食用真菌多糖的研究進(jìn)展

姜 浩，孫 濤，姚皓昱，李興愷，王燕玲，雷 鵬, ，王 瑞，徐 虹，李 莎，孫達(dá)鋒

（1.南京工業(yè)大學(xué)食品與輕工學(xué)院，江蘇南京 211816；2.中華全國供銷合作總社昆明食用菌研究所，云南昆明 650033）

食用真菌是地球上分布廣泛的食物資源，自古以來就備受人們關(guān)注，食用真菌一般都是高等真菌的子實體，味道鮮美，營養(yǎng)豐富，含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、糖、維生素等成分，具有優(yōu)異的營養(yǎng)價值和藥用價值，靈芝就是一種人們非常熟悉的食用真菌，備受人們的喜愛。近年來隨著健康飲食理念的興起，食用真菌中的一些生物活性成分越來越受到人們的重視。多糖是食用真菌最主要的活性成分之一，是由各種中性糖或糖醛酸通過糖苷鍵復(fù)雜聚合而成的碳水化合物長鏈。目前，多糖作為天然活性成分已被應(yīng)用在化妝品行業(yè)以及食品行業(yè)。最新的研究表明，它們具有豐富的保健和治療作用，如抗氧化、抗腫瘤、抗突變、抗HIV、抗炎、抗凝血、抗輻射、抗疲勞、抗增殖、降糖治療、保肝、降壓以及免疫調(diào)節(jié)等[1-3]。目前，研究人員已經(jīng)對食用真菌如銀耳、靈芝、猴頭菇等進(jìn)行了深入的研究，從多糖提取及發(fā)酵工藝研究到多糖生物合成研究，再到多糖生物活性研究都已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)，但是，過高的分子量使得多糖的黏度非常大，過高的黏度成為了多糖各種領(lǐng)域研究的一大難題，并且生產(chǎn)的難度大大提高了多糖的成本，使得多糖難以普遍得到應(yīng)用。本文針對近年來有關(guān)食用真菌多糖的研究進(jìn)行了整理、歸納，將從結(jié)構(gòu)、提取、發(fā)酵、生物合成以及生物活性幾個方面闡述其研究進(jìn)展，并對其未來發(fā)展趨勢進(jìn)行展望，為接下來真菌多糖的研究以及產(chǎn)業(yè)化利用提供理論依據(jù)。

1 多糖的結(jié)構(gòu)特征

多糖根據(jù)單糖的組成可以分為兩大類：同多糖和雜多糖。其中雜多糖除了具有不同類型的單糖單元外，還具有不同的糖苷鍵，導(dǎo)致了其結(jié)構(gòu)的多樣性。食用真菌多糖大多為雜多糖，由兩個或多個不同單糖以不同組合組成主鏈，在單糖組成、分子量以及糖苷鍵的連接方式等方面都表現(xiàn)出多樣性[4-7]。表1總結(jié)了幾種常見食用真菌多糖的單糖組成、分子量以及糖苷鍵的連接方式。不同的食用真菌來源可以看出其單糖組成是有顯著差別的，連接方式也具有很強的特異性，不同來源的同一種食用真菌在單糖組成和糖苷鍵上有一定的相同之處。

表1 幾種不同來源食用菌多糖的單糖組成、分子量及其糖苷鍵連接方式Table 1 Monosaccharide composition, molecular weight and glycosidic bond connection mode of several edible fungus polysaccharides from different sources

食用真菌多糖的一級結(jié)構(gòu)由單糖連接的順序和摩爾比決定，對多糖的生物活性有著非常重要的影響[5]。目前幾種常見的單糖組分包括葡萄糖、甘露糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖和巖藻糖；不常見的單糖成分包括果糖、核糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、N-乙酰氨基葡萄糖和N-乙酰氨基半乳糖等。有人總結(jié)了過去幾十年中靈芝多糖的單糖組成和摩爾比的研究結(jié)果。發(fā)現(xiàn)同一菌株的子實體、菌絲體或發(fā)酵液中多糖的單糖組成也有所不同[5]。

分子量是影響天然多糖化學(xué)特性和生物活性的關(guān)鍵參數(shù)[6]。一般來說，食用真菌多糖的分子量從幾千到幾百萬不等。目前，多糖分子量的測定方法主要有滲透壓分析、沉降分析、粘度測定、高效液相色譜法和高效凝膠滲透色譜法等。其中，高效液相色譜法是目前研究中測量多糖分子量應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，檢測方法簡單，檢測時間短且檢測結(jié)果準(zhǔn)確。

多糖的糖苷鍵連接方式復(fù)雜多樣，并且難以精確檢測。甲基化分析是目前研究單糖殘基間糖苷鍵的主要方法。Li等對從猴頭菇中提取到的多糖進(jìn)行了甲基化分析，推測猴頭菇多糖的糖苷鍵為α-（1→6）-半乳糖苷鍵以及O-2位置的α-L-巖藻糖苷鍵[7]。

2 多糖的提取工藝

以經(jīng)濟(jì)可持續(xù)和節(jié)能的方式從食用菌中回收生物活性多糖有很多障礙。傳統(tǒng)的食用真菌多糖提取策略包括熱水提取法和酸堿提取法，但是傳統(tǒng)的提取方法都有很明顯的缺點。因此，以食用真菌多糖提取為重點的創(chuàng)新技術(shù)和先進(jìn)技術(shù)得到了迅速發(fā)展，如超聲輔助提取法、微波輔助提取法、酶輔助提取法、亞臨界水萃取法等[12-14]。目前已經(jīng)應(yīng)用的一些提取方法以及它們的優(yōu)缺點如表2所示。

表2 多糖的提取方法Table 2 Extraction methods of polysaccharides

2.1 熱水提取法

熱水提取法是最常用的傳統(tǒng)提取工藝，一般是在高溫（50～100 ℃）下用熱水提取一定時間（1.5～5 h）。對于熱水提取法，提高處理溫度通常會提高多糖的提取效率[29-30]。然而，當(dāng)溫度高于最佳溫度時，產(chǎn)率或純度會隨著溫度的進(jìn)一步升高而降低[31-32]。并且當(dāng)溫度高于150 ℃時，15 min后，三螺旋結(jié)構(gòu)將不再存在[33]。提取時間是熱水提取法的另一個重要因素，較長的提取時間通常對提取率有積極影響[29-30]，但過長的時間也會導(dǎo)致多糖結(jié)構(gòu)的破壞和生物活性的喪失。液固比在多糖的熱水提取法中也起著重要作用，因為較高的液固比可能導(dǎo)致較低的粘度，這可以提高溶劑進(jìn)入細(xì)胞的擴散率、多糖到溶劑的傳質(zhì)驅(qū)動力以及提取粗多糖的純度[30]。然而，較高的液固比也意味著用于進(jìn)一步加工的溶液體積較大，影響整體純化和生產(chǎn)成本[29]。重復(fù)提取有時也用于提高提取率，有研究報告，在熱水提取法中重復(fù)提取多達(dá)6次，可以達(dá)到最大提取率[34]。熱水提取法具有運行成本低、設(shè)備要求簡單的顯著優(yōu)勢[2]。然而，這種提取技術(shù)存在一些缺點，如處理時間延長、能量需求過剩和操作溫度高[2,35]。

2.2 酸堿提取法

在酸堿提取法中，堿（如NaOH或KOH）和酸（如HCl或草酸銨）可以用于促進(jìn)多糖的提取[36]。酸堿提取法通常在熱水提取法之后的連續(xù)提取步驟中進(jìn)行，以最大限度地從食用菌中提取多糖，通過熱水、1%（w/v）草酸銨和1.25 mol/L氫氧化鈉/硼氫化鈉溶液連續(xù)提取平菇多糖會有更高的產(chǎn)量[18]。與堿性多糖相比，酸性多糖的產(chǎn)量和碳水化合物含量最高，蛋白質(zhì)雜質(zhì)較少。酸和堿的處理會破壞細(xì)胞壁，降解粗纖維結(jié)構(gòu)和細(xì)胞壁蛋白質(zhì)與葡聚糖之間的可水解連接，從而釋放細(xì)胞內(nèi)多糖并提取酸和堿溶部分，將不溶于水的組分轉(zhuǎn)化為水溶性組分。這也是酸堿提取法與熱水提取法相比獲得更高多糖產(chǎn)量的原因[17,37]。然而，除了可能的高工作溫度外，酸堿提取法還有處理時間長的限制。

2.3 超聲輔助提取法

超聲輔助提取法是利用溶劑中聲空化的形成和非對稱微氣泡的崩塌所產(chǎn)生的空化效應(yīng)，這些氣泡釋放大量能量，產(chǎn)生微射流、沖擊波和高剪切力。流體動力促進(jìn)細(xì)胞壁破裂、不互溶相之間的傳質(zhì)、增強滲透和毛細(xì)管效應(yīng)以及減小粒徑，從而提高提取率和效率[38]。

超聲輔助提取法中，在較低的蒸汽壓（30～100 mmHg）和溫度（30～50 ℃）下利用水，會由于氣泡尺寸的增大而促進(jìn)空化強度[39]，產(chǎn)生的局部高溫高壓、沖擊波、微射流、光輻射等物理效應(yīng)，加快多糖的提取。除水外，還可以使用聚乙二醇（PEG）和NaOH溶液作為溶劑從真菌中提取多糖[22]。較低的頻率（20～100 kHz）具有降低溶劑和能源消耗、高處理吞吐量和更短的處理時間等優(yōu)點[39]。但是，超聲輔助提取法過程中的溫升難以監(jiān)測，可能會導(dǎo)致結(jié)果重復(fù)性較低。此外，有報道稱超聲波處理導(dǎo)致多糖分子量（MW）下降高達(dá)70%[40]。

2.4 微波輔助提取法

在過去的二十年中，微波技術(shù)作為食品科學(xué)中的干燥和提取工具發(fā)揮了重要作用[41]。微波是一種非接觸熱源，通過溶劑和溶解離子之間的離子傳導(dǎo)產(chǎn)生熱能，進(jìn)而破壞細(xì)胞壁，協(xié)助多糖分子的釋放。高頻交變電場（通常為2450 MHz）引起極性分子取向的改變，從而引起分子的振動和旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而引起碰撞頻率的增加、內(nèi)壓的增加和溫度的突然升高，最終導(dǎo)致細(xì)胞破裂和溶劑通過細(xì)胞壁的擴散[42]。有研究[23]優(yōu)化了微波輔助提取法提取多糖的操作條件，結(jié)果表明，最佳提取條件為：提取時間為24.65 min，微波功率為109.98 W，水與原料之比為21.62 mL/g。在優(yōu)化條件下，多糖的產(chǎn)率和純度分別為35.41%±0.62%和73.92%±0.83%。與熱水提取法、超聲輔助提取法相比，微波輔助提取法提取多糖的產(chǎn)率更高，加工時間更短[24]。微波輔助提取法具有靈活性強、溶劑消耗低、加工時間短、提取率高等優(yōu)點[24]。然而，微波輔助提取法的主要缺點之一是加熱不均勻[43]，容易造成一些不必要的損失。

2.5 酶輔助提取法

真菌細(xì)胞壁基質(zhì)的水解和降解可以被酶有效催化，釋放出細(xì)胞內(nèi)的生物活性化合物。纖維素酶是提取蘑菇多糖的常用酶，最佳操作溫度為50 ℃，pH為4～5[44]。多酶水解（纖維素酶和其他酶，如木瓜蛋白酶、果膠酶、蛋白酶或胰蛋白酶）也已被采用，因為它們有助于打破纖維素、果膠、蛋白質(zhì)和其他分子之間的物理化學(xué)聯(lián)系，并有助于多糖的釋放，從而提高提取率。采用熱水提取法、超聲輔助提取法和酶輔助提取法三種技術(shù)從黑木耳中提取多糖，在三種提取方法中，酶輔助提取法提取黑木耳多糖的得率（35.35±0.54 g/kg）顯著高于熱水提取法（29.55±0.36 g/kg）和超聲輔助提取法（24.68±0.39 g/kg）[25]。有研究表明，與單酶提取和熱水提取法相比，利用纖維素酶、果膠酶、胰酶比例2:2:1的組合酶從灰樹花中提取的多糖會具有較低的分子量，并表現(xiàn)出更好的抗氧化活性[26]。酶輔助提取法具有操作簡單、特異性高、環(huán)境友好、效率高、能耗低、工作溫度低等優(yōu)點[3]。然而，相對較高的酶成本是酶輔助提取法的主要缺點之一[41]。此外，酶輔助提取法的規(guī)?；且粋€挑戰(zhàn)，因為酶的活性會受到多種因素的影響，如溫度和溶氧等。酶的種類、濃度、溫度、pH、反應(yīng)時間以及液固比對酶輔助提取法的提取率也有影響。

2.6 亞臨界水萃取法

亞臨界水萃取法（也稱為水熱萃取或熱壓縮水萃?。┦且环N萃取技術(shù)，在足夠的壓力（1～22.1 MPa）下，水在超過沸點（100～374 ℃）的溫度下保持液態(tài)。因此，亞臨界水與室溫常壓水相比表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。亞臨界水萃取法對香菇多糖提取的研究表明，隨著處理溫度和時間的增加，葡萄糖含量會逐漸增加[27]。隨著溫度的升高，亞臨界水的極性降低，非極性同時增加。因此，使用不同的處理溫度可以提取不同極性的多糖。提取的多糖的分子量也隨著處理溫度的升高而逐漸增加，但由于熱降解使得多糖的分子量在130 ℃的臨界點上減少。同樣，有研究利用亞臨界水萃取法研究了溫度對杏鮑菇多糖單糖和低聚糖含量的影響。低聚糖含量隨著工作溫度的升高而增加，在210 ℃時達(dá)到最大葡聚糖含量73%。其中，葡萄糖含量在150 ℃時達(dá)到最大值，而果糖、甘露糖和海藻糖在180 ℃時達(dá)到最大值[28]。

亞臨界條件降低了水的介電常數(shù)和粘度，使其能夠溶解極性、中等極性以及非極性化合物，包括分子量更高的多糖[15]。此外，亞臨界水的電離常數(shù)隨著溫度的升高而顯著增加，使其更像一種酸性溶液，在無需催化劑的情況下催化化學(xué)反應(yīng)，如降解和水解聚合物鍵中的醚鍵和酯鍵[33,45]。因此，亞臨界水萃取法提供了同時提取、多糖分離和解聚的益處[28]。然而，多糖的鏈構(gòu)象和結(jié)構(gòu)對超過臨界點的壓力和溫度敏感，會影響多糖的生物活性[33]。

3 多糖的發(fā)酵工藝

在人工栽培技術(shù)出現(xiàn)之前，各種食用菌可以從野外采集，但是由于氣候因素影響較大，導(dǎo)致價格昂貴，而且產(chǎn)量有限。隨著人工栽培和發(fā)酵技術(shù)的快速發(fā)展，許多此類自然資源已被工業(yè)擴展和利用，從而成為食品、醫(yī)藥和化妝品的重要來源[46]。目前有很多研究人員已經(jīng)在發(fā)酵培養(yǎng)條件下得到了食用真菌多糖，并通過改變培養(yǎng)條件（培養(yǎng)基組成、pH、添加劑、激素、含氧量、攪拌、光照等）來提高產(chǎn)率，然而，目前報道的食用真菌多糖的發(fā)酵研究大多局限于少量的搖瓶及小型發(fā)酵罐的生產(chǎn)和提取，而大規(guī)模的發(fā)酵和分離研究較少，一方面是因為食用真菌的生長時間久，工廠發(fā)酵周期過長，還有一方面是因為食用真菌發(fā)酵溫度大多在25～28 ℃，生長條件較苛刻。

Pokhrel等[47]在搖瓶培養(yǎng)條件下，研究了不同碳源、氮源、濃度、pH和發(fā)酵時間對食用真菌多糖產(chǎn)量的影響。其中葡萄糖（3%）是產(chǎn)多糖的最佳碳源，酵母抽提物（1%）是菌絲生長和發(fā)酵產(chǎn)多糖的最佳氮源，并且中性和弱堿性環(huán)境為最佳發(fā)酵條件。以蛹蟲草為材料，在不同培養(yǎng)條件（溫度、pH、培養(yǎng)基組成）下，對蛹蟲草菌絲生長和多糖產(chǎn)量進(jìn)行了研究，在蔗糖濃度為6%、多肽濃度為1%、磷酸二鉀濃度為0.05%時，多糖的產(chǎn)量較高[48]。在桑黃發(fā)酵培養(yǎng)基中添加氯化鈉后，菌絲生長的速率降低，但多糖的產(chǎn)生及其抗腫瘤活性明顯增加[49]。從這些研究中我們可以看到，優(yōu)化了發(fā)酵培養(yǎng)條件后，多糖的產(chǎn)量有了明顯的提高。

對于食用真菌多糖的小型發(fā)酵罐發(fā)酵生產(chǎn)，有研究[50]比較了攪拌釜式反應(yīng)器（STR）和氣升式反應(yīng)器（AR）在5 L體積多糖發(fā)酵生產(chǎn)中的作用，發(fā)現(xiàn)剪切應(yīng)力顯著影響胞外多糖的產(chǎn)生，顆粒致密性與胞外多糖含量呈正相關(guān)。氣升式反應(yīng)器雖能防止菌絲破裂，但由于混合不均，隨著發(fā)酵時間的延長，其產(chǎn)量低于攪拌釜式反應(yīng)器。麥芽糖（53.12 g/L）和多肽（4.21 g/L）的濃度為最佳的培養(yǎng)條件，培養(yǎng)5 d后可得到最大的生物量增長（10.81 g/L）和胞外多糖產(chǎn)量（1.86 g/L）。另一項使用灰樹花菌絲體發(fā)酵的研究表明[51]，補料發(fā)酵顯著提高了菌絲體的生物量和胞外多糖的產(chǎn)量。在培養(yǎng)了13 d后，分批進(jìn)料（將葡萄糖含量保持在10～15 g/L）的胞外多糖產(chǎn)量高于分批發(fā)酵。總的來說，發(fā)酵法制備多糖更方便，更快捷，在未來的醫(yī)藥和食品工業(yè)中具有非常好的應(yīng)用前景。

4 多糖的生物合成

隨著基因編輯技術(shù)的逐步成熟，人們可以利用該技術(shù)對某些物種的特定生物性狀進(jìn)行基因改造，生產(chǎn)難以人工合成的高純度化合物。目前，食用真菌多糖主要從栽培或野生食用真菌中提取，也可從發(fā)酵培養(yǎng)基中提取，利用基因工程或代謝工程方法生產(chǎn)食用真菌多糖的研究還很有限，其主要原因是多糖的合成機制尚未完全獲得破解。目前，普遍認(rèn)為多糖的生物合成途徑主要包括核苷酸糖前體的合成、重復(fù)單元的組裝和聚合過程。但是，針對核苷酸糖前體到重復(fù)單元之間的糖基轉(zhuǎn)移酶的研究十分有限，使得后續(xù)的合成過程還是未知的。因此，許多研究人員在研究合成相關(guān)酶的基礎(chǔ)上構(gòu)建了食用真菌多糖的核苷酸糖前體的簡化生物合成途徑?；虮磉_(dá)和RNAi介導(dǎo)的基因沉默等方法也被用于生物合成途徑的研究。在圖1中，根據(jù)先前的文獻(xiàn)提出了可能的多糖生物合成途徑，主要描述了以葡萄糖為碳源時食用真菌中多糖核苷酸糖前體的生物合成途徑，以期為食用真菌多糖中代謝途徑的分析提供基礎(chǔ)。

圖 1 以葡萄糖為碳源時食用真菌中多糖核苷酸糖前體的生物合成途徑Fig.1 Biosynthetic pathway of polysaccharide nucleotide sugar precursors in edible fungi using glucose as the carbon source

表達(dá)α-磷酸葡萄糖變位酶（PGM）和UDP-葡萄糖焦磷酸化酶（UGP）的基因是增加胞外多糖產(chǎn)量的有效靶點。α-磷酸葡萄糖變位酶（PGM）是糖代謝的關(guān)鍵酶，催化6-磷酸葡萄糖和1-磷酸葡萄糖之間的可逆相互轉(zhuǎn)化，6-磷酸葡萄糖進(jìn)入糖酵解途徑以產(chǎn)生能量，1-磷酸葡萄糖是多糖中糖核苷酸的前體[52]，例如，UDP-葡萄糖、UDP-半乳糖、dTDP-鼠李糖。有人研究了PGM基因的過表達(dá)對多糖產(chǎn)生和轉(zhuǎn)錄水平的影響，發(fā)現(xiàn)PGM基因的過度表達(dá)導(dǎo)致多糖產(chǎn)量增加的同時還會上調(diào)下游編碼多糖生物合成相關(guān)酶的基因，包括UDP-葡萄糖焦磷酸化酶（UGP）基因等，這很好的證明了PGM基因是多糖生物合成的重要調(diào)控基因[53]。UDP-葡萄糖焦磷酸化酶（UGP）催化1-磷酸葡萄糖和UDP-葡萄糖的可逆相互轉(zhuǎn)化[54]，是參與碳水化合物代謝和細(xì)胞壁生物合成的關(guān)鍵酶。Li等[54]從靈芝中克隆了UGP基因，并研究了UGP基因?qū)Χ嗵呛铣傻挠绊?。在液體培養(yǎng)中，UGP沉默菌株的多糖濃度遠(yuǎn)低于野生型菌株（30%～56%），可能是因為核苷酸糖前體的減少導(dǎo)致多糖產(chǎn)量的降低，這表明UGP在多糖生物合成中起著重要作用。磷酸葡萄糖異構(gòu)酶（PGI）和磷酸甘露糖異構(gòu)酶（PMI）也是多糖合成途徑中的關(guān)鍵酶，通過改變不同的培養(yǎng)條件來改變PGI和PMI兩種酶的酶活，會導(dǎo)致多糖的單糖組成和摩爾比發(fā)生變化[55]，說明這兩種酶會對多糖的合成產(chǎn)生一定的影響，是合成途徑中比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

分子生物學(xué)技術(shù)對食用真菌的研究以及多糖的生產(chǎn)具有積極的作用，在食用真菌多糖生物合成的研究方面有著巨大的潛在應(yīng)用。然而，利用分子生物學(xué)改造技術(shù)生產(chǎn)生物大分子的挑戰(zhàn)仍然存在，包括菌株不穩(wěn)定性、未知的副作用、隨后的復(fù)雜下游過程、法律可接受性和更高的成本等，仍需要進(jìn)一步探索。

5 多糖的生物活性

大量研究表明，由于單糖組成、分子量以及結(jié)構(gòu)構(gòu)象等方面的不同，食用真菌多糖具有多種生物活性，如抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、降血糖、抗炎癥以及抗衰老等。越來越多的食用真菌多糖被用來對抗疾病，并且可以作為改善或緩解癥狀的膳食補充劑[56]。目前食用真菌多糖在不同的生物活性領(lǐng)域都有了一定的研究基礎(chǔ)，并對其發(fā)揮生物活性進(jìn)行了一定的機制解析。但由于實驗材料的限制，大部分生物活性的研究都停留在細(xì)胞實驗以及動物實驗。

5.1 抗腫瘤活性

目前，癌癥是無法解決的致命疾病之一，各種類型的惡性腫瘤因其高發(fā)病率和高死亡率而成為世界范圍內(nèi)的重大公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)[57]。在前人工作研究的基礎(chǔ)上，已知的食用真菌多糖發(fā)揮其抗腫瘤的主要途徑有：a.口服或制劑預(yù)防和延緩癌癥的發(fā)生；b.直接抑制各類癌細(xì)胞的生長；c.聯(lián)合化療對腫瘤的免疫刺激作用；d.對體內(nèi)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移或遷移的預(yù)防作用[58]。

食用真菌多糖可以通過誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、細(xì)胞周期改變和抑癌基因表達(dá)發(fā)揮抗腫瘤作用。Zhang等[59]發(fā)現(xiàn)從靈芝中提取的多糖可以通過線粒體介導(dǎo)的凋亡途徑發(fā)揮抗腫瘤活性。一方面，靈芝多糖通過降低線粒體膜電位，增加線粒體細(xì)胞色素c的釋放。另一方面，靈芝多糖促進(jìn)p53基因和Bax基因轉(zhuǎn)錄，下調(diào)Bcl-2基因表達(dá)并激活caspase酶家族來促進(jìn)CT26腫瘤細(xì)胞凋亡。此外，Li等[60]的研究發(fā)現(xiàn)食用真菌多糖可導(dǎo)致細(xì)胞周期阻滯在S期或G0/G1期，并促進(jìn)HepG2和HeLa癌細(xì)胞的凋亡。細(xì)胞周期阻滯的原因可能是多糖可以明顯上調(diào)HepG2癌細(xì)胞中p27kip基因和p21cip基因的表達(dá)，而抑制細(xì)胞生長和發(fā)育所必需的cyclinD1/CDK4基因和cyclinE/CDK2基因的活性[61]。

5.2 免疫調(diào)節(jié)活性

免疫調(diào)節(jié)活性是天然多糖的關(guān)鍵生物活性之一。目前對食用真菌多糖免疫調(diào)節(jié)活性的研究主要集中在其對巨噬細(xì)胞功能（吞噬功能和細(xì)胞因子的產(chǎn)生）的影響[61]。香菇多糖可以通過誘導(dǎo)細(xì)胞因子的釋放來實現(xiàn)免疫調(diào)節(jié)作用，同時，與鈣離子形成復(fù)合物會增強這種免疫調(diào)節(jié)作用[62]。在一些體內(nèi)實驗中，多糖可促進(jìn)巨噬細(xì)胞的吞噬、自然殺傷細(xì)胞的活化和脾細(xì)胞的增殖以及小鼠體內(nèi)Th1細(xì)胞因子的水平增加[63]。一些研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，多種天然免疫受體能與蘑菇多糖相互作用。有研究人員對不同來源的多糖與TLR4的關(guān)系進(jìn)行了綜述[64]，發(fā)現(xiàn)TLR4是連接多糖和免疫靶細(xì)胞的關(guān)鍵細(xì)胞表面多糖受體。黑木耳的干燥子實體粉末中制備得到的水溶性黑木耳多糖可通過與這種重要的多糖受體TLR4結(jié)合，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞活化分泌促炎細(xì)胞因子，發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[65]。

5.3 抗氧化活性

細(xì)胞正常代謝過程中產(chǎn)生的活性氧（ROS）在各種信號傳導(dǎo)途徑中起著重要的作用。由于細(xì)胞應(yīng)激和酶活性的受損，會導(dǎo)致ROS的過量產(chǎn)生進(jìn)而引發(fā)各種疾病，如衰老、糖尿病、癌癥等[66]。目前的研究表明，多糖的抗氧化活性主要是通過清除自由基以及促進(jìn)抗氧化酶活性實現(xiàn)的。黑木耳多糖具有清除DPPH、超氧陰離子和羥自由基的體外抗氧化能力，且與分子量呈顯著正相關(guān)[67]。富含β-葡聚糖的紅菇粗多糖通過清除OH、DPPH、ABTS和超氧自由基顯示出強大的螯合能力和還原能力以及抗氧化活性[68]?？寡趸竿ㄟ^催化自由基穩(wěn)定形成，在防止氧化應(yīng)激中發(fā)揮重要作用。蘑菇多糖已在各種體內(nèi)外抗氧化活性模型中進(jìn)行了測試，發(fā)現(xiàn)其可調(diào)節(jié)過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH）等[61]。從茶樹菇菌絲體中分離的多糖可以增強抗氧化酶活性，也可以降低抗氧化酶活性MDA的產(chǎn)生，這是氧化損傷減輕的原因，從而在保護(hù)細(xì)胞免受ROS氧化應(yīng)激中發(fā)揮了重要作用[69]。

5.4 降血糖活性

食用真菌多糖對糖尿病模型有一定的積極作用，主要通過防止β細(xì)胞氧化應(yīng)激、再生胰島細(xì)胞、增加葡萄糖消耗和糖原生物合成以及預(yù)防糖尿病相關(guān)的其他并發(fā)癥來發(fā)揮抗糖尿病活性[70]。靈芝多糖可以通過調(diào)節(jié)Bcl-2和PDX-1的表達(dá)促進(jìn)β細(xì)胞再生[71]。桑黃多糖可促進(jìn)核分裂并刺激導(dǎo)管干細(xì)胞分化以再生胰島細(xì)胞，從而保護(hù)受損組織[72]。猴頭菇多糖通過降低血糖水平和增加胰島素水平顯示出優(yōu)異的降血糖活性[73]。血糖水平升高，糖原生成降低，會導(dǎo)致高血糖狀態(tài)。靈芝多糖可以激活A(yù)MPK并下調(diào)與糖原分解相關(guān)的酶水平來降低血糖，這些酶包括糖原磷酸化酶、果糖-1,6二磷酸酶、磷酸烯醇丙酮酸羧激酶等。此外，它還提高了葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白4（GLUT4）的表達(dá)，以促進(jìn)葡萄糖消耗[74]。從云芝中提取的一種多糖增加了血清中葡萄糖激酶和葡萄糖-6-磷酸酶的含量，降低了糖原合成酶激酶3β，從而增強了糖原生物合成[70]。

5.5 抗炎活性

炎癥反應(yīng)是臨床比較常見的病理過程。細(xì)胞或組織損傷可能引發(fā)炎癥反應(yīng)，這是一種自我保護(hù)機制。然而，過度的炎癥反應(yīng)可能導(dǎo)致慢性炎癥，這與多種疾病有關(guān)。食用真菌多糖具有潛在的抗炎活性。從香菇中提取的多糖在脂多糖誘導(dǎo)的肺損傷小鼠中試驗，可減輕肺濕重/干重比率，減少炎癥因子，并且可以通過增強肺酶活性（SOD、GSH-Px、CAT和T-AOC）和消除脂質(zhì)過氧化反應(yīng)（MDA和LPO）來達(dá)到抗氧化狀態(tài)，顯示出更高的抗氧化酶活性，表明其對肺保護(hù)的有益作用[75]。此外，猴頭菌多糖被發(fā)現(xiàn)是對抗炎癥性腸病的潛在營養(yǎng)素，猴頭菇多糖在治療C57BL/6小鼠結(jié)腸炎后，氧化應(yīng)激降低，抗氧化酶活性增強，炎性因子、iNOS、COX的釋放及轉(zhuǎn)錄水平降低。這些對腸損傷的保護(hù)作用通過NF-κB、p65和MAPK/Akt途徑激活[76]。

5.6 抗衰老

食用真菌多糖可以通過調(diào)節(jié)新陳代謝和改善免疫系統(tǒng)來防止衰老。通過研究老年小鼠的腸道健康和尿液代謝組學(xué)，Xu等[77]發(fā)現(xiàn)，香菇中提取的一種多糖可以增強老年小鼠的免疫應(yīng)答，并影響腸道微生物群的組成，逆轉(zhuǎn)了年齡改變的腸道微生物群結(jié)構(gòu)，如厚壁菌/類桿菌比率降低，緩解了小鼠的衰老。食用真菌多糖也可以通過提高機體免疫力來延緩衰老。靈芝多糖通過促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖和IL-2的產(chǎn)生提高了老年小鼠的免疫功能，改善了小鼠衰老性氧化應(yīng)激和免疫損傷[78]。食用真菌多糖還可以通過增加IL-6分泌，抑制脂褐素、糖基化終產(chǎn)物（一種與年齡相關(guān)的指標(biāo)）和p53（可能是一種主要的衰老促進(jìn)劑）的表達(dá)，顯著減輕氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的衰老[79]。

食用真菌多糖現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于美容領(lǐng)域，主要用于延緩皮膚衰老。氧化損傷和紫外線輻射的作用會降低皮膚膠原蛋白含量，加速皮膚老化、出現(xiàn)皺紋、降低彈性和黑色素沉積。黑木耳多糖由于其潛在的抗氧化活性而增加了羥脯氨酸含量（反映膠原蛋白含量），導(dǎo)致MDA的產(chǎn)生和皮膚脂褐素水平的降低（通常稱為皮膚表面的老年斑，這是衰老的重要指標(biāo)之一）[80]。

6 總結(jié)與展望

在我國，食用真菌的歷史相當(dāng)悠久，到了近三四十年，人們對食品健康和營養(yǎng)的追求逐漸提升，同時隨著研究手段逐漸成熟，人們開始對食用真菌中的活性成分進(jìn)行了提取和研究。多糖是食用真菌中研究最為廣泛的活性成分，來源廣泛，且種類繁多，同時由于幾千到幾百萬不等的分子量以及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多樣性使其具有多種良好的生物活性。在近幾十年的研究中，許多食用真菌多糖的提取方法已經(jīng)趨于成熟，傳統(tǒng)的食用真菌多糖提取策略以及近些年發(fā)展起來的新興策略都各有優(yōu)缺點，但是如果將兩種或兩種以上方法結(jié)合，有望提高食用真菌多糖提取效率并減少成本。

為了進(jìn)一步提高食用真菌多糖的產(chǎn)量，發(fā)酵是一種相對較好的策略，與從子實體中提取多糖相比較，發(fā)酵生產(chǎn)的周期短、產(chǎn)量高，且提取方便。將提取多糖的方法應(yīng)用于發(fā)酵液有望得到更高產(chǎn)量的多糖。生物合成途徑的研究是為了探索食用真菌多糖在分子領(lǐng)域的合成機制，但大多數(shù)工作都停留在糖基轉(zhuǎn)移酶這一階段，之后的合成過程還有待研究。很多研究者已經(jīng)對食用真菌多糖的生物活性進(jìn)行了研究，足以說明食用真菌多糖是一種很有價值且很有前景的生物活性成分。

目前對于食用真菌的很多研究都僅僅只是一個基礎(chǔ)，除了銀耳、靈芝等小部分研究較多，大部分食用真菌的研究都僅僅只是剛開始，但是食用真菌多糖有良好的生物活性，并且在食品和工業(yè)發(fā)展上具有重大的應(yīng)用前景，值得進(jìn)一步廣泛研究。