祁銀德,吳夢瑛,申茹
(惠州衛生職業技術學院,廣東 惠州 516025)
松木層孔菌研究進展
祁銀德,吳夢瑛,申茹
(惠州衛生職業技術學院,廣東 惠州 516025)
總結了國內外松木層孔菌的生物活性和化學成分研究現狀,為其進一步開發利用這一潛力藥用真菌資源奠定基礎。
松木層孔菌;多糖;化學成分;生物活性;研究進展
松木層孔菌〔Phellinuspini(Thore:Fr.)Ames〕為多孔菌科針層孔菌屬大型真菌,別稱松針層孔菌、松針靈芝、黃芝、松黃靈芝、松白腐菌等。分布于黑龍江、吉林、內蒙古、河北、山西、寧夏、甘肅、新疆、四川、云南等地,全年生于松、云杉、冷杉、鐵杉及落葉松等的樹干上[1]。同屬真菌我國分布60多種,研究較多的有針層孔菌(又名火木層孔菌,Phellinusigniarous)和裂蹄木層孔菌(Phellinuslinteus),以上2種在不同地區均作中藥桑黃使用。近年來研究發現,該屬真菌具有免疫調節、抗腫瘤、抗氧化、降血糖、降血脂等生物活性,相關產品在日本和韓國已得到廣泛應用[2]。松木層孔菌在我國民間有悠久的藥用歷史,據作者調查,目前在市場銷售較為常見,且銷量呈不斷上升趨勢。另據了解,東亞地區也將本種作為“桑黃”交流。為充分挖掘其潛在價值,有效利用這一野生真菌資源,有必要對其研究現狀作一綜述。
對松木層孔菌的藥理研究主要集中在其胞內或胞外多糖抑制癌細胞增殖、抗氧化活性、和免疫活性方面。
抗癌方面,最早的研究表明,松木層孔菌子實體熱水提取物對小白鼠肉瘤及艾氏腹水癌的抑制率達100%[1]。王穩航等人[3]利用松木層孔菌水提多糖、堿提多糖、磺化多糖,以100mg/d的劑量對昆明種小鼠腹腔注射20d后進行抑瘤實驗,結果顯示三種多糖對肉瘤S180的抑瘤率均達到80%以上。馮強生[4]用不同極性有機溶劑分別對野生松木層孔菌菌種菌絲體和發酵液進行萃取、濃縮,采用MTT法測定其對人胃癌細胞SGC-7901的細胞毒性,實驗表明發酵液石油醚部分萃取物的抗腫瘤細胞活性最強,24hIC50為6.26μg/mL。
抗氧化能力方面,研究顯示松木層孔菌水提多糖、堿提多糖、磺化多糖中,后兩種抗氧化能力最強,對超氧陰離子自由基、羥自由基表現出很好的清除效果,對肝臟中丙二醛的生成也有很強的抑制作用[3]。研究也發現,上述3種不同多糖均不同程度地提高了小鼠血清、心、肝、腦、脾中SOD、GSH-Px活力,降低了MDA生成量,而對TOAC值影響較小;同時,三種多糖均顯著提高了小鼠體內血清NO生成量[5]。體外抗氧化活性研究表明,松木層孔菌子實體水提物純化均一多糖具有一定的DPPH自由基和ABTS+自由基清除活性以及FRAP總抗氧化能力[6]。實驗表明,松木層孔菌子實體多糖對DPPH和ABTS+自由基的半清除濃度(EC50)分別為2.59mg/mL和6.44mg/mL,FRAP值為0.27mmolFeSO4/mg多糖,對α-葡萄糖苷酶的半抑制濃度(IC50)為2.17mg/mL,表明松木層孔菌多糖具有一定的體外抗氧化和抑制α-葡萄糖苷酶活性[7]。JiangP等人[8]從松木層孔菌菌絲體和它的培養基分離并純化得到PPM和PPE兩種多糖,進行抗氧化活性評價,結果顯示二者均能清除DPPH自由基和羥基自由基,螯合并減少鐵離子。其中PPM抗氧化活性強于PPE,啟示PPM有明顯的作為天然抗氧化劑的潛力。
免疫能力研究方面,對松木層孔菌胞外多糖PPE進行淋巴細胞增殖實驗,結果顯示,PPE能促進小鼠淋巴細胞的增殖,同時也可協同有絲分裂原ConA和LPS促進小鼠脾T、B淋巴細胞的增殖,說明松木層孔菌胞外多糖具有提高機體免疫力的功能[9]。裴麗娟等人[10]從松木層孔菌發酵菌絲體中分離制得堿提水溶性多糖(PEP),初步考察PEP對小鼠離體淋巴細胞有較顯著的促增殖作用。JangHJ等人[11]從松木層孔菌子實體中分離得兩種化合物,研究證實均具有抑制LPS活化RAW264.7巨噬細胞生成NO的作用。此外,蔡東玲[12]應用MTT法體外檢測松木層孔菌發酵菌絲體多糖PPM對小鼠淋巴細胞生長狀況的影響,發現PPM對小鼠淋巴細胞的增殖有顯著的促進作用。
多糖是自然界大型真菌防病治病的主要物質基礎,所以目前對松木層孔菌的化學研究主要集中在多糖提取工藝的優選和多糖化學結構方面。
楊開等人[7]對松木層孔菌子實體多糖微波提取方法進行了研究,他們以多糖提取率為評價指標,Box-Behnken響應面法得到松木層孔菌子實體多糖微波提取優化工藝為:微波功率為600W,料液比1︰40,提取溫度92℃,提取時間60min;二次提取后多糖累計提取率為3.88%。吳恒梅等人[13]對松木層孔菌發酵菌絲體多糖的提取工藝進行了研究,通過單因素試驗和正交試驗研究了提取次數、浸液比和提取時間對多糖提取率的影響,結果顯示提取次數、浸液比和提取時間是影響多糖提取率的主要因素,最佳工藝為提取溫度常溫,提取3次,每次浸液比(質量比)1∶30,時間是1h。各因素影響大小的次序是:提取次數>浸液比>提取時間。
多糖研究方面,研究者利用紅外光譜對松木層孔菌水提多糖、堿提多糖、磺化多糖分別進行了構型分析,結果表明它們均為β構型的蛋白多糖,葡萄糖含量達90%以上,此外還含有少量的甘露糖、半乳糖、木糖和核糖[3]。袁雷等人[14-15]對松木層孔菌胞外多糖(PPE)的化學結構進行研究,以苯酚硫酸法測定PPE總糖含量為92.84%,以高效液相色譜法測定PPE相對分子質量為3.9×104,GC分析PPE含有甘露糖、葡萄糖、半乳糖,其摩爾比為38.4∶1.76∶1,并解析了主鏈、支鏈結構特征,為進一步研究該多糖構效關系和作用機制提供了理論基礎。袁雷等人[9]使用凍融分級、酶+seveg法脫蛋白和SepharoseCL-6B層析純化松木層孔菌胞外粗多糖(CPPE),得到級分PPE,經HPLC驗證,PPE為均一組分,分子量為3.9×104Da。氣相色譜分析表明,PPE為甘露聚糖。楊開等人[6]利用松木層孔菌子實體水提物進行分級醇沉、離子柱層析及凝膠柱層析純化獲得均一多糖PP60-S1,測得其分子量為3.56×104u,是由葡萄糖、甘露糖和半乳糖組成的雜多糖,單糖摩爾比為9.24∶1.00∶0.76,甲基化分析共有6種糖苷鍵連接方式。JiangP等人[18]通過凝膠過濾從松木層孔菌菌絲體和它的培養基分離并純化得到兩種多糖,分別是PPM和PPE,測得平均分子量分別約 22.0kDa、38.0kDa,二者均由甘露糖,半乳糖,葡萄糖組成,摩爾比分別為2.99∶1.00∶0.34和38.40∶1.00∶1.76。裴麗娟等人[10]從松木層孔菌發酵菌絲體中分離制得堿提水溶性多糖(PEP),高效液相色譜分析表明,PEP為單一級分,相對分子質量約為1.6×104,GC分析PEP的單糖組成為甘露糖、半乳糖和葡萄糖,其物質的量比為3.11∶1.32∶0.54,PEP結構主要為β-(1→2)Man且在6-O處構成分枝結構,PEP的支鏈部分由(1→4)-Man,(1→6)-Gal構成,末端殘基為Gal和Glc。蔡東玲[12]從松木層孔菌發酵菌絲體制得多糖PPM,HPLC測得相對分子質量為2.2萬,GC分析表明它是一種中性雜多糖,單糖組成為甘露糖、半乳糖和葡萄糖。PPM經紅外光譜分析、部分酸水解、高碘酸氧化、Smith降解、甲基化和核磁共振分析,結果表明其結構主體部分由1,2-Man組成,平均每2個殘基上有1個分支,分支點為Man的6-O處,支鏈部分為1,3-Gal、1,6-Gal和1,4-Man,末端殘基為Glc和Man。
除多糖結構研究外,國內外學者也從松針層孔菌中發現了其他物質,AyerWA等人[16]從松針層孔菌中分離出酚類物質。JangHJ等人[11]從松木層孔菌子實體中分離得到兩個化合物,用IR,MS, 和NMR(1D和2D)推測它們為8,14-labdadien-13-ol和dehydroabi-eticacid。馮強生[4]對松木層孔菌發酵液中的次生代謝產物進行分離純化,利用波譜分析技術鑒定得到4-vinylphenol、Adenine5′-Deoxy-5′-methylthiopentoside、角鯊烯、Drimenol、Drimendiol和p-Vinylphenylβ-D-Glucopyranoside等6個化合物。
目前市場所見松木層孔菌均為野生,對其資源和人工培養方面的研究僅有極少量報道。杜利海等人[17]考察了山西省8大林區松木層孔菌分布情況,結論是中條山林區和太岳山林區為主產區,呂梁山、太行山、關帝山、管涔山、五臺山、黑茶山等也有零星分布,蘊藏量依次減小。徐田田等人[18]對4種培養基上松木層孔菌菌絲的長勢和老化度進行了比較,優選適宜進行擴種繁殖和菌種保存的培養基。結果表明,麩皮培養基(組方:麩皮50g/L、葡萄糖20g/L、硫酸銨0.5g/L、磷酸二氫鉀1g/L、瓊脂20g/L)較之PDA培養基、玉米粉培養基和化學培養基為優,這一實驗為后續液體發酵打下了基礎。馮強生[4]對野生松木層孔菌菌種進行深層液體發酵工藝優化,得到較優發酵培養基,組分為:85g/L可溶性淀粉、60g/L葡萄糖、1g/LCaCl2、0.8g/LMnSO4、5g/L牛肉浸膏、25g/LTSB、0.5g/LKH2PO4、0.5g/LMgSO4·7H2O,搖床轉速150rpm,溫度25℃,pH5.0~5.5,與起始培養基相比菌絲增加7~10倍。
綜上所述,松木層孔菌多糖在體外抗腫瘤、抗氧化和提高免疫活性方面的作用非常顯著,是一種值得深入研究開發的藥用真菌。但較之本屬針層孔菌(P.igniarius)、裂蹄針層孔菌(P.linteus)、鮑氏針層孔菌(P.baumii)等幾個種,對它的研究還非常有限。較之它的民間應用歷史、范圍及市場活躍度,研究也顯得非常滯后。建議參考同屬真菌的研究成果[19],進一步深入研究松木層孔菌子實體及其次生代謝產物多糖的構造和構效,并積極發現、研究除多糖之外的活性成分,探索它們在保肝、抗炎、降血糖等方面更廣泛的用途,為開發利用松木層孔菌這一天然藥用真菌資源奠定基礎。
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Research Advance ofPhellinuspini
Qi Yinde,Wu Mengying,Shen Ru
(Huizhou Health Vocational and Technical College,Huizhou ,Guangdong 516025)
Advance in the study of chemical components,Biological activity ofPhellinuspiniwerereviewedinthispaper,soastoprovidethetheoreticalbasisforfurtherdevelopmentandutilization.
Phellinuspini;Polysaccharide;Chemicalcomponent;Biologicalactivity;Researchadvance
2015-03-13
祁銀德(1971-),碩士,副教授,從事藥用植物資源及生藥鑒定教學與研究,E-mail:qiyinde@163.com。
Q949.32
A
DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2015.06.030