食用菌多糖生物活性及提取工藝的研究現狀

叢春鵬 彌春霞

摘 要：食用菌多糖具有多種生物活性，已被廣泛應用于食品保健和臨床藥物治療等領域。不同種類的食用菌多糖生物活性和提取工藝方法不同，其在保健或臨床治療方面所起的作用也不同。本文對食用菌多糖生物活性的主要功能及提取工藝方法的優(yōu)缺點進行總結，旨在為后續(xù)相關研究提供理論參考。

關鍵詞：食用菌多糖;生物活性;提取工藝

Research Status of Bioactivity and Extraction Process of Edible Fungus Polysaccharides

CONG Chunpeng， MI Chunxia*

（College of Life Science and Technology， Mudanjiang Normal University， Mudanjiang 157012， China）

Abstract： Edible fungus polysaccharides have a variety of biological activities and have been widely used in food health care and clinical drug treatment. The biological activities and extraction methods of polysaccharides from different kinds of edible fungi are different， resulting in their different roles in health care and clinical treatment. Therefore， this paper summarized the main functions of polysaccharides bioactivity and the advantages and disadvantages of extraction methods in order to provide theoretical reference for subsequent related research.

Keywords： edible fungus polysaccharide; biological activity; extraction process

食用菌是指具有大型的肉質子實體且可食用的真菌，不僅可作為美味佳肴食用，同時也可作為食藥用菌調節(jié)機體相關組織的代謝活動。食用菌多糖是對食用菌子實體進行加工或利用菌絲發(fā)酵提取的一種多糖，數量不等的糖苷鍵將多個單糖連接成一類具有生物活性的高分子聚合物，因其具有調節(jié)免疫力、抗腫瘤、抗氧化、降血糖和降血脂等生物活性，目前已被廣泛應用于食品保健和臨床藥物治療

領域。

1 食用菌多糖的生物活性

1.1 提高機體免疫力

機體攝入食用菌多糖后可明顯提高自身免疫力，這可能與多糖的結構和活性有關。食用菌多糖作為一種重要的免疫調節(jié)劑，可從兩方面對免疫系統(tǒng)進行調節(jié)。①抑制或降低自身免疫反應，如應用黑木耳提取物對膿毒血癥大鼠進行預防性灌胃抑制全身炎癥反應，從而對大鼠的肝臟起到保護作用[1]。②食用菌多糖可通過刺激免疫系統(tǒng)、調節(jié)細胞因子表達和巨噬細胞的功能發(fā)揮提高免疫力的作用。研究表明，由主鏈α-（1-6）和側鏈β-1-4組成的葡聚糖有免疫調節(jié)功能[2-3]。LI等[4]發(fā)現，從香菇中提取的（1-6）-β-D-葡聚糖可激活巨噬細胞，并使一氧化氮（NO）和活性氧（ROS）釋放量增加，以起到免疫調節(jié)作用。此外，研究者發(fā)現食用菌多糖可激活MAPKs絲裂原活化蛋白激酶和PI3K/Akt信號通路，活化轉錄因子NF-κB核因子κB，增強RAW264.7細胞的吞噬活性，進而促進一氧化氮合酶表達，以促進NO、白細胞介素IL-6、IL-β和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的產生，從而起到免疫調節(jié)作用[5]。

1.2 抗腫瘤

食用菌多糖與抗腫瘤藥物相比副作用更小，始終是研究人員關注的熱點。其抗腫瘤機理主要有直接或間接兩種途徑。直接途徑是通過誘導癌細胞凋亡，減緩腫瘤細胞入侵、黏附和轉移抑制腫瘤細胞的生長。鄭金玲[6]發(fā)現銅色牛肝菌多糖可提高脾臟細胞因子水平，改變T淋巴細胞亞群分布，并可顯著抑制小鼠實體瘤的生長，以降低宿主炎癥反應，從而起到保護免疫細胞的作用。間接途徑是將多種免疫細胞激活，通過調節(jié)或提高機體的免疫能力以達到抑制或殺死腫瘤細胞的目的。黃在興等[7]研究發(fā)現靈芝多糖可抑制肝癌細胞Huh7的遷移，也可誘導其凋亡。

1.3 抗氧化和抗衰老

食用菌多糖具有良好的抗氧化性，氧化與衰老是人體新陳代謝的結果，隨著年齡的增長，體內累積大量的自由基產生較多炎癥介質，引發(fā)衰老、自身免疫性疾病、心血管和神經退行性疾病等氧化應激相關疾病。研究發(fā)現食用菌多糖能有效清除體內多余的自由基，使自由基數目保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)，以達到抗衰老和阻止脂質過氧化反應發(fā)生的作用。此外，丁慧敏等[8]通過水提醇沉輔助超聲波破碎法提取多汁乳菇子實體多糖，并在體外評價了姬菇多糖、白玉菇多糖對羥基（OH）、超氧離子、DPPH自由基的清除能力及還原力，結果表明姬菇多糖清除3種自由基的能力及還原力都強于其他兩種，姬菇多糖具有較強的抗氧化性可能與其結構相關。

1.4 降血糖和血脂

我國患糖尿病的人口數量占總人口數的1/13，其中Ⅱ型糖尿病占比90%，糖尿病可引發(fā)心腦血管疾病、尿毒癥及失明等多種并發(fā)癥。研究表明食用菌多糖在Ⅱ型糖尿病的治療中可發(fā)揮重要作用[9]，其主要通過調節(jié)胰島素抵抗或提高靶細胞受體對胰島素的敏感性兩種方式發(fā)揮降糖作用。XIAO等[10]發(fā)現灰樹花多糖通過調控胰島素信號傳導通路相關基因和蛋白的表達，改善相關酶對胰島素的抵抗，從而起到降血糖的功效。此外，靈芝多糖可通過提高胰島素水平，降低氧化應激水平，改善胰島素抵抗，增強糖代謝酶活性實現降血糖作用。

食用菌多糖還具有降血脂功效。張廷婷等[11]研究發(fā)現黑木耳多糖干預能增加盲腸內的短鏈脂肪酸含量，促進血脂代謝。姬松茸多糖降低機體血脂的作用已得到臨床醫(yī)生的廣泛認可。姬松茸多糖β-D-葡聚糖可在糖苷鍵的幫助下形成單糖單元，從而改善機體血液中膽固醇及低密度脂蛋白水平，以起到降低血脂的作用。此外，YANG等[12]發(fā)現，蜜環(huán)菌多糖作用于高脂肪食品，血糖活性顯著降低，對糖皮質激素誘導的糖尿病大鼠的機制進行研究發(fā)現，蜜環(huán)菌多糖改善HFD/DEX誘導的胰島素抵抗與其對脂質代謝的調節(jié)相關。此外，其特異性降低SREBP-1c表達和抑制肝臟內脂肪的堆積。

2 食用菌多糖的提取工藝及方法

目前食用菌多糖的提取工藝方法各異，不同的提取方法對多糖的含量有一定影響。由于傳統(tǒng)工藝成本高、耗時長、污染環(huán)境，并可能導致有效成分降解和凝結等，有越來越多的新工藝逐漸被開發(fā)以彌補傳統(tǒng)工藝的不足。目前，主要包括水提醇沉法、超聲波及微波提取法、堿性水溶液提取法等。

2.1 水提醇沉法

水提醇沉法也稱熱水浸提法，是提取食用菌多糖最常用的方法，該方法操作簡單，生產用料成本低廉，適合于大規(guī)模工業(yè)生產。張玉娜等[13]利用水提醇沉法提取香菇多糖，通過改善工藝條件，獲取最優(yōu)工藝參數，與其他水提醇沉法相比，該工藝提取的香菇多糖質量分數顯著上升。魏華等[14]采用熱水浸提法分別提取了香菇、木耳、銀耳、猴頭菇和茶樹菇子實體中的水溶性多糖，比較并分析了5種多糖的得率和抗氧化性，結果表明木耳、銀耳粗多糖經熱水提取后含糖量最低，推測木耳和銀耳中含有果膠等黏度較高的物質，降低了多糖的產量。因此，在提取工藝的選擇上，應充分考慮食用菌本身所含的物質豐富度，從而選擇多糖提取含量高的提取工藝。

2.2 超聲波及微波提取法

超聲波及微波提取法是采用適當的溫度、頻率作用于食用菌，振動和熱能會使細胞破裂，使多糖得到釋放，其能克服傳統(tǒng)提取工藝提取時間長和溶劑用量多的限制，由于提取溫度較低，提取產品的生物活性更高。賈少杰等[15]利用單因素與響應面實驗改善微波或超聲波輔助法提取食用菌多糖工藝，與傳統(tǒng)的食用菌多糖提取工藝相比，該方法提取的食用菌多糖得率顯著增加，進一步說明該工藝在提高多糖得率方面具有一定的優(yōu)越性。吳玉柱等[16]采用超聲波輔助法提取到玉木耳多糖，并對玉木耳多糖的化學結構進行分析，發(fā)現其具有以β-糖苷鍵為主的吡喃型多糖特征吸收峰。

2.3 堿性水溶液提取法

堿性水溶液提取法與熱水浸提法相比，可更有效地將細胞壁打破并從食用菌中提取多糖。劉海玲等[17]以NaOH濃度、提取時間、提取溫度為變量因素，優(yōu)化堿法提取木耳多糖，該工藝條件下木耳多糖得率高達28.89%。顧菲菲等[18]通過堿性水溶液法提取了靈芝多糖，其對RAW264.7細胞吞噬中性紅有顯著的促進作用。此方法在一定程度上會提高多糖的提取效率，但稀堿提取會破壞多糖的糖苷鍵，影響多糖的活性，為確保多糖的生物活性，應慎重選擇提取工藝。

總之，以上方法各有優(yōu)缺點，應根據食用菌的性質，綜合現有的提取工藝，設計出更高效、經濟且食用菌多糖含量高的提取工藝。

3 結語

食用菌多糖具有廣闊的應用空間，相關研究人員應加大對食用菌多糖結構的分析和修飾，使食用菌多糖不僅在保健品市場占有一定的比例，還應利用食用菌多糖抗腫瘤的優(yōu)點結合藥物研制更經濟、高效的產品治療腫瘤，使食用菌多糖在促進人體健康方面發(fā)揮積極作用。在提取過程中存在多糖得率低等缺點，因此要優(yōu)化食用菌多糖的提取工藝，更新提取設備，在保證多糖活性的前提下，提高多糖含量。

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