桑黃類真菌抑菌活性研究

周洪英 孫 波 王卓仁 劉啟燕 趙會長 吳洪麗

(湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，武漢 430064)

藥用真菌桑黃Sanghuangporussanghuang是擔(dān)子菌門Basidiomycota、蘑菇綱Agaricomycetes、銹革菌目Hymenochaetales、銹革菌科Hymenochaetaceae 的大型多孔菌，在我國多個古籍中流傳逾兩千年。1968年日本學(xué)者發(fā)現(xiàn)其顯著的抗腫瘤活性[1-2]，開啟了桑黃研究的熱潮。由于形似桑黃的真菌種類眾多，不易從形態(tài)學(xué)進(jìn)行鑒別，因而對桑黃種類的認(rèn)知經(jīng)歷了長期而復(fù)雜的過程，在民間使用經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)代生物技術(shù)手段相結(jié)合后，學(xué)術(shù)界對桑黃種類的認(rèn)識和拉丁學(xué)名日漸清晰。

除了常規(guī)的抗腫瘤、抗氧化、抗炎癥活性外，桑黃類真菌抑菌活性也受到越來越多的關(guān)注。WTO 統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，耐藥性微生物可造成呼吸道疾病、腦膜炎等多種傳播疾病[3]。桑黃類真菌中的抑菌活性物質(zhì)豐富多樣，是緩解微生物耐藥性問題的寶貴資源，有著巨大的開發(fā)前景。桑黃類真菌抑菌活性與其濃度正相關(guān)，且受活性物質(zhì)提取工藝影響。本文簡述桑黃及其與形似真菌的關(guān)系，整理了現(xiàn)有桑黃類真菌抑菌活性的研究結(jié)果，以期為桑黃類真菌抑菌活性物質(zhì)的開發(fā)利用提供參考。

1 桑黃屬及其形似真菌

自古以來東亞民間使用經(jīng)驗(yàn)以及日本學(xué)者二十世紀(jì)60 年代的研究表明，桑黃為生長在桑樹上、質(zhì)地較硬、背面黑褐色、腹面黃色的一種多孔菌。

形態(tài)學(xué)研究和系統(tǒng)發(fā)育分析表明，真正的桑黃是一個新種，命名為InonotussanghuangSheng H. Wu, T. Hatt. & Y.C. Dai，只生長在桑屬M(fèi)orus活立木上，主要分布于中國、日本、韓國和緬甸等。隨后多基因片段分析結(jié)果表明，桑黃及相近種類在系統(tǒng)發(fā)育中形成了一個獨(dú)立的分支，是新屬桑黃孔菌屬SanghuangporusSheng H. Wu, L.W. Zhou & Y.C.，桑黃的拉丁名也調(diào)整為Sanghuangporussanghuang，對應(yīng)的中文學(xué)名為桑樹桑黃，是該屬唯一生長在桑樹上的真菌。桑黃孔菌屬目前共有14個種，還包括漆樹桑黃S.toxicodendri、櫟樹桑黃S.quercicola、楊樹桑黃S.vaninii、暴馬桑黃S.baumii(即P.baumii)、環(huán)區(qū)桑黃S.zonatus、小孔忍冬桑黃S.lonicericola、錦帶花桑黃S.weigelae、高山桑黃S.alpinus、韋爾桑黃S.weirianus，以及四個中國未發(fā)現(xiàn)的種：皮氏桑黃S.pilatii、木質(zhì)桑黃S.ligneus、大孔忍冬桑黃S.lonicerinus、小囊桑黃S.microcystideus。

木層孔菌是桑黃屬的形似真菌。Phellinuslinteus(裂蹄木層孔菌)或P.baumii曾被普遍用作桑黃的學(xué)名。系統(tǒng)發(fā)育分析表明，和桑樹桑黃近緣的P.linteus等種類，也是一個新屬熱帶孔菌屬TropicoporusL.W. Zhou, Y.C. Dai & Sheng H. Wu。我國學(xué)者也把火木層孔菌P.igniarius當(dāng)做桑黃，廣義的火木層孔菌目前已知有15 種，但火木層孔菌生長于闊葉樹上，未見寄生桑樹的報(bào)道。木層孔菌屬為二系菌絲系統(tǒng)，子實(shí)體同桑黃屬一樣質(zhì)地堅(jiān)硬，早期依據(jù)形態(tài)特征分類曾將桑黃屬的真菌列為木層孔菌屬。

粗毛纖孔菌Inonotushispidus(Bull.) P. Karst.被認(rèn)為生境、形態(tài)特征和藥用功效等方面與古籍中的中藥桑黃特征相符，生長于闊葉樹和桑樹上，在新疆南部，該種主要寄生在40年以上的古老桑樹上，當(dāng)?shù)厝嗣駥⑵渥鳛椤吧｜S”采集入藥。因古人認(rèn)知能力和鑒別技術(shù)水平差異，古籍難以作為確定桑黃種類的依據(jù)。且纖孔菌屬為一系菌絲系統(tǒng)，質(zhì)地較軟，桑黃屬為二系菌絲系統(tǒng)，子實(shí)體堅(jiān)硬，兩者差異明顯，且系統(tǒng)發(fā)育分析表明粗毛纖孔菌與桑黃屬親緣關(guān)系并不相近。[4]

2 桑黃類真菌單一成分抑菌活性

2.1 多糖

多糖是食藥用菌的主要活性物質(zhì)，是食藥用菌研究的熱點(diǎn)，抑菌活性的報(bào)道相應(yīng)較多。

桑黃類真菌多糖具有一定的抑菌效果。楊樹桑黃多糖對金黃色葡萄球菌Staphylococcusaureus、大腸桿菌Escherichiacoli的MIC均為 4 mg/mL；暴馬桑黃多糖對金黃色葡萄球菌的MIC為4 mg/mL，對大腸桿菌的MIC為8 mg/mL，上述3種8 mg/mL內(nèi)對白色念珠菌Candidaalbicans效果不明顯；松木層孔菌Phellinuspini多糖對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、表皮葡萄球菌的MIC分別為 4 mg/mL，8 mg/mL，4 mg/mL。[5]

2.2 黃酮

桑黃類真菌黃酮類化合物具有一定的抑菌效果。楊樹桑黃總黃酮對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、表皮葡萄球菌S.epidermidis、銅綠假單胞菌Pseudomonasaeruginosa的MIC均為4 mg/mL；暴馬桑黃總黃酮對大腸桿菌和銅綠假單胞菌的MIC均為8 mg/mL，對金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌的MIC分別為 4 mg/mL和2 mg/mL；松木層孔菌總黃酮對金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌的MIC均為4 mg/mL，對大腸桿菌和銅綠假單胞菌的MIC均為8 mg/mL。[5]

2.3 培養(yǎng)物粗提物抑菌活性

桑黃類真菌抑菌活性研究中，子實(shí)體、菌絲體粗提物以及發(fā)酵液是常用的樣品。

暴馬桑黃子實(shí)體1～10 mg/mL水提物、0.1～5 mg/mL乙醇提取物，都對牛乳中有害細(xì)菌、真菌抑制效果明顯,控制巴殺牛乳中菌群總數(shù)變化的同時(shí)，對有益菌無顯著影響,與乳制品中應(yīng)用最廣的乳酸鏈球菌肽Nisin等抑菌劑相比，具有廣譜抑菌性，可用于生產(chǎn)乳品抑菌劑[6-7]，其子實(shí)體乙醇提物的正丁醇萃取物對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和異常漢遜酵母Hansenulaanomala都具有較強(qiáng)的抑菌效果，最小抑菌濃度分別為0.3125 mg/mL、0.6250 mg/mL和0.3125 mg/mL[8]。

暴馬桑黃子實(shí)體有機(jī)提取物濃度為40.96 mg/mL時(shí)，對指示菌大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽胞桿菌Bacillussubtilis有抑菌活性，石油醚提取物對指示菌抑制率分別為35.33%、40.49%和10.96%，各濃度均對枯草芽胞桿菌有抑制作用，對各指示菌的MIC為2.048～4.096 mg/mL；氯仿提取物對指示菌抑制率分別為15.09%、44.22%、10.13%，對大腸桿菌的MIC為2.048 mg/mL，對金黃色葡萄球菌和枯草芽胞桿菌的MIC均大于4.096 mg/mL；乙酸乙酯提取物對各指示菌抑制率分別為37.7%、32.04%和8.90%，對各菌的MIC分別為1.024 mg/mL、4.096 mg/mL和4.096 mg/mL；丙酮提取物對各指示菌抑制率分別為32.98%、33.50%和11.34%，對各指示菌的MIC分別為0.512 mg/mL、1.024 mg/mL和2.048 mg/mL；甲醇提取物對指示菌抑制率分別34.69%、2.37%～9.48%和6.81%，低濃度下對金黃色葡萄球菌沒有抑制作用，對各指示菌的MIC分別為2.048 mg/mL、4.096 mg/mL和大于4.096mg/mL。[9]暴馬桑黃子實(shí)體正丁醇提取物對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和異常漢遜酵母都具有較強(qiáng)的抑菌效果,對各指示菌的MIC分別為0.3125 mg/mL、0.625 mg/mL、0.3125 mg/mL。[10]

火木層孔菌液體發(fā)酵菌絲體6種提取物(甲醇提取物、70%乙醇提取物、乙酸乙酯提取物、石油醚提取物、正丁醇提取物和水提物) 和發(fā)酵液均對測試菌株金黃色葡萄球菌、枯草芽胞桿菌、大腸桿菌、普通變形桿菌Proteusvulgaris、腸炎沙門氏菌Salmonellaeenteritidis和鼠傷寒沙門氏菌S.typhimurium具有較好的抑菌活性，其MIC為0.156 3～0.625 mg/mL，正丁醇提取物MIC僅為0.156 3～0.312 5 mg/mL，具有廣譜抑菌活性，且對金黃色葡萄球菌的抑菌活性有較好的熱穩(wěn)定性。其中甲醇提取物抑菌活性顯著，甲醇提取物乙酸乙酯萃取部的抑菌活性最強(qiáng)。熱處理及紫外線照射對提取物抑菌活性沒有明顯影響；隨著介質(zhì)pH值的增大，提取物抑菌活性呈下降趨勢。表明該種抑菌活性物質(zhì)的主要存在部位為菌絲體甲醇、正丁醇提取物及發(fā)酵液。[11-12]火木層孔菌正丁醇提取物抑制白念珠菌生物膜的形成，50%生物膜形成的最低濃度SMIC50為1 024 μg/mL；形態(tài)學(xué)觀察和顯微觀察結(jié)果表明白念珠菌菌落受到影響白念珠菌生物膜的形態(tài)和活性被抑制，生物膜相關(guān)基因HWP1的表達(dá)水平明顯下調(diào)，而ALS1基因的表達(dá)水平明顯上調(diào)。[13]

泰山桑黃菌絲體多糖對金黃色葡萄球菌、鼠傷寒沙門氏菌、大腸桿菌和福氏志賀氏菌Shigellaflexneri均存在一定抑制作用，80 mg/mL以內(nèi)濃度下對白假絲酵母菌Candidaalbicans和黑曲霉Aspergillus沒有明顯的抑制作用[14]。

淡黃木層孔菌Phellinusgilvus子實(shí)體水提取物醇沉后的上清，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌和白色念珠菌具有一定抑菌效果：10%的提取物對所有試驗(yàn)菌的抑菌環(huán)均大于 8 mm，75%的提取物作用1 h，對上述供試菌的抑菌率均值分別為64.8%、50.2%、51.2%和45.2%[15]。

粗毛纖孔菌70%乙醇提取物高劑量(40.96 mg/mL)對大腸桿菌的抑制率達(dá)40.35%，但對金黃色葡萄球菌、枯草芽胞桿菌均沒有明顯活性，其主要化合物Hispidin對供試菌株無抑菌活性[16]。

橢圓嗜藍(lán)孢孔菌Fomitiporiaellipsoidea在福建中北部地區(qū)當(dāng)做桑黃來使用，其子實(shí)體甲醇提取物(20 mg/mL)對大腸桿菌ATCC8099抑制率為25.36%[17]。

3 桑黃抑菌活性的深入開發(fā)研究

銀納米粒子(AgNPs)廣泛用于抗菌敷料以解決抗生素耐藥性問題。但傳統(tǒng)還原銀納米粒子的方法通常有毒性，為了克服毒性問題，桑樹桑黃多糖用作綠色還原劑制備3～35 nm銀納米粒子。桑樹桑黃銀納米粒子(FSHPs-Ag)與殼聚糖溶液混合后凍干，制得殼聚糖桑黃銀納米粒子多孔海綿敷料(CS-FSHPsAg)，其內(nèi)部空洞在50～100 μm，具有良好的溶脹和保水性，為傷口提供濕潤環(huán)境。一定銀納米粒子濃度下可抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌，且?guī)缀鯖]有細(xì)胞毒性。用于動物傷口涂敷時(shí)，促進(jìn)傷口收縮和內(nèi)部組織生長的效果優(yōu)于Aquacel Ag，表明該材料用作理想的傷口敷料具有巨大潛力。[18]

4 展 望

抗生素濫用導(dǎo)致的微生物耐藥性已成為全球性問題，我國是抗生素生產(chǎn)、使用大國，抗生素使用量是其他國家的幾倍，是抗生素濫用的重災(zāi)區(qū)，嚴(yán)重威脅人類健康[19]。 微生物耐藥性問題亟待解決，挖掘自然資源中的抗菌物質(zhì)是解決微生物耐藥性的重要途徑之一，挖掘新的高效綠色抗菌成分迫在眉睫。

上述研究表明，桑黃類真菌抑菌活性良好，食藥用菌源抑菌成分與抗生素聯(lián)合使用可提高抑菌活性，減少耐藥性產(chǎn)生，具有廣泛的應(yīng)用前景。目前的研究樣品以培養(yǎng)物粗提物為主，缺乏單一成分的研究，不利于主要抑菌活性物質(zhì)及其機(jī)理等深入研究工作的開展。使用多組學(xué)聯(lián)合、活性物質(zhì)分離鑒定等技術(shù)手段，有望發(fā)掘出更多抑菌活性物質(zhì)資源，并深入理解其代謝和抑菌機(jī)理。此外，由于桑黃類真菌種類極具多樣性，在其種類已經(jīng)明晰的背景下，桑黃類真菌各研究工作開展前應(yīng)清楚樣品的種屬，并規(guī)范使用拉丁文學(xué)名。

桑枝栽培的桑黃類真菌，因其子實(shí)體活性成分高和功效好受到推崇，桑枝栽培桑黃類真菌規(guī)模隨之?dāng)U大。每年子實(shí)體采收后產(chǎn)生相當(dāng)規(guī)模的菌糠，常規(guī)食用菌菌糠僅少部分用作畜禽飼料、有機(jī)肥料，大部份常作為農(nóng)業(yè)廢棄物丟棄或燃燒，造成大量浪費(fèi)和污染環(huán)境。但菌糠中留有大量菌絲體，同樣富含豐富的抑菌活性成分。桑黃類真菌菌糠中抑菌物質(zhì)的發(fā)掘利用，為綠色抗菌成分生產(chǎn)提供資源和原料，可進(jìn)一步豐富蠶桑行業(yè)的內(nèi)涵，延長產(chǎn)業(yè)鏈，還可提高食藥用菌生產(chǎn)中菌渣的利用效率，進(jìn)一步推動綠色循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。