琼胶又名琼脂，是从红藻细胞壁中获得的一种亲水性中性多糖^[1]。

琼脂糖（agarose）是琼胶的主要成分之一，通过化学法或酶法可以将琼脂糖降解得到分子量在200-2000之间的琼胶寡糖。

琼胶寡糖主要以琼二糖为重复单元，由3-O-β-D-半乳糖和4-O-3,6-内醚α-L-半乳糖残基通过β-1,4和α-1,3糖苷键连接而成。

琼胶寡糖分为琼寡糖（agaro-oligosaccharides）和新琼寡糖（neoagaro-oligosaccharides）。通过酸法或者α-琼胶酶可以断裂琼脂糖中的α-1,3糖苷键，制备还原端为4-O-3,6-内醚α-L-半乳糖残基的琼寡糖（图1-3a）；通过β-琼胶酶可以断裂琼脂糖中的β-1,4糖苷键，制备还原端是3-O-β-D-半乳糖的新琼寡糖（图1-b）。

图1  a：琼胶寡糖的结构；b：新琼寡糖的结构

一、化学法降解

中国海洋大学于广利教授等人^[2]将琼胶在还原剂存在下、50-95℃条件下分别使用盐酸、硫酸、硝酸、甲酸、草酸、三氟乙酸和柠檬酸降解10-180分钟，使用Bio-Gel P6凝胶柱分离得到了偶数琼胶寡糖（DP 2-20）。毛文君教授等人^[3]采用硫酸、盐酸、醋酸在50-90℃下降解琼脂糖15-480 min，分离纯化后得到了聚合度3-9的奇数琼胶寡糖。

二、酶法降解

琼胶酶（agarase）又称琼脂糖酶，可以从海洋动物和海洋微生物中分离得到，根据其水解方式的不同分为α-琼胶酶和β-琼胶酶。1978年，Young等人^[4]第一次从海水中发现一种α-琼胶酶，该酶降解琼脂糖后的主要产物为琼四糖和琼六糖。β-琼胶酶多数为是内切酶，从琼脂糖内部断裂糖苷键生成聚合度不同的琼胶寡糖，主要以新琼二糖为重复单元的偶数糖^[5]。中国海洋大学毛相朝教授课题组[6]分离得到一种β-琼胶酶，其降解琼脂糖得到的新琼二糖纯度大于90%，产率约为60%。

图2.酸法和酶法制备琼胶寡糖的作用机制^[7].

三、生物活性

琼胶由于分子量大、黏度大，限制了其进一步开发利用，而降解得到的琼胶寡糖具有多种生物活性，主要包括抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抗辐射等多种生物活性。

图3 琼胶寡糖的多种生物活性^[8]

琼胶寡糖可以减少LPS诱导的RAW264.7细胞产生的亚硝酸盐，具有良好的抗炎效果^[9]。中国海洋大学毛相朝课题组^[10]发现琼三糖和琼五糖可以对6-羟基多巴胺诱导的SH-SY5Y细胞起到神经保护的效果。Chen等人^[11]证实了奇数琼胶寡糖具有显著提高超氧化物歧化酶水平、降低谷丙转氨酶等水平的作用。

同时，琼胶寡糖也具有护肤品开发的优势，其不仅可以充当皮肤的保湿剂，还具有一定的美白皮肤的作用。Kim等人^[12]发现在小鼠B16黑色素瘤细胞和人表皮黑素细胞中，3,6-内醚-L-半乳糖均具有表现出了最高的皮肤增白活性。

在食品应用方面，中国海洋大学于文功课题组^[13]发现琼胶寡糖（DP 2-6）可明显提高小鼠肠道中双歧杆菌和乳酸杆菌的水平，具有良好的益生元活性。

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[13]于文功，王晔，胡斌．琼胶寡糖作为益生元的应用[P]. 中国专利，200410024380.9, 2005.

作者：邵萌

审核：李全才，吕友晶

编辑：吕德鹏

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