金針菇活性成分及藥理活性研究進展

譚一羅 楊和川 蘇文英 秦裕營 馬騰 周振玲 浦漢春

摘要：從金針菇中分離純化出許多具有生物活性的化學成分，包括核糖體失活蛋白、真菌免疫調(diào)節(jié)蛋白、金針菇毒素、多糖、亞油酸、糖蛋白、酚類和倍半萜烯等，這些活性物質(zhì)具有抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、降膽固醇、抑菌、消炎、抗病毒等多種生理功能。本文綜述了金針菇的化學成分和營養(yǎng)價值以及目前藥理活性研究概況，并指出了目前研究中存在的問題和未來研究方向，以期為金針菇作為潛在有效治療藥物的研究提供參考。

關(guān)鍵詞：金針菇;化學成分;營養(yǎng)價值;藥理活性

中圖分類號：S567.3+9

文獻標識碼：A

文章編號： 1000-4440（2018） 05-1191-07

金針菇（Flammulina velutipes）又名冬菇、樸菇、構(gòu)菌等，是世界第四大食用菌，廣泛分布于亞洲、北美洲、歐洲等北溫帶地區(qū)以及澳大利亞等國家。中國早在公元800年就將金針菇作為一種食藥兩用菌，并開始人工栽培，發(fā)展至今，東起福建，西至四川，北起黑龍江，南至廣東，均有大面積金針菇栽培。金針菇富含維生素、氨基酸、纖維素等成分，具有很高的營養(yǎng)價值和藥用價值，不僅可作為一種功能性食品，在醫(yī)藥保健品開發(fā)上也具有很大潛力。目前，國內(nèi)外對金針菇的藥理學研究主要集中于活性成分的分離、鑒定和純化，且主要集中于金針菇多糖的抗腫瘤作用，但是對金針菇中其他活性化學成分和藥理作用的研究較少，市場上僅有作為食品添加劑或風味劑的粗提粉劑以及金針菇多糖口服液等少數(shù)產(chǎn)品。本文綜述近年來國內(nèi)外金針菇藥理活性研究的進展，包括金針菇中的化學成分、生理和藥理活性，總結(jié)目前國內(nèi)外分離鑒定的金針菇活性成分，在此基礎(chǔ)上對金針菇藥理活性進行歸納分類，為金針菇活性成分的提取及醫(yī)藥保健研究提供理論基礎(chǔ)，為金針菇品質(zhì)育種、質(zhì)量評價提供新方向。

1 金針菇的化學成分

金針菇子實體含水量高，干物質(zhì)含量為93～114g/kg，主要的功能性成分為多糖類和蛋白質(zhì)類。金針菇多糖有抗腫瘤、抗菌、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)等多種功能，核糖體失活蛋白（RIP）能直接作用于病毒的DNA或RNA，影響病毒復制或轉(zhuǎn)錄。目前，衡量金針菇質(zhì)量的標準主要是產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀，對金針菇的藥理作用參考甚少。隨著消費者對食品品質(zhì)要求的提高，建立金針菇多糖等功能性成分評價指標，為提升金針菇品質(zhì)和新品種選育提供了更多研究方向和思路。值得注意的是，金針菇的栽培區(qū)域、品種亞型、采收期的成熟度、采收方式和采收后保存條件等因素均會影響金針菇的化學組成和含量，這就解釋了不同研究中金針菇化學成分含量測定的差異。

1.1 蛋白質(zhì)類

近年來，從金針菇中分離出許多功能性蛋白質(zhì)，主要包括RIP、真菌免疫調(diào)節(jié)蛋白（FIP-fve）和金針菇毒素等。RIP是具有RNA N-糖苷酶活性的堿性糖蛋白，F(xiàn)lammin（30000）、Velin（19000）、Velutin（13000）和Flammulin（40000）是目前從金針菇中已經(jīng)分離純化出的4種RIP。RIP可以脫去核糖體28SrRNA上保守的α-次黃嘌呤環(huán)第A4324位的腺嘌呤，阻止延長因子EF-2與核糖體結(jié)合，進而阻止蛋白質(zhì)的生物合成。FIP-fve是從金針菇子實體中分離出來的一種具有免疫調(diào)節(jié)功能和細胞凝集活性的蛋白質(zhì)，由114個氨基酸構(gòu)成一條多肽鏈，富含天冬氨酸和纈氨酸。從子實體中分離到的金針菇毒素是一種成孔溶細胞素，具有溶細胞特性。此外，從金針菇的菌絲體中分離到天冬酰胺酶和原樸菇素，原樸菇素是一種具有抗癌活性的糖蛋白酶。

1.2 多糖類

葡萄糖和海藻糖是金針菇中主要的2種糖。從金針菇子實體和菌絲發(fā)酵液中分離到的金針菇多糖（FVP）是近年來研究的熱點之一，金針菇多糖由10個以上的單糖通過糖苷鍵連接而成，是以口一葡聚糖為主鏈的多聚物。金針菇多糖對機體健康具有促進作用，包括抗氧化、抗癌細胞活性、免疫調(diào)節(jié)、保護肝臟細胞以及增強學習記憶力等。目前，提取粗多糖主要有鹽析法、水提醇析法、超濾法、酶法、色譜法、復合酶解法等，酶法的提取效果最好，但是成本高，目前基本采用水提醇析法提取金針菇多糖。

膳食纖維在金針菇的碳源中占有很大比重，不可溶性膳食纖維占干質(zhì)量的22.4%～ 31. 2%，可溶性膳食纖維占干質(zhì)量的4.2%～9.2%。Dikeman等發(fā)現(xiàn)，金針菇的膳食纖維中90. 0%是不可溶的，烹飪后膳食纖維的含量增加。金針菇中的膳食纖維對肥胖小鼠有降低膽固醇和血脂水平的作用。

1.3 脂類

金針菇干質(zhì)量中脂質(zhì)含量為6—57g/kg，主要由固醇類、鞘脂類和脂肪組成，含有大量不飽和脂肪酸，約占總脂肪酸含量的2/3，其中亞油酸是金針菇脂肪酸的主要成分，占40.93%～56.33%。金針菇中的亞油酸是許多哺乳動物的炎癥調(diào)節(jié)因子。金針菇中分離純化的麥角甾醇有抗腫瘤、利尿的作用。麥角甾醇是許多中藥和中藥制劑的指標性成分，目前提取方法主要有皂化回流、微波輔助提取、超臨界提取、閃式提取和超聲輔助提取等，結(jié)合不同提取方法和測定方法，麥角甾醇提取工藝的優(yōu)化還有待進一步研究。此外，金針菇中的固醇類在體外培養(yǎng)條件下對多種癌細胞均有抑制作用，有開發(fā)成化療藥物的潛力。

1.4 其他化合物

金針菇含有許多具有生物活性的非營養(yǎng)物質(zhì)。Hirai等從金針菇子實體中得到2個單萜化合物，以及8位是R構(gòu)型的異構(gòu)體。Ishikawa等從金針菇菌絲中得到花側(cè)柏烷型倍半萜enokipodins A～D。Wang等從大米培養(yǎng)的金針菇子實體中分離到6個新的花側(cè)柏烷型倍半萜enokipodins E～J。食用菌的抗氧化作用主要來自酚酸，酚酸是一種雜環(huán)復合物，通過氧化反應(yīng)保護機體，抵抗癌癥、心血管病和糖尿病等。Rahman等鑒定了一系列酚酸抗氧化物，包括：原兒茶酸、香豆素、鞣花酸，這些具有生物活性的酚類和多酚化合物為金針菇預防動脈粥樣硬化提供抗氧化作用。Kim等在金針菇中還發(fā)現(xiàn)了沒食子酸、連苯三酚、尿黑酸、5-磺基水楊酸、綠原酸、咖啡酸、阿魏酸和槲皮素。此外，從金針菇中分離到的洛伐他能有效降低膽固醇水平（圖1）。

2 金針菇的藥理活性

2.1 抗腫瘤與免疫調(diào)節(jié)

腫瘤對人體健康的威脅越來越大，臨床上采用的化學療法不具有靶向性，對人體正常細胞存在毒性，因此從天然食品中提取抗癌制劑成了研究熱點。Monro和Ikekawa分析了1972-1986年金針菇菇農(nóng)的癌癥死亡率，發(fā)現(xiàn)菇農(nóng)死亡率相比其他農(nóng)民低39%.推測這些菇農(nóng)經(jīng)常食用的食用菌中含有抗癌物質(zhì)。從金針菇中分離到具有抗癌活性的化合物，包括金針菇多糖、真菌免疫調(diào)節(jié)蛋白、甾體化合物、單萜、倍半萜、酚酸、糖蛋白等。

從金針菇中分離純化的金針菇多糖具有明顯的抗腫瘤活性，主要通過抗氧化和清除自由基的功能抑制腫瘤細胞生長，干擾腫瘤細胞生化代謝和有絲分裂，誘導腫瘤細胞凋亡等方式來抵抗腫瘤。Yang等從金針菇中提取到2種金針菇多糖并檢測其在人胃癌細胞BGC-823和肺癌細胞A549中的抗癌活性，發(fā)現(xiàn)其對癌細胞的抑制率最高可分別達78%和95%。金針菇提取物中的倍半萜對人肝癌細胞HepG-2、人乳腺癌細胞MCF-7等有明顯的細胞毒性，半抑制質(zhì)量濃度（IC50）為20—100μg/ml。Kashina等45對2種不同的金針菇菌株液體發(fā)酵菌絲提取物進行研究，在提取物中均發(fā)現(xiàn)了具有免疫原性的糖蛋白，利用單核白細胞和巨噬細胞檢測提取物的天然免疫活性，發(fā)現(xiàn)這2種糖蛋白能夠刺激巨噬細胞產(chǎn)生細胞因子，發(fā)生吞噬作用，說明這2種糖蛋白具有免疫增強活性。Chang等研究了FIP-fve在肝癌小鼠模型中的抗癌活性，通過口服FIP-fve（100 mg/kg）明顯延長了肝癌小鼠的壽命。FIP-fve的抗癌活性還體現(xiàn)在刺激小鼠γ干擾素的表達，外周血造血細胞主要組織相容性復合體I、復合體II以及輔刺激分子CD80上調(diào)表達，免疫組織化學染色試驗結(jié)果表明，服用FIP-fve后小鼠腫瘤明顯受到抑制。此外，在肺癌細胞A549研究中，口服FIP-fve激活A549細胞p53表達，以此抑制腫瘤細胞增殖，通過沉默RacGAPl阻止腫瘤細胞擴散。表明.FIP-fve通過刺激機體的天然免疫和適應(yīng)性免疫對腫瘤細胞發(fā)生的細胞毒性進行免疫調(diào)節(jié)。

2.2 降脂

金針菇中的膳食纖維不能被人體內(nèi)的酶分解和消化道吸收，但是能夠與膽固醇、膽酸結(jié)合，減少人體肝臟中膽酸的堆積，促進膽固醇代謝為膽酸，降低人體小腸中膽固醇含量，干擾小腸對脂質(zhì)的吸收。Yeh等研究了雄性倉鼠在服用金針菇粉劑或提取物8周內(nèi)脂質(zhì)代謝的水平，發(fā)現(xiàn)倉鼠血清和肝臟中總固醇、三酰甘油和低密度脂蛋白膽固醇（LDL）含量明顯降低，喂食高脂飼料的倉鼠在服用金針菇粉劑或提取物后，血清中高密度脂蛋白膽固醇（HDL）濃度明顯上升。Rahman等從金針菇中提取的多酚化合物也具有延緩LDL氧化的作用，具有治療動脈粥樣硬化的潛力。

2.3抑菌、消炎和抗病毒

金針菇中的FVP不僅有抗腫瘤、抗癌活性，還有抗細菌、抗真菌活性。Dong等分析了FVP以及其與FeCl3中和后形成FVP-Fe和FVP2-Fe的抗菌作用，發(fā)現(xiàn)其對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌生長有明顯的抑制作用，強抗氧化活性能夠清除超氧化物陰離子自由基，抑制小鼠肝組織勻漿中丙二醛（MDA）的產(chǎn)生。Chang等通過測定病毒滴度和炎癥細胞因子含量，分析了FIP-fve對感染呼吸道合胞體病毒小鼠的影響，發(fā)現(xiàn)口服FIP -fve后感染小鼠氣道高反應(yīng)性減輕，支氣管肺泡灌洗液中白介素一6含量降低，緩解了小鼠呼吸道的炎癥反應(yīng)。此外，F(xiàn)IP-fve和多糖等提取物還可有效干擾病毒復制，減輕病毒引起的炎癥，從而有效抑制病毒的侵染以及其在人群中的傳播。說明，金針菇的天然提取物是阻止和治療病原微生物感染的潛在藥劑。

2.4 改善記憶力

金針菇多糖可有效改善東莨菪堿引起的大鼠記憶功能障礙。采用金針菇多糖治療大鼠，能有效防止大鼠抗氧化防御酶活性的降低，阻止東莨菪堿引起的大鼠硫代巴比妥酸反應(yīng)物含量升高，改善腦部氧化應(yīng)激反應(yīng)，為治療前腦基底類膽堿神經(jīng)元的缺失、腦部活性氧產(chǎn)生和氧化酶作用不平衡引起的阿爾茨海默病等腦部損傷疾病提供藥物基礎(chǔ)。此外，金針菇多糖還能維持多巴胺、去甲腎上腺素、羥色胺等神經(jīng)傳導物質(zhì)的水平，這些神經(jīng)傳導物質(zhì)與人腦學習和記憶密切相關(guān)。利用金針菇多糖治療記憶障礙模型小鼠，發(fā)現(xiàn)能有效改善障礙小鼠的學習記憶能力。因此，金針菇又稱“智力菇”、“增智菇”，在健腦益智上應(yīng)用前景廣闊。

2.5 抗黑色素沉著、抗褐變

具有抗黑色素沉著作用的天然物質(zhì)是近年來研究的熱點之一，對海產(chǎn)品等容易變色的食物保鮮有重要意義。金針菇中發(fā)現(xiàn)的麥角硫因能顯著降低多酚氧化酶活性，阻止多酚氧化酶引起的蝦、螃蟹等海鮮的黑色素沉著或褐變。Encamaclon等推測麥角硫因是多酚氧化酶的非競爭性抑制物，能直接與多酚氧化酶（PPO）中Cu2+結(jié)合位點相互作用。此外，麥角硫因還有阻止魚肉褐變的作用，當脫氧肌紅蛋白和氧合肌紅蛋白被氧化成高鐵肌紅蛋白時就會發(fā)生褐變。Kim等的研究結(jié)果表明，麥角硫因能抑制高鐵肌紅蛋白形成，延緩褐變，參與黑色素生成的酪氨酸酶，其活性也會被金針菇菌絲中的乙酸乙酯抑制。表明，金針菇提取物是一種很好的抗黑色素、抗褐變的天然制劑，在食品工業(yè)上有巨大的應(yīng)用潛力。此外，金針菇提取物在美白類化妝品產(chǎn)業(yè)上也有應(yīng)用前景。

2.6 保護肝臟

近年來，金針菇多糖還被發(fā)現(xiàn)具有保護肝臟的作用。Pang等在金針菇中分離到a-（1—4） -D-葡聚糖，是一種水溶性多糖（FVP2），能夠增強小鼠初級肝臟細胞的生長，抑制四氯化碳引起的急性肝損傷小鼠肝臟細胞內(nèi)丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（ALT）的釋放。ALT主要存在于肝臟細胞中，肝臟細胞的損傷或壞死都會引起ALT濃度的升高.ALT是衡量肝細胞損傷程度的指標。此外，金針菇多糖還能提高肝臟細胞超氧化物歧化酶活性，增強細胞清除自由基的能力，減小自由基對細胞膜的損害，抑制脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng)，具有保肝、護肝的效果。

2.7 抗骨骼肌疲勞

金針菇多糖具有延緩骨骼肌疲勞的作用。孫洪兆等以電刺激蟾蜍腓腸肌為疲勞模型，金針菇多糖溶液能顯著降低腓腸肌收縮幅度并且具有劑量依賴性。此外，金針菇多糖還能通過免疫調(diào)節(jié)作用顯著降低運動疲勞大鼠的血清肌酸激酶和尿素氮含量，增加大鼠血液中乳酸脫氫酶活力，加速大鼠運動后恢復期血乳酸的清除，促進機能恢復。金針菇多糖對骨骼肌疲勞的延緩作用及血液相關(guān)因子的調(diào)節(jié)作用為消除運動疲勞、減小運動損傷的研究提供了理論基礎(chǔ)。

3 存在問題及未來研究方向

金針菇作為一種功能性食品在營養(yǎng)保健品和藥物研究中有巨大潛力，但是目前對于金針菇藥理活性及應(yīng)用的研究還存在許多問題。

第一，缺少行業(yè)標準以及高效的提取工藝。金針菇化學成分復雜，不同活性成分分離提純方法眾多，但是各種方法的成本、產(chǎn)量、質(zhì)量、純度各有優(yōu)劣，而且不同品種、不同栽培工藝栽培出的金針菇產(chǎn)品活性成分種類和含量也不盡相同。提取過程中活性損失大，需要綜合考慮提取工藝和含量測定方法，在高效、低成本基礎(chǔ)上保證同批次產(chǎn)品質(zhì)量的均一性及有效物質(zhì)的生物活性。同時，活性成分的品質(zhì)分析方法和指標評價方法也需要進一步研究，這對金針菇質(zhì)量控制和品質(zhì)評價具有重要意義。

第二，對金針菇提取物中生物活性分子精準鑒定的研究不足?，F(xiàn)代科學研究已經(jīng)明確了金針菇多糖是通過免疫調(diào)節(jié)作用來抑制癌細胞生長的，但多糖的化學成分和結(jié)構(gòu)復雜，一定程度上為其分子機制的研究帶來了困難。需要進一步研究構(gòu)效關(guān)系、活性機理和體內(nèi)代謝機制，分析其產(chǎn)生的效應(yīng)是由某種活性物質(zhì)單獨完成還是多種活性物質(zhì)協(xié)同作用的結(jié)果。

第三，缺少對金針菇活性成分藥物動力學、藥效學和生物利用率的評估。需要全面研究活性成分的藥物動力學類型，分析代謝對其生物活性的影響，包括活性成分被機體吸收后通過層層生物屏障到達作用位點的過程和能力等。

第四，金針菇提取物中的活性成分對人體健康有益，但對金針菇藥理作用的研究通常限于細胞試驗或動物試驗，缺少對活性成分藥理作用的臨床試驗，需要大量臨床試驗來研究這些天然活性物質(zhì)成為合成藥物替代品的可行性，包括施用劑量、效果和安全性等。

金針菇化學成分復雜、生物活性多樣，具有臨床應(yīng)用價值。藥理學上，金針菇具有多種生物活性成分和生理功能，尤其是抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)作用，極具藥物開發(fā)潛力。目前關(guān)于金針菇抗癌、抗腫瘤、抗動脈粥樣硬化、抗血栓、抗菌、消炎、免疫調(diào)節(jié)等作用的研究多局限于細胞水平，其分子機制還有待深入研究。同時，這些活性成分的提取工藝和標準在未來的研究中值得關(guān)注。金針菇復雜的化學成分給研究造成一定挑戰(zhàn)，今后需要更加關(guān)注其活性成分及衍生物，開展腫瘤治療、抗動脈粥樣硬化、抗病毒的臨床應(yīng)用，以期為深入研究金針菇活性成分的構(gòu)效關(guān)系以及醫(yī)藥保健品的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。