食用菌多糖生物活性及提取工藝的研究現(xiàn)狀

叢春鵬 彌春霞

摘 要：食用菌多糖具有多種生物活性，已被廣泛應(yīng)用于食品保健和臨床藥物治療等領(lǐng)域。不同種類的食用菌多糖生物活性和提取工藝方法不同，其在保健或臨床治療方面所起的作用也不同。本文對食用菌多糖生物活性的主要功能及提取工藝方法的優(yōu)缺點進(jìn)行總結(jié)，旨在為后續(xù)相關(guān)研究提供理論參考。

關(guān)鍵詞：食用菌多糖;生物活性;提取工藝

Research Status of Bioactivity and Extraction Process of Edible Fungus Polysaccharides

CONG Chunpeng， MI Chunxia*

（College of Life Science and Technology， Mudanjiang Normal University， Mudanjiang 157012， China）

Abstract： Edible fungus polysaccharides have a variety of biological activities and have been widely used in food health care and clinical drug treatment. The biological activities and extraction methods of polysaccharides from different kinds of edible fungi are different， resulting in their different roles in health care and clinical treatment. Therefore， this paper summarized the main functions of polysaccharides bioactivity and the advantages and disadvantages of extraction methods in order to provide theoretical reference for subsequent related research.

Keywords： edible fungus polysaccharide; biological activity; extraction process

食用菌是指具有大型的肉質(zhì)子實體且可食用的真菌，不僅可作為美味佳肴食用，同時也可作為食藥用菌調(diào)節(jié)機(jī)體相關(guān)組織的代謝活動。食用菌多糖是對食用菌子實體進(jìn)行加工或利用菌絲發(fā)酵提取的一種多糖，數(shù)量不等的糖苷鍵將多個單糖連接成一類具有生物活性的高分子聚合物，因其具有調(diào)節(jié)免疫力、抗腫瘤、抗氧化、降血糖和降血脂等生物活性，目前已被廣泛應(yīng)用于食品保健和臨床藥物治療

領(lǐng)域。

1 食用菌多糖的生物活性

1.1 提高機(jī)體免疫力

機(jī)體攝入食用菌多糖后可明顯提高自身免疫力，這可能與多糖的結(jié)構(gòu)和活性有關(guān)。食用菌多糖作為一種重要的免疫調(diào)節(jié)劑，可從兩方面對免疫系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。①抑制或降低自身免疫反應(yīng)，如應(yīng)用黑木耳提取物對膿毒血癥大鼠進(jìn)行預(yù)防性灌胃抑制全身炎癥反應(yīng)，從而對大鼠的肝臟起到保護(hù)作用[1]。②食用菌多糖可通過刺激免疫系統(tǒng)、調(diào)節(jié)細(xì)胞因子表達(dá)和巨噬細(xì)胞的功能發(fā)揮提高免疫力的作用。研究表明，由主鏈α-（1-6）和側(cè)鏈β-1-4組成的葡聚糖有免疫調(diào)節(jié)功能[2-3]。LI等[4]發(fā)現(xiàn)，從香菇中提取的（1-6）-β-D-葡聚糖可激活巨噬細(xì)胞，并使一氧化氮（NO）和活性氧（ROS）釋放量增加，以起到免疫調(diào)節(jié)作用。此外，研究者發(fā)現(xiàn)食用菌多糖可激活MAPKs絲裂原活化蛋白激酶和PI3K/Akt信號通路，活化轉(zhuǎn)錄因子NF-κB核因子κB，增強RAW264.7細(xì)胞的吞噬活性，進(jìn)而促進(jìn)一氧化氮合酶表達(dá)，以促進(jìn)NO、白細(xì)胞介素IL-6、IL-β和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的產(chǎn)生，從而起到免疫調(diào)節(jié)作用[5]。

1.2 抗腫瘤

食用菌多糖與抗腫瘤藥物相比副作用更小，始終是研究人員關(guān)注的熱點。其抗腫瘤機(jī)理主要有直接或間接兩種途徑。直接途徑是通過誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡，減緩腫瘤細(xì)胞入侵、黏附和轉(zhuǎn)移抑制腫瘤細(xì)胞的生長。鄭金玲[6]發(fā)現(xiàn)銅色牛肝菌多糖可提高脾臟細(xì)胞因子水平，改變T淋巴細(xì)胞亞群分布，并可顯著抑制小鼠實體瘤的生長，以降低宿主炎癥反應(yīng)，從而起到保護(hù)免疫細(xì)胞的作用。間接途徑是將多種免疫細(xì)胞激活，通過調(diào)節(jié)或提高機(jī)體的免疫能力以達(dá)到抑制或殺死腫瘤細(xì)胞的目的。黃在興等[7]研究發(fā)現(xiàn)靈芝多糖可抑制肝癌細(xì)胞Huh7的遷移，也可誘導(dǎo)其凋亡。

1.3 抗氧化和抗衰老

食用菌多糖具有良好的抗氧化性，氧化與衰老是人體新陳代謝的結(jié)果，隨著年齡的增長，體內(nèi)累積大量的自由基產(chǎn)生較多炎癥介質(zhì)，引發(fā)衰老、自身免疫性疾病、心血管和神經(jīng)退行性疾病等氧化應(yīng)激相關(guān)疾病。研究發(fā)現(xiàn)食用菌多糖能有效清除體內(nèi)多余的自由基，使自由基數(shù)目保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)，以達(dá)到抗衰老和阻止脂質(zhì)過氧化反應(yīng)發(fā)生的作用。此外，丁慧敏等[8]通過水提醇沉輔助超聲波破碎法提取多汁乳菇子實體多糖，并在體外評價了姬菇多糖、白玉菇多糖對羥基（OH）、超氧離子、DPPH自由基的清除能力及還原力，結(jié)果表明姬菇多糖清除3種自由基的能力及還原力都強于其他兩種，姬菇多糖具有較強的抗氧化性可能與其結(jié)構(gòu)相關(guān)。

1.4 降血糖和血脂

我國患糖尿病的人口數(shù)量占總?cè)丝跀?shù)的1/13，其中Ⅱ型糖尿病占比90%，糖尿病可引發(fā)心腦血管疾病、尿毒癥及失明等多種并發(fā)癥。研究表明食用菌多糖在Ⅱ型糖尿病的治療中可發(fā)揮重要作用[9]，其主要通過調(diào)節(jié)胰島素抵抗或提高靶細(xì)胞受體對胰島素的敏感性兩種方式發(fā)揮降糖作用。XIAO等[10]發(fā)現(xiàn)灰樹花多糖通過調(diào)控胰島素信號傳導(dǎo)通路相關(guān)基因和蛋白的表達(dá)，改善相關(guān)酶對胰島素的抵抗，從而起到降血糖的功效。此外，靈芝多糖可通過提高胰島素水平，降低氧化應(yīng)激水平，改善胰島素抵抗，增強糖代謝酶活性實現(xiàn)降血糖作用。

食用菌多糖還具有降血脂功效。張廷婷等[11]研究發(fā)現(xiàn)黑木耳多糖干預(yù)能增加盲腸內(nèi)的短鏈脂肪酸含量，促進(jìn)血脂代謝。姬松茸多糖降低機(jī)體血脂的作用已得到臨床醫(yī)生的廣泛認(rèn)可。姬松茸多糖β-D-葡聚糖可在糖苷鍵的幫助下形成單糖單元，從而改善機(jī)體血液中膽固醇及低密度脂蛋白水平，以起到降低血脂的作用。此外，YANG等[12]發(fā)現(xiàn)，蜜環(huán)菌多糖作用于高脂肪食品，血糖活性顯著降低，對糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠的機(jī)制進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，蜜環(huán)菌多糖改善HFD/DEX誘導(dǎo)的胰島素抵抗與其對脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)相關(guān)。此外，其特異性降低SREBP-1c表達(dá)和抑制肝臟內(nèi)脂肪的堆積。

2 食用菌多糖的提取工藝及方法

目前食用菌多糖的提取工藝方法各異，不同的提取方法對多糖的含量有一定影響。由于傳統(tǒng)工藝成本高、耗時長、污染環(huán)境，并可能導(dǎo)致有效成分降解和凝結(jié)等，有越來越多的新工藝逐漸被開發(fā)以彌補傳統(tǒng)工藝的不足。目前，主要包括水提醇沉法、超聲波及微波提取法、堿性水溶液提取法等。

2.1 水提醇沉法

水提醇沉法也稱熱水浸提法，是提取食用菌多糖最常用的方法，該方法操作簡單，生產(chǎn)用料成本低廉，適合于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。張玉娜等[13]利用水提醇沉法提取香菇多糖，通過改善工藝條件，獲取最優(yōu)工藝參數(shù)，與其他水提醇沉法相比，該工藝提取的香菇多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著上升。魏華等[14]采用熱水浸提法分別提取了香菇、木耳、銀耳、猴頭菇和茶樹菇子實體中的水溶性多糖，比較并分析了5種多糖的得率和抗氧化性，結(jié)果表明木耳、銀耳粗多糖經(jīng)熱水提取后含糖量最低，推測木耳和銀耳中含有果膠等黏度較高的物質(zhì)，降低了多糖的產(chǎn)量。因此，在提取工藝的選擇上，應(yīng)充分考慮食用菌本身所含的物質(zhì)豐富度，從而選擇多糖提取含量高的提取工藝。

2.2 超聲波及微波提取法

超聲波及微波提取法是采用適當(dāng)?shù)臏囟?、頻率作用于食用菌，振動和熱能會使細(xì)胞破裂，使多糖得到釋放，其能克服傳統(tǒng)提取工藝提取時間長和溶劑用量多的限制，由于提取溫度較低，提取產(chǎn)品的生物活性更高。賈少杰等[15]利用單因素與響應(yīng)面實驗改善微波或超聲波輔助法提取食用菌多糖工藝，與傳統(tǒng)的食用菌多糖提取工藝相比，該方法提取的食用菌多糖得率顯著增加，進(jìn)一步說明該工藝在提高多糖得率方面具有一定的優(yōu)越性。吳玉柱等[16]采用超聲波輔助法提取到玉木耳多糖，并對玉木耳多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其具有以β-糖苷鍵為主的吡喃型多糖特征吸收峰。

2.3 堿性水溶液提取法

堿性水溶液提取法與熱水浸提法相比，可更有效地將細(xì)胞壁打破并從食用菌中提取多糖。劉海玲等[17]以NaOH濃度、提取時間、提取溫度為變量因素，優(yōu)化堿法提取木耳多糖，該工藝條件下木耳多糖得率高達(dá)28.89%。顧菲菲等[18]通過堿性水溶液法提取了靈芝多糖，其對RAW264.7細(xì)胞吞噬中性紅有顯著的促進(jìn)作用。此方法在一定程度上會提高多糖的提取效率，但稀堿提取會破壞多糖的糖苷鍵，影響多糖的活性，為確保多糖的生物活性，應(yīng)慎重選擇提取工藝。

總之，以上方法各有優(yōu)缺點，應(yīng)根據(jù)食用菌的性質(zhì)，綜合現(xiàn)有的提取工藝，設(shè)計出更高效、經(jīng)濟(jì)且食用菌多糖含量高的提取工藝。

3 結(jié)語

食用菌多糖具有廣闊的應(yīng)用空間，相關(guān)研究人員應(yīng)加大對食用菌多糖結(jié)構(gòu)的分析和修飾，使食用菌多糖不僅在保健品市場占有一定的比例，還應(yīng)利用食用菌多糖抗腫瘤的優(yōu)點結(jié)合藥物研制更經(jīng)濟(jì)、高效的產(chǎn)品治療腫瘤，使食用菌多糖在促進(jìn)人體健康方面發(fā)揮積極作用。在提取過程中存在多糖得率低等缺點，因此要優(yōu)化食用菌多糖的提取工藝，更新提取設(shè)備，在保證多糖活性的前提下，提高多糖含量。

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