平菇多糖提取分離純化及生物活性的研究進(jìn)展

朱彩平，翟希川，張　曉，李林強(qiáng)，張清安，吳曉霞，鄧　紅

（陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安710062）

平菇多糖提取分離純化及生物活性的研究進(jìn)展

朱彩平，翟希川，張曉，李林強(qiáng)，張清安，吳曉霞，鄧紅

（陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安710062）

平菇多糖是平菇的主要活性成分之一，由于其具有抗氧化、抗腫瘤及免疫調(diào)節(jié)等功能，在食品研究領(lǐng)域倍受青睞。文章綜述國(guó)內(nèi)外最近二十年來(lái)關(guān)于平菇多糖提取、分離純化、結(jié)構(gòu)及生物活性的研究進(jìn)展，提出目前平菇多糖研究中存在的不足，為進(jìn)一步的研究指明方向。

平菇，多糖，提取，純化，生物活性

平菇（Pleurotus ostreatus），又稱白蘑，學(xué)名側(cè)耳，是擔(dān)子菌門(mén)下傘菌目側(cè)耳科的一種，常呈現(xiàn)灰色，是廣泛栽培的食藥兩用菌之一［1］。中醫(yī)認(rèn)為平菇性溫、味甘，具有追風(fēng)散寒、舒筋活絡(luò)的功效，用于治療腰腿疼痛、手足麻木、筋絡(luò)不通等病癥。平菇子實(shí)體富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，味道鮮美，每100g干品中含蛋白質(zhì)7.8～17.8g，脂肪1.0～23g，糖類57.6～81.8g，還原糖0.87%～1.8%，粗纖維5.6g［2］，是獲得多糖物質(zhì)的極佳原材料。平菇多糖，尤其是水溶性平菇多糖是目前研究最多的平菇成分之一，大量藥理學(xué)研究表明，平菇水溶性多糖（以下簡(jiǎn)稱平菇多糖）具有良好的生物活性，如抗氧化［3-10］、抗腫瘤［11-13］、免疫調(diào)節(jié)［14-15］、抗癌［16］等，開(kāi)發(fā)平菇多糖產(chǎn)品將具有較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益?，F(xiàn)從平菇多糖的提取、分離純化、結(jié)構(gòu)特征、生物活性及開(kāi)發(fā)前景等方面將平菇多糖近二十幾年的研究進(jìn)展綜述如下。

1　平菇粗多糖的提取

1.1熱水浸提法

平菇粗多糖的提取，目前使用最多的是熱水浸提法，其基本工藝流程為：平菇干品→粉碎→熱水浸提→濃縮→乙醇沉淀→干燥→平菇多糖粗品。在此工藝中，影響平菇多糖得率的因素主要有提取溫度、提取時(shí)間、料液比等［17-18］。該法提取多糖簡(jiǎn)單易行，但是提取時(shí)間較長(zhǎng)，一般需要3～4h，提取溫度為90～95℃，料液比為1∶（35～50）。

紀(jì)麗麗和那娜［19］采用亞臨界水技術(shù)提取平菇多糖，通過(guò)對(duì)提取溫度、提取時(shí)間和料液比進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)分析得出，提取時(shí)間對(duì)多糖得率有極顯著影響。得到最佳提取條件：溫度150℃，料液比1∶20，在5MPa下提取7min，多糖的得率可達(dá)到13.65%，此法提取時(shí)間短，多糖得率高，且所用的溶劑為水，條件溫和，有利于對(duì)多糖結(jié)構(gòu)的保護(hù)。

1.2超聲波法、微波法輔助提取

超聲波提取法在提取生物活性物質(zhì)中被認(rèn)為是最具有前途的提取技術(shù)。它采用超聲波輔助溶劑進(jìn)行提取，聲波產(chǎn)生高速、強(qiáng)烈的空化效應(yīng)和攪拌作用，破壞植物的細(xì)胞，使溶劑滲透到細(xì)胞中，縮短提取時(shí)間，提高提取率［20］。微波能極大加速細(xì)胞壁的破裂，應(yīng)用于天然活性成分的提取中，能極大加快提取速度，增加提取率。

朱彩平等［21］運(yùn)用超聲波輔助法提取平菇多糖，分析得到最佳工藝參數(shù)：提取時(shí)間50m in、超聲功率140W、料液比1∶40、提取溫度60℃，多糖得率10.55%。此法簡(jiǎn)單可行，與熱水浸提法相比大大節(jié)約了提取時(shí)間。

朱彩平等［22］運(yùn)用響應(yīng)曲面優(yōu)化微波輔助提取平菇多糖的工藝研究，確定最佳提取工藝為：提取時(shí)間10min、微波功率420W、料液比1∶40。平菇多糖得率9.04%。此法與超聲波法相比，更加節(jié)省提取時(shí)間。

1.3酶法提取

酶法提取技術(shù)在多糖提取上是一大創(chuàng)新，近年來(lái)在此方面研究也頗多。利用酶（如纖維素酶、果膠酶、蛋白酶等）作為催化劑，可以破壞細(xì)胞壁，從而降低傳質(zhì)阻力。此法反應(yīng)溫和，產(chǎn)物不易變性，能顯著提高提取率，縮短提取時(shí)間，既降低了成本，又環(huán)保節(jié)能。

錢(qián)磊等［23］利用響應(yīng)面優(yōu)化酶法提取平菇多糖，最佳工藝條件為：纖維素酶量1%，提取溫度49℃，在pH5.30下酶解135min，多糖的提取率為6.82%。此法以水為溶劑，所用酶量少，材料易得，成本較低，多糖提取率高。

朱彩平等［24］分別使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的木瓜蛋白酶和纖維素酶進(jìn)行平菇多糖的提取，酶解溫度50℃左右，酶解1h，pH分別為6、7，多糖得率分別為18.67%、18.52%，比傳統(tǒng)的熱水浸提法得率明顯提高。

此外，也有許多研究者將不同的提取方法結(jié)合起來(lái)，以提高多糖提取效果。張艷［25］采用Box-behnken設(shè)計(jì)響應(yīng)面法優(yōu)選平菇中多糖的超聲波輔助纖維素酶提取工藝，得到最佳提取條件為：酶解溫度52℃，酶解時(shí)間57min，酶用量0.0165g，超聲時(shí)間5min，該條件下提取率為26.9%。此法明顯縮短了酶解和超聲時(shí)間，提高了提取率。

2　平菇粗多糖的分離純化

多糖分級(jí)分離后有助于對(duì)其進(jìn)行后續(xù)研究，提取的粗多糖中常含有蛋白質(zhì)、核酸和色素等雜質(zhì)，影響多糖的純度，同時(shí)對(duì)研究多糖的生物活性有影響。除去粗多糖里的蛋白類物質(zhì)常采用三氯乙酸法、三氟三氯乙烷法、Sevage［氯仿∶正丁醇=5∶1（V/V）］法和蛋白酶法。其中三氯乙酸法作用比較強(qiáng)烈，易使糖苷鍵斷裂；Sevage法較溫和，卻需要重復(fù)多次才能達(dá)到脫除蛋白的目的；蛋白酶法，作用效果好，但是可能會(huì)破壞糖蛋白上的肽鏈，影響多糖的活性。對(duì)于色素類物質(zhì)可采用活性炭吸附、雙氧水脫色、離子交換樹(shù)脂等進(jìn)行處理。小分子的無(wú)機(jī)離子、低聚糖等可通過(guò)逆向水流透析、超速離心或用不同的濾膜進(jìn)行超濾除去。多糖的分離純化主要有分級(jí)沉淀、纖維素離子交換柱層析和凝膠柱層析［26］。

曹向宇等［4］以酶法獲取的平菇菌絲體粗多糖溶液經(jīng)乙醇沉淀后，通過(guò)對(duì)粗多糖進(jìn)行Sevage法去除蛋白質(zhì)，DEAE-32離子交換柱層析和Sephadex G100凝膠過(guò)濾純化，將得到的純多糖通過(guò)紫外光譜掃描和醋酸纖維薄膜法鑒定純度，結(jié)果表明所得菌絲體多糖為均一組分，不含蛋白質(zhì)、多肽及核酸成分。

劉曉河等［27］采用水提醇沉法將獲取的粗多糖經(jīng)DEAE-32和Sephadex G75柱層析等方法分離純化得到含量為5.8%的中性多糖（POP-Ⅰ）和含量為7.25%的酸性多糖（POP-Ⅱ），且經(jīng)過(guò)分析知，POP-Ⅰ是由D-葡萄糖組成的均多糖，POP-Ⅱ?yàn)殡s多糖。

楊海龍等［2］以熱水抽提、乙醇沉淀法獲得的粗多糖經(jīng)Sevage法去除蛋白，乙醇分級(jí)分離，再經(jīng)DEAE-纖維素層析得到PSⅠ和PSⅡ兩種純多糖，且經(jīng)聚丙烯酰胺凝膠電泳分析兩種純多糖均呈單一條帶。程超［28］將獲取的粗多糖進(jìn)行脫色、脫蛋白后用紅外和紫外光譜證明多糖與蛋白質(zhì)以復(fù)合物的形式存在。

Sun［14］通過(guò)乙醇、丙酮和乙醚沉淀獲得粗多糖（CPOP），經(jīng)Sevage除蛋白、DEAE-Sepharose CL-6B洗脫、凝膠滲透層析和Sephadex G25純化獲得水溶性純多糖（POP），為后續(xù)多糖的結(jié)構(gòu)鑒定提供了方便。

此外，Tong［11］和Maity等［29］分別通過(guò)纖維素離子交換柱層析、瓊脂糖凝膠過(guò)濾層析和凝膠滲透層析法分離純化平菇粗多糖，進(jìn)而探究平菇多糖的結(jié)構(gòu)、成分等特性。

3　平菇多糖的結(jié)構(gòu)鑒定

多糖結(jié)構(gòu)的測(cè)定主要有化學(xué)分析法和儀器分析法?；瘜W(xué)分析法主要用于多糖一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定，方法簡(jiǎn)單，操作便捷，常用的方法有部分酸水解、高碘酸氧化、Sm ith降解和甲基化分析。常用的儀器分析法有紫外光譜、紅外光譜、氣相色譜、高效液相色譜、核磁共振以及質(zhì)譜等。儀器分析法具有速度快，精確度高的優(yōu)勢(shì)。最常用的是將二者結(jié)合進(jìn)行多糖結(jié)構(gòu)的鑒定，可大大提高鑒定效果。結(jié)構(gòu)決定功能，探究多糖的結(jié)構(gòu)對(duì)研究多糖的生物活性及構(gòu)效關(guān)系至關(guān)重要。然而由于提取工藝、純化方法的差異，對(duì)結(jié)構(gòu)研究的結(jié)果也不盡相同，如單糖的組成和糖苷鍵的連接方式均存在較大差異。

3.1單糖組成

對(duì)多糖的組成成分進(jìn)行鑒定是研究多糖結(jié)構(gòu)和生物活性的必要前提。真菌多糖的單糖組分比較復(fù)雜，主要含有葡萄糖、甘露糖、半乳糖，還有鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、巖藻糖和核糖等其他一些單糖。Daba等［15］研究發(fā)現(xiàn)，平菇菌絲體中的多糖結(jié)構(gòu)，主要以（1→3）、（1→6）-葡聚糖為主鏈，組成中的單糖除了葡萄糖外，還有半乳糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖等，但是葡萄糖的比例仍很高，約占18%。Xia等［6］從平菇子實(shí)體中提取出一種水溶性蛋白聚糖，這種多糖中葡萄糖為單糖的主要成分，除此之外還有阿拉伯糖、甘露糖、半乳糖和半乳糖醛酸等成分。

Yang等［30］從平菇子實(shí)體中提取一種水溶性多糖并命名為POPw，分子量2.3×104u，總糖含量97.1%，糖醛酸0.3%，蛋白質(zhì)0.2%。通過(guò)GC分析表明，POPw由葡萄糖、半乳糖、甘露糖、鼠李糖和阿拉伯糖組成，占總糖的比例分別為52.3%、25.8%、10.0%、6.1%和5.2%。

Zhang等［5］使用乙醇沉淀，陰離子交換色譜和凝膠滲透色譜法提純獲得PSPO-1a、PSPO-2a、PSPO-3a、PSPO-4a四種多糖組分，其中PSPO-1a和PSPO-4a含量較高。經(jīng)檢測(cè)分析，這兩種多糖組分均含有蛋白質(zhì)和糖醛酸。PSPO-1a的單糖組成為甘露糖、葡萄糖、半乳糖、木糖和鼠李糖，摩爾分子量比為2.47∶0.91∶1.00∶1.66∶3.87。而PSPO-4a僅由甘露糖、半乳糖和鼠李糖組成，摩爾分子量比為2.69∶1.00∶0.92。并且經(jīng)過(guò)HPLC分析估測(cè)PSPO-1a的分子量為1.8×104u，比PSPO-4a分子量（1.1×106u）小了很多。

3.2糖苷鍵分析

在平菇多糖中，各單糖之間是以糖苷鍵的形式連接起來(lái)的，其連接方式對(duì)多糖的生物活性也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，目前由于不同研究者所采用的多糖提取方式不同，對(duì)糖苷鍵連接方式的研究結(jié)果也存在較大差異。

鄒東恢［31］采用多酶法提取的平菇多糖，經(jīng)過(guò)紅外光譜分析表明，此種多糖為β-吡喃多糖。Sun［14］從平菇的子實(shí)體中提取出一種新型的水溶性多糖，命名為POP，通過(guò)化學(xué)方法和儀器分析檢測(cè)，該多糖分子量為2.4×104u，主鏈的連接方式為（1→6）-α-D-半乳糖和（1→2，6）-α-D-半乳糖殘基，大多數(shù)半乳糖殘基在分支上以O(shè)-2-取代（1→3）-β-D-吡喃葡聚糖殘基作為終端。

Lavi［16］使用熱水浸提法獲得的小分量多糖經(jīng)鑒定為α-葡聚糖構(gòu)型。然而Sarangi［12］從平菇的菌絲體中獲得的三種中性多糖經(jīng)紅外光譜檢測(cè)被證實(shí)為β-糖苷鍵構(gòu)型。

Synytsya等［32］從平菇子實(shí)體中提取的多糖結(jié)構(gòu)經(jīng)鑒定為以（1→3）-葡聚糖為主鏈。Tong等［11］通過(guò)GC、HPGPC、FT-IR、部分酸水解、高碘酸鹽氧化、Smith降解等手段進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，分析結(jié)果為：提取的平菇多糖（POPS-1）分子量3.1×104u，多糖的組分主要為甘露糖、半乳糖和葡萄糖，且摩爾分子量之比為1∶2.1∶7.9。POPS-1主鏈以β-（1→3）連接的葡萄糖殘基為基本骨架，并偶爾在O-6鍵處出現(xiàn)分支。這些分支由（1→3）-葡萄糖、（1→4）-半乳糖和（1→4）-甘露糖組成，且在分支的末端以葡萄糖和半乳糖殘基終止。

Palacios等［33］使用乙醇沉淀法分別從冷水、熱水和熱的氫氧化鈉溶液中提取出三種各有獨(dú)特構(gòu)型的多糖片段，并分別記作PC、PH和PB。PC的主鏈?zhǔn)且驭?（1→3）、α-（1→6）糖苷鍵連接的吡喃半乳糖殘基為基本單元，PH是以α-（1→4）糖苷鍵連接的吡喃葡萄糖為結(jié)構(gòu)單元，而PB則是由β-（1→3），（1→6）糖苷鍵連接的β-葡聚糖結(jié)構(gòu)，并且PB在剛果紅絡(luò)合的條件下呈現(xiàn)出三重螺旋結(jié)構(gòu)。另外，通過(guò)甲基化的多羥糖醇乙酸酯和核磁共振研究，表明這些多糖的主鏈均為線型結(jié)構(gòu)。

Maity等［29］通過(guò)熱水浸提法獲得一種水溶性多糖，通過(guò)化學(xué)分析和儀器分析表明該多糖主要由D-葡萄糖與D-半乳糖構(gòu)成，且二者的摩爾比接近7∶1，由此建立了該多糖的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)，即一個(gè)單元的主鏈由兩個(gè)（1→3）-β-D-葡萄糖-（1→6）-β-D-葡萄糖-（1→6）-β-D-葡萄糖這樣的片段順次連接起來(lái)，并且在每個(gè)片段的第三個(gè)葡萄糖上連接上α-D-半乳糖或α-D-葡萄糖作為分支。

4　平菇多糖的生理功能

4.1抗腫瘤及抗癌作用

研究表明，平菇多糖具有良好的抗腫瘤及抗癌活性，但其構(gòu)效關(guān)系仍不明確。

李華［34］提取的糖肽對(duì)s180肉瘤有很強(qiáng)的抑制作用，提取的平菇堿性糖蛋白對(duì)s180肉瘤細(xì)胞具有很高的毒性。對(duì)于此現(xiàn)象，姜自彬等［13］在顯微鏡下觀察到平菇多糖對(duì)s180腹水瘤細(xì)胞的作用情況，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞逐漸膨脹，細(xì)胞膜上形成一些小泡并凸起，在1h內(nèi)全部破碎，而在對(duì)脾、肝臟、胃、胸腺等細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中均沒(méi)有破壞作用。

Tong等［11］以從平菇子實(shí)體中提取的一種水溶性多糖POPS-1進(jìn)行體外毒性檢測(cè)表明，多糖對(duì)人類胚胎腎細(xì)胞有很低的毒性，而對(duì)Hela腫瘤細(xì)胞的毒性實(shí)驗(yàn)則說(shuō)明平菇多糖具有明顯的抗腫瘤活性。此研究很好地說(shuō)明了POPS-1具有低毒及抗腫瘤的潛在特性，為抗腫瘤藥物的研制提供了理論支持，具有很好的現(xiàn)實(shí)意義。

孔繁利［35］分離得到的粗皮側(cè)耳堿提水溶性多糖WPOP-N1具有顯著的體內(nèi)腫瘤抑制作用，其作用機(jī)制可能是活化巨噬細(xì)胞分泌NO和腫瘤壞死因子α（TNF-α），并增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬能力。

Lavi等［16］以從平菇中提取的小分子量的α-葡聚糖作用于大腸癌HT-29細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，此小分子多糖能通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞凋亡因子Bax的表達(dá)，并增加細(xì)胞色素c的釋放來(lái)抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。另外，通過(guò)熒光激活細(xì)胞分選儀分析得出，多糖處理的HT-29細(xì)胞中膜聯(lián)蛋白陽(yáng)性細(xì)胞的比例很高。這里提供了一種新型的低分子量α-葡聚糖具有抗腫瘤特性的研究方法，并揭示了此種糖在結(jié)腸中直接通過(guò)誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡而抑制腫瘤細(xì)胞惡化的機(jī)制。Sarangi［12］使用提取的三種中性平菇多糖進(jìn)行抗腫瘤作用研究發(fā)現(xiàn)，多糖的抑制作用表現(xiàn)為阻止腫瘤細(xì)胞進(jìn)入分裂間期的DNA合成前期，從而阻止腫瘤細(xì)胞增殖。

隨著研究的深入，平菇多糖的抗癌活性不僅僅與葡聚糖有關(guān)，其他雜多糖也有許多生理活性。Nada等［36］在研究菌絲體中的非淀粉多糖時(shí)發(fā)現(xiàn)其可以顯著改善由CCl4造成的肝細(xì)胞氧化損傷，同時(shí)葡聚糖具有減少腫瘤壞死因子α（TNF-α）、白介素1（IL-1）、白介素6（IL-6）的分泌等作用。而這些炎癥細(xì)胞因子常在心力衰竭病人體內(nèi)過(guò)度表達(dá)，通過(guò)影響心肌收縮力，引起心肌肥大，誘導(dǎo)心肌纖維化和凋亡，促進(jìn)心臟重構(gòu)等作用促使心力衰竭。

4.2免疫調(diào)節(jié)作用

多糖的免疫調(diào)節(jié)作用機(jī)制主要是從免疫器官、免疫細(xì)胞和免疫分子等層次刺激吞噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫物質(zhì)數(shù)量的增加和活性的增強(qiáng)，從而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)的作用。

Sun［14］提取的水溶性平菇多糖（POP）具有顯著的免疫調(diào)節(jié)活性，能夠顯著增加刀豆蛋白A（ConA）的量，并且能增強(qiáng)由脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的淋巴細(xì)胞的增殖。Sarangi［12］利用提取的三種中性多糖對(duì)s180小鼠實(shí)體瘤模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該多糖可提高NK細(xì)胞的活性和誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞合成NO，從而達(dá)到抑瘤功效，具有免疫調(diào)節(jié)作用。同樣地，Maity等［29］提取的平菇水溶性雜多糖具有刺激吞噬細(xì)胞、脾細(xì)胞和胸腺細(xì)胞的特性。這些研究為開(kāi)發(fā)平菇功能性食品或天然低毒的免疫抑制劑提供了依據(jù)。

4.3抗氧化作用

抗氧化是指抗氧化自由基。人體因?yàn)榕c外界的持續(xù)接觸，包括呼吸（氧化反應(yīng)）、外界污染、放射線照射等因素不斷的在人體體內(nèi)產(chǎn)生自由基。科學(xué)研究表明，癌癥、衰老或其他疾病大都與過(guò)量自由基的產(chǎn)生有關(guān)聯(lián)。研究抗氧化可以有效克服其所帶來(lái)的危害，所以抗氧化作用被保健品、化妝品企業(yè)列為主要的研發(fā)方向之一，也是市場(chǎng)最重要的功能性訴求之一。評(píng)價(jià)多糖的抗氧化活性主要是評(píng)價(jià)多糖成分在清除自由基和抗脂質(zhì)過(guò)氧化兩個(gè)方面的能力［37］。在平菇多糖抗氧化性方面國(guó)內(nèi)外的研究都比較多，主要包括以下幾個(gè)方面。

4.3.1清除DPPH自由基Xia等［6］從平菇子實(shí)體中提取的一種水溶性蛋白葡聚糖（POPPS-a），發(fā)現(xiàn)其濃度為8mg/m L時(shí)，對(duì)DPPH自由基的清除率為82.4%，高于粗品平菇多糖（POP）清除率57.7%。

王金璽［3］對(duì)水提、堿提法獲取的粗多糖以及純化分級(jí)后選取的POP-Ⅰ-1和POP-Ⅱ-1純多糖，同時(shí)進(jìn)行體外抗氧化實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明四種多糖對(duì)DPPH自由基最大清除率分別為47.7%、41.9%、14.2%和11.22%。Zhang等［5］獲取的平菇多糖PSPO-1a、PSPO-4a對(duì)DPPH自由基最大清除率分別為62.5%±1.03%，54.9% ±0.8%。李機(jī)［7］研究平菇多糖的抗氧化性能時(shí)發(fā)現(xiàn)多糖濃度在1mg/m L至3mg/m L之間，對(duì)DPPH自由基的清除率以緩慢的上升趨勢(shì)從23.7%增至41.8%，當(dāng)多糖濃度為5mg/m L時(shí)，清除率達(dá)到50.6%，之后不再有明顯變化。

曹向宇等［4］使用酶法從平菇菌絲體中提取的粗多糖經(jīng)離子交換層析進(jìn)行純化收集單一峰，實(shí)驗(yàn)表明其對(duì)DPPH自由基最大的清除率可達(dá)45.41%，再用凝膠過(guò)濾進(jìn)一步純化收集的純多糖對(duì)DPPH自由基清除率最高可達(dá)61.31%，可見(jiàn)純化程度愈高清除率愈高。

4.3.2清除超氧陰離子自由基（O2-·）超氧陰離子自由基是生物體內(nèi)有氧代謝過(guò)程中產(chǎn)生的重要的自由基之一，它的存在能夠直接或間接地引起生物大分子的氧化破壞，誘發(fā)膜脂質(zhì)過(guò)氧化，降低膜脂流動(dòng)性，是生物體衰老和許多疾病產(chǎn)生的重要原因［38］。

楊海龍等［2］在體外進(jìn)行超氧離子自由基反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所提取的兩種多糖PSⅠ、PSⅡ濃度在低于300μg/m L時(shí)，清除率隨濃度的增加而增大，最低清除率為35%，最高清除率可達(dá)60%，但當(dāng)濃度再增大10μg/m L，清除率顯著下降，均在15%以下。

沈侃等［8］研究純化后的平菇多糖清除O2-·能力，結(jié)果顯示，多糖濃度在200mg/L內(nèi)，隨著濃度增大呈一定的正相關(guān)，當(dāng)濃度再增大時(shí)則呈負(fù)相關(guān)。對(duì)此程超等［9］在研究酶法輔助熱水提取平菇多糖的體外抗氧化能力時(shí)，對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，建立多項(xiàng)式回歸方程來(lái)模擬清除率與多糖濃度之間的關(guān)系。

李機(jī)［7］進(jìn)行平菇多糖的體外抗氧化研究，結(jié)果顯示當(dāng)多糖濃度為8mg/m L時(shí)，對(duì)O2-·的清除率高達(dá)63.9%，且清除率最低為20%。另外有研究報(bào)道，對(duì)O2-·的清除率與多糖的純度有一定的關(guān)系。曹向宇等［4］研究顯示，平菇純多糖濃度在0～0.5mg/m L時(shí)對(duì)O2-·的清除率可達(dá)74.76%，而未純化前粗多糖的清除率最高僅為23.23%，可見(jiàn)純化后的平菇多糖清除超氧陰離子自由基的效果更好。Xia等［6］研究發(fā)現(xiàn)平菇多糖粗品POP和蛋白聚糖POPPS-a在8mg/m L時(shí)對(duì)O2-·的清除率分別為40.5%和70.6%，純品POPPS-a的清除能力也顯著高于粗品POP。

4.3.3清除羥基自由基（·OH） 羥基自由基是生物體內(nèi)最活潑、最具攻擊性、毒性最大的自由基，對(duì)人體的危害很大，是細(xì)胞壞死或突變的原因之一［39］。任清等［40］運(yùn)用結(jié)晶紫法測(cè)定從新鮮平菇中提取的粗多糖對(duì)·OH的清除作用研究顯示，多糖的濃度（w=0.1%、0.5%、1%、2%）越大，清除能力越強(qiáng)，清除率分別為0.64%、4.39%、7.15%、18.40%，清除效果上呈現(xiàn)出一定的劑量-效應(yīng)關(guān)系。程超等［28］通過(guò)擬合平菇多糖濃度與·OH清除率的關(guān)系，建立了線性回歸方程，表明二者之間呈正相關(guān)關(guān)系。

由于提取分離及純化多糖的工藝流程有差別，獲取的多糖對(duì)羥基自由基的清除效果也會(huì)有所差異。王金璽［3］使用水提法、堿提法獲取的兩種平菇粗多糖以及純化后獲得POP-Ⅰ-1和POP-Ⅱ-1兩種純多糖，進(jìn)行清除羥基自由基的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，兩種粗多糖的清除效果明顯高于純化后的純多糖。而曹向宇等［4］使用酶法提取純化的多糖進(jìn)行此方面的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，純化后的平菇多糖對(duì)羥基自由基的清除效果比未純化前（粗多糖清除率在21.26%±1.97%左右）好，清除率在53.78%±2.18%左右，但效果沒(méi)有對(duì)超氧陰離子自由基好。Xia等［6］研究發(fā)現(xiàn)平菇多糖粗品POP和純品POPPS-a對(duì)羥基自由基的清除率分別為44.4%和78.4%，多糖純品的清除效果明顯優(yōu)于粗品。不同學(xué)者的研究結(jié)果出現(xiàn)的這種差異可能與提取的多糖的單糖組成和結(jié)構(gòu)的不同有關(guān)。

吳丹［41］使用水提醇沉法從富硒的平菇中獲取多糖，通過(guò)水楊酸法檢測(cè)此多糖對(duì)羥基自由基的清除作用，發(fā)現(xiàn)糖濃度在50μg/m L至250μg/m L之間，不僅清除效果與糖濃度呈正相關(guān)，而且相同濃度下，清除效果還和硒含量成正比，這可為平菇多糖的生物學(xué)活性研究提供一個(gè)新的研究方向。

4.3.4影響紅細(xì)胞膜自由基氧化紅細(xì)胞含有一定量的脂質(zhì)，其中含有一些不飽和脂肪酸（UFA），膜上脂質(zhì)過(guò)氧化是由自由基引發(fā)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，對(duì)細(xì)胞膜具有嚴(yán)重的破壞力，容易導(dǎo)致細(xì)胞破裂出現(xiàn)溶血現(xiàn)象。

曹向宇等［4］采用酶法獲得的平菇多糖對(duì)小鼠紅細(xì)胞溶血抑制實(shí)驗(yàn)顯示，平菇多糖對(duì)H2O2誘導(dǎo)紅細(xì)胞溶血表現(xiàn)出一定的劑量-效應(yīng)關(guān)系。平菇多糖對(duì)紅細(xì)胞膜自由基氧化的影響可用相對(duì)氧化率（RO）表示，沈侃等［8］在研究中發(fā)現(xiàn)，RO在12.5%到75%之間，主要原因可能是多糖分子對(duì)H2O2的親和力較大，阻礙了H2O2對(duì)小鼠紅細(xì)胞的過(guò)氧化，但是研究表明這種保護(hù)作用與多糖的濃度并不呈正相關(guān)，其中的原因還需要進(jìn)一步探究。

4.3.5結(jié)構(gòu)修飾對(duì)平菇多糖的抗氧化活性影響由于多糖的殘基上有羥基、羧基和氨基等基團(tuán)，可通過(guò)硫酸化、甲基化、羧甲基化和乙?；冗M(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，以增強(qiáng)它的某些生物學(xué)活性［42］。王金璽［3］進(jìn)行了關(guān)于平菇多糖結(jié)構(gòu)修飾與抗氧化活性的研究，對(duì)提取純化的POP-Ⅰ-1和POP-Ⅱ-1平菇多糖經(jīng)硫酸化和羧甲基化，得到硫酸化多糖（SPOP-Ⅰ-1）和羧甲基多糖（CPOP-Ⅱ-1）兩種多糖修飾產(chǎn)物。分別對(duì)SPOP-Ⅰ-1和CPOP-Ⅱ-1進(jìn)行抗氧化能力測(cè)試，結(jié)果表明，SPOP-Ⅰ-1對(duì)·OH和O2-·的清除能力分別為18.16%和30.04%，CPOP-Ⅱ-1對(duì)·OH和O2-·的清除能力分別為44.22%和40.23%，均高于未修飾前的清除效果。

4.4降血糖作用

隨著人們生活水平的提高，生活節(jié)奏的加快，糖尿病的發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì)。根據(jù)中國(guó)糖尿病協(xié)會(huì)最新調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中國(guó)的糖尿病發(fā)病率高達(dá)9.7%，全國(guó)糖尿病人接近一個(gè)億，中國(guó)已成為全球范圍糖尿病增長(zhǎng)最快的地區(qū)，而且超越印度成為“糖尿病第一大國(guó)”。糖尿病在臨床上主要以高血糖為標(biāo)志，如何降低人們的血糖，預(yù)防人們患糖尿病成為關(guān)鍵。

血糖濃度是調(diào)節(jié)胰島素、血糖分泌最重要的因素。孟艷［43］通過(guò)活體兔動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明，向小腸液中添加平菇多糖，使小腸灌注液中的葡萄糖動(dòng)態(tài)性消失率顯著提高，表明平菇多糖具有促進(jìn)小腸上皮細(xì)胞對(duì)葡萄糖的吸收作用，但血液中的葡萄糖水平并未表現(xiàn)出升高，而是顯著性降低。該研究認(rèn)為，由于血清胰島素水平顯著性升高，而血糖水平差異不顯著，因此能夠有效地降低血糖水平，促進(jìn)機(jī)體對(duì)能量物質(zhì)的利用。同時(shí)也表明，小腸液中添加了平菇多糖能有效地改善血糖代謝調(diào)節(jié)的相關(guān)激素水平及能力。

4.5抗炎、抑菌及抗病毒作用

Yang等［30］使用平菇多糖POPw進(jìn)行小鼠動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明POPw能明顯抑制由胃酸誘導(dǎo)的小鼠胃損傷，同時(shí)伴有黏液合成增加和前列腺素的產(chǎn)生。在小鼠胃潰瘍模型中，POPw可以減少硫代巴比妥酸反應(yīng)物質(zhì)（TBARS）的含量，以此來(lái)改善胃的氧化損傷和增強(qiáng)胃粘膜抵抗力。

李機(jī)［7］研究發(fā)現(xiàn)平菇多糖對(duì)細(xì)菌（大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡糖球菌）和霉菌（黑曲霉、根霉）抑制效果好，而對(duì)釀酒酵母抑制作用不明顯。

張超等［44］通過(guò)研究比較平菇、香菇和金針菇多糖對(duì)煙草花葉病毒、黃瓜花葉病毒的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，平菇多糖對(duì)病毒的抑制作用明顯高于其他兩種多糖，對(duì)兩種病毒的抑制效果分別達(dá)到98.6%、98.7%，在抗病毒方面具有良好的作用效果。

4.6抗突變作用

曾令福等［45］將平菇拌入飼料喂養(yǎng)小鼠，研究發(fā)現(xiàn)其對(duì)環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核率、小鼠精子畸形率均有明顯的抑制作用，并且隨濃度增加抑制作用增強(qiáng)，濃度在30%～50%的效果明顯。另外平菇粗多糖提取物對(duì)絲裂霉素誘發(fā)人外周血淋巴細(xì)胞染色體畸變有明顯的抑制作用，隨濃度增加抑制作用增強(qiáng)。這一研究揭示了平菇及其多糖提取物具有較好的抗誘變的作用，但其抗誘變機(jī)理尚未見(jiàn)報(bào)道。

4.7保濕作用

任清等［40］利用平菇多糖進(jìn)行抗氧化保濕功效研究。通過(guò)體內(nèi)測(cè)水合率和水分散失率法，在23～27℃，40%～60%的濕度下，2h內(nèi)多糖的水合率大于甘油的水合率，且水分散失率小于甘油，由此說(shuō)明平菇多糖防水分散失能力優(yōu)于甘油。另外進(jìn)行的體外水分散失率法研究表明4h內(nèi)含1%平菇多糖溶液的持水能力強(qiáng)于含5%甘油的水溶液，但在4～8h內(nèi)多糖的保濕效果下降很快，在8h后低于甘油。以上實(shí)驗(yàn)說(shuō)明在一定時(shí)間范圍內(nèi)，平菇多糖的保濕性優(yōu)于甘油。

5　展望

大多數(shù)研究者采用的平菇多糖的提取方式是熱水浸提法。近年來(lái)新的提取方式，如超聲波輔助萃取、微波輔助萃取、酶法輔助萃取等也都成功地應(yīng)用到平菇多糖的提取上，大大節(jié)約了提取時(shí)間并提高了平菇多糖的得率。超臨界流體萃取、超濾以及膜分離等更先進(jìn)的提取方式目前在平菇多糖的提取上還未見(jiàn)利用，相信這些技術(shù)在平菇多糖的提取方面也將具有良好的應(yīng)用前景。

平菇多糖的化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不同的提取方式得到的多糖組分有一定差別，結(jié)構(gòu)也各不相同。目前對(duì)平菇多糖結(jié)構(gòu)的研究多側(cè)重于分子量大小、單糖組成、側(cè)鏈位置及糖苷鍵的結(jié)合方式等，對(duì)其高級(jí)結(jié)構(gòu)的研究卻甚少。大多數(shù)專家普遍認(rèn)為多糖的高級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)其生物活性的影響較初級(jí)結(jié)構(gòu)更為重要，所以在今后一段時(shí)間內(nèi)，對(duì)平菇多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)（尤其是空間構(gòu)象）的研究仍然會(huì)是研究的熱點(diǎn)及難點(diǎn)。

平菇多糖的生物活性雖然已從多個(gè)方面得到證實(shí)，其結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系也偶見(jiàn)報(bào)道，但對(duì)其構(gòu)效關(guān)系的研究仍不夠深入，這方面的研究可以通過(guò)對(duì)平菇多糖進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾和優(yōu)化以提高其生物活性，為開(kāi)發(fā)保健品和臨床輔助藥物提供依據(jù)。

此外，隨著硒、鍺、鋅、鈣等礦物質(zhì)元素的抗氧化、提高機(jī)體免疫力、抗腫瘤等活性的發(fā)現(xiàn)，對(duì)硒、鍺、鋅、鈣等礦物質(zhì)元素的研究也已成為熱點(diǎn)，人體不能合成這些元素，只能從食物中獲得。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)在平菇發(fā)酵培養(yǎng)過(guò)程中，通過(guò)添加硒、鍺、鋅、鈣等元素［41，46-47］，讓菌絲體吸收到的有機(jī)硒、鍺、鋅、鈣極易被人體吸收。如果從富含礦物質(zhì)元素的平菇中提取平菇多糖，將匯集多糖和礦物質(zhì)元素的生物活性于一體，更具有開(kāi)發(fā)和利用價(jià)值。

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Research progress in extraction，separation，purification and bioactivity of Pleurotus ostreatus polysaccharides

ZHU Cai-ping，ZHAIXi-chuan，ZHANG Xiao，LILin-qiang，ZHANG Qing-an，WU Xiao-xia，DENG Hong
（College of Food Engineering and Nutritional Science，Shanxi Normal University，Xi’an 710062，China）

As one of the main active ing red ient of Pleurotus ostreatus，Pleurotus ostreatus polysaccharides were acc laimed in food research field ow ing to its antioxidation，antitumor and immunomodulatory functions.This paper reviewed the research p rog ress of the extraction，purification，structure and biologicalactivity of Pleurotus ostreatus polysaccharides athome and abroad in the last20 years，and then p roposed the p rob lem s encountered during the investigations of Pleurotus ostreatus polysaccharides，which would p rovide a useful guidance for the future stud ies.

Pleurotus ostreatus；polysaccharides；extraction；purification；biologicalactivity

TS255.1

A

1002-0306（2015）06-0359-07

10.13386/j.issn1002-0306.2015.06.070

2014-06-17

朱彩平（1979-），女，博士，講師，研究方向：功能食品及天然活性成分。

國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（31301598）；陜西省自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目（2012JQ3014）；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目（GK201402042，GK201304007）；國(guó)家留學(xué)基金項(xiàng)目（201406875010）。