塊菌屬真菌的化學成分 及生物活性研究進展

張 紅,都 君,陳 屏,,王 琦

(1.吉林農(nóng)業(yè)大學生命科學學院,吉林長春 130118; 2.吉林農(nóng)業(yè)大學食藥用菌教育部工程研究中心,吉林長春 130118)

塊菌(Truffle)是一類地下生物的總稱,成員包括接合菌門(Zygomycota)、子囊菌門(Ascomycota)和擔子菌門(Basidiomycota)。本文綜述的塊菌屬于子囊菌門,塊菌目(Tuberales),塊菌科(Tuberaceae),塊菌屬(Tuber),又名塊菇、無娘果或豬拱菌[1-2],主要包括黑孢塊菌(Tubermelanosporum)、夏塊菌(T.aestivum)、印度塊菌(T.indicum)、白塊菌(T.magnatum)、中國塊菌(T.sinense)、喜馬拉雅塊菌(T.himalayense)、波氏塊菌(T.borchii)、會東塊菌(T.huidongense)和冬塊菌(T.brumale)[3]。塊菌世界范圍的分布主要在意大利、法國、西班牙和中國等國家,在中國主要分布于四川、云南、新疆和西藏等地區(qū),也陸續(xù)在吉林省和遼寧省發(fā)現(xiàn)塊菌的蹤跡[4]。

塊菌富有濃郁而特殊的香氣,具有極高的食用和藥用價值,近幾年來,塊菌在大量出口的野生食用菌中名列前茅[5]。但我國對塊菌的研究起步太晚,有關(guān)化學成分和藥理活性的研究較少,本文通過查閱國內(nèi)外文獻,歸納了塊菌屬的化學成分和生物活性,為塊菌進一步的開發(fā)利用,將其活性成分添加到食品和藥品中提供理論依據(jù)。

1 化學成分

1.1 甾類

吳少華[6]和高錦明等[7]在印度塊菌子實體中分離出麥角甾醇、麥角甾醇過氧化物、菜子甾醇、啤酒甾醇、星魚甾醇、阿洛糖醇和(2S,3S,4R,2′R)-2-N-(2′-hydroxy-tricosanoyl)-octadecan-1,3,4-triol,其中,最后2個化合物為首次從該菌中分離得到。高錦明等[8]又在印度塊菌子實體中分離出了(22E,24R)-麥角甾-4,6,8(14),22-四烯-3-酮、(22E,24R)-麥角甾-7,22-二烯-3β,5α,6β-三醇、5α,8α-環(huán)氧乙氧基-(22E,24R)-麥角甾-6,22-二烯-3β-醇、(22E,24R)-麥角甾-5,22-二烯-3β-醇和3-O-β-D-吡喃葡萄糖-(22E,24R)-麥角甾-7,22-二烯-5α,6β-二醇,其中,最后一個化合物為首次從該菌中分離得到。

Tang等[9]在黑孢塊菌、夏塊菌、印度塊菌、中國塊菌、喜馬拉雅塊菌和波氏塊菌子實體中分析出11種甾類化合物,包括菜油甾醇、豆甾醇、羊毛甾醇、膽固醇、β-谷甾醇、5-二氫麥角甾醇、24(28)-脫氫麥芽糖醇、24-亞甲基-24,25-二氫甾醇、4α-甲基麥角菌-8(9),24(28)-二烯醇、stigmasta-7,24(28)-dienol和fungisterol。Yeh等[10]從黑孢塊菌、中國塊菌和白塊菌子實體中分析出菜油甾醇、麥角甾醇、豆甾醇、羊毛甾醇、菜子甾醇、β-谷甾醇、5-二氫麥角甾醇、去氫表雄酮、樺褐孔菌醇、24(28)-脫氫麥芽糖醇、fungisterol和Barrigenol R1這12種甾類化合物,有研究表明樺褐孔菌醇對宮頸癌HeLa細胞有明顯的抑制增殖和誘導凋亡作用[11]。Guan等[12]通過SPE-GC-FID/EIMS聯(lián)用法,首次在黑孢塊菌發(fā)酵液中檢測到α-雄烷醇,該化合物類似于人體的性激素成分,具有調(diào)節(jié)女性月經(jīng)周期和引起女性興奮的功能[13-14]。

1.2 鞘脂類

吳少華等[6]和高錦明等[15]在印度塊菌子實體的活性成分中首次分離得到3個新的神經(jīng)酰胺類化合物和腦苷脂B,暫未對三種神經(jīng)酰胺命名,化學結(jié)構(gòu)如圖1,關(guān)于它們具體的生物活性目前尚無報道,但有研究表明神經(jīng)酰胺具有保濕、可以作為皮膚屏障、抗腫瘤、誘導細胞凋亡和調(diào)節(jié)免疫等功能[16]。

圖1 印度塊菌子實體中3種神經(jīng)酰胺的化學結(jié)構(gòu)Table 1 Chemical structure of three ceramides in Indian truffle bodies

1.3 揮發(fā)性成分

Culleré等[17]采用HS-SPME-GC-MS法分析出冷凍后黑孢塊菌中雙乙酰、1-辛烯-3-酮、1-辛烯-3-醇、2-甲基異冰片和二甲基三硫化物的含量高于新鮮塊菌,而異戊醇、甲硫醇和3-甲基丁酸乙酯的含量低于新鮮塊菌。Culleré等[18]通過GC-O法檢測出黑孢塊菌至少由17種不同的香氣成分組成,其中呋喃酮、3-乙基苯酚、1-己烯-3-酮、2-甲基-3-呋喃硫醇、3-丙基苯酚和5-甲基-2-丙基苯酚為首次報道。同時,Culleré 等[19]還檢測出1-辛烯-3-酮和1-辛烯-3-醇是印度塊菌的特征性香氣成分。Li等[20]在黑孢塊菌中鑒定出59個揮發(fā)性成分,其中,53種來源于發(fā)酵菌絲體,32種來源于發(fā)酵液;長鏈脂肪酸(棕櫚酸、油酸和亞油酸)和類異戊二烯(法尼醇和香葉基丙酮衍生物)在黑孢塊菌菌絲體中首次發(fā)現(xiàn)。

Aprea等[21]采用PTR-MS法,首次確定了18種白塊菌中所含有的不同硫化物成分,白塊菌分別來自意大利6個不同區(qū)域。劉云等[22]分析新鮮塊菌與塊菌發(fā)酵酒的香氣成分,結(jié)果顯示新鮮塊菌中的揮發(fā)性物質(zhì)主要是醇類和醛類物質(zhì);但在發(fā)酵酒香氣中,醛類物質(zhì)幾乎完全消失,主要為醇類、酯類和酸類物質(zhì)。

1.4 核苷類

Liu等[23]通過LC-ESI-MS法測定出塊菌發(fā)酵菌絲體中核苷類的含量比子實體中高約2～25倍;除了在波氏塊菌中未檢測到腺嘌呤和尿苷,在喜馬拉雅塊菌、印度塊菌、夏塊菌和中國塊菌中都檢測出有腺嘌呤、次黃嘌呤、尿苷、腺苷、鳥嘌呤、鳥苷和肌苷。吳少華等[6]從印度塊菌子實體中分離得到尿苷和腺嘌呤。

1.5 酚類

Angelini等[24]以沒食子酸為標準品(GAE),測定夏塊菌甲醇提取物中多酚含量為15.17%,波氏塊菌為17.61%,冬塊菌為23.19%。李曉勇等[25]測定出李氏塊菌(T.liyuanum)子實體甲醇提取物的總酚含量最高為3.08 mg GAE/g,乙醇提取物中總酚含量為1.34 mg GAE/g。

1.6 多糖類

Bhotmange等[26]采用HPAEC測定夏塊菌粗多糖組分TAP-1和TAP-2的單糖組成。TAP-1由0.46%鼠李糖、0.14%半乳糖、97.59%葡萄糖和1.81%甘露糖組成;TAP-2由1.23%鼠李糖、0.26%半乳糖、93.75%葡萄糖和4.756%甘露糖組成。羅強等[27]測定出印度塊菌粗多糖組分TIP-A是由D-葡萄糖、D-甘露糖、L-鼠李糖和D-半乳糖4種單糖組成,物質(zhì)的量比約為7∶2∶2∶2。

1.7 營養(yǎng)元素

劉洪玉等[28]檢測出四川塊菌中含有蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物和17種氨基酸,其中含人體必需的8種氨基酸,對人體健康有益的蛋氨酸和胱氨酸含量較豐富。陶愷等[29]在中國塊菌中測定出8種維生素和10種礦質(zhì)元素。

2 生物活性

2.1 抗氧化活性

2.2 抗誘變作用

Fratianni等[33]采用2種SalmonellatyphimuriumHis-菌株TA 98和TA100,對新鮮和經(jīng)輻射夏塊菌的抗誘變能力進行測試。結(jié)果顯示夏塊菌水提物和醇提物對標準誘變劑均有抑制作用。對于菌株TA98和TA100,新鮮夏塊菌的抑制作用強于經(jīng)輻射的夏塊菌;無論直接還是間接誘變試驗,經(jīng)輻射夏塊菌的醇提物的抗誘變性比新鮮夏塊菌的降低約43%。

2.3 抑菌活性

Angelini等[24]研究夏塊菌和波氏塊菌甲醇提取物對6種鏈霉菌(S.griseus,S.anulatus,S.albus,S.parvus,S.prasineus,S.virginiae)的抑制作用研究表明:夏塊菌醇提物對S.albus的抑制作用最強,MIC值為0.72 mg·mL-1;對S.griseus和S.prasineus的抑制作用最弱,MIC值均為3.96 mg·mL-1。波氏塊菌醇提物對S.virginiae的抑制作用最強,MIC值為1.91 mg·mL-1;對S.griseus的抑制作用最弱,MIC值均為5.00 mg·mL-1。

2.4 抗腫瘤活性

胡慧娟等[34]研究表明塊菌多糖(polysaccharide oftubersinica,PST)能抑制S-180肉瘤及EAC肉瘤的生長,但是體外對Hela細胞的增殖無明顯影響,說明PST沒有細胞毒作用。

2.5 細胞增殖活性

Manabendra等[35]從Tuberrufum子實體中分離出一種水溶性多糖(PS-II),該分子由D-葡萄糖、D-半乳糖和l-巖藻糖組成,PS-II對人體淋巴細胞毒作用在50～200 μg·mL-1范圍內(nèi),無明顯細胞毒作用;在200～400 μg·mL-1范圍內(nèi),細胞毒性顯著增加。

3 結(jié)語

由此可見,塊菌中含有豐富的化學成分及廣泛的生物活性。塊菌中的a-雄烷醇的化學結(jié)構(gòu)與人體內(nèi)的性激素成分相似,可研發(fā)成新型性激素類的藥物;神經(jīng)酰胺具有保濕功能,可以作為皮膚屏障,有望添加到護膚品中。塊菌多糖具有較強的抗腫瘤和抗氧化作用,可將其研發(fā)成抗腫瘤免疫療法的藥物。法國學者將塊菌提取物添加到男性香水中,也有人利用塊菌研制紅酒保健飲料。綜上,塊菌具有極高的食用、藥用、保健及商業(yè)價值。

塊菌有著獨特的香味,口感十分鮮美,深受人們喜愛。但塊菌對生境要求特殊,人工栽培困難,供不應(yīng)求,導致塊菌的價格昂貴。所以研究塊菌栽培和塊菌多樣性的保護就顯得非常有必要。實現(xiàn)塊菌大面積栽培,把塊菌中有效成分應(yīng)用于食品、藥品、化妝品及保健品中,會對人類的健康和生活產(chǎn)生巨大的價值,將會是人類一大筆寶貴的財富。