靈芝的生物學特性、液體發(fā)酵及藥理作用的研究進展

鮑 程 謝春陽

（吉林農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，長春130118）

靈芝是我國傳統(tǒng)的珍貴藥材，隸屬擔子菌亞門、層菌綱、多孔菌目、多孔菌科、靈芝屬，品種多樣，資源廣泛。我國靈芝種植區(qū)域主要分布在華北、西南地區(qū)，東南沿海，長江中下游和大小興安嶺地區(qū)等。

靈芝含有蛋白質(zhì)、氨基酸、多糖、多肽、靈芝酸、?；撬?、腺苷、酶、內(nèi)酯、靈芝堿、生物堿、揮發(fā)油、甘露醇、麥角甾醇、香豆精苷等成分，另有鈣、鎂、鋅等20 余種微量元素。其主要活性成分是多糖、三萜、小分子蛋白質(zhì)和有機鍺?，F(xiàn)代科學研究發(fā)現(xiàn)靈芝臨床上可治療癌癥、胃病、腎病、慢性支氣管炎、慢性肝炎、克山病、高山癥、冠心病、心絞病、糖尿病、神經(jīng)衰弱、心悸頭暈等，對維護人體健康有重要作用[1]。國家食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA）網(wǎng)顯示，目前我國的靈芝類藥品有47 種，而靈芝類保健品則多達718 種。靈芝還具有觀賞價值，可制作靈芝盆景；還可用于生產(chǎn)美容化妝品。

現(xiàn)就靈芝的生物學特性、液體發(fā)酵和藥理作用進行歸納總結，為其進一步研究及開發(fā)應用提供參考。

1 生物學特性

靈芝既是腐生菌，也是兼性寄生菌。菌絲會持續(xù)不斷地向孢外分泌纖維素酶、木質(zhì)素酶和蛋白酶，降解培養(yǎng)基中的木質(zhì)纖維素、蛋白質(zhì)類物質(zhì)及其他有機大分子物質(zhì)，以滿足自身生長發(fā)育的需要。靈芝屬高溫型菌類，最適生長溫度為25～28 ℃，隨著晝夜溫差的增大，菌絲的生長時間也相對延長。光線會抑制靈芝菌絲生長。靈芝是好氧型真菌，整個生長過程都需新鮮空氣，子實體生長期空氣中CO2濃度不能超過0.1%，否則不能正常形成傘狀子實體，導致畸形。子實體生長發(fā)育階段必須有光照，菌柄、菌蓋才能粗壯、厚實。

靈芝人工栽培主要有段木栽培和代料栽培兩種方式。段木栽培生長周期長，浙江一帶應用較多；代料栽培生長周期短，產(chǎn)量高，但芝體質(zhì)地較輕，顏色暗淡，山東等地應用較多。靈芝的栽培流程包括備料，制作菌種，滅菌接種，準備出芝場地，培土出芝，采收加工等環(huán)節(jié)。在人工栽培條件下，靈芝接種一兩天后菌絲體定植萌發(fā)，菌絲培養(yǎng)成熟后，培養(yǎng)基表面的菌絲體局部膨脹，形成白色的菌蕾。隨著水分和營養(yǎng)的不斷輸入，菌蕾頂部膨脹形成傘狀的菌蓋，并不斷生長變厚，待菌蓋邊緣生長圈白色完全消失，菌管內(nèi)有少量孢子粉，菌蓋呈漆光色澤時，即為成熟[2～4]。

大多數(shù)的闊葉樹段木、木屑和農(nóng)作物秸稈等都可用于靈芝栽培。王燦琴等以雜木屑為主要原料進行林下仿野生覆土栽培，在日平均溫度26.5 ℃，日平均相對濕度74.1%條件下，其平均每袋產(chǎn)量634 g，生物轉化率63.4%，分別比大棚栽培高181.5 g 和18.15%[5]。全艷玲等研究發(fā)現(xiàn)，用57%枯枝落葉、40%玉米秸稈、1.5%蔗糖和1.5%石膏配制代料栽培靈芝培養(yǎng)料，在生長環(huán)境溫度為25～28 ℃、空氣相對濕度為80%～90%和散射光照條件下，易形成子實體[6]。

2 液體發(fā)酵

靈芝液體發(fā)酵培養(yǎng)周期短，工藝簡便，成本較低，所得產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，且苦味低于子實體。靈芝液體發(fā)酵可采用連續(xù)發(fā)酵法，即留下少量發(fā)酵罐中的菌液，作為下一個發(fā)酵罐的菌種，節(jié)省發(fā)酵生產(chǎn)時間，也能減少染菌機會，提高生產(chǎn)效率。隨著研究的不斷深入，雙向發(fā)酵作為一種新的發(fā)酵技術出現(xiàn)，主要是將靈芝與某一種或多種中藥材按照不同比例混合后進行聯(lián)合發(fā)酵，具有藥效強和有效活性成分吸收率高等優(yōu)點[7]。

在靈芝液體發(fā)酵中，加入中藥材等外源物質(zhì)可以增加靈芝多糖和三萜的成分。趙小瑞等將靈芝和當歸、黨參、黃芪、甘草粉末進行雙向發(fā)酵比較，結果以添加當歸的效果更好[8]。張慶明等優(yōu)化靈芝和玄七通痹膠囊藥渣雙向發(fā)酵工藝，結果為：以多糖為目標產(chǎn)物，最佳的藥渣添加量25%，固液比1∶1.5，藥渣粒徑60 目過篩，發(fā)酵時間25 天；以靈芝酸為目標產(chǎn)物，最佳的藥渣添加量40%，固液比1∶1.8，藥渣粒徑60 目過篩，發(fā)酵時間30 天[9]。辛燕花等在靈芝液體發(fā)酵第3 天加入何首烏進行雙向發(fā)酵，提高了靈芝多糖、三萜和總黃酮的含量[10]。此外，馮杰等發(fā)現(xiàn)在發(fā)酵進程中通過補料可以明顯地促進靈芝菌絲體的生長和靈芝三萜的合成，采用指數(shù)補料方式發(fā)酵終點靈芝菌絲體干質(zhì)量達到17.68 g/L，靈芝三萜含量達到4.58 g/100 g 干菌絲體，分別比分批發(fā)酵提高65.70%和100.88%[11]。

近年來，靈芝液體發(fā)酵型產(chǎn)品逐漸增多。張帥等在以糯米為原料的米酒中加入靈芝菌絲發(fā)酵液，制作成靈芝米酒，酒液中的有效成分高于市面上常見的靈芝浸泡型酒[12]?？芫昴莸妊芯苛遂`芝發(fā)酵小麥，通過福林-酚比色法和水楊酸法測得小麥發(fā)酵后的蛋白質(zhì)和可溶性糖等質(zhì)量分數(shù)均高于發(fā)酵前，且抗氧化能力明顯提高[13]。

3 藥理作用

3.1 免疫調(diào)節(jié)作用

靈芝提取物可作用于免疫系統(tǒng)，對身體狀態(tài)和免疫系統(tǒng)功能的調(diào)節(jié)水平及免疫細胞活化程度，與治療劑量、療程有關。劉喬等研究發(fā)現(xiàn)靈芝酸組分能夠提高抑制小鼠單核巨噬細胞吞噬功能、臟器系數(shù)、血清溶菌酶含量、酸性磷酸酶活力及肝臟酸性磷酸酶活力，增強免疫功能[14]。Carrieri R 等研究發(fā)現(xiàn)異聚糖可以抑制下游炎癥因子的表達，減少患炎癥的可能性[15]。蔣定文等證明靈芝多糖對免疫抑制小鼠外周血細胞有保護作用，可增強機體內(nèi)的細胞免疫和體液免疫，還對運動員的大負荷運動訓練的效果和免疫力有一定的提升作用[16]。

3.2 抗腫瘤作用

靈芝主要通過誘導腫瘤細胞凋亡而發(fā)揮抗腫瘤作用，靈芝子實體中的中性三萜成分的抗腫瘤活性比酸性成分更強[1]。時冉冉等研究發(fā)現(xiàn)，靈芝多糖既能促進小鼠脾細胞的增殖又具有抗腫瘤作用的免疫分子機制[17]。熊小文等研究證明靈芝中的甾醇及三萜類化合物均有一定的抗腫瘤活性[18]。

3.3 保護肝臟作用

肝臟的損傷不可逆且無法完全治愈，故靈芝對肝臟的保護作用具有極大的臨床意義。大量研究證明靈芝孢子酸A、靈芝酸A、靈芝酸B、靈芝赤芝酸A、靈芝赤芝酸E 和靈芝酸D 可提高人體肝臟HL-7702細胞的成活率，具有抗炎和保護肝臟的作用。賈亞敏等研究發(fā)現(xiàn)富硒靈芝多糖能夠緩解高脂飲食誘導的非酒精性脂肪肝的大鼠癥狀[19]。

3.4 降血糖作用

糖尿病及其并發(fā)癥的治療是國內(nèi)研究的熱點，而靈芝的降血糖作用顯著且靶點較多。靈芝多糖具有降血糖的作用，能夠促進葡萄糖激酶活性，控制血液中葡萄糖的濃度，促進葡萄糖的轉化，還能修復人體的胰島B 細胞，促進血清胰島素的分泌。馮艷等發(fā)現(xiàn)靈芝可減輕糖尿病大鼠體內(nèi)的氧化應激水平和脂質(zhì)抗氧化作用，能夠預防糖尿病胸主動脈并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展[20]。

3.5 抗氧化作用

劉曉艷等研究顯示靈芝提取液對DPPH 自由基和羥基自由基有一定的清除能力，并具有良好的還原能力，靈芝多糖能夠提高機體抗氧化酶活性，降低脂質(zhì)過氧化反應，提高運動的耐力，對力竭運動導致的氧化應激及氧化損壞有保護作用[21]。靈芝三萜類化合物的抗氧化能力強于靈芝多糖。Kan 等研究證明分子量大小會影響抗氧化能力強弱的同時還證明GLP80 的抗氧化活性最好[22]。Utami W 等研究表明靈芝乙醇提取物具有還原能力及抑制脂質(zhì)氧化的作用[23]。Tel-AYAN G 等發(fā)現(xiàn)靈芝的乙酸乙酯提取物表現(xiàn)出較好的抗氧化活性[24]。

3.6 抗衰老作用

夏廣清等發(fā)現(xiàn)靈芝對斑馬魚衰老的改善作用可能與其降低P21 和P53 基因表達有關[25]。

3.7 其他作用

靈芝還具有防輻射[26]、保護腦神經(jīng)元[27]、降血壓[28]、提升記憶力[29]、抗菌抗病毒[30]、抗癲癇[31]和治療阿爾茨海默病[32]等作用。

4 結論與展望

2016年時全球靈芝產(chǎn)品的年產(chǎn)值已超過25 億美元[33]，靈芝已廣泛應用于藥品、保健品和化妝品領域，如靈芝三萜膠囊、靈芝片劑及口服液、靈芝酸奶、靈芝咖啡和靈芝酒等，其中保健食品的品類較多，所不足是產(chǎn)品質(zhì)量尚無規(guī)范化的統(tǒng)一標準。

隨著研究的深入，靈芝的成分結構特性及機理作用等逐漸清晰。但目前關于靈芝的研究大多停留在基礎階段，對其抗逆性的研究較少，其相關制劑的臨床應用研究也有待加深。