１９８２－），男，博士研究生，主要从事糖化学与糖生物芯片研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｘＬ８１９＠１６３．ｃｏｍ
＊通讯作者：于广利，男，教授，博士生导师，主要从事糖化学与糖药物学研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｌｙｕ＠ｏｕｃ．ｅｄｕ．ｃｎ
　　收稿日期：２０１５－１２－１５
DOI:10.13400/j.cnki.cjmd.2016.05.002
８　 中　国　海　洋　药　物 ３５卷
ｆｅｒｅｎｔ　ｇｒｏｗｉｎｇ　ｓｔａｇｅｓ（４５、６０ａｎｄ　７５ｄ）ｏｆ　Ｄａｌｉａｎ　ｓｅａ　ａｒｅａ　ｂｙ　２％ Ｎａ２ＣＯ３ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｉｎ　８０℃ａｎｄ　ｐｒｅｃｉｐｉ－
ｔａｔｅｄ　ｂｙ　ｄｉｌｕｔｅ　ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ　ａｃｉｄ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｉｒ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，ｍｏｎｏｓａｃｃｈｒｉｄｅｓ　ｃｏｍｐｏｓｉ－
ｔｉｏｎ，ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｗｅｉｇｈｔ　ａｎｄ　ｆｉｎｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｂｙ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，ｈｉｇｈ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
ｌｉｑｕｉｄ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，ｇｅｌ　ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ－ｍｕｌｔｉａｎｇｌｅ　ｌａｓｅｒ　ｌｉｇｈｔ　ｓｃａｔｔｅｒ　ａｎｄ　ｐｒｏｔｏｎ　ｎｕｃｌｅ－
ａｒ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ（１　Ｈ－ＮＭＲ）．Ｒｅｓｕｌｔｓ　Ｔｈｅｒｅ　ｗｅｒｅ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｉｎ　ｙｉｅｌｄｓ　ａｎｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ
ａｌｇｉｎａｔｅｓ　ａｎｄ　ｆｕｃｏｉｄａｎｓ　ａｍｏｎｇ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｓｔａｇｅｓ　ｆｒｏｍ　ｃｕｌｔｕｒｅｄ　Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎ　ｌｏｍｅｎｔａｒｉｕｓ．Ｇｒｏｗｔｈ
ｓｔａｇｅｓ　ｆｒｏｍ　４５ｄａｙｓ　ｔｏ　７５ｄａｙｓ，ｔｈｅ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　ａｌｇｉｎａｔｅｓ　ｈａｄ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｆｒｏｍ　１２．１％ （ＳＬ４５Ａ）ｔｏ　２２．５％
（ＳＬ７５Ａ），ｔｈｅ　ｙｉｅｌｄ　ｏｆ　ｆｕｃｏｉｄａｎｓ　ｈａｄ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｆｒｏｍ　１．８％ （ＳＬ４５Ｆ）ｔｏ　５．８％ （ＳＬ７５Ｆ）．Ｔｈｅ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ
ｗｅｉｇｈｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒｏｗｔｈ　ｓｔａｇｅｓ．Ｔｈｅ　ｆｉｎｅ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｌｇｉｎａｔｅ　ａｌｓｏ　ｏｃｃｕｒｒｅｄ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ｃｈａｎｇｅｓ，ｒａｔｉｏ　ｏｆ　Ｇ／Ｍ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｆｒｏｍ　２．８８（ＳＬ４５Ａ）ｔｏ
１．５０（ＳＬ７５Ａ）．Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒｏｗｉｎｇ　ｓｔａｇｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｇｌｕｃｏｓｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ
ｆｕｃｏｓｅ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｆｏｒ　ｍｏｎｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｕｃｏｉｄａｎｓ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ　Ｔｈｅｒｅ　ｗｅｒｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｅｆｆｅｃｔｓ
ｏｆ　ｇｒｏｗｔｈ　ｓｔａｇｅｓ　ｏｎ　ｙｉｅｌｄ，ｍｏｎｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｗｅｉｇｈｔ　ａｎｄ　ｆｉｎｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ａｌｇｉ－
ｎａｔｅｓ　ａｎｄ　ｆｕｃｏｉｄａｎｓ．Ｓｏ　ｔｈｅ　ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ　ｈａｒｖｅｓｔ　ｔｉｍｅ　ｈａｄ　ａ　ｖｅｒｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｎ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｐｏｌ－
ｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ　ｆｒｏｍ　ｃｕｌｔｕｒｅｄ　Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎ　ｌｏｍｅｎｔａｒｉｕｓ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎ　ｌｏｍｅｎｔａｒｉｕｓ；ｃｕｌｔｕｒｅｄ；ａｌｇｉｎａｔｅｓ；ｆｕｃｏｉｄａｎｓ；ｇｒｏｗｉｎｇ　ｓｔａｇｅｓ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
　　褐藻胶和褐藻糖胶是褐藻中两类重要的多糖
成分，其中褐藻胶是存在于褐藻细胞壁中由α－Ｌ－
１，４－古罗糖醛酸 （Ｇｕｌｕｒｏｎｉｃ　ａｃｉｄ，Ｇ）和β－Ｄ－１，４－
甘露糖醛酸 （Ｍａｎｎｕｒｏｎｉｃ　ａｃｉｄ，Ｍ）组成的二元型
嵌段化合物［１］，褐藻糖胶是含有岩藻糖和硫酸基
的一类结构复杂、化学组成不同的化合物。褐藻
胶的细微结构，如Ｇ／Ｍ 比会影响褐藻胶的物理性
状及化学特性，褐藻糖胶的结构和化学组成如单
糖组成等与其生物活性密切相关，而海藻的藻种、
产地、提取部位、生长时间和提取方法等因素均会
对褐藻胶与褐藻糖胶的产率及细微结构产生影响。
萱藻（Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎ　ｌｏｍｅｎｔａｒｉｕｓ）属于褐藻门
（Ｐｈａｅｏｐｈｙｔａ）萱 藻 目 （Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎａｌｓ）萱 藻 科
（Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎａｃｅａｅ）萱藻属（Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎ）的１年
生广温性褐藻，在我国沿海地区均有广泛分布［２］。
对于萱藻多糖已有相关研究和报道，滕洪明发现
萱藻多糖具有抗凝和抑制实验性血栓形成的作
用［３］，刘志峰发现萱藻多糖具有体外抗血小板聚
集的作用［４］。对于野生萱藻中褐藻胶的组成方面
的研究也有相关报道，纪明侯等对山东荣成及青
岛不同海域产萱藻不同季节褐藻胶的产量进行了
测定，发现在２－６月份期间，褐藻胶产量存在明显
不同，在９．３％～２６．３％之间［５］。本课题组也测定
了青岛海域产幼生期和成熟期野生萱藻中的褐藻
胶，结果显示褐藻胶为高古罗糖醛酸含量分子，其
细微结构与生长期密切相关［６］。而 Ｈａｕｇ测定发
现北欧产萱藻褐藻胶Ｍ／Ｇ比例为１．１５，和中国海
域产萱藻褐藻胶存在明显差异［７］。除了对萱藻多
糖的研究报道，文献报道萱藻的乙醇提取物有较
强的选择性细胞毒活性［８］，甲醇提取物具有免疫
抑制活性［９］。
萱藻因为其丰富的营养成分，一直是沿海居
民珍贵的海洋蔬菜，目前对其育种、养殖技术等方
面也进行了大量的研究，而对于养殖萱藻中褐藻
胶方面的研究仍未见相关报道。因此，本研究以
大连海域不同生长期养殖的萱藻为研究对象，比
较不同生长期养殖萱藻褐藻胶和褐藻糖胶的产率
及结构差异，以及褐藻胶和褐藻糖胶化学组成等
细微结构随生长期的变化情况，为萱藻养殖及采
收时间的选择提供参考。
１　材料与方法
１．１　实验材料与仪器
３个生长期的萱藻（Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎ　ｌｏｍｅｎｔａｒｉｕｓ）
分别于２０１５年２月１日、２０１５年２月１５日和
２０１５年３月２日采集于大连海域，生长期分别为
４５、６０和７５ｄ。
各种单糖标准品甘露糖（Ｍａｎｎｏｓｅ，Ｍａｎ）、葡
萄糖醛酸（Ｇｌｕｃｕｒｏｎｉｃ　ａｃｉｄ，ＧｌｃＡ）、半乳糖醛酸
（Ｇａｌａｃｔｕｒｏｎｉｃ　ａｃｉｄ，ＧａｌＡ）、葡 萄 糖 （Ｇｌｕｃｏｓｅ，
５期 赵小亮，等：不同生长期养殖萱藻（Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎ　ｌｏｍｅｎｔａｒｉｕｓ）中褐藻胶和褐藻糖胶的结构分析 ９　
Ｇｌｃ）、半乳糖 （Ｇａｌａｃｔｏｓｅ，Ｇａｌ）、木糖 （Ｘｙｌｏｓｅ，
Ｘｙｌ）和岩藻糖（Ｆｕｃｏｓｅ，Ｆｕｃ），１－苯基－３－甲基－５－吡
唑啉酮（ＰＭＰ）、光谱纯溴化钾（ＫＢｒ）、重水（Ｄ２Ｏ）
和氘代丙酮等购自美国Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ公司；色谱
级乙腈购于美国Ｂ＆Ｗ 公司，Ｎａ２ＣＯ３、Ｎａ２ＳＯ４、乙
醇、丙酮等试剂均为国产分析纯。
ＬＣ－２０ＡＤ型高效液相色谱仪（日本岛津公
司）；ＤＡＷＮ　ＨＥＬＥ０５ＩＩ型多角激光光散射仪（美
国 Ｗｙａｔｔ公司）；ＮｉｃｏｌｅｔＮｅｘｕｓ　４７０型红外光谱仪
（美国Ｔｈｅｒｍｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ公司）；Ｊｅｏｌ　ＪＮＭ－ＥＣＰ６００
型核磁共振仪（日本株式会社）；Ｈｅｉ－ｖａｐ　ｖａｌｕｅ／
Ａｄｖ／Ｐｒｅ型旋转蒸发仪（德国 Ｈｅｉｄｏｌｐｈ）；ＬＡＢＯ－
ＦＵＧＥ　４００Ｒ型离心机（美国Ｔｈｅｒｍｏ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ公
司）；冷冻干燥机（北京博医康实验仪器有限公
司）；ＰＬ　ａｑｕａｇｅｌ－ＯＨ　ｍｉｘｅｄ凝胶色谱柱（７．５ｍｍ
×３０ｃｍ，８μｍ，美国Ｐｅｒｋｉｎ　Ｅｌｍｅｒ公司）；ＸＤＢ－
Ｃ１８色谱柱（４．６ｍｍ×１５０ｍｍ，５μｍ，美国 Ａｇｉ－
ｌｅｎｔ公司）。
１．２　实验方法
１．２．１　多糖的提取［６，１０］
生长期分别为４５、６０和７５ｄ的萱藻风干，粉
碎后过４０目样品筛，用２％ Ｎａ２ＣＯ３水溶液８０℃
搅拌提取３次，每次３ｈ。提取液用１ｍｏｌ·Ｌ－１
ＨＣｌ调节ｐＨ至ｐＨ＝１，离心，沉淀复溶于 Ｈ２Ｏ，
用ＮａＯＨ调节ｐＨ＝８溶解，上清浓缩。分别将上
清和 沉 淀 部 分 对 蒸 馏 水 透 析 （截 留 分 子 量
７０００Ｄａ）至透析外液电导率不再变化，减压浓缩
后冷冻干燥，分别得生长期为４５、６０和７５ｄ萱藻
褐藻胶ＳＬ４５Ａ、ＳＬ６０Ａ和ＳＬ７５Ａ，以及萱藻褐藻
糖胶ＳＬ４５Ｆ、ＳＬ６０Ｆ和ＳＬ７５Ｆ。
１．２．２　分子量测定［１１－１２］
采用高效凝胶渗透色谱（ＧＰＣ）－多角激光光散
射仪（ＭＡＬＬＳ）联用法对褐藻胶和褐藻糖胶的分
子量进行测定，流动相为０．１ｍｏｌ·Ｌ－１　Ｎａ２ＳＯ４
溶液，待测多糖样品用流动相配制为５ｍｇ·ｍＬ－１
测试液，ＰＬ　ａｑｕａｇｅｌ－ＯＨ　ｍｉｘｅｄ凝胶色谱柱分离，
进样量１００μＬ，柱温３５℃，流速０．６ｍＬ·ｍｉｎ
－１，
示差 检 测 器 （ＲＩ） 和 多 角 激 光 光 散 射 仪
（ＭＡＬＬＳ）串联在线检测，Ａｓｔｒａ　５．３．４．２０工作软
件进行数据分析，计算养殖萱藻在不同生长期褐
藻胶与褐藻糖胶的绝对分子量 （Ｍｗ）。
１．２．３　红外光谱分析
萱藻褐藻胶与褐藻糖胶样品放置于有 Ｐ２Ｏ５
的干燥箱，５０℃干燥４８ｈ后经ＫＢｒ压片进行红外
光谱扫描，扫描范围为４００～４　０００ｃｍ－１，记录扫
描图谱。
１．２．４　褐藻胶１　Ｈ－ＮＭＲ分析
参照 Ｇｒａｓｄａｌｅｎ等的研究方法［１３］，将样品
ＳＬ４５Ａ、ＳＬ６０Ａ和ＳＬ７５Ａ配置为０．１％的水溶液，
用１ｍｏｌ·Ｌ－１　ＨＣｌ调节ｐＨ＝３后于１００℃水浴
中水解１ｈ，水解液用２ｍｏｌ·Ｌ－１　ＮａＯＨ中和后透
析，透析液经真空减压浓缩、冷冻干燥后加Ｄ２Ｏ溶
解冷冻干燥置换３次，再用Ｄ２Ｏ溶解后转移至核
磁管，用超导核磁共振波谱仪于７０℃测定，以氘
代丙酮作为内标。
１．２．５　褐藻糖胶单糖组成分析
分别将养殖萱藻不同生长期的褐藻糖胶１ｍｇ
置于５ｍＬ安瓿瓶中，加入２ｍｏｌ·Ｌ－１三氟乙酸
（ＴＦＡ）１ｍＬ完全溶解，封口，１１０℃水解６ｈ，氮
吹仪吹干，反复加甲醇吹干除去ＴＦＡ。采用１－苯
基－３－甲基－５－吡唑啉酮 （ＰＭＰ）柱前衍生－高效液
相色谱法 （ＨＰＬＣ）测定单糖组成［１４］，单糖标准品
与褐藻糖胶全水解样品分别溶于１００μＬ　Ｈ２Ｏ中，
依次加入１００μＬ　０．３ｍｏｌ·Ｌ
－１　ＮａＯＨ和１２０μＬ
０．５ｍｏｌ·Ｌ－１　ＰＭＰ甲醇溶液，７０℃避光衍生１ｈ，
冷却后加入１００μＬ　０．３ｍｏｌ·Ｌ
－１　ＨＣｌ，后加入
５００μＬ氯仿萃取，取水相继续用氯仿萃取３次，收
集水相过０．２２μｍ微孔滤膜备用。经过ＰＭＰ衍
生后的样品采用 ＨＰＬＣ分析，分析色谱柱为 Ｅ－
ｃｌｉｐｓｅ　ＸＤＢ－Ｃ１８，流动相为含体积分数１７％乙腈
的０．１ｍｏｌ·Ｌ－１磷酸盐缓冲液 （ｐＨ＝６．７），柱温
２５℃，进样量１０μＬ，流速１ｍＬ·ｍｉｎ
－１，ＤＡＤ检
测器２４５ｎｍ在线检测。根据标准品与测试样品
出峰时间和峰面积，确定和计算样品的单糖组成
及相对摩尔比。
２　结果与分析
２．１　褐藻胶与褐藻糖胶提取结果
大连海域养殖萱藻经２％ Ｎａ２ＣＯ３水溶液提
取，稀 ＨＣｌ沉淀，沉淀和上清透析后冷冻干燥分别
获得生长期分别为 ４５、６０ 和 ７５ｄ 的褐藻胶
ＳＬ４５Ａ、ＳＬ６０Ａ 和 ＳＬ７５Ａ，褐 藻 糖 胶 ＳＬ４５Ｆ、
ＳＬ６０Ｆ和ＳＬ７５Ｆ。各组分产率如表１所示，结果
表明，对于褐藻胶来说，６０ｄ内生长时间对其产率
１０　 中　国　海　洋　药　物 ３５卷
有明显的影响，４５ｄ时褐藻胶产率为１２．１％，生长
时间６０ｄ时达到２０．６％，而７５ｄ时褐藻胶产率
（２２．５％）相比６０ｄ没有发生明显的变化。对于
褐藻糖胶来说，生长期对其产率有显著的影响，随
着生长时间从４５ｄ延长到７５ｄ，产率从１．８％提
高到了５．８％。
２．２　分子量分析
采用凝胶渗透色谱－多角度激光光散射仪
（ＧＰＣ－ＭＡＬＬＳ）联用技术对不同生长期养殖萱藻
中褐藻胶及褐藻糖胶的分子量进行测定，并采用
Ａｓｔｒａ　５．３．４．２０软件计算绝对分子量 （Ｍｗ）（见
表１）。经过计算，发现３种褐藻胶的分子量随着
藻体生长期从４５ｄ时的１　８６１ｋＤａ减小到７５ｄ时
的１　０６１ｋＤａ，发生了明显的变化，而３种褐藻糖
胶的分子量随着生长时间的延长虽然也有减小
（从１７８．３ｋＤａ到１５３．８ｋＤａ），但并不明显。
表１　不同生长期养殖萱藻褐藻胶和褐藻糖胶的提取率及分子量分析结果
Ｔａｂｌｅ　１　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｙｉｅｌｄ　ａｎｄ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｗｅｉｇｈｔ　ｏｆ　ａｌｇｉｎａｔｅｓ　ａｎｄ　ｆｕｃｏｉｄａｎｓ　ｆｒｏｍ
ｃｕｌｔｕｒｅｄ　Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎ　ｌｏｍｅｎｔａｒｉｕｓ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｒｏｗｉｎｇ　ｓｔａｇｅｓ
项目 样品 得率／％ 分子量／ｋＤａ
褐藻胶
ＳＬ４５Ａ
ＳＬ６０Ａ
ＳＬ７５Ａ
１２．１
２０．６
２２．５
１８６１
１６１９
１０６１
褐藻糖胶
ＳＬ４５Ｆ
ＳＬ６０Ｆ
ＳＬ７５Ｆ
１．８
３．７
５．８
１７８．３
１６２．２
１５３．８
２．３　多糖红外光谱分析
从不同生长期养殖萱藻褐藻胶与褐藻糖胶的
红外光谱分析图谱（见图１）可以发现，６种褐藻多糖
除了３　３４０ｃｍ－１处的Ｏ－Ｈ伸缩振动，２　９３０ｃｍ－１ＪＰ
附近的Ｃ－Ｈ伸缩振动以及１　０３０ｃｍ－１附近Ｃ－Ｏ－Ｈ中
Ｃ－Ｏ的伸缩振动之外，在１　６３０ｃｍ－１和１　４２０ｃｍ－１附
近还有明显的糖醛酸的特征吸收峰，分别为ＣＯＯ－
的非对称和对称伸缩振动吸收峰，表明萱藻褐藻
胶和褐藻糖胶中均含有糖醛酸组分，而褐藻糖胶
中糖醛酸的种类和含量还需进一步通过单糖组成
分析进行确定。对于３种褐藻胶在８０８ｃｍ－１附近
的Ｄ－甘露糖醛酸（Ｍ）和７８７ｃｍ－１附近的Ｌ－古罗
糖醛酸 （Ｇ）的特征吸收峰并不明显，这对于通过
红外光谱对褐藻胶的Ｇ／Ｍ 比例进行定量分析误
差 较 大，需 要 进 一 步 采 用 核 磁 共 振 氢 谱
（１　Ｈ－ＮＭＲ）技术进行细微结构的比较分析。除此
之外，３种褐藻糖胶在１　２４０ｃｍ－１附近有明显的吸
收峰，说明有不同程度的硫酸基团的取代。
图１　不同生长期养殖萱藻褐藻胶（Ａ）和褐藻糖胶（Ｂ）红外光谱图
Ｆｉｇ．１　Ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＩＲ）ｏｆ　ａｌｇｉｎａｔｅｓ（Ａ）ａｎｄ　ｆｕｃｏｉｄａｎｓ（Ｂ）ｆｒｏｍ　ｃｕｌｔｕｒｅｄ
Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎ　ｌｏｍｅｎｔａｒｉｕｓ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｒｏｗｉｎｇ　ｓｔａｇｅｓ
２．４　不同生长期养殖萱藻褐藻胶细微结构比较
从不同生长期养殖萱藻提取获得的褐藻胶分
子量大，经过稀 ＨＣｌ解聚后，再采用１　Ｈ－ＮＭＲ（见
图２）分别对ＳＬ４５Ａ、ＳＬ６０Ａ和ＳＬ７５Ａ的单糖组
成、二聚嵌段（ＧＧ，ＧＭ，ＭＧ和 ＭＭ）以及三聚嵌
段（ＧＧＧ，ＧＧＭ，ＭＧＭ 和 ＭＧＧ）的含量进行分
５期 赵小亮，等：不同生长期养殖萱藻（Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎ　ｌｏｍｅｎｔａｒｉｕｓ）中褐藻胶和褐藻糖胶的结构分析 １１　
析、计算，从而可以精确表征褐藻胶的嵌段结构信
息。结合文献报道，可以对褐藻胶１　Ｈ－ＮＭＲ图谱
中不同化学环境特征 Ｈ信号进行归属，其中δ５．００
处为Ｇ的异头碳 Ｈ１信号（Ｇ１），δ４．４０处为均聚
ＧＧ的 Ｈ５信号峰（Ｇ５），δ４．６８处为当Ｇ两边均相
邻 Ｍ时（ＭＧＭ）的化学位移，而δ４．７１处为当 Ｇ
两边分别相邻 Ｇ 和 Ｍ 时（ＧＧＭ）的化学位移，
δ４．６１处为均聚 Ｍ的异头碳上的质子信号（ＭＭ），
δ４．６５处则为当 Ｍ 与 Ｇ 相连时（ＭＧ）的化学
位移。
分析３种褐藻胶的１　Ｈ－ＮＭＲ图谱可以看出，
它们的细微结构存在明显的差异，根据Ｇｒａｓｄａｌｅｎ
的计算公式，分别计算得到单糖 ＦＭ和 ＦＧ，二糖
ＦＭＭ、ＦＭＧ、ＦＧＭ 和 ＦＧＧ以及不同相邻三糖 ＦＭＧＭ、
ＦＭＧＧ、ＦＧＧＭ、ＦＧＧＧ嵌段的摩尔比例，结果见表２。从
表２可以看出，养殖萱藻中褐藻胶以Ｇ为主，但Ｇ
的含量随着生长期的延长而降低，相应 Ｍ 的含量
明显升高。Ｇ／Ｍ的比例从４５ｄ时的２．８８下降到
７５ｄ时的１．５０，均聚ＧＧ二聚嵌段比例从４５ｄ时
的０．４９下降到７５ｄ时的０．３６，均聚ＧＧＧ三聚嵌
段比例从４５ｄ时的０．４３下降到７５ｄ时的０．２９，
而均聚 ＭＭ二聚嵌段比例从４５ｄ时的０．２６上升
到７５ｄ时的０．４０，ＭＧ、ＭＧＭ 和 ＭＧＧ嵌段的比
例变化不大。
图２　不同生长期养殖萱藻褐藻胶１　Ｈ－ＮＭＲ图谱
Ｆｉｇ．２　１　Ｈ－ＮＭＲ　ｓｐｅｃｔｒａ　ｏｆ　ａｌｇｉｎａｔｅｓ　ｆｒｏｍ　ｃｕｌｔｕｒｅｄ
Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎ　ｌｏｍｅｎｔａｒｉｕｓ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｒｏｗｉｎｇ　ｓｔａｇｅｓ
表２　不同生长期养殖萱藻褐藻胶精细结构比较
Ｔａｂｌｅ　２　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｆｉｎｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ａｌｇｉｎａｔｅｓ　ｆｒｏｍ　ｃｕｌｔｕｒｅｄ　Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎ　ｌｏｍｅｎｔａｒｉｕｓ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｒｏｗｉｎｇ　ｓｔａｇｅｓ
样品
单糖比例
ＦＧ ＦＭ Ｇ／Ｍ
二糖嵌段比例
ＦＭＭ ＦＭＧ ＦＧＭ ＦＧＧ
三糖嵌段比例
ＦＭＧＭ ＦＭＧＧ ＦＧＧＭ ＦＧＧＧ
分布参数／η
ＳＬ４５Ａ ０．７４　 ０．２６　 ２．８８　 ０．２６　 ０．１３　 ０．１３　 ０．４９　 ０．０６　 ０．０６　 ０．０６　 ０．４３　 ０．６６
ＳＬ６０Ａ ０．６３　 ０．３７　 １．７２　 ０．３７　 ０．１２　 ０．１２　 ０．３９　 ０．０５　 ０．０６　 ０．０６　 ０．３３　 ０．５１
ＳＬ７５Ａ ０．６０　 ０．４０　 １．５０　 ０．４０　 ０．１２　 ０．１２　 ０．３６　 ０．０５　 ０．０７　 ０．０７　 ０．２９　 ０．４９
　　本课题组曾对青岛海域产幼生期和成熟期萱
藻中的褐藻胶进行提取和细微结构的比较分析研
究，发现其褐藻胶均为高 Ｇ含量，成熟期 Ｇ含量
明显高于幼生期，Ｇ／Ｍ 分别为４．３４和７．１４，并且
均聚 ＧＧ二聚嵌段ＦＧＧ含量分别达到了７３％和
８４％，均聚 ＧＧＧ三聚嵌段ＦＧＧＧ含量分别达到了
６８％和８１％［４］。Ｈａｕｇ等的研究则发现，北欧海
域产萱藻中褐藻胶的 Ｇ／Ｍ 比值为０．８７，Ｍ 含量
更高［７］。本研究结果显示，来自大连海域养殖萱
藻中的褐藻胶的结构和青岛以及北欧海域产野生
萱藻存在明显的不同，虽然３个不同生长期均以
Ｇ含量居多，但是随着生长期的延长，Ｇ含量显著
降低，Ｇ／Ｍ比例也显著减小，并且ＦＧＧ和ＦＧＧＧ的含
量也在明显降低，推测在萱藻生长过程中Ｌ－古罗
糖醛酸和β－甘露糖醛酸合成酶及差向异构酶的表
达量及活性也在发生变化。因此，对于萱藻来说，
养殖条件和养殖海域都会对萱藻中褐藻胶的细微
结构产生直接的影响。
２．５　不同生长期养殖萱藻褐藻胶嵌段分布分析
文献报道，采用嵌段分布参数η可以对褐藻
胶的嵌段分布情况进行表征，η＝ＦＭＧ／（ＦＭ×ＦＧ）。
当η＝１时，表示Ｍ，Ｇ排列为无规序列；当０≤η＜
１时，表示 Ｍ，Ｇ排列以均聚嵌段为主；当１＜η≤２
时，表示 Ｍ，Ｇ排列为交替嵌段为主［１５－１６］。分别对
不同生长期养殖萱藻中 ３ 种褐藻胶 ＳＬ４５Ａ、
ＳＬ６０Ａ和ＳＬ７５Ａ 的η值进行计算，结果分别为
１２　 中　国　海　洋　药　物 ３５卷
０．６６、０．５１和０．４９，η值均小于１，说明养殖萱藻
褐藻胶中 Ｍ和Ｇ的排列以均聚嵌段为主，但均聚
程度会受到生长时间的影响，随着生长期延长，３
种褐藻胶均聚程度明显提高，这对于通过化学和
酶法降解获取均聚高纯度甘露糖醛酸和古罗糖醛
酸寡聚体提供了优质褐藻胶的原料来源。
２．６　不同生长期养殖萱藻褐藻糖胶单糖组成分析
运用ＰＭＰ柱前衍生 ＨＰＬＣ法对不同生长期
养殖萱藻褐藻糖胶的单糖组成进行分析，分析结
果如图３所示，根据标准品及样品的峰面积计算
各单糖的相对摩尔比，结果见表３。从图３和表３
可知，生长期为４５ｄ、６０ｄ和７５ｄ的萱藻褐藻糖胶
单糖组成均由 Ｍａｎ、ＧｌｃＡ、Ｇｌｃ、Ｇａｌ、Ｘｙｌ和Ｆｕｃ　６
种单糖组成，但是各单糖比例却发生了明显的变
化，其中Ｇｌｃ、Ｇａｌ和Ｆｕｃ的变化最明显，Ｇｌｃ随着
生长期的延长比例增加，从４５ｄ时的１１．０％增加
到７５ｄ时的２６．２％，Ｇａｌ的百分摩尔比例从４５ｄ
时的１７．５％增加到６０ｄ时的２７．２％，到７５ｄ时又
下降到２１．７％，Ｆｕｃ的相对比例从４５ｄ时的
４４．１％降低到６０ｄ时的２９．２％，７５ｄ时比例没有
发生明显的变化，Ｘｙｌ的相对比例也从４５ｄ时的
４．５％降低到７５ｄ时的２．４％。而 Ｍａｎ和 ＧｌｃＡ
的比例不同生长期均未发生显著的变化，且二者
比例约为１∶１。
图３　不同生长期养殖萱藻褐藻糖胶单糖组成
分析 ＨＰＬＣ图
Ｆｉｇ．３　Ｔｈｅ　ＨＰＬＣ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ　ｏｆ　ｍｏｎｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｆｕｃｏｉｄａｎｓ　ｆｒｏｍ　ｃｕｌｔｕｒｅｄ
Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎ　ｌｏｍｅｎｔａｒｉｕｓ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｒｏｗｉｎｇ　ｓｔａｇｅｓ
表３　不同生长期养殖萱藻褐藻糖胶单糖组成及相对摩尔比
Ｔａｂｌｅ　３　Ｍｏｎｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｍｏｌａｒ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｆｕｃｏｉｄａｎｓ　ｆｒｏｍ　ｃｕｌｔｕｒｅｄ
Ｓｃｙｔｏｓｉｐｈｏｎ　ｌｏｍｅｎｔａｒｉｕｓ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｒｏｗｉｎｇ　ｓｔａｇｅｓ
样品
单糖组成及其相对百分摩尔比
Ｍａｎ　 ＧｌｃＡ　 Ｇｌｃ　 Ｇａｌ　 Ｘｙｌ　 Ｆｕｃ
ＳＬ４５Ｆ １１．７　 １１．１　 １１．０　 １７．５　 ４．５　 ４４．１
ＳＬ６０Ｆ １１．４　 １２．７　 １６．０　 ２７．２　 ３．４　 ２９．２
ＳＬ７５Ｆ １０．０　 １０．９　 ２６．２　 ２１．７　 ２．４　 ２８．７
３　结论
本研究分别以来自大连海域３个不同生长期
的养殖萱藻为材料，经过提取分离获得褐藻胶及
褐藻糖胶，并对其红外光谱及分子量进行分析测
定，采用１　Ｈ－ＮＭＲ对褐藻胶的单糖Ｇ和 Ｍ 的组成
及其分布情况等细微结构进行了表征，采用ＰＭＰ
柱前衍生 ＨＰＬＣ法对褐藻糖胶的单糖组成进行了
测定，研究结果表明大连海域养殖萱藻中褐藻胶
以Ｇ为主，且Ｇ含量随生长时间从４５ｄ时的７４％
下降到７５ｄ时的６０％。褐藻胶与褐藻糖胶的分子
量均随着生长时间的延长而减小，而褐藻糖胶的
产率随着生长期的延长明显提高，单糖组成也发
生了明显的变化，Ｇｌｃ随生长期延长比例增加，而
Ｆｕｃ则随生长期延长含量减小。本研究结果说明，
在萱藻及其它褐藻的养殖过程中，除了藻种的选
择之外，养殖海域以及藻体的生长时间都会对褐
藻多糖褐藻胶及褐藻糖胶的结构产生显著的影
响，进而影响褐藻多糖产品的质量控制，是褐藻养
殖过程中需要考虑的重要因素。
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