黑木耳多糖的生物活性研究進(jìn)展

王國(guó)紅，馬懷良，律鳳霞，姜明

(牡丹江師范學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，黑龍江 牡丹江 157012)

黑木耳(Auriculariaauricula)又稱木耳、黑菜、樹(shù)雞等，屬于擔(dān)子菌門(mén)，木耳目，木耳科，木耳屬[1]。黑木耳主要分布在北半球的溫帶和亞熱帶地區(qū)，在我國(guó)主要分布于東北地區(qū)，西南地區(qū)，華中地區(qū)以及福建等地。黑木耳在我國(guó)產(chǎn)量極高，占全世界總產(chǎn)量的96%以上[2]，黑木耳營(yíng)養(yǎng)非常豐富，口感極佳，是一種藥食同源的大型食用菌[3]。木耳中含有多糖、蛋白質(zhì)、黑色素、膳食纖維、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及鈣、鐵等礦物質(zhì)元素，具有抗氧化、抗腫瘤、抗凝血、降血糖、抑菌、提高免疫力、預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化等作用[4-6]。研究表明，在我國(guó)東北地區(qū)主要的3個(gè)黑木耳品種含有能夠代謝出抗腫瘤基因和抗衰老產(chǎn)物的基因[7]，這給治療腫瘤和預(yù)防機(jī)體抗衰老提供了方便。近年來(lái)，越來(lái)越多的科學(xué)家和研究員對(duì)黑木耳的生物活性展開(kāi)了不同程度的研究，但主要集中在黑木耳多糖的研究。因此黑木耳具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景，不僅在食品市場(chǎng)需求量大，而且在藥物研發(fā)和保健方面也是具有重要意義。

1 黑木耳多糖的生物活性

黑木耳作為藥食同源的食用真菌，其生理活性和營(yíng)養(yǎng)成分是最吸引醫(yī)學(xué)和營(yíng)養(yǎng)學(xué)學(xué)者的原因之一[8]。黑木耳中的多糖、黑色素、花青素、凝集素等物質(zhì)使得黑木耳具有生理活性，其具有抗氧化、抗衰老、抗腫瘤、抑菌、抗凝血及增強(qiáng)免疫能力等生物活性。黑木耳多糖是最主要活性物質(zhì)之一，因此黑木耳多糖在藥理作用、食品開(kāi)發(fā)和保健作用等方面發(fā)揮巨大作用。目前，雖然黑木耳多糖已經(jīng)具有較多的生物活性，但由于多糖的活性受結(jié)構(gòu)的影響，生物活性較弱而難以滿足應(yīng)用的要求，所以對(duì)多糖結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行修飾，改變?cè)械慕Y(jié)構(gòu)和性質(zhì)，可以增強(qiáng)其活性[9]。修飾方法有物理、化學(xué)和生物修飾，目前研究最多的是化學(xué)修飾，例如硫酸化、磷酸化、乙?；Ⅳ燃谆?。

1.1 抗氧化作用

黑木耳的抗氧化作用機(jī)理主要是對(duì)自由基的清除(羥自由基、超氧陰離子自由基、DPPH自由基)和脂質(zhì)過(guò)氧化的抑制。黑木耳多糖和黑色素是比較主要的活性物質(zhì)，在抗氧化方面發(fā)揮重要的作用。張敏等[10]研究表明，通過(guò)發(fā)酵制備的木耳黑色素能清除超氧陰離子自由基和ABTS陽(yáng)離子自由基。朱曉冉等[11]研究提取劑酸堿性和分子量對(duì)黑木耳多糖的抗氧化活性的影響進(jìn)行研究分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明中性未脫色黑木耳多糖體外抗氧化活性最好。孔沛筠等[12]采用響應(yīng)面法優(yōu)化高溫浸提黑木耳多糖，提取的黑木耳多糖具有很好的天然抗氧化活性。Fang等[13]研究發(fā)現(xiàn)木耳經(jīng)酸水解后，能夠延長(zhǎng)秀麗隱桿線蟲(chóng)的壽命，提高抗氧化能力。

黑木耳多糖經(jīng)化學(xué)修飾后，明顯提高了抗氧化能力。鄭常領(lǐng)等[14]對(duì)黑木耳胞外多糖( AAP)進(jìn)行磷酸化修飾，其修飾后的磷酸化黑木耳多糖(P-AAP)對(duì)DPPH自由基的清除率提高34.37% ；對(duì)羥基自由基的清除率提高30.39% ；對(duì)超氧陰離子自由基的清除率提高26.40%。因此，磷酸化修飾后黑木耳多糖的抗氧化活性顯著提高。從黑木耳中提取到的粗多糖水溶性較差，經(jīng)過(guò)羧甲基化修飾后，水溶性增強(qiáng)，將產(chǎn)物CMAAP純化后得到CMAAP22，該組分在清除DPPH自由基等方面抗氧化活性比AAP強(qiáng)2倍，因此，黑木耳多糖經(jīng)羧甲基化修飾后，抗氧化活性明顯提高[15]。魏紅[16]研究黑木耳多糖及羧甲基化修飾黑木耳多糖的活性，結(jié)果表明黑木耳多糖和羧甲基化修飾后的多糖對(duì)DPPH自由基和羥自由基均有清除作用，且羧甲基修飾后黑木耳多糖的抗氧化活性高于修飾前的多糖。

1.2 抗腫瘤作用

腫瘤一直以來(lái)都是危害生命健康的殺手，存在于機(jī)體就像一個(gè)“定時(shí)炸彈”，隨時(shí)可以?shī)Z去人類生命。腫瘤細(xì)胞能夠降低免疫器官的免疫能力，使免疫細(xì)胞凋亡，從而引起機(jī)體的免疫能力下降。黑木耳多糖可以對(duì)免疫系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，激發(fā)免疫器官和免疫細(xì)胞的作用，增強(qiáng)抑制腫瘤細(xì)胞的作用。研究發(fā)現(xiàn)黑木耳對(duì)黑色素瘤、腦膠質(zhì)瘤[17]、肝癌[18]等具有抑制作用。宗燦華等[19]實(shí)驗(yàn)指出黑木耳多糖具有抑瘤作用，對(duì)H22肝癌小鼠的抑瘤率可達(dá)45.21%。黃濱南等[20]研究指出，黑木耳多糖明顯延長(zhǎng)荷瘤小鼠的存活時(shí)間，還能提高小鼠超氧化物歧化酶和過(guò)氧化氫酶的酶活性。黑木耳多糖還能抑制腫瘤組織增殖細(xì)胞核抗原表達(dá)的作用，其抑制大鼠膠質(zhì)瘤的抑制率為40.7%[21]。甘霓等[22]研究發(fā)現(xiàn)黑木耳多糖在體內(nèi)外具有較強(qiáng)的抗腫瘤作用，抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，與環(huán)磷酰胺聯(lián)合用藥，能夠更好的起到抑制效果。馬成瑤等[23]用(NH4)2SO4沉淀和親和層析的方法提取黑木耳凝集素，并對(duì)其性質(zhì)和活性進(jìn)行初步探究。探究發(fā)現(xiàn)黑木耳凝集素具有糖特異性，對(duì)肺癌(A549)和乳腺癌細(xì)胞(MCF-7)均有抑制作用。汪璐[24]等研究金針菇和黑木耳醇提物的抗腫瘤作用，結(jié)果表明，濃度為25～400 μg/mL范圍內(nèi)，金針菇和黑木耳醇提物對(duì)A375、HeLa和MCF-7細(xì)胞均有抑制作用。李公斌[25]研究黑木耳多糖經(jīng)硫酸酯化修飾后對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制作用，結(jié)果表明硫酸酯化黑木耳多糖對(duì)腫瘤細(xì)胞有明顯的抑制效果，最大抑制率為49.6%。

1.3 抗凝血作用

黑木耳多糖具有抗凝血的作用，可以延長(zhǎng)凝血的時(shí)間。申建和[26]等首次研究黑木耳多糖、銀耳多糖和銀耳孢子多糖的抗凝血作用，并得出結(jié)論，黑木耳多糖、銀耳多糖和銀耳孢子多糖在體內(nèi)、體外均有明顯的抗凝血作用，其中黑木耳多糖的抗凝血作用為最強(qiáng)。王辰龍等[27]將超聲波協(xié)同復(fù)合酶提取的黑木耳多糖研究其體外抗凝血活性，研究表明多糖濃度為10%、溫度為35℃、pH值7.4 條件下，凝血酶原時(shí)間達(dá)到41.8 s。吳小燕[28]等采用超聲波提取黑木耳多糖，對(duì)黒木耳粗多糖CAAP，脫色脫蛋白多糖AAPⅡa、AAPⅡ、AAP、AAPⅠ、AAPⅢ進(jìn)行體外抗凝血活性研究。結(jié)果揭示AAPⅡa、AAPⅡ、CAPP具有極顯著影響。AAPⅡa、AAPⅡ、CAAP可以同時(shí)激活外源凝血和系統(tǒng)內(nèi)源凝血等系統(tǒng)，對(duì)共同凝血途徑無(wú)影響。張智[29]等采用?；揎椀姆椒▽?duì)黑木耳多糖進(jìn)行改性，結(jié)果表明黑木耳多糖經(jīng)?；揎椧院?，其抗凝血活性明顯增強(qiáng)。

1.4 免疫活性

當(dāng)機(jī)體受到外界物質(zhì)的侵襲時(shí)，機(jī)體內(nèi)部接收刺激信號(hào)并作出反應(yīng)，刺激免疫器官和免疫細(xì)胞，增強(qiáng)免疫力，維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMC)包括單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞，參與機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)，PBMC產(chǎn)生細(xì)胞因子并參與機(jī)體的炎癥反應(yīng)，從而提高免疫力。細(xì)胞因子包括腫瘤壞死因子(TNF)和干擾素(IFN)。黑木耳多糖是主要的免疫調(diào)節(jié)物質(zhì)之一，甘霓等[30]提取分離得到一種黑木耳多糖AAP-10，并對(duì)其活性探究，結(jié)果證明這種多糖能夠增強(qiáng)CPA免疫抑制小鼠單核-巨噬細(xì)胞的吞噬能力和自然殺傷細(xì)胞活性，因此提高免疫力。Nguyen等[31]研究證明黑木耳多糖也能增強(qiáng)免疫作用。Basso等[32]研究表明黑木耳多糖對(duì)吞噬細(xì)胞具有免疫刺激作用，能提高小鼠的存活率。張介馳等[33]以黑木耳為主料，添加猴頭菇、姬松茸、等輔料，制成黑木耳復(fù)合多糖口服制劑并研究其對(duì)小鼠免疫功能的作用，研究表明黑木耳復(fù)合多糖口服制劑作用于小鼠，能明顯增強(qiáng)小鼠免疫功能。莊偉等[34]采用高溫蒸汽浸提法提取黑木耳多糖并對(duì)其在免疫活性進(jìn)行研究，結(jié)果表明黑木耳多糖促進(jìn)巨噬細(xì)胞的增殖，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬作用，對(duì)巨噬細(xì)胞具有強(qiáng)烈的刺激作用，顯著誘導(dǎo)細(xì)胞因子IL-6、TNF-α的釋放。阮世良[35]對(duì)6個(gè)硫酸化多糖的免疫活性進(jìn)行研究比較，結(jié)果表明6個(gè)硫酸化黑木耳多糖均能明顯提高新城疫苗的免疲應(yīng)答，sEPS與sAAPt的效果最佳。

1.5 降血脂及預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化

攝入過(guò)量的高脂、高膽固醇等會(huì)引起高血脂癥，高血脂癥將會(huì)導(dǎo)致肥胖癥、動(dòng)脈粥樣硬化癥、脂肪肝膽石病等疾病。黑木耳的降血脂和預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化作用主要是降低總膽固醇、甘油三酯、動(dòng)脈粥樣硬化指數(shù)和體內(nèi)相關(guān)酶的表達(dá)有關(guān)。劉榮等[36]考察不同劑量的黑木耳酸性多糖對(duì)高脂模型小鼠體內(nèi)相關(guān)酶和脂肪指數(shù)的影響。結(jié)果表明，黑木耳多糖通過(guò)調(diào)節(jié)小鼠體內(nèi)相關(guān)酶活性起到降血脂的作用。于美匯等[37]研究黑木耳酸性多糖對(duì)高血脂癥小鼠的降血脂作用，發(fā)現(xiàn)這種酸性多糖可降低高血脂癥小鼠總膽固醇、甘油三酯、動(dòng)脈粥樣硬化指數(shù)等，增強(qiáng)高密度脂蛋白膽固醇和SOD活性。姜洪彬等[38]考察人參黑木耳多糖粉的降血脂作用，結(jié)果表明高劑量組和中劑量組與模型組比較，能明顯降低小鼠總膽固醇、三酰甘油和低密度脂蛋白膽固醇濃度，能夠保護(hù)血管和防止高血脂癥的發(fā)生。包怡紅等[39]研制復(fù)合黑木耳粉的最佳配方及其體外降血脂的作用，結(jié)果顯示其體外結(jié)合膽酸鹽能力為1.18 μmol/100 mg，膽固醇吸附量23.2 mg/g，說(shuō)明復(fù)合黑木耳粉具有降血脂的功能。劉榮等[40]探究黑木耳多糖對(duì)高脂模型小鼠脂肪指數(shù)、相關(guān)酶類影響及降血脂功效，結(jié)果表明黑木耳多糖能增加小鼠體內(nèi)卵磷脂膽固醇酰基轉(zhuǎn)移酶含量、降低小鼠脂肪指數(shù)和HMG-CoA還原酶含量，黑木耳多糖通過(guò)調(diào)節(jié)相關(guān)酶的活性，從而具有降血脂的作用。研究發(fā)現(xiàn)APP能抑制動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中黏著斑激酶的表達(dá)，阻止血管平滑肌細(xì)胞參與動(dòng)脈粥樣硬化形成，同時(shí)降低總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇濃度[41]。

1.6 抑菌作用

黑木耳多糖是主要的抑菌活性物質(zhì)。趙夢(mèng)瑤[42]等分別采用粉碎工藝和提取工藝兩種不同的處理方式對(duì)黑木耳多糖抑菌作用的研究，研究發(fā)現(xiàn)兩種處理工藝均對(duì)黑木耳多糖抑菌有影響，水提為150目粒度提取的多糖對(duì)大腸桿菌(E.coli)和金黃色葡萄球菌(S.aureus)的抑菌效果最佳，且抑菌效果比超聲波處理多糖的抑菌效果好。鄧慶華等[43]探究黑木耳多糖對(duì)霉菌和細(xì)菌的抑菌活性，結(jié)果表明對(duì)霉菌的最小抑菌圈直徑為7.9 mm，對(duì)細(xì)菌的最小抑菌圈直徑為12.7 mm，說(shuō)明黑木耳多糖對(duì)細(xì)菌的抑菌效果比霉菌的明顯。蔡銘等[44]考察牛津杯法測(cè)定黑木耳粗多糖抑菌活性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)黑木耳多糖對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均有抑制作用，對(duì)酵母菌、黑曲霉、枯草芽孢桿菌等無(wú)明顯抑菌效果。Cai等[45]研究表明黑木耳多糖對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌有抑菌效果，但對(duì)其他病原菌無(wú)抑菌作用。羅敬文等[46]研究3種木耳(黑木耳、玉木耳和毛木耳)多糖的抗氧化活性與抑菌能力發(fā)現(xiàn)3種木耳多糖對(duì)大腸桿菌均有抑制效果，黑木耳多糖對(duì)金黃色葡萄球菌的抑菌作用相對(duì)較弱。李公斌[47]探究硫酸酯化黑木耳多糖對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和黑曲霉的抑菌效果，結(jié)果顯示硫酸酯化黑木耳多糖對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌均有抑制作用，抑制作用達(dá)到16～20 h，對(duì)黑曲霉孢子萌發(fā)也有抑制效果。

1.7 抗輻射作用

黑木耳還具有抗輻射的作用，張晶[48]利用超聲波和熱水法相結(jié)合的方法提取黑木耳多糖并制備硫酸酯化黑木耳多糖，然后研究硫酸酯化黑木耳多糖的抗輻射作用，結(jié)果表明硫酸酯化黑木耳多糖能夠增加單核細(xì)胞吞噬能力和改善小鼠的免疫系統(tǒng)，提高抗氧化應(yīng)激酶活性，提高GSH活性，調(diào)節(jié)小鼠腎臟的代謝能力，從而起到抗輻射防護(hù)作用。胡俊飛等[49]考察硫酸化黑木耳多糖在輻射防護(hù)方面的作用，結(jié)果表明硫酸化黑木耳多糖明顯增加60Co-γ射線輻射損傷小鼠的SOD活性、小鼠免疫器官指數(shù)和單核細(xì)胞吞噬能力，減少血清丙二醛的含量，改善輻射誘導(dǎo)機(jī)體的氧化損傷，因此具有較好的保護(hù)作用。胡俊飛等[50]采用高壓均質(zhì)提取黑木耳多糖，然后建立小鼠體內(nèi)60Co-γ輻射損傷模型，研究硫酸化修飾黑木耳多糖的防輻射效果，研究表明SHAAP能促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖，增強(qiáng)單核細(xì)胞吞噬能力，提高SOD和CAT的活性，有效降低小鼠骨髓微核發(fā)生率，提高小鼠股骨中骨髓 DNA 含量，通過(guò)保護(hù)DNA和染色體，從而具有明顯的抗輻射效果。

2 結(jié)語(yǔ)

黑木耳營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，具有較多的生物活性。近年來(lái)，對(duì)黑木耳生物活性的研究逐漸深入，黑木耳生物活性物質(zhì)主要集中在多糖、黑色素、花青素以及多酚和一些潛在的尚未研究的物質(zhì)。其中，黑木耳多糖的研究最多，其發(fā)展前景廣闊，具有深入研究與開(kāi)發(fā)的價(jià)值。黑木耳作為藥食同源的食用菌，其功能性成分多糖在抗氧化、抗腫瘤、抗凝血、提高免疫力和抑菌等方面發(fā)揮重要的作用。目前對(duì)黑木耳的研究處于初級(jí)階段，關(guān)于多糖改性研究較少，還有很多潛在價(jià)值尚未開(kāi)發(fā)。今后的研究中，優(yōu)化黑木耳多糖的提取工藝，提高黑木耳多糖的提取率，通過(guò)研究多糖的活性與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，增強(qiáng)原有的生物活性；深入研究黑木耳多糖在抗病毒和抗腫瘤方面的生理活性與作用機(jī)制，研制黑木耳多糖抗病毒和抗腫瘤藥物，合理應(yīng)用到臨床醫(yī)學(xué)上；采用分子生物學(xué)技術(shù)、遺傳學(xué)和生物信息學(xué)等手段原理，進(jìn)一步研究黑木耳多糖高產(chǎn)菌株的篩選和育種，使黑木耳的利用價(jià)值最大化，深入研究多糖改性方法，增強(qiáng)多糖原有的活性和其他生物活性。