桑黃多糖的分離純化、生物活性及其產品開發研究進展

李彥穎 張 祺 陳曉華 張安強*

（1. 浙江工業大學食品科學與工程學院，浙江 杭州 310014；2. 浙江千濟方醫藥科技有限公司，浙江 杭州 311710）

桑黃別稱桑臣、桑耳或胡孫眼等[1]，是一種珍貴的藥用真菌，隸屬于擔子菌亞門、層菌綱、非褶菌目、多孔菌科，在過去長期列為針層孔菌屬（Phellinus），主要包括火木針層孔菌（Phellinus igniarius）、裂蹄針層孔菌（P. linteus）和鮑氏針層孔菌（P. baumii）[2]。桑黃通常寄生于桑、柳、楊、樺、山楂等闊葉樹上，又分為桑樹桑黃、楊樹桑黃、樺樹桑黃等不同種類[3]。桑黃的種類及學名一直存在爭議，隨著桑黃新屬的發現，桑樹桑黃學名被定為Sanghuangporus sanghuang，目前所知的桑黃孔菌屬有14種，市售常見的多為楊樹桑黃（S. vaninii）和暴馬桑黃（S. baumii）[4]。

桑黃味苦，性寒無毒，具有十分重要的藥用價值。現代藥理學研究發現桑黃含有多糖、萜類、黃酮類、吡喃酮類、酚類、香豆素類、甾體類、生物堿類等藥用活性物質[5]。多糖是其主要活性成分之一，具有抗腫瘤、調節機體免疫功能、降血糖、抗炎癥、抗氧化、護肝等生物活性[5,6]。

1 桑黃多糖的提取、分離純化及其結構分析

1.1 桑黃多糖的提取

桑黃多糖主要從子實體、菌絲體及發酵液中提取，目前常用的提取方法有熱水浸提法、酶提取法、堿提法、超聲波提取法和微波提取法等（表1）。為縮短提取周期、提高多糖得率及降低生產成本，還可多種方法協同提取，如超聲波協同酶法、超聲波輔助熱水提取等。提取過程的溫度、料液比、提取時間、萃取介質、超聲功率等條件均會影響多糖得率，故須對工藝進行優化。

表1 桑黃多糖的提取工藝

1.2 桑黃粗多糖分離純化前的預處理

桑黃粗多糖常含有大量蛋白質、色素及低聚糖等小分子雜質，因而在粗多糖分離純化前須對其進行預處理。傳統的脫蛋白質方法有Sevag法、三氯乙酸沉淀法、蛋白酶水解法、鞣酸法、鹽酸法等[16]。其中Sevag法在真菌多糖中應用較為廣泛，即根據蛋白質在氯仿等有機溶劑中變性的特點，將多糖溶液、氯仿、正丁醇的比例調節為25∶5∶1或25∶4∶1，振蕩搖勻，然后離心除去凝膠狀的變性蛋白質，但需多次重復處理才能收到較好的效果[17]。三氯乙酸沉淀法是在有機酸的作用下，使蛋白質分子形成不可逆沉淀。在多糖水溶液中加入等體積的5%～10%三氯乙酸，混勻后靜置過夜，離心除去沉淀，重復操作多次可得到無蛋白多糖[18]。

去除蛋白質之后，通常采用活性炭、大孔樹脂、H2O2等對粗多糖提取液進行脫色處理[19]。由于多糖提取液中富含酮類、酚類、醌類等物質，這類色素大多呈負性離子，使用活性炭法脫色并不能達到很好的效果，而過氧化氫法對于負性離子有很好的脫色作用[20]。相比于采用活性炭、過氧化氫等脫色方法，樹脂法脫色率較高，脫色的多糖生物活性較好[21]。另外，桑黃多糖中的小分子雜質如低聚糖、無機鹽等可通過透析、超濾等方法除去[22]。

1.3 桑黃多糖的分離純化和結構分析

為了更好地研究多糖的生物學活性及其與結構組成的關系，得到一定分子量范圍的均一多糖，須對多糖混合物進行分離純化。目前桑黃多糖的分離純化通常采用離子交換層析和凝膠分子篩層析相結合的方法等，其純度和分子量可通過高效液相色譜（HPLC）測定，結合紅外光譜（IR）、紫外光譜（UV）、質譜（MS）、核磁共振（NMR）、甲基化分析、Smith降解等進行結構鑒定分析。總結近幾年來桑黃多糖研究的分析結果見表2。

表2 桑黃多糖的結構分析

2 桑黃多糖的生物活性

2.1 抑制腫瘤增殖和轉移

據國內外文獻報道，桑黃多糖具有良好的抑制腫瘤作用，能夠刺激淋巴T、B細胞的產生，激活巨噬細胞、活化自然殺傷細胞從而抑制腫瘤的生長和轉移[32]；能通過促進H22荷瘤小鼠血清細胞因子IL-2、IL6、TNF-α的產生，增強機體免疫反應，對抑制腫瘤有一定效果[33]。桑黃多糖還可通過改變腫瘤細胞周期，引起腫瘤細胞凋亡，桑黃多糖P1下調了HepG2 細胞中CaM、CaMKⅡ、EGF、EGFR、K-ras和c-fos基因的表達水平，提高了細胞內Ca2+濃度，說明其可能誘導HepG2細胞S周（DNA合成期）阻滯從而抑制HepG2細胞增殖[34]。桑黃蛋白多糖P1對人肝癌細胞（HepG2）具有顯著的抗腫瘤活性，P1處理的HepG2細胞中鈣網蛋白、細胞周期蛋白D1、細胞周期蛋白E和CDK2的表達顯著下調，而P27kip1和細胞周期蛋白A的表達顯著上調，說明其作用機制通過降低鈣網蛋白表達和激活P27kip1-cyclin A/D1/E-CDK2途徑誘導HepG2細胞S期阻滯[35]。

調節血管生成的所有分子途徑平衡被破壞時，就會引起病理性血管生成，而這一過程可能會導致包括癌癥在內的許多疾病產生[36]。桑黃多糖可有效抑制血管內皮細胞的增殖分化，且抑制作用與桑黃多糖濃度呈正相關，抑制作用在質量濃度為0.5 g/L 時最強，此外還能降低雞胚尿攮膜（CAM）血管的生成、血管密度和分支等[37]。

在治療癌癥方面，單純的化學療法不能達到完全預防腫瘤轉移的效果，并會產生嚴重的毒副作用。桑黃多糖可聯合化療藥物發揮積極作用，如聯合環磷酰胺可有效抑制肝癌腹水荷瘤小鼠腫瘤細胞增殖，發揮減毒增效作用，其機制可能與下調PI3K/AKT/mTOR通路的表達有關[38]。

2.2 免疫調節

研究表明，桑黃多糖可促進免疫抑制小鼠T、B淋巴細胞增殖，提高脾、腹膜自然殺傷（NK）細胞以及骨髓細胞活性、細胞因子水平和T淋巴細胞數量[39]。其免疫調節包括促進免疫細胞增殖、增強細胞吞噬活性和促進TNF-和IL-6的分泌[40]。桑黃多糖能夠特異性刺激受體TLR4并激活MyD88和TRIF途徑，顯著提高血清OVA特異性抗體和脾細胞的增殖[41]。

2.3 降血糖

真菌多糖具有良好的降糖效果，其主要通過影響糖代謝，調節胰島β細胞和增強胰島素敏感性以及增強抗氧化應激而發揮降血糖功能并緩解糖尿病癥[42]。研究結果顯示，桑黃多糖可平衡PC/PE比值和激活胰島素信號轉導來改善胰島素抵抗，從而顯著降低血糖水平[43]；桑黃多糖對α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶有較高的抑制活性，對葡萄糖的擴散有明顯的抑制作用[44]。

2.4 抗炎

炎癥反應是臨床常見的一個病理過程，研究發現桑黃多糖可以降低促炎細胞因子（TNF-α、IL-1β、IL-2、IL-6、IL-12）含量及mRNA轉錄，提高抗炎細胞因子（IL-4和IL-10）含量和mRNA表達水平，其作用可能與抑制NF-κB易位、增加AMPKα的磷酸化及調節抗炎和促炎因子的平衡相關[45]。桑黃多糖可調節PPARα和PPARγ磷酸化以及阻斷MAPK活化，其抗炎機制可能是參與MAPK和PPAR信號通路，從而降低炎癥細胞因子表達[46]。

2.5 抗氧化

自由基是引起人體疾病和衰老的原因之一，當人體內的自由基消除過慢或產生過多時，機體就會受到相應的損害，從而誘發各種疾病，加速人體的衰老[47]。桑黃菌絲體多糖體外抗氧化活性的研究結果表明，其對ABTS+·和DPPH·的最高清除率分別為73.54%和88.83%，并有較好的劑量-效應關系[48]。以總抗氧化能力、清除DPPH自由基能力、清除羥基自由基能力、對 Fe2+螯合能力、超氧陰離子自由基清除能力測定評價桑黃多糖抗氧化活性的研究發現，不同時期的桑黃菌絲體多糖表現不同抗氧化性，生長期短的菌絲多糖抗氧化性更強，但活性不如子實體多糖[49]。

2.6 其他

桑黃多糖還具有抗疲勞、抗衰老和護肝等生物活性。對小鼠進行抗疲勞、耐缺氧能力的實驗結果顯示，桑黃多糖可以有效延長小鼠游泳時間以及在缺氧環境和亞硝酸鈉中毒環境下的存活時間[50]。桑黃多糖可以延長果蠅平均壽命和最長壽命，提高衰老小鼠血清、腦、肝組織中的超氧化物歧化酶（SOD）活性[51]。

3 桑黃多糖的產品開發

隨著健康意識的增強，營養豐富、具有保健功效的食藥用菌越來越受消費者歡迎。桑黃富含多糖、甾類、三萜、黃酮等生物活性物質，可廣泛應用于食品、藥品以及護膚品等各個領域，其中多糖作為其主要活性成分，具有抗癌、提高免疫力、降低血糖血脂、保護肝臟、抗氧化等功能，且無毒副作用，成為產品開發關注的焦點。學者以桑黃菌絲多糖含量為評價指標優化桑黃液體發酵茶飲料工藝條件，得到具有桑黃特有風味、甜爽適口的發酵茶飲料，其中菌絲多糖含量為0.064 g/100mL[52]。研制出的桑黃發酵多糖膠囊，以D-半乳糖衰老小鼠為模型，發現其具有抗衰老效果，且可有效保護小鼠肝臟細胞免受免疫性損傷，不表現出毒副作用[53]。研制的富含多糖的桑黃保健口服液，可明顯增強小鼠腹腔巨噬細胞（PM）的吞噬能力，提高小鼠的免疫功能[54]。

4 展 望

桑黃作為一種藥用價值高的珍貴藥用真菌，需求量逾來逾大，開發前景廣闊。近年來，桑黃的人工栽培技術不斷成熟，促進了桑黃產業的發展。國內外學者對桑黃多糖的結構和生物活性的研究不斷深入，研發出一系列以桑黃多糖為主要成分的產品。雖然關于桑黃多糖的提取分離、初步結構鑒定和藥理作用的報道較多，但桑黃多糖的單糖組成、分子量、溶解度和鏈構象等在生物活性中的作用尚未得到充分的認識，應進一步探究，為桑黃更好地應用于食品、藥品、保健品和化妝品等領域提供理論指導和技術支持，實現桑黃多糖產品大規模、大范圍地投入市場。