小奧德蘑屬食用菌多糖提取、化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物活性研究進(jìn)展

黃 敏，苗晶囡，王 勇，邱軍強(qiáng)，李海霞

（教育部熱帶轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)重點(diǎn)試驗(yàn)室，海南省熱帶藥用植物研究開發(fā)重點(diǎn)試驗(yàn)室，海口市黎族醫(yī)藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，海南?？?570100）

食用菌在全世界廣泛分布，為一類營養(yǎng)價(jià)值高且味道鮮美的食材而備受人們喜愛，其能夠補(bǔ)充人體所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)，包括多糖、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)元素和維生素等[1]。作為食用菌物種最豐富的國家之一，我國的食藥用真菌的種類達(dá)2000 種，早在公元前4000 年到公元前3000 年，就已經(jīng)有采食真菌的記錄。小奧德蘑屬（Oudemansiella）食用菌為一種新興食用菌，隸屬于擔(dān)子菌門（Basidiomycota），傘菌目（Agaricales），膨瑚菌科（Physalacriceae）[2]。通過國內(nèi)外數(shù)據(jù)庫（Web of Science、Elsevier、中國知網(wǎng)和萬方數(shù)據(jù)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)）查詢發(fā)現(xiàn)目前有關(guān)小奧德蘑屬食用菌的研究報(bào)道主要集中于卵孢小奧德蘑和鱗柄小奧德蘑。小奧德蘑屬食用菌因其具有鮮嫩醇香、肉質(zhì)細(xì)嫩、口感鮮甜、柄脆爽口、香味濃郁、生熟皆可食、營養(yǎng)豐富和食用保健價(jià)值高等特點(diǎn)而備受人們的關(guān)注，為一種高蛋白、低脂肪、低纖維的藥食兩用真菌[3]。近年來小奧德蘑屬食用菌為我國“南菇北擴(kuò)”發(fā)展起來的重要珍稀優(yōu)質(zhì)木腐生食用菌[4]。研究表明，多糖為小奧德蘑屬食用菌的主要活性成分之一，具有抗氧化、抗炎、抗高血壓、抗腫瘤、抗菌和免疫調(diào)節(jié)等生物活性[5?6]，被稱為“生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑”[7]。食用菌多糖一般易溶于水而不溶于醇、醚或丙酮等有機(jī)溶劑，根據(jù)溶解性的不同被分為水溶性多糖、水不溶性多糖、酸性多糖和堿性多糖等，不同的提取方法對(duì)食用菌多糖的提取率、理化性質(zhì)、化學(xué)結(jié)構(gòu)及生物活性有一定的影響[8]。

隨著小奧德蘑屬食用菌人工種植技術(shù)的推廣，有關(guān)小奧德蘑屬食用菌多糖提取、化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物活性研究報(bào)道越來越多。本文查閱了近年來有關(guān)小奧德蘑屬食用菌多糖的研究文獻(xiàn)，對(duì)有關(guān)小奧德蘑屬食用菌多糖的提取方法、化學(xué)結(jié)構(gòu)及生物活性做了系統(tǒng)梳理和綜述，以期為小奧德蘑屬食用菌多糖的進(jìn)一步研究開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

1 小奧德蘑屬食用菌多糖的提取方法

截止到目前，食用菌多糖提取方法主要包括熱水提取法[9]、酸堿提取法[10]、酶輔助提取法[11]、超聲波輔助提取法[12]、微波輔助提取法[13]、超微粉碎技術(shù)輔助提取法[14]和超臨界萃取技術(shù)輔助提取法[15]等。各類提取方法的提取原理和優(yōu)缺點(diǎn)見表1。而目前有關(guān)小奧德蘑屬食用菌多糖的提取多采用傳統(tǒng)的熱水提取法，少量文獻(xiàn)報(bào)道酶輔助提取法[16?17]。其中熱水提取法和酸堿提取法的提取原理類似，通過高溫?zé)崴蛘咚釅A水對(duì)小奧德蘑屬食用菌進(jìn)行破壁處理，例如采用熱水提取法對(duì)鱗柄小奧德蘑多糖進(jìn)行提取時(shí)，多糖得率為8.72%~8.84%[18]；酶輔助提取法、超聲波輔助提取法和微波輔助提取法分別通過生物酶酶解破壁、超聲波破壁和微波破壁的原理對(duì)多糖進(jìn)行提取[11?13]；超微粉碎技術(shù)輔助提取法主要利用各種粉碎技術(shù)，對(duì)小奧德蘑屬食用菌進(jìn)行研磨、沖擊和剪切，得到小奧德蘑屬食用菌超微粉末，然后進(jìn)行食用菌多糖提取[14]；超臨界流體萃取技術(shù)輔助提取法的原理為利用流體在臨界點(diǎn)附近某區(qū)域內(nèi)，與小奧德蘑屬食用菌多糖具有異常相平衡行為和傳遞性能[15]。鑒于熱水提取法和酸堿提取法具有耗時(shí)長(zhǎng)和得率低等缺點(diǎn)，而超微粉碎技術(shù)輔助提取法和超臨界流體萃取技術(shù)輔助提取法具有設(shè)備昂貴和不宜大規(guī)模生產(chǎn)等缺點(diǎn)，后期可采取優(yōu)勢(shì)相對(duì)較明顯的酶輔助提取法、超聲波輔助提取法和微波輔助提取法對(duì)小奧德蘑屬食用菌多糖進(jìn)行提取。需要注意的是，研究不同提取方法獲得的小奧德蘑屬食用菌多糖，不僅要關(guān)注多糖的提取得率，而且還應(yīng)關(guān)注這些多糖理化性質(zhì)、化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物活性的差別。

表1 食用菌多糖提取方法Table 1 Extraction methods of polysaccharides from edible mushroom

2 小奧德蘑屬食用菌多糖理化性質(zhì)、組成以及結(jié)構(gòu)分析

目前針對(duì)小奧德蘑屬食用菌多糖理化性質(zhì)和化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究主要集中于卵孢小奧德蘑和鱗柄小奧德蘑多糖，有關(guān)厚褶小奧德蘑的研究報(bào)道較少，結(jié)果見表2。GAO 等[19]研究表明，通過酶輔助提取法得到的卵孢小奧德蘑多糖中甘露糖：葡萄糖:半乳糖:巖藻糖的摩爾比為1.99:6.33:4.78:1.00，而酸水解法提取多糖中甘露糖:葡萄糖:半乳糖:巖藻糖的摩爾比為1.00:4.52:4.78:1.31，二者的分子量分別為35.5和13.6 kDa。此外GAO 等[20?21]還對(duì)比研究了兩種富硒培養(yǎng)卵孢小奧德蘑菌絲體和普通卵孢小奧德蘑菌絲體多糖單糖組成，其中兩種富硒培養(yǎng)的菌絲體多糖主要由核糖、甘露糖、半乳糖和葡萄糖組成，其摩爾比分別為2.50:3.00:25.20:25.30 和7.00:16.00:15.00:21.00，而正常培養(yǎng)菌絲體多糖主要含有甘露糖、半乳糖和葡萄糖，其摩爾比分別為2.70:15.80:9.20 和3.00:1.50:10.00。另外兩種多糖的分子量分別為31.2 和56.9 kDa。甲基化分析和核磁共振結(jié)果表明卵孢小奧德蘑菌多糖主要由Manp-（1→、→3）-Fucp-（ 1→、 →2） -Manp-（ 1→、 →4） -Glcp-（ 1→、→6）-Galp-（1→、→2,6）-Manp-（1→、→6）-β-DGlcp-（1→和→6）-α-D-Galp-（1→等糖殘基組成，且含有α和β構(gòu)型的吡喃糖。

表2 小奧德蘑屬食用菌多糖的來源、提取方法、理化性質(zhì)和生物活性Table 2 The source, extraction method, physicochemical properties and biological activities ofOudemansiellamushroom polysaccharides

3 小奧德蘑屬食用菌多糖的生物活性

目前普遍認(rèn)為食用菌多糖在發(fā)揮多種生物活性的同時(shí)，具有綠色安全無毒的優(yōu)勢(shì)。這些食用菌多糖主要具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗氧化、抗菌、鎮(zhèn)痛、抗炎和降血糖等生物活性作用[29]，有關(guān)小奧德蘑屬食用菌多糖生物活性總結(jié)見表2。

3.1 抗氧化活性

目前有關(guān)小奧德蘑屬食用菌生物活性的報(bào)道主要集中為抗氧化活性。王倩等[30]比較研究了小奧德蘑、桑黃、猴頭菇和韓芝在內(nèi)的四種食用菌發(fā)酵菌質(zhì)醇提液抗氧化活性，結(jié)果表明四種食用菌發(fā)酵菌質(zhì)醇提液均具有顯著的清除DPPH 自由基和清除羥自由基活性。LIU 等[31]比較研究了四種烹飪方法（烹煮、清蒸、煎炸和微波加熱）對(duì)卵孢小奧德蘑消化液抗氧化活性（DPPH 清除活性、還原力和金屬螯合能力）的影響，結(jié)果表明四種烹飪方法的綜合抗氧化活性大小順序依次為：煎炸>清蒸>微波加熱>烹煮，這是因?yàn)榧逭ㄅ腼兒蟮穆焰咝W德蘑還原性糖含量最高。史釧等[8]研究表明厚褶小奧德蘑菌絲體水提液的還原力和清除羥自由基活性顯著高于醇提液和發(fā)酵液，同時(shí)其清除羥自由基活性為VC的1.8 倍。王晶等[28]采用正交實(shí)驗(yàn)法對(duì)鱗柄小奧德蘑多糖提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果表明優(yōu)化提取工藝后的多糖得率最高為8.84%，且具有較強(qiáng)的羥自由基清除力和還原力，而對(duì)超氧陰離子自由基的清除力較弱。WANG 等[32]從卵孢小奧德蘑中分離得到了分子量分別為13.9、14.9 和10.2 kDa 的三種均一多糖，三種多糖的體外亞鐵離子螯合活性、羥自由基清除活性、DPPH 和ABTS 自由基清除活性強(qiáng)弱與其分子量之間沒有顯著的相關(guān)性，推測(cè)三種多糖的抗氧化活性可能和其單糖組成具有密切聯(lián)系，其構(gòu)效關(guān)系尚不明確。此外，GAO 等[27]對(duì)卵孢小奧德蘑硒化多糖體內(nèi)抗氧化活性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)酶解硒化多糖和酸水解硒化多糖能夠顯著提高脂多糖誘導(dǎo)氧化損傷模型小鼠臟器超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSHPx）和過氧化氫（CAT）等抗氧化酶系活力，并降低小鼠機(jī)體過氧化脂質(zhì)（LPO）和丙二醛（MDA）含量。LIU 等[33]制備了兩種卵孢小奧德蘑多糖硒納米粒，體外抗氧化活性結(jié)果表明，相比于普通硒納米粒，卵孢小奧德蘑多糖硒納米粒具有更強(qiáng)的清除自由基（DPPH 自由基、ABTS 自由基和超氧自由基）活性。綜上所述，小奧德蘑屬食用菌多糖在體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中均具有較強(qiáng)的抗氧化活性，在功能性食品或保健品領(lǐng)域具有一定的開發(fā)價(jià)值。

3.2 抗炎活性

GAO 等[19?21]對(duì)卵孢小奧德蘑多糖和硒化多糖的抗炎活性進(jìn)行研究，結(jié)果表明兩種多糖均能抑制脂多糖誘導(dǎo)昆明小鼠所致的肺損傷，其主要作用機(jī)制與下調(diào)腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白介素-1β（IL-1β）和白介素-6（IL-6）水平有關(guān)。LIU 等[23?25]對(duì)卵孢小奧德蘑多糖及其硒化多糖的保肝活性進(jìn)行研究，結(jié)果表明兩種多糖均能夠顯著降低四氯化碳誘導(dǎo)昆明小鼠肝損傷模型血清中丙氨酸轉(zhuǎn)移酶和天冬氨酸轉(zhuǎn)移酶的活性，并抑制肝臟中MDA 的產(chǎn)生，同時(shí)提高肝臟中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶的活性。此外研究表明卵孢小奧德蘑硒化多糖能顯著提高酒精性肝損傷模型小鼠血清超敏C 反應(yīng)蛋白、補(bǔ)體3和堿性磷酸酶的活性[23,25,32]。GAO 等[20]對(duì)卵孢小奧德蘑硒化多糖的抗炎活性和腎保護(hù)活性進(jìn)行研究，結(jié)果表明該硒化多糖發(fā)揮保護(hù)腎臟活性與其降低血清中的肌酐（CRE）、尿素氮（BUN）和尿酸（UA）含量，提高腎臟SOD、GSH-Px、CAT 和T-AOC 等抗氧化酶系活力，并降低過氧化物酶（MPO）的活力密切相關(guān)。這些結(jié)果表明小奧德蘑屬食用菌多糖能夠通過其抗炎和抗氧化活性發(fā)揮保護(hù)機(jī)體臟器的作用。

3.3 免疫調(diào)節(jié)活性

食用菌多糖能夠通過作用于淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)發(fā)揮調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能的活性，從而增強(qiáng)機(jī)體免疫力。王晶等[34]研究了鱗柄小奧德蘑多糖對(duì)ICR 小鼠巨噬細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用，結(jié)果表明鱗柄小奧德蘑多糖能夠顯著提高體外培養(yǎng)和小鼠體腹腔內(nèi)巨噬細(xì)胞的吞噬能力和一氧化氮（NO）的合成量，同時(shí)增加體外培養(yǎng)的小鼠巨噬細(xì)胞中TNF-α、IL-1、IL-6 和IL-12 的水平，提示鱗柄小奧德蘑多糖可能通過提高巨噬細(xì)胞對(duì)NO 和免疫相關(guān)信號(hào)因子的分泌，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞吞噬能力，進(jìn)而發(fā)揮調(diào)節(jié)小鼠機(jī)體免疫功能的活性。張紹楠等[35]研究了鱗柄小奧德蘑多糖體外對(duì)巨噬細(xì)胞NR8383 的作用，通過建立巨噬細(xì)胞和結(jié)腸癌細(xì)胞體外共培養(yǎng)體系，發(fā)現(xiàn)鱗柄小奧德蘑多糖對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)無顯著影響，但其能提高巨噬細(xì)胞對(duì)誘導(dǎo)性一氧化氮合成酶的合成、NO 和TNF-α的分泌水平，從而減少共培養(yǎng)體系中結(jié)腸癌細(xì)胞的數(shù)量，表明其可以增強(qiáng)巨噬細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞的能力。上述研究表明小奧德蘑屬食用菌多糖對(duì)腫瘤細(xì)胞無直接殺傷活性，其發(fā)揮抗腫瘤活性主要與其調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能有關(guān)。

3.4 抗菌活性

研究表明，鱗柄小奧德蘑發(fā)酵物對(duì)植物病原菌具有較高的抑制活性，尤其是對(duì)蘋果腐爛病菌、煙草赤星病菌、蘋果炭疽病菌、玉米小斑病菌和番茄灰霉病菌的抑制率達(dá)80%以上[36]。郭艷芳等[37]研究了卵孢小奧德蘑乙醇提取物的抗人參立枯病菌活性，結(jié)果表明其濃度為0.50 g/mL 時(shí)的抑菌率達(dá)52.90%。此外，LIU 等[26]對(duì)卵孢小奧德蘑水溶性多糖體外抗指狀青霉活性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)其最小抑菌濃度（MIC）達(dá)0.25 g/L，同時(shí)其最低抗菌濃度達(dá)1.00 g/L。目前市面上常見的抗菌劑主要為具有一定毒副作用的化學(xué)抗菌劑，而食用菌多糖作為一類純天然、綠色無毒和價(jià)格低廉的抗菌劑，具有潛在的開發(fā)應(yīng)用價(jià)值[38]。近年來有關(guān)食用菌多糖抗菌活性研究報(bào)道較為廣泛，包括靈芝、香菇、金針菇、北芪菇、黑木耳和毛木耳等等[39?42]，其對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、志賀氏菌和銅綠假單胞菌等具有顯著的抗菌活性，但是這些多糖的抗菌機(jī)理仍待進(jìn)一步研究闡釋[43]。

3.5 其他活性

除上述活性之外，小奧德蘑屬食用菌還具有調(diào)節(jié)機(jī)體腸道菌群的作用，LIU 等[24]研究了卵孢小奧德蘑多糖體外對(duì)腸道菌群組成的影響，結(jié)果表明卵孢小奧德蘑多糖與腸道菌群進(jìn)行共發(fā)酵后，其化學(xué)結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化，發(fā)酵液中不含游離單糖；經(jīng)發(fā)酵后多糖分子量減小，發(fā)酵液中短鏈脂肪酸含量增加，包括乙酸、丙酸和正丁酸；此外卵孢小奧德蘑多糖能夠顯著增加擬桿菌和副擬桿菌屬菌群豐度。WANG 等[44]研究了卵孢小奧德蘑多糖對(duì)鹽酸林可霉素誘導(dǎo)腸道菌群失調(diào)昆明小鼠模型腸道菌群的影響，結(jié)果表明卵孢小奧德蘑多糖能夠恢復(fù)抗生素所致小鼠腸道菌群紊亂狀態(tài)，主要通過增加益生菌（雙歧桿菌、乳桿菌）的數(shù)量，減少致病菌（脫硫弧菌）的數(shù)量，且以中劑量干預(yù)組效果最好。

4 結(jié)論與展望

食用菌在我國具有悠久的藥用和食用傳統(tǒng)，其發(fā)揮各類生物活性均與其所含多糖密切相關(guān)[45]。近十年來，研究人員已經(jīng)對(duì)香菇、靈芝、黑木耳、猴頭菇、銀耳和雞樅菌等藥食兩用真菌多糖提取方法、分離純化、結(jié)構(gòu)鑒定和構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行了大量研究，而小奧德蘑屬食用菌作為一種近年來新興的珍貴藥食兩用菌，具有很好的開發(fā)和利用前景。國內(nèi)關(guān)于小奧德蘑屬食用菌多糖提取方法、生物活性、多糖結(jié)構(gòu)的研究還比較少[46]，且主要集中于卵孢小奧德蘑和鱗柄小奧德蘑，而有關(guān)厚褶小奧德蘑的研究報(bào)道更是少之又少。鑒于此，在今后進(jìn)行小奧德蘑屬食用菌研究過程中，應(yīng)開展各類提取方法對(duì)不同種類小奧德蘑屬食用菌多糖成分進(jìn)行優(yōu)化提取，特別是鱗柄小奧德蘑、厚褶小奧德蘑以及其他種類小奧德蘑，并對(duì)其發(fā)揮各類生物活性的多糖化學(xué)結(jié)構(gòu)、單糖組成和空間構(gòu)型進(jìn)行詳細(xì)研究，從而闡明其發(fā)揮各類生物活性構(gòu)效關(guān)系，為小奧德蘑屬食用菌的開發(fā)奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。