《食品科学》：齐鲁工业大学刘雪博士等：仿刺参肠高抗凝血活性多糖筛选及其结构解析

心脑血管疾病是当今世界一大顽疾，严重威胁人类健康。海参多糖是海参中重要的活性成分之一，已被证明具有良好的抗凝血活性。海参多糖主要分布在体壁和废弃内脏中，包括两种：一是糖胺聚糖，由

D

N

- 乙酰氨基半乳糖、

D

- 葡萄糖醛酸和

L

- 岩藻糖构成；另一类是海参岩藻多糖，结构简单，是由

L

- 岩藻糖组成的直链多糖 。一般来说，同种海参中的海参糖胺聚糖的抗凝血活性高于海参岩藻多糖 。海参多糖的高抗凝血活性表明其可成为候选的肝素类似物。

参肠是海参加工过程中主要的一种废料，利用度不高，通常被丢弃，但是研究表明，参肠中含有多种活性物质，如多糖、蛋白质、皂苷等。如果提取其中活性成分，将其应用于食品营养和药学领域，将极大提高海参产业附加值，减轻环境污染。文献报道中海参活性成分的研究主要集中在体壁，深入探究海参肠活性成分也可为海参的整体加工利用提供理论指导。

基于此，齐鲁工业大学的毕英豪、刘雪*和威海人生药业集团股份有限公司的都红芳等人以仿刺参（

Apostichopus japonicus

）参肠为原料，提取参肠多糖，分离纯化后测定其抗凝血活性，筛选高抗凝血参肠多糖，并对其精细结构进行表征，在寻找肝素替代资源的同时，为开发利用海参加工副产物，提高海参产业附加值提供参考。

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仿刺参肠多糖的提取与分离纯化

仿刺参肠粗多糖的提取得率为2.75 %，略低于Muhindo等从海参肠中提取的粗多糖得率，同时也低于李启冬从威海仿刺参提取的粗多糖得率，这可能是海参肠来源、提取工艺不同导致。经Q-Sepharose Fast Flow离子交换色谱柱分离后得到3 个样品（图1），根据洗脱液离子强度的高低，分别命名为SCG1、SCG2及SCG3，其中SCG3的洗脱液离子强度最高。

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仿刺参肠多糖的单糖组成及分子质量

如图2所示，3 种参肠多糖的单糖组成显著不同，且按照SCG1～SCG3的顺序，岩藻糖的比例逐渐增大，SCG3中仅含有岩藻糖，表明SCG3为海参岩藻多糖。

高效凝胶渗透色谱法测定结果表明，SCG1、SCG2、SCG3的分子质量分别为25.6、112.4、171.5 kDa，按照SCG1～SCG3的顺序，分子质量逐渐增大。

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仿刺参肠多糖的抗凝血活性

凝血途径可分为内源性凝血途径、外源性凝血途径和凝血共同途径，凝血四项是反映血液凝固的重要评价指标。其中APTT主要用于评估内源性凝血途径的抗凝血效果；PT则用于评估外源性凝血途径的抗凝血效果；TT则反映药物是否能影响凝血过程中凝血酶介导的纤维蛋白形成，为共同凝血途径的评估指标。如图3A所示，3 种多糖对APTT均有显著的延长作用（与空白对照组（0 μg/mL时）相比，下同），按照SCG1～SCG3的顺序，延长作用逐渐增强，其中SCG3的延长作用最高且高于阳性对照低分子质量肝素，其质量浓度为20 µg/mL时，APTT已达500 s以上。如图3B所示，3 种多糖对PT的延长作用有显著差异，SCG1、SCG2对PT的延长作用不明显，SCG3质量浓度为100 µg/mL时，对PT的延长作用不明显，但是质量浓度为200 µg/mL时，PT可达500 s以上。如图3C所示，3 种多糖对TT的延长作用也有显著差异，SCG1对TT几乎没有延长作用，SCG2、SCG3对TT均有显著延长作用，且SCG3的延长作用更明显，质量浓度为50 µg/mL时，TT已达到500 s以上。以上说明SCG3可以通过抑制内源性凝血途径、外源性凝血途径发挥抗凝血作用，也可通过抑制凝血酶介导的纤维蛋白的形成发挥作用。

FIB主要由肝脏合成，在凝血酶的水解作用下最后形成不溶的纤维蛋白，从而达到促凝血的作用，因此降低FIB的含量可抑制血液的凝固。如图4所示，质量浓度在50 µg/mL以上时，SCG3即可显著降低FIB的含量，200 µg/mL时，FIB降至约56 mg/dL。综上所述，质量浓度在200 µg/mL以内时，SCG3对APTT、TT、PT均有显著的延长作用，尤其是APTT，且可显著降低FIB含量。

海参多糖的抗凝血活性研究目前主要集中在海参体壁，郑文琪从秘鲁乌参体壁中分离出一种岩藻聚糖硫酸酯，其质量浓度为50 µg/mL时，APTT小于120 s（空白对照约为35 s），且在检测质量浓度（1～128 µg/mL）范围内对TT和PT均无显著影响。宁子陌从佛州参体壁中分离得到一种岩藻聚糖硫酸酯，质量浓度为50 µg/mL时，APTT小于100 s（空白对照约为40 s），且在实验质量浓度范围内（小于128 µg/mL），对TT和PT均显示无明显活性。Yang Wenjiao等从花蛇参中分离出一种糖胺聚糖，对APTT和TT均表现出明显的延长作用，而对PT无显著延长作用。Li Shanni等从黑乳海参中分离得到一种糖胺聚糖，能有效延长APTT，而对TT和PT无显著延长作用。本实验获得的海参肠岩藻多糖SCG3，对APTT、TT、PT均有显著的延长作用，且可显著降低FIB含量，因此，SCG3是一种高抗凝血活性多糖。

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仿刺参肠多糖SCG3的理化性质分析

SCG3组分相对于仿刺参粗多糖得率为8.2%。对SCG3的结构进行分析，理化性质测定结果显示（表1），SCG3的总糖质量分数为50.36%，蛋白质量分数为0.67%，硫酸基质量分数为28.31%。前述单糖组成测定结果表明，SCG3主要含有岩藻糖。高含量的岩藻糖和硫酸基团表明SCG3是一种岩藻聚糖硫酸酯。

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仿刺参肠多糖SCG3的红外光谱分析

图5为SCG3的红外光谱图，3 700～3 200 cm－1处有极大吸收峰，源自于 O — H 的伸缩振动；3 000～2 800 cm－1处有两个明显的吸收峰，多出现于2 900 cm－1周围，主要是由岩藻糖甲基引起；1 650 cm－1处为多糖分子的羰基振动引起；1 250、840 cm－1处的吸收峰表明存在硫酸基团，其中1 250 cm－1处的吸收峰归属于S＝O的不对称伸缩振动，840 cm－1附近的吸收峰为C—O—S轴向配位的伸缩振动。此外，970 cm－1附近存在吡喃环末端次甲基的摇摆振动，说明其含有大量的岩藻糖，红外光谱进一步验证SCG3是一种高纯度岩藻聚糖硫酸酯。

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仿刺参肠多糖SCG3的核磁共振波谱分析

图6A为SCG3的核磁共振氢谱图，低场区

5.00 ～ 5.50 为

L

- Fuc

p

L

- 岩藻糖）异头碳上的氢信号区域 ，信号主要出现在

5.05 、 5.25 及 5.48 处，分别命名为 A 、 B 、 C ，代表 3 种不同的残基，通过积分比例分析，这 3 种糖残基的物质的量比为 1.00 ∶ 2.23 ∶ 0.21 。根据文献 推测，这些信号分别为非硫酸化岩藻糖、2 - 硫酸化岩藻糖及 2,4 - 硫酸化岩藻糖的异头氢信号。据报道，抗凝血活性与 2,4- 二硫酸化岩藻糖密切相关， SCG3的高抗凝血活性可能是因为结构中存在 2,4- 二硫酸化岩藻糖基片段 。

图6B为SCG3的核磁共振碳谱图，

180 处未出现糖醛酸或乙酰氨基羰基位的吸收峰 ，表明 SCG3 不含有糖醛酸和乙酰氨基单糖，不属于海参糖胺聚糖，进一步表明 SCG3 是一种高纯度海参岩藻多糖。

通过二维核磁共振波谱进一步确定SCG3中岩藻糖的连接方式及连接片段。图7A为SCG3的同核化学位移相关谱（1H-1H COSY），反映邻碳上氢原子的耦合关系，图7B为SCG3的异核单量子化学位移相关谱（1H-13C HSQC），反映氢原子与直接相连碳原子的关系。根据这些二维核磁图谱，得到糖残基信号的化学位移，具体如表2所示。

糖基 A 的 C3 处信号向低场移动，化学位移升高，表明此处有连接，推测 A 为→ 3)-

L

- Fuc

p

-(1 →。糖基 B 的 C2/C3 处信号均向低场移动，分别为

77.38 、80.20 ，表明此两处有连接，其中， H2 的化学位移显著升高，表明此处为硫酸基取代，因此，可推断 B为→ 3)-

L

- Fuc

p

(2 SO 4 )-(1 →。推测糖基 C 为→ 3)-

L

-Fuc

p

(2,4SO 4 )-(1 →， C2/C3/C4 处化学位移均向低场移动，表明此 3 处有取代，其中 H2/H4 化学位移升高，表明此两处为硫酸基取代。综上所述， SCG3 由糖基→ 3)-

L

-Fuc

p

-(1 →、→ 3)-

L

-Fuc

p

(2SO4)-(1 →及→ 3)-

L

-Fuc

p

(2,4SO 4 )-(1 →组成，三者的物质的量之比为1.00 ∶ 2.23 ∶ 0.21 ，符合文献 报道中海参岩藻聚糖硫酸酯的结构特点。

目前，海参多糖的研究主要集中在海参体壁，对于海参漂烫液、海参肠、海参生殖腺等海参加工副产物所含有的活性多糖的研究相对粗浅，结构也不明确。海参多糖的抗凝血活性也多表现在对APTT、PT、TT 3 种指标中1～2 种的延长作用，而且同种海参中海参糖胺聚糖的抗凝血活性通常高于海参岩藻多糖。本实验以海参肠为原料，经酶解提取得到粗多糖，粗多糖经阴离子交换色谱进一步分离纯化得到3 种多糖（SCG1～SCG3）。按照SCG1～SCG3的顺序，岩藻糖的比例逐渐升高，分子质量逐渐升高；对APTT的延长作用逐渐增强，且SCG3的延长作用高于肝素，质量浓度为20 µg/mL时，APTT已达500 s以上；对PT的延长作用有显著差别，SCG1、SCG2作用不明显，SCG3在200 µg/mL时，PT可达500 s以上；SCG1对TT几乎没有延长作用，SCG2、SCG3均有显著延长作用，且SCG3的延长作用最明显，质量浓度为50 µg/mL时，TT已达到500 s以上。此外，质量浓度超过50 µg/mL时，SCG3可显著降低FIB的含量，因此，SCG3是一种多机制高抗凝血活性多糖。结构分析结果显示，SCG3的总糖质量分数为50.36%，蛋白质量分数为0.67%，硫酸基质量分数为28.31%，表明SCG3是一种硫酸化岩藻多糖，即岩藻聚糖硫酸酯。红外光谱、核磁共振波谱进一步验证SCG3是一种高纯度岩藻聚糖硫酸酯，主要由糖基→3)-

L

-Fuc

p

-(1 →、→ 3)-

L

- Fuc

p

(2SO 4 )-(1 →及→ 3)-

L

-Fuc

p

(2,4SO 4 )-(1 →组成，符合文献报道中海参岩藻聚糖硫酸酯的结构特点。

综上所述，本实验从海参加工废弃物海参肠中筛选得到的高抗凝血多糖，与其他海参多糖相比，该多糖对APTT、TT、PT均有显著的延长作用，且可降低FIB含量，活性也优于海参肠中其他两种多糖。结构分析显示，该多糖是一种岩藻聚糖硫酸酯。因此，本实验获得的海参肠多糖是一种活性优良、结构相对明确的岩藻聚糖硫酸酯。

本文《仿刺参肠高抗凝血活性多糖筛选及其结构解析》来源于《食品科学》2025年46卷6期47-53页，作者：毕英豪，都红芳，贾爱荣，王凌英，张绵松，崔婷婷，徐振鲁，刘雪*。DOI：10.7506/spkx1002-6630-20240329-217。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：魏雨诺；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网