食用菌作為新型抗糖尿病藥物的應(yīng)用進(jìn)展*

劉韞滔，李才明，徐樹德，吳賀君

（1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，四川 雅安 625014；江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇 無錫 214122；3.廣東溢多利生物科技股份有限公司，廣東 珠海 519060）

〈綜述〉

食用菌作為新型抗糖尿病藥物的應(yīng)用進(jìn)展*

劉韞滔1，李才明2，徐樹德3，吳賀君1

（1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，四川 雅安 625014；江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇 無錫 214122；3.廣東溢多利生物科技股份有限公司，廣東 珠海 519060）

在廣泛收集整理相關(guān)研究資料的基礎(chǔ)上，分析了食用菌主要營養(yǎng)成分含量的范圍，歸納了具有抗糖尿病活性的食用菌種類及其作用機理，以評價食用菌作為糖尿病患者的日常膳食營養(yǎng)補充的可行性。同時介紹了現(xiàn)階段在糖尿病的預(yù)防和治療中亟待解決的問題，并結(jié)合食用菌作為抗糖尿病藥物在該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，最終論證了食用菌是一種具有研究價值和應(yīng)用潛質(zhì)的新型抗糖尿病藥物，也為今后抗糖尿病藥物的選擇和研發(fā)提供參考。

食用菌；糖尿病；現(xiàn)狀

糖尿病是當(dāng)今威脅人類健康的主要慢性代謝疾病之一，由胰島素分泌缺陷或其生物功能紊亂所引起，約占全球總?cè)藬?shù)5%的人口，正遭受著糖尿病及其并發(fā)癥的折磨[1]。目前，眾多化學(xué)合成或者生物化學(xué)合成的抗糖尿病藥物被研發(fā)，并投入臨床市場。盡管它們對糖尿病治療的功效非常顯著，但目前均無法從根本上治療糖尿病，并且價格不菲，甚至?xí)a(chǎn)生一系列副作用。尋找一種高效、低副作用、廉價的新型藥物，成為糖尿病臨床治療的當(dāng)務(wù)之急[2]。因此具有抗糖尿病活性的食用菌，成為了研究的熱點。它不但含有比大部分植物更高的蛋白質(zhì)及其更低的脂肪，并且大量研究證明其具有引人矚目的抗糖尿病活性。

1 食用菌

1.1食用菌的產(chǎn)量及分布

全球食用菌年產(chǎn)量約為3 600萬t，其中主要產(chǎn)區(qū)集中在中國、日本、韓國等亞太地區(qū)。隨著我國國民經(jīng)濟穩(wěn)定增長，特別是農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，食用菌產(chǎn)業(yè)作為“帶動農(nóng)村發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)民增收”的重要農(nóng)副產(chǎn)業(yè)，也隨之迅速發(fā)展壯大。我國食用菌產(chǎn)量由1978年的不足6萬t增產(chǎn)到2011年的2 571.7萬t（約占全球總產(chǎn)量的70%），并且產(chǎn)值超過了1500億元，出口創(chuàng)匯24.07億美元，成為世界上最大的食用菌生產(chǎn)國和出口國。食用菌產(chǎn)業(yè)目前已成為繼糧、棉、油、果、菜之后的第六大類種植業(yè)[3]。我國主產(chǎn)食用菌品種見表1。

表1 我國主產(chǎn)食用菌品種Tab.1 Main edible fungus in China

從表1可以看出，我國年產(chǎn)量超過100萬t的有平菇、香菇、雙孢蘑菇等5個品種（占全國食用菌總產(chǎn)量71.1%）；年產(chǎn)量20萬t～99萬t的有金針菇、姬菇、雞腿菇等6個品種；年產(chǎn)量5萬t～19萬t的有滑菇、杏鮑菇、白靈菇等9個品種[3]。全國食用菌產(chǎn)量分布情況見表2。

表2 我國食用菌主產(chǎn)省份Tab.2 Main edible fungus producing area in China

從表2可以看出，河南、福建、山東三省的食用菌產(chǎn)量居全國前三。年產(chǎn)值超過50億元的有河南、廣東、山東3個?。荒戤a(chǎn)值為20億元～49億元的有河北、吉林、黑龍江等8個??；年產(chǎn)值為10億元～19億元的有安徽、廣西、云南等4個省、自治區(qū)[3]。

1.2食用菌的營養(yǎng)成分

1.2.1 水分含量

新鮮食用菌的水分含量往往占總重量的90%左右，因此食用菌的固形物（主要是由糖類、蛋白質(zhì)、脂類和微量元素等構(gòu)成）含量相對較低。較高的含水量，使得食用菌極易受到微生物的污染而變質(zhì)，嚴(yán)重地縮短其貨架期。因此開發(fā)出能夠充分利用食用菌各種生物活性的加工和儲藏技術(shù)，就顯得十分必要和緊迫[4]。

1.2.2 糖類

糖類在食用菌中的含量變化范圍很大，從13%～65%不等[5-7]。其中不可被消化的糖類（幾丁質(zhì)、β-葡聚糖、甘露聚糖等）占了總含量的大部分，具有促消化、降血糖、調(diào)節(jié)血脂的功能[5]。

1.2.3 蛋白質(zhì)

評價食用菌的營養(yǎng)價值，主要的一個參考因素就是它們的蛋白質(zhì)含量。一般而言，食用菌中蛋白質(zhì)含量為 12%～30%[5]。聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織（FAO）認(rèn)為，食用菌蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值比植物蛋白更高[8]。有研究認(rèn)為，食用菌的氨基酸組成接近或者好于大豆蛋白[6]，甚至可以與雞蛋媲美[7]。

1.2.4 脂質(zhì)和能量

食用菌的脂肪和能量含量非常低，一般分別在1%～7%和（1.2～1.5）×104kJ·kg-1之間。這個數(shù)據(jù)與被譽為“蔬菜皇冠”的西蘭花非常接近（脂肪含量6%，能量1.38×104kJ·kg-1）[5，9]。

1.2.5 礦物質(zhì)

食用菌能富集大量的大量元素和微量元素，其中也包括砷（As）、汞（Hg）、鎘（Cd）和鉛（Pb）等有毒的重金屬元素。食用菌里鉀（K）和磷（P）一般是含量最大的元素，鈣（Ca）、鎂（Mg）、鈉（Na）和鐵（Fe）的含量緊隨其后。一般而言，食用菌鉀的含量范圍在（1.6～3.7） ×104mg·kg-1，磷的含量范圍在（0.48～1.9） ×104mg·kg-1[10-11]。

2 糖尿病

2.1糖尿病概述

糖尿病是一種常見的慢性綜合代謝疾病，其主要臨床病征表現(xiàn)為血糖水平過高，并由此引發(fā)一系列嚴(yán)重的健康問題（如視網(wǎng)膜病變、神經(jīng)病變、腎功能不全等）[1]。全球約有上千萬的糖尿病患者，已經(jīng)成了許多國家的主要社會問題。有數(shù)據(jù)表明，全球治療糖尿病及其并發(fā)癥的花費正在飛速增長，必將對各國的衛(wèi)生保健體系造成重大的負(fù)擔(dān)。根據(jù)國際糖尿病聯(lián)合會的數(shù)據(jù)，2010年全球治療糖尿病的支出超過了3千億美金（占所有疾病醫(yī)療支出的12%），并且預(yù)計在2015年，這個數(shù)字將達(dá)到約5千億美金[2]。

糖尿病主要由兩個因素引起：胰島素分泌不足；外周細(xì)胞對胰島素不敏感[12]。胰島素是一種激素，能夠?qū)⑻?、淀粉和其他食物轉(zhuǎn)化為能源物質(zhì)（糖原），并以此調(diào)節(jié)血糖。當(dāng)胰島素水平偏低或者產(chǎn)生胰島素抵抗時，會阻礙機體將葡萄糖轉(zhuǎn)化為糖原（主要在肝臟），而最終導(dǎo)致多余的血糖無法被轉(zhuǎn)移。隨著時間的推移，會對機體的多個系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的損傷，尤其是神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)[12]。

一般認(rèn)為，糖尿病主要有3種類型，分別是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型糖尿病。其中Ⅱ型糖尿病是最普遍的糖尿病類型，占總發(fā)病人數(shù)90%。它主要是由于外周細(xì)胞沒有辦法利用胰島素（胰島素抵抗），因此被稱為非胰島素依賴型糖尿病。Ⅱ型糖尿病的發(fā)病主要集中在中老年，但由于肥胖人口的增加和人們?nèi)粘ｅ憻挼娜狈?，發(fā)病年齡有低齡化的趨勢[13]。

糖尿病的發(fā)病原因不盡相同，大致可以分為兩類：環(huán)境因素和先天遺傳因素。Ⅰ型糖尿病主要是由先天遺傳因素所引起，而Ⅱ型糖尿病不僅受到先天遺傳的影響，人們不健康的生活方式，也是其發(fā)病的主要原因。流行病學(xué)研究證明，糖尿病和某些疾病存在雙向關(guān)系，這些疾病會增加糖尿病的發(fā)病率，例如：代謝紊亂導(dǎo)致的肥胖及其生活壓力所導(dǎo)致的沮喪等[14]。盡管糖尿病是一種慢性疾病，至今仍沒有治愈的辦法，但是Ⅱ型糖尿病可以通過合理膳食及其健康的生活方式，而得到預(yù)防和改善[15]。

2.2糖尿病的預(yù)防與治療

隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展及對糖尿病認(rèn)知的提升，一些新的方法被應(yīng)用到糖尿病及其并發(fā)癥的治療當(dāng)中。如人工胰島素、二甲雙胍、格列本脲等藥物，對降血糖的治療效果非常顯著。然而這些藥物均無法根治糖尿病，并且存在一定程度的副作用或者依賴性，另外高昂的費用也是制約其臨床應(yīng)用的主要原因[16]。因此，研發(fā)出更有效、更安全、更廉價的降血糖藥物是當(dāng)今糖尿病臨床醫(yī)療中最迫切需要解決的問題。由于天然產(chǎn)物的副作用小，相對廉價，并且易獲得，越來越受到科學(xué)研究及其醫(yī)療市場的關(guān)注。作為天然產(chǎn)物之一的食用菌，應(yīng)用于醫(yī)藥和保健食品的研究熱度也不斷升溫，已經(jīng)有很多含食用菌成分的抗糖尿病藥物被研發(fā)。且大量研究證明，食用菌是一種理想的功能食物，能夠改善和預(yù)防糖尿病及其并發(fā)癥[17]。

表3 具有抗糖尿病活性的部分食用菌Tab.3 Medicinal mushroom species with reported anti-diabetic effects

3 食用菌抗糖尿病研究現(xiàn)狀

3.1食用菌抗糖尿病的主要活性物質(zhì)

具有藥用價值的食用菌在傳統(tǒng)民間藥物中被認(rèn)為是非常重要的治療藥物之一，并且應(yīng)用非常普遍。特別是在中國、印度、日本和韓國，食用菌在傳統(tǒng)醫(yī)藥中被使用的歷史非常久遠(yuǎn)[18]。食用菌對疾病的治療主要是由于它所含有的生物活性物質(zhì)所引起的[19]。這些活性物質(zhì)中既包括大分子量的化合物（多糖、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)），也包括部分小分子量的代謝產(chǎn)物（凝集素、內(nèi)酯、萜類化合物、生物堿、甾醇和酚類物質(zhì)）[20]。這些食用菌的活性物質(zhì)可以使糖尿病患者的肝臟、胰腺等臟器功能恢復(fù)正常，從而促進(jìn)胰島素和相關(guān)激素的分泌，使得機體的代謝功能恢復(fù)[21]。Kim等[22]的研究發(fā)現(xiàn)食用菌中含有類胰島素功能的物質(zhì)和酶。而大量研究證明[9]，食用菌所有的這些藥用活性，主要是與它們的β-聚糖成分有關(guān)（表3）。含有β-聚糖的食用菌多糖具有恢復(fù)胰腺組織功能的能力，從而促進(jìn)β細(xì)胞分泌胰島素，提升外周組織對胰島素的敏感度[23]。

3.2具有抗糖尿病活性的食用菌種類及其作用機理

已經(jīng)有多種食用菌被證明具有非常突出的降血糖活性。食用菌對糖尿病的防治和預(yù)防途徑不盡相同，主要是通過降血糖、調(diào)節(jié)血脂、促胰島素分泌、抗氧化活性、抑制消化道糖酶的活性和保護臟器細(xì)胞并維持其生理功能等途徑實現(xiàn)的[24-26]。表3列舉了部分具有抗糖尿病活性的食用菌及其藥用機理。

3.3食用菌作為抗糖尿病藥物的應(yīng)用

民間傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中，食用菌眾多用于治療疾病和促進(jìn)健康的特性被廣泛記載，并且這些特性已被現(xiàn)代科學(xué)研究逐步驗證。相關(guān)研究主要集中于中國、日本、韓國及少數(shù)歐洲國家。從食用菌子實體和菌絲內(nèi)分離出大量有價值的活性物質(zhì)，產(chǎn)生其衍生藥物和保健品，有效地預(yù)防和治療人類疾病。很多含有食用菌成分的降血糖藥物被研發(fā)并進(jìn)入醫(yī)療市場，如“Maitake-D-fraction”是在美國非處方藥市場上常見的增強機體免疫力和預(yù)防糖尿病的藥物，它是從食用菌中分離得到的，含有β-D-1，3-葡聚糖和β-D-1，6-葡聚糖的多糖類藥物，在1998年被美國食品和藥物管理局（FDA） 作為“試驗性新藥（IND）”正式被批準(zhǔn)進(jìn)入醫(yī)療市場。另外還有Curingherbs公司生產(chǎn)的冬蟲夏草膠囊，Myko San公司生產(chǎn)的“DIMEMYKONE（由幾種食用菌提取物混合）”，Total Nutraceutical Solutions公司生產(chǎn)的“Gluco SANO-Diabetes Health Formula（落葉松蕈、側(cè)耳和冬蟲夏草等提取物的混合）”。這些藥物的開發(fā)和入市，證明了利用食用菌及其衍生物進(jìn)行規(guī)范化的醫(yī)學(xué)營養(yǎng)和治療，可以有效地預(yù)防和治療包括糖尿病在內(nèi)的慢性疾病[42]。

4 小結(jié)與展望

糖尿病是一種代謝紊亂疾病，其預(yù)防和治療不是由某一種途徑就能夠解決的，需要一種健康的生活方式，如加強鍛煉、合理膳食和改進(jìn)生活環(huán)境等。其中合理膳食是最為關(guān)鍵的因素[43-44]。一般而言，預(yù)防比治療更重要，并且成本花費更低。食用菌是預(yù)防糖尿病及其并發(fā)癥的理想選擇，它普遍富含蛋白質(zhì)、維生素、膳食纖維和礦物質(zhì)，而脂肪含量很低。同時食用菌能夠產(chǎn)生大量具有生物活性的代謝產(chǎn)物（如多糖），一方面可以作用于機體的葡萄糖代謝及其相關(guān)的生物化學(xué)途徑，從而起到直接降低血糖水平的效果；另一方面，還可以修復(fù)受損器官，使其維持正常的生理功能，并且為機體提供比較全面的營養(yǎng)調(diào)理、增強自身免疫力，從而間接抑制糖尿病及其并發(fā)癥。因此，在日常膳食中補充食用菌，將是控制糖尿病的有效途徑。

我國幅員遼闊，擁有各種獨特的地貌和環(huán)境特征，蘊含了大量的珍稀食用菌。僅云南、四川范圍內(nèi)就分別有880種和581種被鑒定的可食用菌，約占全國已知食用菌數(shù)量的80%和世界已知食用菌數(shù)量的40%以上[43]。在中國人均年新鮮食用菌消耗量約為20 kg～24 kg，比大部分其他國家都要高[44]。因此，我國食用菌資源、抗糖尿病藥物和食品的開發(fā)，有著得天獨厚的條件。但依然有眾多野生食用菌尚未得到充分開發(fā)，如牛肝菌（Boletus edulis）、梭柄松苞菇（Catathelasma ventricosum）、紫晶蘑（Laccaria amethystea）等珍稀菌種尚未實現(xiàn)人工馴化。另外，利用液體發(fā)酵食用菌獲得菌絲也將是未來食用菌利用的重要方向。因為液體發(fā)酵相對傳統(tǒng)培養(yǎng)周期更短，產(chǎn)品質(zhì)量更易控制、成本更低。隨著更多優(yōu)秀食用菌種被開發(fā)及其現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，勢必更多、更有效、更廉價的食用菌源抗糖尿病藥物被研發(fā)并進(jìn)入市場，這也將是糖尿病患者的福音。

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靈芝抑制腫瘤的四種機理

第一、通過提高機體免疫力，使免疫細(xì)胞能在腫瘤發(fā)生的早期將其抑制。靈芝中的靈芝多糖具有刺激宿主非特異性抗性、免疫特異反應(yīng)以及抑制移植腫瘤生理活性的特性。當(dāng)多糖分子量大于1×104時顯示強抑制腫瘤活性，活性強弱還與多糖鏈分叉的程度及支鏈上羥基的數(shù)量有關(guān)。

第二、提高血小板纖維蛋白的形成能力，大量的纖維蛋白能將早期的腫瘤腫塊緊緊包裹，使它與外界隔絕，杜絕腫瘤的營養(yǎng)，從而使它長期處在休眠潛伏狀態(tài)。

第三、降低腫瘤細(xì)胞表面電荷，腫瘤細(xì)胞表面電荷要比正常細(xì)胞高好幾倍，表面電荷的降低，腫瘤細(xì)胞的分裂調(diào)節(jié)基因就能啟動，從而可抑制腫瘤的無限、快速分裂能力。目前，靈芝多糖已被用作治療腫瘤的藥物之一。

第四、靈芝三萜是靈芝的種重要藥理成分，靈芝中的三萜成分對于抗腫瘤發(fā)揮著重要的功效。三萜類化合物是靈芝（孢子）發(fā)揮抗炎、鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、抗衰老、抑制腫瘤細(xì)胞、抗缺氧等作用的主要功效成分，實驗證明靈芝三萜類具有迅速提高免疫力的作用，表現(xiàn)在促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖，提高巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞、T細(xì)胞的吞噬能力和殺傷力。

經(jīng)過大量臨床實踐發(fā)現(xiàn)，無論是早期、中期、晚期患者在配合運用靈芝現(xiàn)代中藥制劑治療后，都收到了提高免疫的理想效果。

中國食用菌商務(wù)網(wǎng) 2015.07.02

Situation of Edible Fungus on the Prevention and Treatment of Diabetes

LIU Yun-tao1,LI Cai-ming2,XU Shu-de3,WU He-jun1
(1.College of Food Science,Sichuan Agricultural University,Yaan 625014,China;2.School of Food Science and Technology, Jiangnan University,Wuxi 214122,China;3.Guangdong VTR Bio-tech Co.Ltd,Zhuhai 519060,China)

In order to evaluate the feasibility of edible fungi as diabetic patient’s daily dietary supplements,the scope of main nutrient content in edible fungus was analyzed.On the other hand,the existing problems on prevention and treatment of diabetes were introduced.Furthermore,the current relevant data of antidiabetic activity and it’s mechanism of edible fungus was also provided.Based on the above,edible fungus had the potential to serve as a new antidiabetic agent.

edible fungus;diabetes mellitus;situation

S646.9

A

1003-8310（2015）04-0001-06

10.13629/j.cnki.53-1054.2015.04.001

四川農(nóng)業(yè)大學(xué)“人才引進(jìn)”科研啟動項目（06021400）；廣東省海洋生物技術(shù)重點實驗室開放課題（GPKLMB201302）。

劉韞滔（1982-），男，博士，講師，主要從事食用菌多糖營養(yǎng)研究。E-mail:liuyt@sicau.edu.cn

2015-05-10