谭明乾，教授，博士生导师，主要从事海洋功能食品方面的研究。
岩藻*质是一类含有特殊结构的丙二烯类胡萝卜素，具有抗氧化、抗癌、抗肥胖及抗糖尿病等生物活性和良好的营养与保健价值，己成为海洋食品营养功效因子研究与开发的热点之一。大连工业大学食品交叉科学研究院/食品学院/国家海洋食品工程技术研究中心/海洋食品精深加工关键技术省部共建协同创新中心谭明乾,李佳璇，于潇婷概述了岩藻*质的来源及提取方法、代谢及吸收途径、稳定性和安全性等理化基础特性，并深入阐述其抗氧化、抗癌、抗肥胖、抗糖尿病、抗光损伤等功能特性及其在食品中的应用，尤其对岩藻*质显著的抗肥胖和抗糖尿病活性进行了深入梳理与分析。岩藻*质主要通过调节线粒体解偶联蛋白1来避免过多的脂肪堆积，通过调节致肥基因的表达起到抗肥胖的作用；而对于抗糖尿病活性主要是通过下调脂肪细胞mRNA的表达或上调小鼠骨骼肌上的葡萄糖载体，减少血糖和增加血浆中胰岛素的含量，进而有效调节血糖含量。希望这些信息为岩藻*质研究人员提供参考，为岩藻*质在食品产业进一步开发利用提供借鉴。岩藻*质(fucoxanthin)，又称褐藻素、盐藻*素，主要来源于褐藻、硅藻等浮游植物和牡蛎等海洋贝类，是自然界中存在的一种天然类胡萝卜素，是使褐藻类呈现出褐色的物质[1]。岩藻*质作为类胡萝卜素中叶*素类的一种色素，约占类胡萝卜素总量的10%，其与叶绿体a中其他物质组成复合体参与光合作用，被认为可以更高效地参与光捕获和光传递[2]。岩藻*质具有多种对人体有益的功能特性，因此岩藻*质具有很大的市场开发前景。目前，岩藻*质在北美、欧洲、东南亚、日本、中国、印度等国家和地区的市场规模保持在2.47%的年平均增长率，并有可能在未来规模进一步扩大，预计到年销量达到1.2亿美元[3]。本文针对岩藻*质的来源及提取方法、代谢及吸收途径、稳定性和安全性等基础特性，抗氧化、抗癌、抗肥胖、抗糖尿病、抗光损伤等功能特性，在食品中的应用进行概述，以期为岩藻*质深入功效研究和产业应用提供参考。
1岩藻*质的理化基础特性岩藻*质，化学名为3-(乙酰氧基)-6′,7′-二脱氢-5,6-环氧-5,5′,6,6′,7,8-六氢-3,5′-二氢基-8-氧代-β,β-胡萝卜素，分子式为C42H58O6，相对分子质量为.91，其分子立体结构是在年被确定的[4]。岩藻*质单体为结晶性粉末，熔点～℃，密度约1.1g/cm3，折射率1.。与水溶性藻褐素(phycophaein)不同，岩藻*质是一种脂溶性色素，颜色呈淡*至褐色，易溶于乙醇、丙酮、正己烷等有机溶剂，现市售产品多为脂溶性粉末或油状物[5]。
1.1岩藻*质的来源及提取方法
岩藻*质主要来源于褐藻、微藻和硅藻，最早是年从褐藻科网地藻属、墨角藻属和海带属中分离得到[3]。作为丙二烯类胡萝卜素，岩藻*质在褐藻中含量最为丰富，目前已在南方团扇藻(Padinaaustralis)、铜藻(Sargassumhorneri)、裙带菜(Undariapinnativida)等褐藻，及三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)、纤细角毛藻(Chaetocerosgracilis)、球等鞭金藻(Isochrysisgalbana)等藻类中发现[3,6]。
一般来说，从褐藻中提取岩藻*质的主要方法包括溶剂浸提法、酶提取法、超声波辅助提取法和超临界流体提取法等(表1)。因岩藻*质具有较高的不饱和度，所以提取过程需避光，并减少与空气接触。溶剂浸提法是最常使用的岩藻*质提取方法之一，多采用甲醇、乙醇、丙酮或者其他混合极性有机试剂作为溶剂。溶剂浸提法简单易行，实验步骤较为固定，重点在于提取剂的选择，应该尽量选取提取率高、成本低廉的试剂，目前大部分岩藻*质的提取选用甲醇作为溶剂[7-12]。而Agatonovic-Kustrin等[13]发现从褐藻中提取岩藻*质，乙醇作为提取溶剂具有更好的提取效果。此外，混合溶剂提取也展示出较好的提取率，例如尹宗美等[14]利用体积比为6∶1的正己烷和丙酮复合溶剂，对羊栖菜藻渣进行加热提取，岩藻*质的提取率可达0.68mg/g。
岩藻*质主要存在于细胞内，细胞壁的通透性直接影响岩藻*质的提取率，传统的有机试剂提取法由于不能充分破坏细胞壁，往往会导致提取效率不高，且长时间提取也不利于维持岩藻*质的稳定结构。酶提取法采用不同酶对藻类等原料进行处理。原料细胞壁主要由纤维素和果胶组成，所以一般选取纤维素酶和果胶酶或复合酶进行提取。酶提取法具有无*、可控性强等特点，提取条件比较温和，且能够进一步提高提取效率。李斌等[15]以海带渣为原料，加入U/kg的果胶酶，在pH=5.0的条件下进行酶解，岩藻*质得率为0.%。李奕葶等[16]通过复合酶法，在纤维素酶和果胶酶添加质量分数分别为7.5%和3%的条件下，从海带中提取岩藻*质的得率最高。
随着科技进步，岩藻*质的提取工艺也更加多样化，出现了超声辅助提取法。该方法省时节能，同时可以提高提取效率。赵鹏[17]在常规有机溶剂提取法优化条件下，研究了超声波辅助法对岩藻*质提取的影响，并获得较佳工艺条件为提取温度50.13℃、提取1h，最大提取率为0.35mg/g。除了时间、温度等因素会影响提取效率外，添加抗坏血酸也会有所影响。王乐等[18]研究了通过超声波提取海带中岩藻*质的工艺条件，结果表明添加质量分数为0.8%的抗坏血酸，岩藻*质提取率为0.mg/g；而陈文佳[19]研究也有相似的结果，在料液比为1∶45g/mL、提取温度为60℃、处理30min，提取2次的条件下，提取效果最佳，可达0.mg/g。超声辅助提取法与传统有机溶剂提取法一样，提取率受溶剂的影响，研究发现采用90%乙醇和混合溶剂时提取率有所提高[20-21]。
超临界流体提取法是一种以液体CO2作为萃取溶剂，利用液体在超临界范围内兼具气液两性的性质，通过改变提取条件达到提取分离岩藻*质的目的。此方法提取工艺简单、绿色环保，且提取过程对不稳定的岩藻*质无不良影响。Guler等[22]采取生物精炼的方法，按料液比1∶g/mL加入甲醇，在35℃、20MPa压力的条件下，以r/min的转速亚临界萃取60min，得到岩藻*质最高提取率可以达到0.mg/g。Roh等[23]通过超临界CO2萃取技术，以体积分数为3%的乙醇为夹带剂，在20MPa的压力下，从裙带菜中提取出岩藻*质，然而提取率较低，可能是与夹带剂浓度有关。在提高夹带剂的浓度后，提取率明显提高；Sivagnanam等[24]采用无水乙醇从马尾藻中提取出岩藻*质的提取率为0.mg/g。在超临界流体提取法中，提取压力是影响提取率的最重要因素，严国富等[25]和Kanda等[26]分别在27.5MPa和40MPa的压力下得到的岩藻*质的提取率为0.mg/g和0.mg/g。
表1岩藻*质的提取方法及条件
*提取率以干质量计。
岩藻*质来源广泛，原料充足，目前提取工艺中以有机溶剂提取法使用偏多，且提取率最高。有机溶剂提取法虽操作简便易行，但提取过程不容易维持岩藻*质的稳定，且有溶剂残留风险。而酶提取法虽可以破坏细胞壁、提高提取率，但成本较高。超声波辅助提取法和超临界流体提取法相比传统方法可以更好地提取岩藻*质，但是提取条件较为复杂且技术限制比较多，因此，开发出简单高效、成本低廉的岩藻*质提取方法是目前提取工艺的研究重点。
1.2岩藻*质的代谢及吸收途径
岩藻*质在人体内消化、吸收、转运和代谢是一个比较复杂的过程，其主要初级代谢产物是岩藻*醇和AmarouciaxanthinA(图1)。作为一种疏水性的类胡萝卜素，岩藻*质从食物基质中释放后与脂溶性微团结合[27]，经过胃肠道被胆固醇酶和脂肪酶消化，水解脱乙酰基成岩藻*醇，通过淋巴液进入体循环，再在肝脏中进一步脱氢和异构化转化为结构AmarouciaxanthinA[28-29]。代谢产物岩藻*醇和AmarouciaxanthinA在辅助因子烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)等作用下，进一步发生异构化、脱氢、氧化和脱甲基等酶反应，代谢为其他小分子化合物。与其他类胡萝卜素类似，岩藻*质也可能通过促进高密度脂蛋白的配体B类一型清道夫受体(SR-B1)的扩散，从而在小肠的近半段的肠黏膜上皮细胞中被吸收[30]。
NAD+：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸；NADH：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的还原态图1岩藻*质主要代谢过程及其产物
在动物学研究中，小鼠口服灌胃摄入岩藻*质后，其组织和血清中均可以检测到岩藻*醇和AmarouciaxanthinA[31]。有临床人体研究表明，在受试者每天摄入含有岩藻*质6.1mg的可食用褐藻裙带菜一周后，仅能在血清中检测到浓度为0.8pmol/L的岩藻*醇[32]。岩藻*素的药代动力学数据显示，岩藻*素在人体内的生物利用度和代谢水平高于小鼠，这种小鼠体内和人体内岩藻*质代谢的区别，可能跟小鼠代谢速率比人体快有关。AmarouciaxanthinA通常储存在腹部白色脂肪组织中。还有研究表明，脂肪组织中岩藻*质、岩藻*醇和AmarouciaxanthinA所占比例分别为13%、32%和55%，由此可得AmarouciaxanthinA大部分会优先在脂肪组织中积累，而岩藻*醇则在其他组织中，这可能是岩藻*质可以达到减肥目的的主要原因[33]。岩藻*素的吸收率一般受食物基质组成的影响，它在大豆油和其他植物油中的溶解度很低，而岩藻*质很容易溶解在中链三酰甘油(MCT)或鱼油中[33]。目前，关于岩藻*质及其代谢物在人体中的药代动力学研究还很少，阐明岩藻*质在人体的代谢与吸收规律依然是一项挑战。
1.3岩藻*质的稳定性
岩藻*质由于特殊的5,6-环氧和丙二烯键结构，而具有众多生理活性，但这样的分子结构使其化学结构在遇见光、热、空气及酸性等外界条件下不稳定[2]。首先，岩藻*质在光照及空气暴露条件下易分解，而在避光和绝氧贮存时稳定性有所提高。Zhao等[34]研究发现，空气暴露导致岩藻*质在25℃就可以发生氧化降解，而光照会引起全反式岩藻*质形成，在13-顺式和13′-顺式发生突然降解断裂，形成9′-顺式岩藻*质的分子构型。除了异构化外，岩藻*质等类胡萝卜素还容易氧化，产生大量的短链羰基化合物；在某些情况下，生成一些挥发性化合物[35]。其次，岩藻*质在加热条件下也不稳定，但与其他抗氧化物质同时存在时会提高其稳定性，添加高浓度的抗坏血酸可以使岩藻*质保持稳定；与对照组相比，加入质量分数为1%的抗坏血酸可以明显减缓岩藻*质的降解和褪色[36]。因为抗坏血酸本身具有较强的抗氧化作用，可以减慢和预防岩藻*质被其他分子氧化。再者，岩藻*质在酸性条件下极不稳定，相比之下，在碱性条件下较为稳定。在高pH值(pH=9、11和13)的情况下，岩藻*质降解速率明显慢于酸性pH值(pH=1和3)，研究发现岩藻*质在pH=5～7的区间最为稳定[37]。
岩藻*质的不稳定性，限制了其在食品工业中的应用，主要表现为：1)岩藻*质易受光、热、氧气等外界条件的影响，从而对含岩藻*质类食品的加工、贮藏和运输的条件要求较为严苛；2)易受消化道中酸性pH值和胃蛋白酶等因素的影响，导致含岩藻*质类食品经口腔摄入后在胃中易分解，不能完全发挥其作用，因此提高岩藻*质胃液中稳定性也是当前研究的重点之一。
1.4岩藻*质的安全性
岩藻*质的安全性虽然受到了研究者的