《Food Hydrocolloids》：Structure-Function Relationships of
Halymenia durvillei Polysaccharides: Functional Hydrocolloids with Gastrointestinal Health--Promoting Properties
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•热水提取可获得均匀的λ-角叉菜聚糖（Mw约5000 kDa，PDI<4）•热水提取的多糖在体外促进角质形成细胞迁移•所有组分均能维持肠道上皮屏障完整性•多糖可诱导TGF-β1上调，且不引发促炎性TNF-α反应引言藻类多糖因其生物相容性、生物可降解性和结构多样性，作为功能性生
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热水提取可获得均匀的λ-角叉菜聚糖（Mw约5000 kDa，PDI<4）
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热水提取的多糖在体外促进角质形成细胞迁移
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所有组分均能维持肠道上皮屏障完整性
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多糖可诱导TGF-β1上调，且不引发促炎性TNF-α反应
引言
藻类多糖因其生物相容性、生物可降解性和结构多样性，作为功能性生物材料越来越受到重视（El-Shabasy等，2025年；Polat和Ozogul，2026年；Thiviya等，2023年）。除了在加工食品和工业配方中作为亲水胶体的既定作用外，来源于红藻的大型藻类多糖还因具有免疫调节、抗炎、组织再生等功效，乃至植物保护作用而备受关注（Chen等，2025年；Encinas-Basurto等，2025年；Premarathna等，2024b）。这些特性拓展了其潜在应用范围，涵盖营养保健品、伤口护理材料、生物医学产品以及农业和园艺领域，从而突显了评估其功能性（流变学）和生物学（生物活性）性能的重要性。在大型红藻中，属（红藻门，红叶藻科）是一种热带叶状红海藻，其作为硫酸化多糖的来源仍相对未被充分探索。该属物种以产生半乳糖醛酸聚糖而闻名，这些聚糖在硫酸化程度、分子结构和理化行为方面与传统琼脂聚糖和角叉菜聚糖有所不同（Fenoradosoa等，2009年；Freile-Pelegrín和Robledo，2013年；Hentati等，2022年）。这种结构变异性尤其值得关注，因为硫酸化模式以及更为重要的分子量是决定生物活性和亲水胶体功能性的关键因素（Campo等，2009年；Ngo和Kim，2013年）。尽管具有如此潜力，目前将结构整合分析与其生物活性研究相结合的系统性研究仍然有限。
近期研究指出，藻类多糖的生物学效应受提取条件的强烈影响，后者决定了分子组成、硫酸化水平和链构象（Koh等，2025年；Premarathna等，2024a；Tran等，2025年，2025年）。虽然季节性和地理来源被认为是藻类多糖组成差异的来源（Miguel等，2023年；Véliz等，2017年），但本研究专门关注提取条件对多糖结构和功能特性的影响。提取温度和方法的变化可产生具有显著不同生物活性的多糖组分，包括对免疫细胞激活、炎症信号传导和细胞相互作用的截然不同的影响（Chen等，2023年；Flores-Contreras等，2023年；Liu等，2023年）。这种依赖提取条件而产生的变异性需要通过比较评估来更好地理解加工条件如何塑造功能性结果。在此背景下，关于其多糖结构与生物活性关系的表征仍然不充分。特别是，关于常温和高温提取如何影响其结构特征、抗炎作用、与胃肠道上皮细胞的相互作用、伤口相关细胞反应以及抗凝等生物安全性相关的活性，目前可用的信息十分有限。解决这些空白对于评估多糖作为多功能亲水胶体的适用性至关重要。
本研究以两个温度即25 °C和95 °C从水中提取（即天然态）多糖，采用HPLC-SEC、FT-IR和核磁共振波谱对其进行了结构表征。利用与免疫调节、伤口愈合和胃肠功能相关的细胞模型评估了各提取物的生物学活性，同时采用活化部分凝血活酶时间试验进行了抗凝评估。通过将提取依赖的结构特征与多样化的生物学反应联系起来，本研究旨在阐明多糖作为生物活性亲水胶体在食品、营养保健品、化妆品和制药行业中的应用潜力。
各部分摘要
试剂和细胞系
本研究使用的细胞系包括：小鼠巨噬细胞RAW264.7（ECACC 91062702）、人角质形成细胞HaCaT（CLS Cell Line Service GmbH，德国；货号300493）、人皮肤成纤维细胞HDF（Cell Applications，106-05a）以及人结肠腺癌Caco-2（CLS）。细胞在含10%灭活胎牛血清（FBS，Sigma F9665）和1%青霉素-链霉素的Dulbecco改良Eagle培养基/营养混合物F-12（DMEM/F-12，Sigma D8437）中培养。
角叉菜聚糖得率
NaCl辅助乙醇沉淀可提高热水提取过程中多糖的回收率，但对冷水提取无效。在冷水提取过程中，乙醇组分HA-1A的得率为44.39%（占初始生物量的35.85%），显著高于NaCl辅助组分HA-1B（4.30%，占初始生物量的3.47%）。在第二轮提取中，HA-2B（乙醇-NaCl）的得率为13.99%（占初始生物量的11.30%），是HA-2A（3.97%；占初始生物量的3.21%）的三倍以上。
讨论
本研究得出三项主要发现。第一，提取温度对多糖的分子性质起关键决定作用：用NaCl进行的热水（95 °C）提取可获得高分子量（Mw约5000 kDa）且低多分散性（PDI约4）的λ-角叉菜聚糖，而冷水（25 °C）提取则产生更加异质的组分。第二，这些结构差异转化为不同的细胞相互作用：热水提取物促进角质形成细胞迁移，而所有组分……
结论
本研究首次对HA多糖作为具有提取依赖性的生物活性的功能性亲水胶体进行了全面表征。化学组成分析证实了提取多糖组分的高纯度，冷水提取组分的总糖含量最高达81.85%，而所有组分的总酚含量和蛋白质含量均持续保持在较低水平。这种高纯度水平证实了所观察到的生物学……
CRediT作者贡献声明
Amal D Premarathna：撰写—审阅与编辑，撰写—原始草稿，可视化，项目管理，方法学，调查，正式分析，数据管理，概念化。Michael Y. Roleda：撰写—审阅与编辑，验证，资源提供，项目管理，资金获取，正式分析。Katarzyna M. Dziubinska-Kuehn：撰写—审阅与编辑，验证，软件，方法学，调查，正式分析。Bienson Ceasar V. Narvarte：撰写—审阅与……
伦理声明
已征得所有参与者或其法定代表人同意参与本研究及发表文章的书面知情同意。参与者隐私权已得到尊重。
本研究按照研究所在地的相关法律、监管框架和指南执行。根据相关法律和机构指南，本研究生无需获得伦理委员会批准。本研究不涉及人类参与者的招募或……
利益冲突声明
所有作者声明与本工作相关的无竞争经济利益关系。
数据可用性声明
本研究期间生成和分析的数据集包含在本文内。更多详细信息可根据合理要求从通讯作者处获得。
资金支持
本工作主要获得爱沙尼亚研究委员会[资助编号PRG1808]和阿基米德基金会[资助编号TK134]的支持。菲律宾高等教育委员会——农业和科学知识推进领导计划（CHED-LAKAS）通过"大型藻类用于食品和高价值产品的植物化学表征（PhycoPRO）"项目资助了样本采集工作。分析工作使用爱沙尼亚分析中心……
利益冲突声明
? 作者声明，他们不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
作者衷心感谢爱沙尼亚塔林大学自然科学与健康学院实验室经理Krinsli Pius女士提供的技术和物流支持。
Amal D. Premarathna|Michael Y. Roleda|Katarzyna M. Dziubinska-Kuehn|Bienson Ceasar V. Narvarte|Alan T. Critchley|Rando Tuvikene
