香菇及香菇柄的研究進(jìn)展

張 茜，李 超，崔 玨，馮 拓，單 培，虞世帥

（徐州工程學(xué)院食品工程學(xué)院，江蘇徐州 221018）

0 引言

香菇（Lentinus edodes），又名冬菇、香蕈、北菇、厚菇、花菇等，是一種藥食兩用的真菌[1]。我國(guó)是世界香菇生產(chǎn)第一大國(guó)，香菇栽培至今已有800年以上的歷史。香菇柄是香菇在加工中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，一般占香菇總質(zhì)量的30%左右，香菇柄中含有豐富的纖維素，但由于纖維素結(jié)構(gòu)致密造成其口感較差，除少量用于制作成湯料和醬制品外，絕大部分香菇柄資源都沒(méi)有得到很好的開(kāi)發(fā)利用。對(duì)香菇及香菇柄中營(yíng)養(yǎng)功能成分及其含有的多糖、多酚和黃酮等的生物活性研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，旨在為香菇功能性食品開(kāi)發(fā)、藥用價(jià)值研究和資源的綜合利用提供理論依據(jù)。

1 營(yíng)養(yǎng)成分

1.1蛋白質(zhì)與氨基酸

香菇的蛋白質(zhì)組成不同于一般的糧食組成，其主要成分為白蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白，這3種蛋白質(zhì)的比例為100∶63∶2。李波等人[2]采用堿提法制備香菇蛋白，測(cè)得得率13.1%，凱氏定氮法測(cè)得其蛋白含量47.5%。香菇蛋白經(jīng)DEAE Sepharose CL-6B型柱層析分級(jí)并收集分級(jí)產(chǎn)物。香菇蛋白的分子量主要集中在20～40 kDa，提取的蛋白都屬于酸性蛋白質(zhì)，紅外光譜分析發(fā)現(xiàn)，香菇蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要為α-螺旋和無(wú)規(guī)卷曲。郝瑞芳等人[3]對(duì)香菇進(jìn)行加熱處理，發(fā)現(xiàn)加熱3～11 h后分子量為28～43 kU和10～17 kU的蛋白條帶全部消失，分子量為50 kU的帶變粗，還出現(xiàn)了分子量為24 kU的帶，說(shuō)明香菇蛋白具有一定的熱不穩(wěn)定性。

香菇中的氨基酸包括組成蛋白的氨基酸和游離氨基酸。香菇蓋與香菇柄中氨基酸種類(lèi)為18種，缺少谷氨酰胺和天冬酰胺，其中氨基酸含量最高的是谷氨酸（香菇柄為11.03 mg/g，香菇蓋為12.57 mg/g)。香菇蓋與香菇柄中含必需氨基酸、半必需氨基酸10種，必需氨基酸的含量與非必需氨基酸的含量相似（比例為1.00∶1.04），但香菇蓋中總氨基酸含量和必需氨基酸含量均高于香菇柄中的含量[4]。

1.2 碳水化合物

香菇中含有豐富的碳水化合物，在香菇干品中含量高達(dá)50%左右，以半纖維素居多，此外主要是香菇多糖。纖維素是組成香菇柄的主要成分，占香菇柄含量的70%，香菇纖維素分為水溶性和水不溶性2種。水不溶性纖維素具有較強(qiáng)的持水力，水溶性纖維素持油力較強(qiáng)；2種纖維素在腸道中對(duì)膽固醇吸附力明顯優(yōu)于胃環(huán)境，且兩者均能刺激有益菌的生長(zhǎng)。鄭建仙等人[5]將提取的純凈纖維素分級(jí)成不同組分的多糖，并對(duì)多糖的化學(xué)本質(zhì)進(jìn)行了剖析，建立了結(jié)構(gòu)模型，結(jié)果表明這些多糖大多是β-葡聚糖或由β-葡聚糖與葡糖醛酸木糖甘露聚糖組成的復(fù)合多糖。上個(gè)世紀(jì)70年代，日本學(xué)者從香菇子實(shí)體中提取出香菇多糖，并證明該多糖具有明顯的抗腫瘤作用，將這種多糖命名為L(zhǎng)entinan。直至今日，香菇多糖的研究十分活躍，包括香菇多糖分離純化的研究、多糖的理化性質(zhì)和藥用價(jià)值研究。香菇多糖是一種白色或微黃色粉末狀物，對(duì)光、熱較為穩(wěn)定，相對(duì)分子質(zhì)量較大，數(shù)量級(jí)約為1×104，是具有β-糖苷鍵以葡萄糖為主的單一水溶性多糖。香菇多糖的單糖組成主要是葡萄糖、葡萄糖醛酸、甘露糖、木糖、半乳糖和鼠李糖。提取出的抗腫瘤多糖為多糖線(xiàn)性B-（1→3）-D-葡聚糖和帶（1→6） 糖苷鏈接的支鏈B-D-葡聚糖[6]。雖然目前對(duì)香菇多糖的理化性質(zhì)、藥用價(jià)值研究、多糖結(jié)構(gòu)等都有一定的研究，但許多研究都缺少定論，因此香菇多糖仍需深入研究。

1.3 多酚

目前，對(duì)香菇及香菇柄中活性成分研究多集中于多糖，對(duì)于具有抗氧化、抑菌等生理活性多酚的研究少有報(bào)道。然而，食用菌子實(shí)體的酚類(lèi)成分含量與其抗氧化能力明顯相關(guān)。到目前為止，國(guó)內(nèi)對(duì)香菇酚類(lèi)的提取常用微波輔助提取法、超聲波提取法、和酶法等提取方法。刁小琴等人[7]優(yōu)化酶法輔助提取香菇多酚，研究發(fā)現(xiàn)香菇多酚類(lèi)物質(zhì)含量約為49.13±3.52 mg/g?？姳虮虻热薣8]比較了不同大孔樹(shù)脂對(duì)香菇柄中多酚的吸附率和解析率，把NKA-9型大孔樹(shù)脂作為最佳樹(shù)脂，優(yōu)化純化工藝，純化的香菇柄中多酚得率為51.71%±0.95%，純度也較未純化時(shí)提高了3.71倍。

楊萌等人[9-10]利用超聲波輔助酶法對(duì)香菇柄中黃酮提取、純化工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)提取條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)75%，超聲時(shí)間20 min，超聲功率280 W，酶用量0.012 mg，最優(yōu)純化條件為洗脫劑體積分?jǐn)?shù)65%，樹(shù)脂質(zhì)量1.5 g，洗脫劑體積25 mL，在該最優(yōu)提取條件下黃酮提取率為1.673 mg/g，最優(yōu)純化條件下黃酮回收率為65.61%±0.24%，純化后回收液中黃酮純度為75.60%，是純化前粗提液純度的3.58倍。香菇中黃酮類(lèi)化合物對(duì)清除自由基有一定的作用，且黃酮類(lèi)化合物的添加量在試驗(yàn)范圍內(nèi)與其抗氧化性呈正相關(guān)。到目前為止，國(guó)內(nèi)外對(duì)香菇黃酮的研究較少，絕大部分因素可能是香菇中黃酮含量低。目前對(duì)香菇黃酮的研究?jī)H停留于表面，對(duì)香菇黃酮的結(jié)構(gòu)、組成、分子量等都沒(méi)有過(guò)多研究。

1.4 脂肪

香菇中脂肪含量為干質(zhì)量的2%～4%，其主要由不飽和脂肪酸組成。徐金森等人[11]對(duì)香菇進(jìn)行脂類(lèi)研究，發(fā)現(xiàn)香菇中有4種脂肪酸，經(jīng)定量計(jì)算，這些脂肪酸在含量上存在著較大的差異，總的來(lái)說(shuō)由十六碳和十八碳鏈構(gòu)成，棕櫚酸、硬脂酸、油酸和亞油酸等占絕大部分，其余的脂肪酸含量則相對(duì)較少。

1.5 維生素

香菇中具有豐富的維生素，其中VB1的含量大約為0.07 mg/100 g，VB21.13 mg/100 g，尼克酸約18.9 mg/100 g，VC的含量較少[12]。除此之外，香菇中VD含量較少，但是香菇中含有一般蔬菜中缺少的麥角甾醇（即VD原），經(jīng)陽(yáng)光或紫外照射后，能夠產(chǎn)生豐富的VD2，能促進(jìn)血液中磷和鈣的正常代謝。

1.6 礦物質(zhì)

香菇中含有人體所必需的鈣、鐵、鎂、鋅、銅、錳、鉀等7種礦物質(zhì)。張文等人[13]用原子吸收分光光度法對(duì)香菇中的Fe，Cu，Zn，Mn，Cd，Pb，Se等7種礦物質(zhì)含量進(jìn)行測(cè)定。測(cè)得其中鐵離子含量最高，鋅離子次之，因此香菇可作為補(bǔ)鐵、鋅的良好來(lái)源。

2 生物活性

2.1 抗氧化

香菇中含有多種生物活性成分，具有抗氧化活性，其中研究最為廣泛的就是香菇多糖。國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究證明，香菇多糖的含量與其抗氧化能力呈正相關(guān)，香菇多糖能有效清除O2-·，·OH，DPPH·和ABTS·，并具有Fe+螯合能力[14-17]。鐘耀廣等人[18]發(fā)現(xiàn)，香菇多糖清除自由基的能力隨著多糖分離純化的步驟增多而減弱，清除自由基能力由強(qiáng)到弱依次為粗多糖、脫蛋白后的多糖和純化后的多糖單體。Zhu H等人[19]發(fā)現(xiàn)香菇柄中提取的多糖，經(jīng)Sephadex G-150純化后凍干多糖SLSP-F對(duì)DPPH·，ABTS·和O2-·的EC50值分別為0.051，0.379，0.719 mg/mL，都顯著低于凍干香菇多糖。

馬洪娟[20]發(fā)現(xiàn)，香菇酚類(lèi)提取液對(duì)3種自由基都有明顯的清除能力，其中對(duì)DPPH·清除能力較強(qiáng)，對(duì)O2-·和·OH清除能力較弱。香菇多酚能夠阻斷自由基反應(yīng)形成，抑制氧化作用。香菇中黃酮類(lèi)化合物對(duì)O2-·，·OH的清除有一定的作用，且黃酮類(lèi)化合物的添加量在試驗(yàn)范圍內(nèi)與其抗氧化性呈正相關(guān)。黃酮類(lèi)與O2-·和·OH的反應(yīng)相當(dāng)于一個(gè)連鎖反應(yīng)在終結(jié)段的反應(yīng)，在清除O2-·和·OH的反應(yīng)中起著氫供體的作用，使具有高度氧化性的自由基還原，從而達(dá)到清除的目的。

2.2 抗腫瘤

香菇子實(shí)體中分離純化出的多糖進(jìn)行體內(nèi)和體外抗腫瘤試驗(yàn)，結(jié)果顯示純化出的多糖對(duì)體外和體內(nèi)腫瘤細(xì)胞繁殖均有抑制作用。王玉娟[21]將純化后得到的3種多糖用MTT法進(jìn)行體外抗腫瘤試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)它們對(duì)試驗(yàn)的腫瘤細(xì)胞均有抑制作用，但是不同種類(lèi)多糖抑制能力和抑制的腫瘤細(xì)胞種類(lèi)不同。純化出的多糖對(duì)S-180荷瘤小鼠進(jìn)行體內(nèi)抗腫瘤研究。結(jié)果表明，香菇多糖對(duì)S-180細(xì)胞具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性，香菇多糖提取物對(duì)S-180細(xì)胞的抑制率高達(dá)95%左右[22-24]。目前，香菇多酚及黃酮類(lèi)物質(zhì)的抗腫瘤能力的研究少有報(bào)道，植物多酚、黃酮類(lèi)物質(zhì)生理活性的研究是近年來(lái)多酚研究的熱點(diǎn)之一，關(guān)于香菇多酚黃酮類(lèi)物質(zhì)抗腫瘤的研究會(huì)逐步深入。

2.3 免疫調(diào)節(jié)

Zheng R等人[25]分離純化香菇多糖，荷瘤小鼠S-180細(xì)胞免疫功能研究，發(fā)現(xiàn)香菇多糖不能直接攻擊癌細(xì)胞，而是通過(guò)激活機(jī)體免疫反應(yīng)而產(chǎn)生抗腫瘤活性，香菇多糖不僅對(duì)異體腫瘤具有抑制作用，且對(duì)各種原發(fā)腫瘤也具有抑制作用。香菇多糖是一種非特異免疫刺激劑，可直接激活人體的T淋巴細(xì)胞，增強(qiáng)抗體形成細(xì)胞的功能，提高機(jī)體抗腫瘤功能。香菇多糖的免疫調(diào)節(jié)活性是生物活性的基礎(chǔ)，體內(nèi)外均能促進(jìn)細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞（CTL）產(chǎn)生，提高CTL的殺傷活力，增強(qiáng)正?；蛎庖吖δ艿拖碌男∈蟮倪t發(fā)型超敏反應(yīng)，提高抗體依賴(lài)型細(xì)胞毒細(xì)胞（ADDC）活性。香菇多糖在體內(nèi)首先誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生急相蛋白誘導(dǎo)因子（APPIF），隨后血清中出現(xiàn)血管膨脹出血誘導(dǎo)因子（VDHIF）、白細(xì)胞介素Ⅰ誘導(dǎo)因子（IL-1PF）、IL-3（CSF） 等。這些因子再作用于淋巴細(xì)胞、肝細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞等，導(dǎo)致與免疫和炎癥有關(guān)的許多免疫應(yīng)答的產(chǎn)生。香菇多糖是一種胸腺依賴(lài)型T細(xì)胞導(dǎo)向，并有巨噬細(xì)胞參與的免疫調(diào)節(jié)劑。另外，香菇多糖還能激活補(bǔ)體系統(tǒng)，促進(jìn)抗體形成，使巨噬細(xì)胞容酶體酶和IL-1分泌量增加，而抑制巨噬細(xì)胞釋放PGE，PGF。其中，PGS是免疫系統(tǒng)抑制劑。

2.4 抑菌

孟俊龍等人[26]發(fā)現(xiàn)，香菇多糖對(duì)4種菌的抑制作用由強(qiáng)到弱依次為金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、沙門(mén)氏菌。對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制作用在pH值為6時(shí)最大，對(duì)其他菌的抑制作用均在pH值為5時(shí)最大。香菇多酚類(lèi)物質(zhì)除上述所說(shuō)的能夠清除自由基，具有抗氧化能力外，王廷河等人[27]提取香菇中多酚類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行抑菌研究，發(fā)現(xiàn)該多酚對(duì)枯草桿菌、嗜肉菌、大腸桿菌、沙門(mén)氏菌有比較明顯的抑制作用。

2.5 抗突變

DNA在復(fù)制及轉(zhuǎn)錄過(guò)程中發(fā)生差錯(cuò)，這些差錯(cuò)的不斷積累最終導(dǎo)致不可修復(fù)的損傷，引起DNA結(jié)構(gòu)上的改變，稱(chēng)為基因突變。香菇多糖在加與不加微粒體酶活化系統(tǒng)（S9）的條件下，均能抑制由敵克松（Dexon）、甲基甲烷磺酸酯（MMS）、2-乙酰氨基芴（2-AAF） 所引起的TA98，TA100回變菌落數(shù)的增加；抑制率分別為37.7%，69.8%，70.3%，78.1%，39.0%，78.1%，83.0%和88.6%。抑制由環(huán)磷酰胺（CP）引起的小鼠微核率的增加，抑制率分別為31.80%，52.80%和63.10%[28]。鄭建仙[29]對(duì)香菇柄中提取出的多糖PJF1多糖進(jìn)行研究，利用姐妹染色單體互換和微核雙指標(biāo)生物試驗(yàn)法說(shuō)明該多糖具有明顯的抗突變作用，并具有保護(hù)機(jī)體免遭腫瘤侵害的生理功能。

2.6 其他

除具有上述生物活性外，香菇多糖能夠抑制水泡性口炎病毒、阿拉伯耳氏病毒和十二型腺病毒[30]。除此之外，香菇多糖硫酸化修飾后具有了抗HIV病毒的新活性[31]。王慧銘等人[32]通過(guò)小鼠試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)香菇多糖具有降低血清總膽固醇，提高酶活性作用，除香菇多糖外香菇中含有的香菇嘌呤也有降血脂的作用。

3 結(jié)語(yǔ)

香菇是一種具有高蛋白、低脂肪、多糖、多種氨基酸和多種維生素的菌類(lèi)食物。除了可以增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還可以提高免疫力，有很好的保健作用。目前，香菇多糖已經(jīng)證實(shí)在抗腫瘤臨床醫(yī)藥方面具有重大的研究?jī)r(jià)值，在此方面不斷探索研究一定會(huì)造福于人類(lèi)。除此之外，香菇中還含有的其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及生物活性物質(zhì)未被進(jìn)行深入研究，所以在今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，香菇中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的研究會(huì)更加深入，成為今后研究的熱點(diǎn)。另外，之前香菇柄資源常常因?yàn)槔w維組織質(zhì)地粗糙而被浪費(fèi)掉，隨著研究人員證實(shí)香菇柄中有與香菇多糖相似的多糖，或?qū)⒖赡軕?yīng)用于臨床醫(yī)藥方面。相信在不久的將來(lái)，香菇產(chǎn)業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)棄渣排放?？傊S科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)香菇中營(yíng)養(yǎng)價(jià)值了解將逐步加深，香菇的綜合開(kāi)發(fā)技術(shù)將越來(lái)越先進(jìn)，香菇的新產(chǎn)品越來(lái)越豐富，香菇及其產(chǎn)品的市場(chǎng)潛力將不斷擴(kuò)大，自然香菇開(kāi)發(fā)利用的前景也越廣闊。