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藻类相关之抗菌研究

蓝绿藻会产生具有生物性功能之二级代谢物，近几年来的研
究发现这些二次代谢物具有细胞毒性或抗真菌、抗细菌、抗病毒
之活性。目前所纯化出的物质大部分属于：聚乙酰(polyketides)、
酰胺类（amides）、生物碱及胜? （Borowitzka, 1995; Falch,
1995）。而Trimurtulu等人（1994）自Nostoc sp.分离出depsipeptide
(cryptophycin A)，具有强力的抗肿瘤活性。Falch 等人(1995)自
蓝绿藻 Fischerella ambigua 纯化出三种具有生物活性之化合
物：ambigols A、ambigols B 及tjipanazole D，前两者具有较强
抗细菌、抗真菌、抗发炎及抗病毒等活性，而后者则具有较温和
的抗菌活性。

另外，海藻的葡萄聚糖衍生物（ dextran sulfate）及多糖

（polysaccharides）于体外实验中（in vitro）可强力抑制 HIV-1 及
HIV-2 病毒（Schaeffer and Krylov, 2000）；其可抑制 HIV-1 引
起的细胞病变及 HIV-1 抗原的表现。Huleihel 等人（2001）也
从红藻（微藻）中纯化出一高度硫化的多糖（ highlysulfated
polysaccharide），主要由木糖（xylose）、葡萄糖及半乳糖所组
成，具有抵抗引起疱疹之病毒之活性。

以抗病毒的活性而言，于 1996 年，由研究人员从螺旋藻
（Spirulina platensis）之热水萃取物中，发现了一种螺旋藻的生
理活性物质，称之为螺旋藻含钙藻胶（Calcium spirulan, Ca-SP）。
Hayakawa 等人证实 Ca-SP 具有抑制单纯疱疹病毒（ Herpes
simplex virus, HSV ） 与 人 类 免 疫 缺 乏 病 毒 （ Human
Immunodeficiency virus, HIV）之功效(Hayashi et al., 1996a)。另
一组研究人员 Lee 等人更进一步发现，Ca-SP 抗病毒之效果，可
适用于具有套膜之病毒（enveloped virus），包括 Herpes simplex
virus type 1、human cytomegalovirus、measles virus、mumps virus、
influenza A virus，以及 HIV-1(Hayashi et al., 1996b)。且研究发
现，Ca-SP 结构中的钙离子，在抗病毒之功效中，是不可或缺的
成分(Lee et al., 2001)。

在 1975 年，研究人员 Chrost 便已观察到，在发生微藻之『水
华』水域中，其革兰氏阳性菌（Gram positive bacteria）之菌量
相对较少，并推测可能是微藻所产生之抗菌产物所导致(Chrost,
1975)。此外，于 1999 年，由 Jaki 等人发表从培养地木耳（N.
commune）之培养液中，萃取出一种特殊的细胞外代谢产物，称
之为 noscomin，与从西洋紫杉树（Taxus brevifolia）的树皮中分
离出来的一种天然抗癌药物紫杉醇（Paclitaxel，商品名 Taxol），
同属于 diterpenoid 类，具有类似的结构。此成分 noscomin 具有
抑制 Bacillus cereus、Staphylococcus epidermidis，及 Escherichia
coli 生长之效果。其最小抑制浓度 (MIC, Minimum inhibitory
concentration)分别为 32 ppm、8 ppm、128 ppm (Jaki et al., 1999)。

在 2003 年，由 Liao 等人从红藻萃取出 lectin，发现可抑制 Vibrio
pelagius 与 V. vulnificus (Liao et al., 2003)。

图 1-1 叶绿素 a 产生脱镁叶绿酸盐的途径
Fig.1-1 The pathway to produce phaeophorbide a from chlorophyll a.

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图 1-2 在食品加工过程期间主要的叶绿素酵素与降解反应的发生
Fig. 1-2 Major chlorophyll degradation and derivatization reactions occurring
during food processing reactions. (Ferruzzi and Schwartz, 2001)

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表 1-1 螺旋藻对于医疗上的研究（吴， 2003）
Table 1-1 The research of blue-green algae on medical treatment

应用

Hyperlipidemia

Adipohepatosis

对象

Rat

Rat

Human

Rat

结果

可降低血液中总胆固醇含量。使 HDL-胆固醇含
量增加，LDL-胆固醇含量受到抑制。
藉由补充脂肪分解酵素，增加三酸甘油脂含量
在血液和肝中的比例。
测量 30 个病人的血液中总胆固醇含量，LDL-
胆固醇和 AI（Athero-genic Index）会降低，同
时 HDL-胆固醇会增加。
病情受到抑制，促进痊愈。

Antitumor
Hamster 研究指出β-胡萝卜素、类胡萝卜素有抑制癌细
胞的物质，服用适当的螺旋藻可抑制细胞毒素。
Hamster 螺旋藻的萃取物可防止肿瘤细胞增殖。

Immune system

Radioprotective

effect

Renal toxicity

Intestinal flora

Diabetes

Obesity

Hypertension

Mouse

Mouse

Mouse

Rat

Rat

Rat

Rat

Human

Rat
螺旋藻可抑制 disocyanate 所引起慢性过敏症。
初级免疫反应中可预防胸腺和单独病原的值。
以乙醇萃取螺旋藻所得的物质，可减缓γ-射线
诱导 micronucleus 发生的频率。
螺旋藻食品可以防止无机物－汞及三种药物
（para-aminophenol, gentamicin 和 cisplatin）所
引起之肾衰竭。
藻蓝蛋白可防止汞及 cisplatin 所引起肾衰竭。
肠道中大肠杆菌和比菲德氏菌明显增加。
在葡萄糖含量较低血液中，螺旋藻亲水性部分
可快速的作用；而疏水性部分可抑制葡萄糖含
量。
在连续四星期，每天三次，每次服用 2.8 克的螺
旋藻，病人明显降低体重。
减缓高血压。

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表 1-2 自由基简介 (丁，1996)
Table 1-2 The free radical mechanisms

29自由基
作用型態
分解毒素作用
超氧化物自由基
(Superoxide anion
radical)
Superoxide : O2-．
+
2 O2-．+ 2H →H2O2
SOD 可將 O2-轉
變成 H2O2 以降
低其毒性
過氧化氫(Hydrogen
peroxide)
Hydrogen peroxide :
H2O2
GSH-Px
H2O2 2 H2O
+O2
過氧化氫?
(Catalase)及
Glutathione
peroxidase 能有
效催化過氧化
氫
羥自由基(Hydroxyl
radical)
Hydroxyl radial :．O2-
羥基自由基能
被 Vit-E 及
ß-carotene 消除
單? 態氧(Singlet
oxygen)
1
Singlet oxygen : O2
同向↑↑旋轉=普通氧
逆向↑↓旋轉=單? 態氧
單? 態氧對脂質氧化力
為普通氧的數千倍
單? 態氧能被
Vit-E 及
ß-carotene 消除
過氧化脂質(Lipid
hydroperoxides)
Lipide hydroperoxides :
LOOH
過氧化脂質係
由羥基自由基
及單? 態氧引
起，需用 Vit-E
及 ß-carotene 消
除

图 1-3 活化氧对生物体的伤害及其防御系统
Fig. 1-3. The oxidative damage induced by active oxygen and their defense
system (Niki, 1992)

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图 1-4 BHA、BHT、PG 及 TBHQ 的化学结构
Fig. 1-4. Chemical structures of BHA, BHT, PG and TBHQ

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图 1-5 天然抗氧化剂之结构图(a)生育醇(b)藻胆蛋白和(c)藻蓝素
Fig. 1-5. Structure of selected natural antioxidants (a) a-tocopherol, (b)
phycocyanobilin and (c) phycocyanin. (Tetsuya et al., 2003)

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图 1-6 类胡萝卜素之构造
Fig. 1-6. Structure of the carotenoids (Mortensen and Skibsted, 1997)

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图 1-7 各种类黄酮之化学结构
Fig. 1-7. Chemical structure of various flavonoids (Dewhalley et al., 1990)

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市售微藻制品之化学与微生物质量之探讨
微藻之抗菌活性探讨