杏鮑菇多糖的研究進(jìn)展

劉楠楠，李菁熠

(渭南師范學(xué)院化學(xué)與材料學(xué)院，陜西渭南 714099)

杏鮑菇是側(cè)耳屬的一種食用性菇類[1]。最早起源于北非和中東，歐洲地中海區(qū)域，亞洲部分地區(qū)也有生長，杏鮑菇具有杏仁的香味，口感類似于鮑魚，菌肉肥厚，既可食用又可藥用，近些年來非常受人們的歡迎。杏鮑菇營養(yǎng)豐富，低脂高蛋白，含有人體必需的各種氨基酸，特別是其中豐富的多糖是近年來受到廣泛關(guān)注的活性物質(zhì)。經(jīng)現(xiàn)代科學(xué)研究證明，杏鮑菇多糖是杏鮑菇中主要的生物活性物質(zhì)之一，具有降血糖[2]、降血脂[3]、增強(qiáng)人體免疫力[4]、清除人體自由基[5]、抗病毒[6]等多種生理活性功能。目前，雖然國內(nèi)外有關(guān)食藥用菌多糖方面的研究較熱，大多集中在木耳、香菇、平菇、靈芝等種類上，但是對杏鮑菇多糖的研究，特別是杏鮑菇多糖的生理活性尚在起步階段。本文對杏鮑菇多糖的提取方法、結(jié)構(gòu)分析、生理活性方面的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，為杏鮑菇多糖的進(jìn)一步利用提供參考價值。

1 杏鮑菇多糖的提取

水提醇沉法是提取多糖最常用的方法，利用微波、超聲波輔助法、酶解輔助提取法可以提高多糖的提取率，這也是目前研究較多的提取方法。超臨界流體萃取、凝膠過濾法、雙水相萃取等也有相關(guān)報道。根據(jù)不同的提取方法，多糖得率也有所不同。

1.1 浸提法

目前，浸提法是提取杏鮑菇多糖最常用的方法。趙慧等[7]用熱水浸提法提取了杏鮑菇多糖，并采用了響應(yīng)面法分析了影響提取率的3個因素(提取時間、料液比、提取溫度)，得到其最佳工藝條件：提取溫度為47℃、提取時間為4.9h、料液比為1∶19(g/mL)，杏鮑菇粗多糖得率達(dá)到極大值5.66%。江潔等[8]用水提法，采用響應(yīng)面優(yōu)化了提取條件，在液固比30∶1(mL/g)、浸提溫度97℃、浸提時間1.8h條件下，杏鮑菇菌絲體多糖得率為8.65%。梁濤等[9]研究了用堿提法提取得到杏鮑菇粗多糖PEAP，分離純化后，得到一種新的多糖組分PEAP-1，堿提法的優(yōu)點(diǎn)是能穩(wěn)定多糖類化合物，其缺點(diǎn)是一些雜質(zhì)使目標(biāo)提取液粘度變大，為后續(xù)的工作帶來困難。對比其他方法，浸提法設(shè)備簡單、易操作，但是提取效率低。

1.2 超聲波輔助提取法

超聲波是一種頻率高于20 000HZ的聲波，穿透力強(qiáng)，可以在傳播的過程中產(chǎn)生溫?zé)嵝?yīng)、機(jī)械剪切效應(yīng)和空化效應(yīng)，瞬間產(chǎn)生巨大的壓力，分子間相互作用、運(yùn)動速率和頻率都會大大增加，改變了細(xì)胞膜的通透性，細(xì)胞結(jié)構(gòu)會因此破壞，物質(zhì)的擴(kuò)散溶解加劇，會促使細(xì)胞中的物質(zhì)溶于溶劑中[10]。黃倩等[11]報道了利用真空輔助超聲波法提取杏鮑菇多糖，在真空度0.05 MPa、超聲功率420 W、料液比1∶30(g/mL)、提取時間28 min、提取溫度65℃的條件下，多糖得率最高為9.33%，結(jié)合真空技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是降低了提取液的沸點(diǎn)，縮短了提取時間，提高了效率。王雅[12]采用復(fù)合酶法的基礎(chǔ)上引入超聲波提取了杏鮑菇多糖，正交優(yōu)化得出的最佳超聲條件及復(fù)合酶配比下，杏鮑菇多糖提取率為14.56%。張文洲等[13]利用超聲破碎法提取了杏鮑菇粗多糖，在浸提時間2h、浸提溫度80℃、超聲波處理時間5 min下提取效果達(dá)到最好。石翛然[14]用響應(yīng)面優(yōu)化了超聲波輔助提取法提取杏鮑菇多糖，多糖得率為17.095 %。賴普富等[15]先用乙醇將杏鮑菇粉吸解一段時間，迅速加入一定量熱水(內(nèi)部沸騰法)，再輔以超聲波提取了杏鮑菇多糖，實(shí)驗(yàn)證明該法提高了提取效率，縮短了提取時間。研究證明，超聲波輔助提取效率高、用時短，但不宜過長，否則容易造成有效物質(zhì)的損失。

1.3 酶法輔助提取

酶是具有催化作用的蛋白質(zhì)，近年來，酶技術(shù)是廣泛應(yīng)用到有效成分提取中的一種生物技術(shù)，酶法提取最大的優(yōu)點(diǎn)是可以加速多糖的釋放，溫和的提取環(huán)境不會破壞其他成分，降低了杏鮑菇多糖的損失，提高了提取率。利用酶法提取杏鮑菇多糖報道相對較少，丁進(jìn)海[16]使用纖維素酶與超聲波結(jié)合提取杏鮑菇多糖，經(jīng)過優(yōu)化，在酶添加量 0.4%、酶解時間 2 h、酶解溫度 55 ℃、酶解的料液比 1∶30的條件下，多糖提取率為23.4%。吳龍?jiān)耓17]、凡民軍[18]都使用纖維素酶提取了杏鮑菇多糖，并考察了最佳工藝條件，前者所得多糖提取率為2.42%，而后者最佳提取率高達(dá)18.54%，這可能與加酶量、料液比有關(guān)?？傮w來說，酶輔助法比傳統(tǒng)水提取方法多糖提取率更高，多糖的提取率會受酶的種類、用量、提取溫度、溶液pH等影響。

1.4 微波輔助提取

微波輔助法近些年在提取植物中的天然產(chǎn)物方面應(yīng)用比較廣泛，其原理是在高頻微波能的作用下，短時間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱使細(xì)胞內(nèi)部壓力迅速增大，致使細(xì)胞破裂，其內(nèi)的有效成分得以釋放，具有穿透力強(qiáng)、選擇性高、加熱效率高等特點(diǎn)?？聵非踇19]等在纖維素酶處理的基礎(chǔ)上，考察了微波法提取杏鮑菇多糖的條件，經(jīng)過優(yōu)化，在微波功率570 W、料液比1∶35(g/mL)、提取15 min的條件下，多糖的提取率為12.11%±1.02%，提取時間大大縮短，提取率比熱水浸提法高41.21%。苗敬芝等[20]對比了水提法和復(fù)合酶法提取多糖，結(jié)果表明，分別在二者的最佳工藝條件下，復(fù)合酶法比水提法提取率提高了16.28%。劉欣等[21]采用微波輔助熱水浸提法提取杏鮑菇多糖，經(jīng)響應(yīng)面優(yōu)化后得到最佳提取溫度為75.56℃、最佳料液比1∶34.81、微波功率400.52W、提取11.98min，杏鮑菇多糖的得率可達(dá)7.426%。微波雖然具有穿透性強(qiáng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但是成本較高，且其輻射性也限制了它的進(jìn)一步規(guī)模化應(yīng)用。

2 杏鮑菇多糖的分離純化及結(jié)構(gòu)分析

2.1 多糖的分離純化

經(jīng)上述提取方法獲得的多糖大多含有一些雜質(zhì)，為了獲得純度更高的精多糖，需要進(jìn)一步對經(jīng)提取工藝獲得的粗多糖進(jìn)行純化。純化步驟主要有脫蛋白、脫色、除低聚糖等小分子雜質(zhì)，最終獲得分子量相對集中的精多糖。經(jīng)過水提法得到的粗多糖含有較多的蛋白質(zhì)，去除蛋白質(zhì)的方法目前報道的主要有Sevage法、三氟三氯乙烷法、三氯乙酸法等，Sevage法蛋白質(zhì)的去除效率最高，但是所用的有毒有機(jī)試劑容易造成多糖活性下降以及溶劑殘留。色素的去除主要通過DEAE 纖維素或 DEAE- SepharoseTMFast Flow 來吸附。Yongxu Sun等[22]用組合蛋白酶和Sevage法透析、洗滌、沉淀得到粗多糖，然后通過DEAE-纖維素陰離子—交換層析柱進(jìn)行純化，得到精多糖。Jiayi Jiang等[23]從杏鮑菇子實(shí)體中提取了一種水溶性多糖，經(jīng)過DEAE-52 纖維素陰離子交換柱、DEAE CL-6凝膠柱層析和Sephadex G-75凝膠柱層析，得到了GCPB-1a和GCPB-1b兩種多糖。

2.2 多糖的結(jié)構(gòu)分析

多糖的生物活性與其結(jié)構(gòu)、空間構(gòu)想有很大關(guān)系，因此，清楚地了解多糖的結(jié)構(gòu)對研究其生理活性至關(guān)重要。研究表明，在對多糖進(jìn)行純化之后，進(jìn)一步通過甲基化分析、核磁共振(NMR)、高碘酸氧化、Smith 降解、酶解法、光譜學(xué)分析和色譜學(xué)分析等進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。阮家耀等[24]從杏鮑菇子實(shí)體中提取出一種水溶性多糖，經(jīng)過 DEAE Sapharose Fast Flow陰離子交換層析和 Sephacryl S-500凝膠柱層析后得到一個均一組分PEPSC1，分子量為1.77×106Da。氣相色譜分析表明，PEPSC1由甘露糖和葡萄糖組成，其摩爾比為1∶10.3。Yongxu Sun等[25]從木耳中提取多糖，經(jīng)Sevage法透析，DEAE-纖維素陰離子—交換層析柱進(jìn)行純化，得到了一個分子量為2.8×104Da的多糖，再經(jīng)甲基化和核磁共振，其結(jié)構(gòu)主要是由(1-3)-β-D-吡喃甘露糖基，(1-3)-β-D-吡喃半乳糖基和(β-D-吡喃甘露糖基)1-3，6)-β-甘露吡喃糖基構(gòu)成。Peixin He等[26]利用廢棄的杏鮑菇培養(yǎng)基質(zhì)用堿法提取多糖，進(jìn)一步純化得到多糖—蛋白復(fù)合物RPS，其摩爾質(zhì)量為8.372×10 6 g / mol，經(jīng)GC-MS分析單糖成分證實(shí)，RPS是一種新型的酸性雜多糖，主要由木糖、葡萄糖和阿拉伯糖組成。

3 杏鮑菇多糖的生物活性

3.1 抗氧化作用

自由基能誘導(dǎo)氧化反應(yīng)，引起細(xì)胞結(jié)構(gòu)的改變和功能的喪失，阻礙細(xì)胞的正常發(fā)展，很多疾病如衰老、心腦血管疾病、癌癥、神經(jīng)退行性疾病及自身免疫性疾病的病理過程與大量的自由基及氧化反應(yīng)有關(guān)[27]。國內(nèi)外相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，食藥用菌中的多糖可以清除自由基、提高抗氧化酶活性，對保護(hù)生物膜和延緩衰老具有良好的效果[28]。陳杰等[29]研究了包括杏鮑菇在內(nèi)的6種側(cè)耳屬食用菌多糖的抗氧化性，杏鮑菇的抗氧化能力僅次于鮑魚菇，其對超氧陰離子清除率達(dá)到68.89%，總抗氧化活性達(dá)到138.05μmol/g。汪雯翰等[30]利用超氧陰離子和過氧化氫自由基清除模型，研究對比了杏鮑菇等10種食藥用菌的抗氧化性及抗衰老方面的作用。苗敬芝等[31]報道了杏鮑菇粗多糖、精多糖對OH·、O2-·和DPPH均有較強(qiáng)的清除能力，且隨其濃度的增加清除率逐漸增大，當(dāng)多糖濃度為1.8 mg/mL時，杏鮑菇精多糖清除率為71.44%，杏鮑菇粗多糖清除率為77.03%，但是相同條件下都低于維生素C。盛偉等[32]報道了白靈菇、杏鮑菇、阿魏菇多糖的抗氧化能力，3種食用菌都表現(xiàn)出了較強(qiáng)的抗氧化能力，其中杏鮑菇對超氧陰離子自由基(O-2·)的清除能力最強(qiáng)，達(dá)到52.97%。羅懿洋等[33]研究表明，杏鮑菇多糖對DPPH自由基、羥自由基、超氧陰離子自由基均有較強(qiáng)的清除活性。Hung，P.V等[28]在越南當(dāng)?shù)剡x擇了包含杏鮑菇在內(nèi)的5種食用菌，研究了其營養(yǎng)成分及抗氧化活性，發(fā)現(xiàn)草菇和靈芝的清除DPPH自由基活性最強(qiáng)。目前，還有很多研究集中在對多糖的修飾方面，以期望提高多糖的生物活性。有報道表明，與未修飾杏鮑菇多糖相比，羧甲基杏鮑菇多糖會增強(qiáng)對羥基自由基和超氧陰離子的清除能力，可能是由于經(jīng)過羧甲基化修飾，多糖的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，導(dǎo)致多糖性質(zhì)發(fā)生了變化，但是具體機(jī)理還需要進(jìn)行深入研究。Li等[34]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)磺化修飾后的杏鮑菇多糖具有很好的抗氧化能力，超氧化物酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶的活性均得到了不同程度的提高。陳義勇[35]報道了杏鮑菇多糖經(jīng)過羧甲基化修飾后，相對分子質(zhì)量變小，由于多糖結(jié)構(gòu)的變化，羧甲基杏鮑菇多糖對·OH 和 O2-·的清除能力增強(qiáng)，羧甲基杏鮑菇多糖對·OH的清除作用比未修飾的高71.9%。賈紅倩[36]用乙?；瘜π吁U菇多糖進(jìn)行了修飾，提高了對羥自由基和超氧陰離子自由基的清除能力，取代度越大，清除能力越強(qiáng)，但是對 DPPH 自由基的清除作用卻是呈反比關(guān)系。

3.2 降血糖、降血脂

近幾年來，國內(nèi)外越來越多的研究集中在食藥用菌在抑制緩解糖尿病、高血脂等慢性病方面，根據(jù)文獻(xiàn)報道，食用菌多糖降血糖的作用機(jī)理主要表現(xiàn)為促進(jìn)胰島素分泌及對糖代謝酶活性的調(diào)節(jié)，促使外周組織對葡萄糖的作用，從而抑制糖異生作用[37]。Li Chen等[38]研究了杏鮑菇多糖在昆明小叔體內(nèi)降血糖、降血脂的作用，與對照組相比，口服杏鮑菇多糖能降低小鼠的體重，增加血清甘油三酯、膽固醇、低密度脂蛋白、血漿胰島素水平，增加了高密度脂蛋白和肝糖原的水平。Nuo Xu等[39]研究了杏鮑菇菌絲體鋅多糖在降低肝臟脂質(zhì)和血脂方面的作用，結(jié)果表明，經(jīng)高劑量杏鮑菇菌絲體多糖喂養(yǎng)的小鼠，體重增加減少，肝臟脂質(zhì)水平減小，過氧化酶的活性(SOD、GSH-Px、CAT 和 T-AOC)增加，脂質(zhì)過氧化水平降低。M.Abu Sayeed等[40]研究了側(cè)耳屬食用菌在治療2型糖尿病上的作用，以糖尿病女性患者為研究對象，通過檢測其BMI、FBG、TG、HDL等發(fā)現(xiàn)，食用菌對降低BMI指數(shù)、空腹血糖、高密度脂蛋白有明顯的作用。

3.3 抗菌、抗病毒

研究表明，側(cè)耳屬食用菌多糖對多種病毒均有抑制作用，如艾滋病病毒(HIV-1)、單純皰疹病毒(HSV-1、HSV-2)、流感病毒等。多數(shù)側(cè)耳多糖均能抑制病毒對細(xì)胞的吸附，其機(jī)制可能是大分子的側(cè)耳多糖能夠與病毒競爭細(xì)胞的結(jié)合位點(diǎn)。Li等[41]研究表明，杏鮑菇多糖經(jīng)過磺化后，對大腸桿菌ATCC25922 和金黃色葡萄球菌CMCC26003的抑制作用明顯提高。張麗等[42]采用濾紙片法觀察杏鮑菇多糖對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、白色鏈球菌、產(chǎn)氣桿菌等8種致病菌的抑菌作用，結(jié)果表明，杏鮑菇多糖對白色鏈球菌和產(chǎn)氣桿菌具有抑菌作用，而對其他細(xì)菌、霉菌無抑菌作用。遲桂榮等[43]發(fā)現(xiàn)，提取的杏鮑菇子實(shí)體多糖(A1 和 A2)對 HSV-1 的抑制作用明顯，在同等濃度下抑制作用與抗病毒藥物阿昔洛韋相當(dāng)。許瑞等[44]從杏鮑菇子實(shí)體中提取了杏鮑菇多糖，選取大腸桿菌、變形桿菌、白色鏈球菌、產(chǎn)氣桿菌、黑曲霉進(jìn)行抑菌實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)杏鮑菇多糖對大腸桿菌、黑曲霉有較好的抑菌活性。

3.4 其他生理作用

除此之外，杏鮑菇多糖還具有其他多種生理活性，如抗疲勞、抗腫瘤、提高肌體免疫力等，國內(nèi)外相關(guān)報道較少，都處于起步階段。劉海英等[45]研究表明，杏鮑菇多糖能夠顯著降低S180荷瘤小鼠的死亡率，延長小鼠存活時間，增加血液內(nèi)白細(xì)胞數(shù)量，增強(qiáng)腹水SOD和CAT的酶活性，降低MDA濃度，降低化療對小鼠免疫能力的影響。Xiaoyan Jing等[46]分離純化了2種杏鮑菇胞外多糖(Fr-I和Fr-II)，體外藥理實(shí)驗(yàn)表明，杏鮑菇ePS Fr-II具有較高的抗氧化和抗人肝細(xì)胞瘤(Hepg2)能力。姜艷紅等[47]純化了一種杏鮑菇多糖組分PEP-2，結(jié)果表明，高分子量的PEP-2對肝癌細(xì)胞Hep G-2有較強(qiáng)的抑制力。在抗疲勞減緩神經(jīng)退行方面，杏鮑菇多糖可顯著延長小鼠的爬桿和游泳時間，小鼠的肝糖原和肌糖原的儲備量可得到顯著增加[48]，還能改善 D-半乳糖衰老模型小鼠學(xué)習(xí)記憶能力和腦組織抗氧化能力[49]。

4 展望

近年來，食藥用菌多糖的研究是國內(nèi)外的熱點(diǎn)，并且已經(jīng)取得了一些成果，研究較多的有木耳、香菇、靈芝等，杏鮑菇多糖還處于起步階段，且研究主要集中在多糖的提取優(yōu)化、抗氧化活性方面，對杏鮑菇多糖的高級結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)修飾、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、作用機(jī)理探究以及抗病毒、降血壓、降血脂、抗腫瘤等其他重要生理功能研究還較少。因此，在探究杏鮑菇多糖結(jié)構(gòu)與功能的作用機(jī)制；對多糖進(jìn)行修飾，達(dá)到更好的生理活性，并闡明機(jī)理；對杏鮑菇的營養(yǎng)學(xué)價值進(jìn)行系統(tǒng)研究，不斷開發(fā)出適合各類人群的特色食品，提高其應(yīng)用的深度與廣度；對杏鮑菇多糖的其他重要藥理活性，如抗病毒、抗腫瘤、調(diào)節(jié)血糖和血脂、神經(jīng)退行性疾病的預(yù)防和治療方面，研究的空間非常大。杏鮑菇多糖作為一類新型活性大分子物質(zhì)，應(yīng)用前景廣闊，將會在人類的生活和健康方面發(fā)揮更大的應(yīng)用價值?！?/p>