紅托竹蓀多糖組分和生物活性研究進(jìn)展*

梅承翰，張麗英，張冰梅，陳蓓蓓**

（1.貴州省分析測(cè)試研究院，貴州 貴陽 550000；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥檢定所，北京 100125）

世界上共有12種竹蓀（Dictyophora spp.），其中我國分布有7種[1]，包括紅托竹蓀（Dictyophora rubrovolvata）[2]。紅托竹蓀作為一種名貴食藥兼用真菌，被譽(yù)為“蘑菇皇后”“真菌之花”和“現(xiàn)代保健食品”。其風(fēng)味獨(dú)特、營養(yǎng)豐富，富含多種人體必需氨基酸、蛋白質(zhì)、維生素、多糖等物質(zhì)[3]。紅托竹蓀兼具多種生物活性，如抗氧化、抗腫瘤、抗疲勞、免疫調(diào)節(jié)、抗衰老、保護(hù)酒精肝損傷等，具有較高的食用、藥用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[4-7]。

近年來，隨著人們對(duì)功能性食品、人體健康需求的持續(xù)提升，人們對(duì)食用菌的研究開發(fā)力度也逐漸加大。研究人員致力于從動(dòng)物、植物和微生物中發(fā)現(xiàn)活性多糖，以期應(yīng)用于食品和醫(yī)藥行業(yè)。真菌多糖具有多種生理活性，保健和治療功效較強(qiáng)，開發(fā)潛力巨大。食用菌多糖是一種通常由10個(gè)以上的單糖鍵合成的高分子聚合物[8]。目前真菌多糖已被廣泛應(yīng)用于食品和化妝品行業(yè)[9]。關(guān)于紅托竹蓀多糖的研究主要涉及多糖提取、組分分析、生物活性等方面[10-13]。為進(jìn)一步挖掘紅托竹蓀多糖的潛在價(jià)值，針對(duì)近年來紅托竹蓀多糖相關(guān)研究進(jìn)行追蹤，重點(diǎn)關(guān)注多糖組分和生物活性，以期為紅托竹蓀精深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供依據(jù)。同時(shí)，也對(duì)竹蓀多糖新近發(fā)現(xiàn)的生物活性進(jìn)行了追蹤。

1 紅托竹蓀多糖的組成

多糖是食用菌主要的活性成分之一，因其單糖組成和結(jié)構(gòu)形式多樣，使其具有多種生物活性。紅托竹蓀菌托多糖含量高于菌柄和菌蓋，多糖組分復(fù)雜，主要由葡萄糖、木糖、半乳糖、甘露糖等組成，不同多糖組分在立體結(jié)構(gòu)上也呈現(xiàn)差異。

王蓓蓓[14]和連賓等[15]分別采用柱層析法和水提法證實(shí)紅托竹蓀多糖含有葡萄糖、木糖和半乳糖。莊永亮等[16]采用水提法發(fā)現(xiàn)菌蓋中多糖主要為葡萄糖（58.19%）、甘露糖（12.63%） 和半乳糖（10.64%），3種單糖占菌蓋總多糖的81.46%。趙凱等[17]對(duì)紅托竹蓀菌托經(jīng)熱水提取、酒精沉淀和脫蛋白的粗多糖進(jìn)行分離純化后，獲得2個(gè)多糖組分，命名為DRVP1和DRVP2，其中DRVP1可進(jìn)一步分離純化得到β-型甘露糖。紅托竹蓀菌托多糖含量明顯高于菌柄和菌蓋[18]。傅里葉紅外光譜初步分析表明經(jīng)超聲提取的紅托竹蓀多糖包括α-糖苷鍵和β-糖苷鍵的吡喃環(huán)多糖[7]。

Liping Sun等[19]采用超聲輔助提取法從紅托竹蓀菌蓋提取多糖，經(jīng)過柱層析獲得組分DPP-1S和DPP-2S。其中DPP-1S由甘露糖、半乳糖、氨基葡萄糖鹽酸鹽、葡萄糖和阿拉伯糖組成，DPP-2S則由甘露糖、葡萄糖醛酸、氨基葡萄糖鹽酸鹽、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖組成[19]。

此外研究人員從紅托竹蓀子實(shí)體中提取出一種新的高粘度葡聚糖，主要由中性糖（82.5%）和少量蛋白（4.3%）組成，該多糖具有優(yōu)異的耐熱性、較強(qiáng)的凝膠穩(wěn)定性和膠凝性[20]。

2 紅托竹蓀多糖的生物活性

食用菌多糖因其單糖組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)象、分子量等差異而具有多種生物學(xué)活性。食用菌多糖作為天然來源多糖越發(fā)受到人們關(guān)注，已應(yīng)用于功能性食品和化妝品領(lǐng)域[21-22]。紅托竹蓀多糖組分多樣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有多種生物活性，目前已見報(bào)道用于功能飲料的研制[23]。伴隨著對(duì)其生物活性的深入認(rèn)識(shí)，有望進(jìn)一步拓展其在食品、藥品等領(lǐng)域的應(yīng)用。紅托竹蓀為竹蓀屬真菌，紅托竹蓀多糖和竹蓀多糖在生物活性方面具有相似性，因此通過關(guān)注竹蓀多糖新近報(bào)道的一些生物活性物質(zhì)相關(guān)研究，也可為進(jìn)一步研究紅托竹蓀的生物活性研究探明方向。紅托竹蓀多糖具有多種生物活性，如免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗氧化、抗疲勞、抗衰老等，并對(duì)酒精肝損傷具有保護(hù)作用，其作用機(jī)制主要與抑制氧化應(yīng)激、免疫調(diào)節(jié)和誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡等有關(guān)。此外新近發(fā)現(xiàn)一種紅托竹蓀多糖具有優(yōu)異的耐熱性、較強(qiáng)的凝膠穩(wěn)定性和膠凝性，有望在食品的生產(chǎn)中作為多糖基水凝材料、食品穩(wěn)定劑和高粘度抗變形增稠劑應(yīng)用[20]。

2.1 免疫調(diào)節(jié)作用

食（藥）用菌多糖最具價(jià)值的生物活性之一是其免疫調(diào)節(jié)作用。研究顯示，中劑量（10 g·kg-1）和高劑量（15 g·kg-1）紅托竹蓀可提升環(huán)磷酰胺免疫低下模型小鼠血清中白介素-12 IL-12（interleukin-12）IL-4和γ干擾素IFN-γ（interferon-γ） 水平，提示紅托竹蓀對(duì)于環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的免疫抑制具有一定保護(hù)作用[24]。竹蓀子實(shí)體沸水提取的一種水溶性多糖DI無細(xì)胞毒性，但可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞增殖，呈劑量依賴性促進(jìn)一氧化氮（NO）和細(xì)胞因子產(chǎn)生，諸如腫瘤壞死因子 TNF-α （tumor necrosis factor α）、IL-1、IL-6和IL-12，進(jìn)而顯著影響免疫功能[25]。竹蓀酸性多糖可增加胸腺器官重量和單核細(xì)胞吞噬能力，而竹蓀堿性多糖可增強(qiáng)自然殺傷細(xì)胞的活性和促進(jìn)脾細(xì)胞增殖[26]。自然殺傷細(xì)胞是機(jī)體重要的免疫細(xì)胞，與抗腫瘤、抗病毒感染和免疫調(diào)節(jié)有關(guān)，且在某些情況下參與超敏反應(yīng)和自身免疫性疾病的發(fā)生。

2.2 抗腫瘤活性

竹蓀多糖因其抗腫瘤活性可作藥用或中藥配伍。研究表明，紅托竹蓀多糖組分DRVP1對(duì)小鼠腹水型肝癌S180腫瘤細(xì)胞具有一定的抑制作用，但DRVP2無此作用[17]。紅托竹蓀多糖通過促進(jìn)Bax蛋白表達(dá)，減少Bcl-xl蛋白表達(dá)，激活Caspase-9抗體和Caspase-3蛋白酶表達(dá)，誘導(dǎo)S180腫瘤細(xì)胞凋亡，從而發(fā)揮抗肝癌作用[5]。竹蓀多糖通過Se-O鍵和物理吸附結(jié)合至單分散納米硒表面，顯著抑制人腫瘤細(xì)胞增殖 （HepG2、MCF-7、SGC-7901、A549、Hela和PC3），其中對(duì)HepG2細(xì)胞抑制作用最強(qiáng)，其增殖抑制作用與核固縮、DNA裂解和S期細(xì)胞周期阻滯有關(guān)，呈劑量依賴性激活Caspases-3，Caspases-8，和Caspases-9，顯著增加死亡域蛋白FADD（Fas-associating protein with a novel death domain） 表達(dá)，此外還可通過誘導(dǎo)活性氧ROS（re－active oxygen species）過度產(chǎn)生和線粒體功能障礙增強(qiáng)凋亡[27]。

2.3 抗氧化活性

紅托竹蓀多糖具有一定的還原能力，可清除一定的超氧陰離子自由基和羥基自由基[28-29]，其清除能力大致與2，6-二叔丁基對(duì)甲酚（BHT） 相當(dāng)，并對(duì)2，2-聯(lián)苯基-1-苦基肼基（DPPH自由基） 有清除作用，但清除作用均低于維生素C[29]。研究表明紅托竹蓀菌蓋、菌托和菌柄提取的多糖均具有一定的抗氧化活性，但菌托多糖抗氧化性較強(qiáng)[18-19，30]。從竹蓀子實(shí)體提取的水溶性竹蓀多糖可顯著降低小鼠丙二醛MDA（malondialdehyde）、脂褐素水平，提高超氧化物歧化酶SOD（superoxide dismutase）、谷胱甘肽過氧化物酶GSH-Px（glutathione peroxidase） 活性，其體內(nèi)抗氧化活性強(qiáng)，具有一定功能性食品開發(fā)的潛力[31]。3 mg·mL-1的紅托竹蓀多糖對(duì)羥基自由基和DPPH自由基的清除率分別達(dá)88.07%和80.12%[7]。

2.4 抗疲勞作用

小鼠負(fù)重游泳試驗(yàn)常用于評(píng)價(jià)受試物的抗疲勞作用，運(yùn)動(dòng)耐力的提高是抗疲勞能力加強(qiáng)的直接體現(xiàn)[32]。葉敏等[6]采用水提法提取的紅托竹蓀多糖可顯著延長KM小鼠力竭游泳時(shí)間和常壓耐缺氧存活時(shí)間，降低疲勞小鼠血乳酸、血尿素氮、MDA含量，升高SOD、肌糖原含量，具有顯著的抗疲勞作用。

2.5 抗衰老作用

D-半乳糖衰老動(dòng)物模型簡便易行，價(jià)格低廉，廣泛用于衰老試驗(yàn)研究[33]。高劑量（300 mg·kg-1）紅托竹蓀多糖可顯著增加D-半乳糖衰老模型小鼠血清和肝臟中SOD、GSH-PX活性，降低MDA含量，同時(shí)紅托竹蓀多糖可抑制模型小鼠胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)下降[34]。氧化應(yīng)激等因素可引起細(xì)胞衰老，衰老過程中，氧化應(yīng)激增加，ROS產(chǎn)生增多，若應(yīng)激持續(xù)存在，將致細(xì)胞衰老[35]。紅托竹蓀多糖可降低機(jī)體氧化應(yīng)激水平提示其具有延緩衰老作用。

2.6 酒精肝保護(hù)作用

紅托竹蓀多糖可干預(yù)和緩解酒精性肝損傷大鼠體重降低。酒精性肝損傷還可致大鼠血清中谷草轉(zhuǎn)氨酶AST（aspartate aminotransferase）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶ALT（alanine aminotransferase）、甘油三酯TG（triglyceride）、TNF-α和IL-6顯著升高，肝臟中的SOD和GSH顯著下降而MDA升高，而紅托竹蓀多糖可顯著降低此類因子的變化，呈劑量依賴性減少肝細(xì)胞壞死和肝臟炎性浸潤[7]。氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)在酒精性肝損傷中具有重要作用[36-37]。紅托竹蓀多糖通過抑制氧化應(yīng)激和免疫調(diào)節(jié)進(jìn)而對(duì)大鼠酒精性肝損傷有一定的保護(hù)作用。

2.7 竹蓀多糖的其他生物活性

竹蓀多糖具有調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)腸道微生物群和緩解炎癥的作用，竹蓀多糖可改善硫酸葡聚糖鈉誘導(dǎo)的小鼠腸炎模型組織病理改變、腸道上皮完整性，促炎細(xì)胞因子減少，抗炎細(xì)胞因子和緊密連接蛋白升高，緩解炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激[38]。研究表明竹蓀多糖可部分逆轉(zhuǎn)高脂飼料喂養(yǎng)的BALB/c小鼠肥胖，小鼠體重、脂肪積累、脂肪細(xì)胞大小、葡萄糖、炎癥細(xì)胞因子和內(nèi)毒素等顯著降低，竹蓀多糖通過降低厚壁菌門與擬桿菌門的比例，進(jìn)而逆轉(zhuǎn)腸道微生物群落的動(dòng)態(tài)變化[39]。竹蓀多糖對(duì)脂多糖（lipopolysaccharide，LPS） 誘導(dǎo)的RAW264.7巨噬細(xì)胞急性炎癥具有抗炎活性，其通過TLR4/NF-κB信號(hào)通路和NLRP3炎性小體激活而發(fā)揮抗炎作用[40]。竹蓀多糖對(duì)高脂乳劑所致的小鼠高脂血癥具有顯著的預(yù)防作用，具有較強(qiáng)的保肝護(hù)腎活性[41]。

3 總結(jié)與展望

紅托竹蓀在我國食用歷史悠久，是珍貴的食（藥）用菌。紅托竹蓀多糖組分、結(jié)構(gòu)和生物活性多樣，在食藥兼用和工業(yè)生產(chǎn)中具有廣闊的開發(fā)前景和應(yīng)用價(jià)值。深入研究紅托竹蓀多糖組分和生物活性，有利于拓展紅托竹蓀在功能性食品、藥品、化妝品中的應(yīng)用，促進(jìn)食用菌精深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。當(dāng)前紅托竹蓀多糖在成分和生物活性研究方面已有多項(xiàng)報(bào)道，拓展了人們的認(rèn)識(shí)，但也應(yīng)看到在多糖組分分析和結(jié)構(gòu)表征方面，特別是構(gòu)象研究，還不夠深入；生物活性研究雖涉及面較廣，但研究深度有限。因而，今后的研究重點(diǎn)應(yīng)集中于闡明多糖結(jié)構(gòu)，并對(duì)其活性機(jī)制進(jìn)行深入系統(tǒng)研究，以期為紅托竹蓀多糖在功能性食品、藥品和工業(yè)生產(chǎn)上的開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。