基金项目：广州工商学院2021年校级科研项目（姜黄对食品致病菌的生长抑制及其数学模拟（KA202131））

作者简介：李妍（2001-），女，汉族，籍贯：广东省韶关市，单位：广州工商学院，研究方向：活性物质提取，食品加工工艺

通讯作者：韩鹿（1984-）女，汉族，籍贯：天津市，博士，讲师，单位：广州工商学院，研究方向：微生物控制，生物活性物质提取，生物数学建模

摘要综述总结了硫酸软骨素的提取生产技术和在食品领域的研究进展。包括硫酸软骨素功能，最新采用超声波碱性蛋白酶法和生物菌辅助酶解提取硫酸软骨素。在食品工业用作添加剂和制成保健品等，并对其发展方向进行了展望。

关键词：硫酸软骨素；功能；生产；食品工业

硫酸软骨素 （Chondroitin Sulfate， CS） 是存在于人和动物结缔组织中的酸性黏多糖，主要分布于软骨、骨、肌腱、肌膜和血管壁中，由D-葡糖醛酸和N-乙酰-D-氨基半乳糖以1，3苷键连接形成二糖，二糖之间以β-1，4苷键连接而成[1]。目前已经应用于食品、医药、化工等领域。近年来，关于CS的提取使用的原料主要是猪软骨[2]、鱼骨[3]和鸡软骨[4]等。关于CS的提取工艺的研究内容比较丰富，但是硫酸软骨素的提取率较低，不能适应其在各领域的广泛使用。本文拟总结硫酸软骨素在食品领域研究进展，并对其发展方向进行展望，为后续的研究提供参考。

1  硫酸软骨素的功能

1.1  调节功能

CS可以降低血脂，预防心肌梗死、冠心病等心血管疾病[5]，对心血管疾病的治疗具有一定效果。另一方面，它还具有调节关节功能，促进骨形成及愈合，抑制病毒和肿瘤细胞的作用。具有抗凝、抗炎、抗凝、防癌和减少心肌耗氧、促进冠状动脉循环、降低血脂、抗凝和防止动脉硬化等作用[6]。降低血液中的胆固醇，预防动脉粥样硬化，同时，硫酸软骨素还可增强免疫力，对抗病毒、抗肿瘤等降血脂有生物活性。广泛应用于医药、生物材料、功能食品、化妆品原料等[7]，并可与某些物质混合制成护肤健身化妆品。

1.2  结构功能

在医学上，治疗骨关节疾病的主要方式是采用CS与葡萄糖网结合使用，具有减轻痛感和促进软骨再生的作用，故可以从根源上改善早期软骨的损伤，促进修复。硫酸软骨素可以缓解关节炎患者的疼痛，改善关节功能。有效减缓关节肿胀，促进液体吸收。因此，它在软骨修复和软骨细胞营养方面发挥着重要作用。硫酸软骨素是关节软骨中重要营养物质的通道；可以清除关节废物，促进软骨恢复；可以刺激软骨细胞增殖，促进透明质酸和I型胶原蛋白、蛋白质和糖的合成。此外，通过抑制金属蛋白酶、一氧化氮、氧自由基和溶酶体酶的活性与释放，促进软骨修复，抑制蛋白多糖分解。还能促进角膜伤口的愈合，在一定程度上缓解干眼症[8]。

2  硫酸软骨素新的生产技术

2.1 超声波辅助碱性蛋白酶法

超声波辅助碱性蛋白酶法提取CS，在碱性条件下糖和肽结合会导致O-糖苷键发生断裂，使得CS从糖蛋白中释放，超声波的热学机制会使蛋白质快速解离，硫酸软骨素粗品在超声波的辅助下可达到去除杂蛋白。蒲志军等采用超声波辅助碱提酶解法提取猪喉骨中的硫酸软骨素，平均收率为8%。由此可见，超声波辅助法与常规的碱提酶解法相比，硫酸软骨素的纯度和提取率没有显著改变，但超声波辅助法可以显著缩短提取时间，节省生产成本[9]。顾培发等采用新鲜牦牛气管，通过0.1mol/L的NaOH溶液碱提后置入超声波中超声，溶液离心后取上清液加入碱性蛋白酶进行酶解，所得滤液用无水乙醇充分脱水即得硫酸软骨素。在超声功率390W，料液比1：10，超声50min时硫酸软骨素的得率可达到17.34%[10]。宋志鹏等以鸡软骨为原料，在添加1%含量的碱性蛋白酶、2%含量的木瓜蛋白酶超声120min、条件下提取硫酸软骨素，得率为36.08%[4]。

2.2  生物菌辅助酶解法

使用生物菌辅助酶解法提取硫酸软骨素，具有成本低，操作简便，对环境污染小的优点，由此得来的硫酸软骨素纯度高且生物活性不易被破坏。邹德生等在软骨粉中加入醋酸杆菌发酵24h后置于95℃水浴中灭活10min，待溶液冷却后调节PH至10.5，然后加入1.5%的碱性蛋白酶进行恒温处理，再将溶液PH调至6.4后加入1.5%的木瓜蛋白酶水解，所得溶液通过离心、超滤、真空干燥后得到硫酸软骨素纯品。该试验确定生物菌辅助酶解法提取硫酸软骨素的最佳提取条件为发酵温度35℃，加入的醋酸杆菌浓度为6g/100ml，木瓜蛋白酶1.5%，碱性蛋白酶浓度1.5%，酶解4h，由此得来的硫酸软骨素纯度可达90.77%[11]。

3 硫酸软骨素在食品中的应用

3.1  食品添加剂

CS具有良好的吸湿性，其水溶液呈粘稠状，有很强的胶质感，同时加热不凝结。经测试，CS优于甘油的保湿性，可以保留超过自身100倍的水[13][14]。并且有离子交换性，可与阳离子形成各种金属盐而发生沉淀，在工业上常用作食品的保水剂和乳化剂。除此之外，研究表明CS还具有很好的抗氧化能力[15]。可解决油脂的酸败导致的食品变质、食物的褪色和变色以及维生素被破坏等问题。可作为抗氧化剂使用，以延长食品的保存期，提高质量与营养价值。

3.2  保健食品的应用

硫酸软骨素的工业提取在我国已经发展了近半个世纪，全球生产80%的硫酸软骨素源于我国。随着我国老龄化程度加剧，许多人将面临着软骨磨损，钙化等问题。CS作为保健品在我国具有巨大的前景。CS具有舒筋活血和维护骨关节等功能，适用于人体各部位骨关节炎的预防和治疗。在美国很早就认证CS为具有关节保护作用，而在欧洲和澳洲还作为辅助药品治疗关节劳损等相关的疾病：在我国药典2010年版中CS也被列为膳食营养补充剂的一种。现在CS可用于保健食品加工，主要以药片形式为主，随着保健食品的开发，将来很可能作为日常膳食来进行补充。

4  展望

在健康中国的大环境下，人们对食品更加重视。已有的临床研究尚未发现硫酸软骨素有任何明显的副作用或过量，这表明了其长期安全性。目前硫酸软骨素是作为一种膳食补充剂应用于治疗骨关节炎。硫酸软骨素来源于天然产物，且原料易获取，随着新的提取工艺和技术的不断发展，提取率也会不断提高。未来有望将硫酸软骨素作用于保健食品、临床医学、骨性关节炎的治疗以及化妆品等领域，综上所述，硫酸软骨素具有非常大的发展潜力。

参考文献

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[5]付德华，何志坚，李领华，等. 鲨鱼酸性粘多糖抗栓作用的研究[J].中国海洋药物，1992， 11（3）： 18～19.

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[10]顾培发，曹佳佳.超声波辅助碱-酶水解法提取牦牛气管硫酸软骨素工艺研究[J].中国食品工业，2021（22）：122-124.

[11]邹德生，谷昊.醋酸杆菌辅助酶解法提取动物软骨中硫酸软骨素的研究[J].现代食品，2018（20）：63-66.

[12]宋志鹏，徐丽萍，王鑫.超声波辅助复合酶提取鸡软骨中硫酸软骨素[J].哈尔滨商业大学学报（自然科学版），2016，32（01）：38-43.

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