天然生物活性物质的发展方向和研究趋势

天然生物活性物质的发展方向和研究趋势 天然生物活性物质发展方向和研究趋势 伴随着人们健康意识的不断提高，对生物来源的诸多生物活性物质重要性的认识也不断提高，人们回归自然界的呼声逐渐增强，从天然资源中寻找新药或者其他生活必需品变的热门起来。自然界的生物千差万别，种类繁多。它们含有大量的天然有机化合物，包括一级和二级代谢产物。这些产物不仅对生物本身的防御、生理调节起重要作用，而且对人类的健康作出了非常重要的贡献。对天然生物产物特有的化学结构复杂性和生物活性多样性的研究，不仅直接激发有机化学学科的发展，而且是有机化学进入生命科学的自然通道，并可促成从分子水平认识并揭示生命的奥秘。天然生物活性物质原意指最新一类植物内源活性物质，也指有助于促进动物生理功能，调节机体机制平衡，增强活力的基原物质。天然生物活性物质是通过精细化工、生物化学技术，从天然原料中提取分离出的具有独特功能和生物活性的化合物。目前研究的天然活性物质以植物生物活性物质为主，对动物、微生物的生物活性物质研究也较多，特别是对海洋生物的研究迅速发展。 我国土地辽阔，天然资源十分丰富，无论是天然植物、动物、海洋生物还是微生物，都有着种类多、分布广的优势。而我国研究及应用天然活性物质有悠久的历史。早在公元前100年就有对中草药中活性物质的提取及应用等有详细记述。但是由于它在植物体内含量甚微，若用传统的应用方法一般用量大、效应慢等，有碍生物的迅速发展。故以它们为材料提取分离的活性物质的组分结构与生理活性关系的研究以及对天然物质的综合利用是当今人类非常感兴趣的课题，并要求对自然资源的研究与开发向深入化、快速化、微量化发展，以获取安全、无毒、高效的天然活性成分服务于人类。目前，天然活性物质的开发与应用已形成热潮并发展迅猛，天然活性物质的研究成果已在很多方面广泛应用。(食品、医药等等) 现在应用范围较广泛和效果较好的则是在食品和医药方面。在食品方面用于食品调味剂和食用香料、天然食用色素、食用增稠剂和乳化剂、食品保鲜剂和抗氧化剂以及食品营养强化剂;而在医药方面则具有抗氧化或抗衰老功能、降低或抑制胆固醇功能、预防糖尿病和高血压功能、抗癌或抑制肿瘤功能、预防龋齿功 能、抗过敏功能以及预防心血管疾病功能等等。无论在食品还是在医药方面活性物质对人类的生活和健康都起到了决定性的作用。 天然活性物质资源包括1、植物来源(多糖、糖醇及环多醇、挥发油、蛋白质、多肽类及氨基酸、生物碱、香豆素类、黄酮及黄酮醇类、鞣质、贴类化合物、强心苷、甾醇类、皂苷)2、动物来源主要来自于牛羊家畜。3、微生物来源是抗生素及各种各样的药用生理活性的物质。4、海洋生物来源的活性物质:藻类、海绵、腔肠动物、软体动物、苔藓虫类等等 近年来，国外对天然活性物质的研究及应用方兴未艾，世界卫生组织、联合国粮农组织及欧美日等国家极为重视该类物质的作用，有益于防止各种化学药物所造成的全球性的环境污染及在人畜体内和水产品中的残留对人类健康的威胁。而最新信息表明，世界药学已发展到由化学合成药物转向天然药物的制造和研究上，人们的注意力日益集中到动植物、微生物和海洋生物上来，这是研究与开发天然生物活性物质的新动向，特别是对海洋生物活性的研究迅速发展。 海洋是一个巨大而又独特的生态系统，包罗了高压、低温、低营养、无光照，以及局部高盐、高温等极端生态环境，深海热液区最高温度超过了400摄氏度。因此在海洋生物中存在着大量的种类繁多、结构新颖、特性各异的生物活性物质，包括脂类、苷类、多肽、多糖、萜类、氨基酸、生物碱、蛋白质等。海洋生物的生存环境远比陆地环境恶劣，中间的生存竞争、中间的生态作用和影响也远比陆生生物复杂和广泛得多。因此与陆地生物相比海洋生物活性物质的生理活性要强得多。现在海洋生物活性物质的研究开发重点是抗病毒、抗肿瘤、康心脑血管病、延缓衰老和免疫调节等生理活性物质。国家科委中国生物开发中心估计，至今已发现5000余种海洋生物活性物质，其中有已开发成为药物，大多数还在研究中，其中不少正用于作为新药分子修饰或半合成的先导化合物或原料，这对于提供新药设计的分子模型、发掘药用新基因，进而人工合成新药或创造基因新药有非常重要的意义。 海洋药物研究经历近半个世纪的探索和发展，已经获得了许多宝贵的经验积累和丰富的研究资料，特别是近年来生物技术的迅猛发展，为海洋药物开发提供了新的研究方法、研究思路和发展方向。现代的化学研究方法与多种生物技术越 来越紧密的结合，已成为当今海洋药物研究发展的主流，并且是当今数十年海洋药物研究的主要趋势。海洋药物研究的重要领域主要集中在海洋抗癌药物研究、海洋心脑血管药物研究、海洋抗菌、抗病毒药物研究、海洋消化系统药物研究、海洋消炎镇痛药物研究、海洋泌尿系统药物研究、海洋免疫调节作用药物研究、其他海洋药物研究及海洋功能食品的研究开发等。而海洋天然活性成分的研究是海洋药物开发的基础和源泉，因此要想在海洋药物开发领域有进一步的突破还必须增强对海洋天然活性成分的研究。主要包括海洋生物活性物质的筛选、海洋生物活性物质生源材料的培养(基因工程、发酵工程、酶工程、细胞工程、生化工程)、海洋生物活性物质分离纯化技术及我国研究和开发中存在的主要问题和对策。 目前，在海洋天然活性物质研究中，走在前列的是美国、日本、德国等科技发达国家。我国海洋天然活性物质研究起始于20世纪70年代，到了90年代得到了迅猛的发展，对我国海洋中的海绵、珊瑚，棘皮类动物、草苔虫、海藻以及海洋微生物进行了广泛的研究，但是与世界先进国家相比还存在着相当大的差距，其主要问题是:活性物质筛选等基础性工作薄弱;活性物质的分离、纯化等技术与国外存在较大差距，设备落后，质量差，速度慢;利用生物技术手段进行海洋生物活性物质开发更是刚刚起步，大部分项目还处于研究的初期;产业化水品低。因此我国要从各个方面加强我国海洋生物活性物质研究和开发的速度，以期能赶上甚至超过发达国家，使海洋天然活性物质能更好的服务于人类。 近几十年来，崇尚自然、回归自然的消费理念深刻影响着人类的生活方式和生活习惯。由于人们对自身健康越来越关注，功能性食品也就日显其效了。拥有充足而有效地合理膳食、营养需求、加工方法及饮食习惯方面的知识，直接关系到个人的营养状况，避免营养不良或营养缺乏症的发生。目前，人们对膳食来源中的诸多植物的化学组成已有了相当的了解，并揭示了一些生物活性成分可起到维持或促进人类健康的效果。当然，并不限于此，人们还对很多非膳食植物进行了探讨及研究，并发现它们也含有大量有益的活性成分。可以说，现在人们对植物来源的生物活性成分的关注要超过以前的任何时期。膳食营养与疾病关系的研究在我国已有悠久的历史，数千年前的医《黄帝内经》中就讲到“凡欲诊病者，必问饮食居处”。这说明疾病与饮食营养的关系十分密切。根据医食同源的思想， 我国古代医学中常用食物治疗疾病，并提出先用食疗后再用药疗的治疗原则。著有《食疗本草》、《饮膳正要》等许多食疗专著，为我们积累了丰富的食疗经验。美国的疾病研究专家们一致认为，人类的膳食结构与名列前5名的死亡杀手——冠心病、癌症、中风、糖尿病、动脉硬化有着密切的关系，由此也可推断:事物及其营养素对疾病的防治是能够起到一定作用的。功能性食品的出现使人类的膳食营养得到了很好的改善和调节。 功能性食品是强调其成分对人体能充分显示机体防御功能、调节生理节律、预防疾病和促进康复等功能的工业化食品。功能性食品在预防和治疗世界上主要的4种致死性疾病方面的作用不断得到科学的证实。功能性食品能提供比自身所含营养物质更多保健功能的改性天然食品或食品添加剂，由于它具有活化细胞、抑制衰老、提高机体免疫力、预防疾病、促进疾病痊愈并能调节人体生理节律的功能，已成为当今食品开发的热点，被称为“21世纪食品”。它真正形成新潮流，是最近20年的事，特别是1993年以来，以欧美和日本为轴心掀起来功能性食品的研究开发热潮。现在功能性食品已占整个食品销量的5%，达2000亿美元以上。 未来功能性食品的构造设计及其发展方向，无疑是科学工作者面临的一大挑战，尽管目前已采用生物标记研究功效，也使用了先进的技术做大规模的非入侵性的人体研究和应用，但它仍需依赖与食品组分自身的生理调节有关的基础科学知识，确保保护人类健康和降低疾病风险率。 功能性食品包罗万象，未来发展潜力依然很大，主要有这几方面的开发与应用:功能性食品添加剂开发与应用、功能性食品防腐剂的开发与应用、海藻功能性食品的开发与应用。在这几方面的领域中已取得的不错的成就，有待进一步的突破。 功能性食品是今后人类消费和食品工业发展不可阻挡的潮流，根据目前动向来看，功能性食品发展大致有以下趋势。 1、功能性食品市场的发展趋势:必须根据消费者的需求来明确主攻方向，这是功能性食品产业生存和发展的立足点。未来几年，消费者关注的“目标功能”食品大体上有以下三个方面:以公众健康为目标的功能性食品;以提高机体健康和精神状态为目标的功能性食品;降低慢性疾病风险的功能性食品。 2、功能性食品科学的发展趋势:科学是功能性食品发展的第一推动力。功能性食品科学的发展需要多学科的支持和协助，从国际功能性食品研究来看，有以下几个动向值得注意。第一，未来功能性食品科学研究主要集中在4个方面:评价功能性食品健康的生物学标记及其有效性;功能性食品及其组分的安全性;功能性食品及其组分的健康效应及其作用机制和发现;开发新的生物活性物质。第二，注意采用新理论和方法来揭示功能性食品作用及机制。第三，建立食物中非营养素功能性成分检索和鉴定数据库，这对功能性食品发展必有推动作用。第四，更加注意开发新的功能素材。最近几年，欧、美、日各国学者纷纷将目标投向中国、印度、南美，从传统的草药中寻找能降低严重危害人体健康的一些慢性病，如心血管病、糖尿病、高血压、老年痴呆等风险的功能素材。第五，更强调跨学科和快国度的合作。 我国功能性食品也随世界性浪潮而兴起，制定的法规也不比其他国家少，但却由于种种原因，几经磨难，目前才逐步走上理性发展的阶段，我们应结合功能性食品发展趋势和我国发展的着力点，努力挖掘我国的宝贵资源，开发出具有中国特色的功能性食品，赶上欧美日本等国家，以在激烈的国际竞争中取得应有的地位。 总之，随着社会和经济的进步，人们生活水平的提高，科学技术的发展，疾病模式的改变以及对健康长寿的追求，功能性食品已逐渐深入人心，人们已开始从重治疗转向重预防，这将极大地促进功能性食品的发展。21世纪将是功能性食品大显身手的世纪。我国拥有中草药这一功能性食品巨大的宝库和其他特色资源，我们应结合功能性食品发展趋势和我国发展的着力点，努力挖掘这些宝贵资源，开发出具有中国特色的功能性食品，赶上欧美日本等国家，已在激烈的国际竞争中取得应有的地位。 论 文 科目:天然生物活性物质及其制备技术 专业:生物技术 班级:生技092班 姓名:周杰 学号:2009210230