《Food Bioscience》：Fermentation-combined extraction modulates structural characteristics and enhances immunostimulatory activity of fucoidan-containing polysaccharide from
Laminaria japonica
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摘要：岩藻多糖是食用褐藻海带（Laminaria japonica）中主要的生物活性硫酸化多糖，具有多种生物学功能。已知提取方法会影响岩藻多糖的结构特征和生物活性，但微生物发酵与物理提取技术联合应用的效果研究尚不充分。本研究中，采用六种提取方法从海带中提取含岩藻多糖的多糖：热
摘要：
岩藻多糖是食用褐藻海带（Laminaria japonica）中主要的生物活性硫酸化多糖，具有多种生物学功能。已知提取方法会影响岩藻多糖的结构特征和生物活性，但微生物发酵与物理提取技术联合应用的效果研究尚不充分。本研究中，采用六种提取方法从海带中提取含岩藻多糖的多糖：热水提取（F-H）、加压热水提取（F-P）、微波辅助提取（F-M）、发酵辅助提取（F-F）、加压热水联合发酵（F-PF）以及微波联合发酵（F-MF）。与F-H（得率1.98%）相比，辅助方法提高了得率，其中发酵联合组分的得率达到4.07%–4.93%。发酵联合组分的总糖和糖酸含量更高，同时分子量（Mw）、硫酸基和岩藻糖含量更低。其中，F-PF的总糖含量最高（76.42%），硫酸基含量最低（16.87%），分子量最低（8.294×105 g/mol），岩藻糖含量最低（33.64%）。在RAW 264.7巨噬细胞中，所有组分均能诱导巨噬细胞分化，并显著增强吞噬活性及ROS和NO的产生。发酵联合组分表现出更优的体外免疫刺激效果，其中F-PF在400 μg/mL浓度下，吞噬活性较F-H提高49.64%，NO产生量提高88.95%。Pearson相关分析显示，免疫刺激活性与总糖含量呈正相关，与硫酸基含量、岩藻糖含量和分子量呈负相关。这些结果为选择提取策略以获得具有期望结构特征和生物活性的海带含岩藻多糖多糖提供了依据，并有助于进一步理解其结构–活性关系。
引言
海带（L. japonica）是一种褐藻，在中国、日本和韩国等东亚国家被广泛养殖，形成高产的海洋生态系统（Wu等人，2025）。它是营养价值和健康效益最高的食用经济海藻之一。藻多糖、褐藻淀粉和岩藻多糖等具有不同结构特征的多糖构成了海带的主要营养成分（Zhao等人，2026）。岩藻多糖是一类富含岩藻糖的硫酸化多糖，具有抗氧化、抗肥胖、抗癌和免疫调节等多种生物活性（Bahrami等人，2025）。
传统上，基于热水、酸和碱溶液溶解细胞壁多糖的提取技术被用于多糖提取。然而，这些技术耗时、效率低，并可能改变岩藻多糖的精细结构，从而影响其生物活性（Chadwick等人，2025）。一些创新技术已被应用于提高多糖提取效率和生物活性，包括加压热水提取、微波辅助提取和微生物发酵辅助提取。例如，Zhang等人（2024）报道，加压热水提取将猴头菇（Hericium coralloides）多糖的得率从5.76%（热水提取）提高到7.89%，并增强了其体外抗氧化活性。Matsuzaki等人（2024）证明，微波辅助提取通过破坏氢键和促进构象变化，松散了绿藻南毛藻（Ulva meridionalis）中的黏多糖束，从而提高了黏多糖的提取效率。微生物发酵辅助提取可通过植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）产生的酶和乳酸降解细胞壁，促进多糖的释放（Wang等人，2024b）。此外，如超声–微波辅助提取等联合物理辅助提取技术也被应用于进一步提高多糖提取效率（Fatima等人，2025）。然而，物理处理与微生物发酵联合用于多糖提取的报道甚少。物理预处理可松动细胞壁基质并促进多糖溶解，而发酵可降解细胞壁并进一步修饰释放的多糖。将这两种方法结合，将物理预处理的细胞壁破坏效应与发酵微生物的酶解和代谢活性整合起来，可能提高多糖提取效率并调节多糖的结构特征。
免疫包括固有免疫和适应性免疫两个分支，巨噬细胞是两种免疫中发挥关键作用的重要免疫细胞。具有特定结构特征的多糖可通过与细胞表面膜受体结合，激活免疫应答并增强巨噬细胞功能（Zhan等人，2020）。源自海带的岩藻多糖已展现出免疫刺激活性。例如，Tang等人（2022）发现海带岩藻多糖可显著促进环磷酰胺诱导的免疫抑制小鼠中巨噬细胞的增殖，并增加免疫相关细胞因子的水平。类似地，An等人（2022）证实，海带岩藻多糖通过激活树突状细胞、自然杀伤细胞和T细胞，诱导炎症细胞因子产生，并增强小鼠体内抗PD-L1抗体的抗癌效果。Cui等人（2022）比较了六种具有不同分子量和化学组成的岩藻多糖的免疫调节活性，发现所有岩藻多糖均能促进NO、IL-6、IL-1β和TNF-α的分泌，且低分子量岩藻多糖显示出更高的免疫调节活性。这些发现表明，岩藻多糖的免疫刺激活性与其结构特征之间存在密切的内在联系。
尽管超声辅助（Wu等人，2022）、微波辅助（Gao等人，2006）等单一提取方法已被应用于从海带中提取多糖，但不同提取方法，尤其是发酵联合方法，如何影响海带岩藻多糖的结构特征和免疫刺激活性仍不清楚，这限制了其深加工。为弥补这一空白，本研究采用六种方法从海带中制备含岩藻多糖的多糖：热水提取、加压热水提取、微波辅助提取、发酵辅助提取及其联合方法（加压热水–发酵和微波–发酵）。其中，热水提取被选为本研究中的传统参考方法，因为它是海藻多糖中最广泛使用且最成熟的技术。随后对岩藻多糖组分的化学组成和结构特征进行了表征。最后，建立RAW 264.7巨噬细胞模型评估其体外免疫刺激活性。本研究旨在为海带的深加工和免疫刺激活性增强的岩藻多糖生产提供实验依据。
章节摘要
材料与方法
干海带（品种黄冠1号）购自中国福建省东山县福建宏安食品有限公司。明胶、氯化钡、正丁醇由广州希龙科学公司提供（中国广东）。植物乳杆菌（L. plantarum）（CICC6076）购自中国工业微生物菌种保藏管理中心（中国北京）。MRS培养基购自广东环凯微生物科技有限公司（中国广东）。单糖标准品购自北京
得率与化学组成
表1展示了不同提取方法制备的海带含岩藻多糖多糖的得率和化学组成。传统热水提取多糖（F-H）的得率为1.98%，与Guo等人（2026）报道的海带岩藻多糖典型提取得率（2.02%）一致。得率的微小差异可能源于海带产地和质量的不同。与欧洲海带属物种的岩藻多糖相比，
结论
本研究比较了从海带制备含岩藻多糖多糖组分的六种提取方法。与热水提取相比，发酵联合组分的得率、总糖和糖酸含量更高，同时分子量、硫酸基和岩藻糖含量更低。其中，F-PF的总糖含量最高（76.42%），硫酸基含量（16.87%）和分子量（8.294×105 g/mol）最低，使RAW 264.7吞噬活性提高了49.64%，NO产生量
CRediT作者贡献声明
卢伊如：调查研究、形式化分析。赵鸾：可视化、数据整理。郑明晶：原创稿件撰写、概念化。杨文钦：验证、调查研究。倪慧：资源。蒋泽东：稿件审阅与编辑、监督指导。卢军：稿件审阅与编辑。洪涛：稿件审阅与编辑、项目管理、方法论、概念化
资金支持
本研究得到了福建省海洋与渔业局（资助编号 FJHYF-L-2025-26）、中国福建省自然科学基金青年基金（资助编号2024J09041）、福州–厦门–泉州国家自主创新示范区协同创新平台项目（编号2024-P-005）以及集美大学青年优秀人才培育计划（ZQCY2025005）的资助。
利益冲突声明
? 作者声明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。
郑明晶|杨文钦|卢伊如|赵鸾|卢军|倪慧|蒋泽东|洪涛
集美大学 海洋食品与生物工程学院，中国 厦门 361021
