賀偉強(qiáng) 巢新東 陳 凌

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金針菇多糖生物活性及提取工藝的研究進(jìn)展(綜述)*

賀偉強(qiáng) 巢新東 陳 凌

（嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 嘉興 314036）

綜述金針菇保護(hù)肝臟、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)和增強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶等方面的生物活性。簡(jiǎn)要總結(jié)金針菇多糖的提取工藝，包括超聲提取工藝、酶法提取工藝和微波協(xié)同酶法提取工藝。展望金針菇多糖今后的研究方向。

金針菇多糖；生物活性；提取工藝

金針菇（）又名樸菇，冬菇，隸屬傘菌目，口蘑科，金針菌屬[1.2]，在自然界分布廣泛，中國(guó)、日本、俄羅斯和澳大利亞等國(guó)均有分布[3]，目前已經(jīng)發(fā)展成為僅次于蘑菇和香菇的第三大食用菌[4.5]。金針菇富含蛋白質(zhì)、多種維生素及鈣、鐵、磷等礦物質(zhì)。其所含的精氨酸和賴氨酸，對(duì)兒童智力發(fā)育有重要作用，在日本享有“增智菇”和“一休菇”等美稱[6]。金針菇含有多糖、火菇素、免疫調(diào)節(jié)蛋白和糖蛋白等多種生物活性物質(zhì)[7]，其中金針菇多糖（polysaccharide, FVP）是主要活性成分?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究證明，金針菇多糖具有保護(hù)肝臟、抗腫瘤、增強(qiáng)機(jī)體免疫功能和健腦益智等多種藥理作用[8～11]，有望開發(fā)成為一種新型的功能性保健食品。

1 金針菇多糖的生物活性

1.1 保護(hù)肝臟

為了研究金針菇多糖對(duì)小鼠急性肝損傷的保護(hù)作用，李怡芳等[12]通過(guò)腹腔注射四氯化碳（CCl4）橄欖油溶液的方法獲得急性肝損傷的小鼠模型。對(duì)小鼠灌胃一定量的金針菇多糖溶液，與模型組相比，金針菇多糖能夠明顯提高急性肝損傷小鼠肝組織中超氧化物歧化酶SOD的活性，同時(shí)顯著降低脂質(zhì)過(guò)氧化物MDA含量。其作用機(jī)制可能是金針菇多糖能提高超氧化物歧化酶SOD的活性，使肝臟清除自由基的能力增強(qiáng)。

劉冬等[13]通過(guò)發(fā)酵過(guò)程添加鍺得到了含鍺菌絲體，從菌絲體中提取出了富鍺金針菇多糖。使用富鍺金針菇多糖對(duì)腹腔注射四氯化碳（CCl4）造成的急性肝損傷模型小鼠進(jìn)行灌胃治療，結(jié)果表明，富鍺金針菇多糖能夠顯著地降低由四氯化碳引起的小鼠血清轉(zhuǎn)氨酶升高。通過(guò)組織切片發(fā)現(xiàn)，富鍺金針菇多糖能有效保護(hù)小鼠肝臟細(xì)胞[14]。

1.2 抗腫瘤

鄒宇曉等[15]從金針菇中分離純化得到金針菇粗多糖、脫蛋白多糖和單一多糖成分?？疾炝巳N金針菇多糖體外對(duì)人皮膚癌細(xì)胞A375、人肝癌細(xì)胞HepG-2、人喉癌細(xì)胞HEp-2和小鼠黑色素瘤細(xì)胞B16的抗腫瘤活性。研究結(jié)果表明，三種金針菇多糖對(duì)上述4種腫瘤細(xì)胞均具有抑制作用，其中未經(jīng)純化處理的金針菇粗多糖的抗腫瘤活性較強(qiáng)。金針菇粗多糖對(duì)人皮膚癌細(xì)胞A375、人肝癌細(xì)胞HepG-2和小鼠黑色素瘤細(xì)胞B16的IC（50% inhibitory concentration ）分別為177.8 μg/mL，396.6μg/mL，335.7μg/mL。由此可看出，金針菇多糖是一個(gè)以葡聚糖為主，由數(shù)個(gè)多糖組分組成的混合多糖，其抗癌活性與其空間結(jié)構(gòu)關(guān)系密切。金針菇粗多糖經(jīng)過(guò)脫蛋白工藝和柱層析洗脫純化后，其多糖成分結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致其抗癌功效降低。

苗立成等[16]從金針菇子實(shí)體中提取得到金針菇多糖，研究其對(duì)荷瘤小鼠抗腫瘤活性以及對(duì)白血病小鼠生存期的影響。結(jié)果表明，一定濃度的金針菇多糖溶液對(duì)肉瘤S180和肝癌H22小鼠的抑瘤率分別超過(guò)50.69%和41.46%，對(duì)L615白血病小鼠生命延長(zhǎng)率超過(guò)了53.24%。對(duì)服用金針菇多糖小鼠的瘤體進(jìn)行光鏡檢查，與空白對(duì)照組相比，發(fā)現(xiàn)瘤組織破壞嚴(yán)重，瘤體周圍有明顯的成纖維細(xì)胞和纖維組織包繞，由此說(shuō)明其抗腫瘤機(jī)制可能是干擾腫瘤細(xì)胞的有絲分裂過(guò)程而提高機(jī)體免疫力。

1.3 免疫調(diào)節(jié)

王玉峰[17]對(duì)金針菇粉中的多糖進(jìn)行了初步分離，得到金針菇多糖（FVP），再通過(guò)離子交換法、凝膠層析法進(jìn)行進(jìn)一步純化得到金針菇多糖FVP-1和FVP-2。取小鼠的脾細(xì)胞放在20%的小牛血清培養(yǎng)液中培養(yǎng)，向培養(yǎng)液中加入不同濃度的金針菇多糖FVP、FVP-1和FVP-2，通過(guò)小鼠淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗(yàn)研究金針菇多糖的免疫調(diào)節(jié)作用。試驗(yàn)結(jié)果顯示，金針菇多糖FVP、FVP-1和FVP-2均有明顯的促進(jìn)小鼠脾細(xì)胞增殖作用，其中FVP-2具有更強(qiáng)的免疫增強(qiáng)活性[17]。

常花蕾等[18]主要從腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、干擾素-γ（IFN-γ）和白細(xì)胞介素-2（IL-2）三種免疫細(xì)胞因子方面研究了金針菇多糖的免疫調(diào)節(jié)作用。試驗(yàn)結(jié)果證明，金針菇多糖FVP能夠促進(jìn)脾細(xì)胞分泌TNF-α、IFN-γ和IL-2，在一定濃度范圍內(nèi)具有劑量依賴性； FVP對(duì)小鼠腹腔滲出細(xì)胞代謝噻唑蘭（MTT）活力有增強(qiáng)作用，可以顯著促進(jìn)腹腔滲出細(xì)胞分泌TNF-α。對(duì)荷S180瘤小鼠腹腔連續(xù)7天注射FVP100、50、25 mg/kg后，摘眼球取血，然后處死小鼠，分離并稱量瘤體質(zhì)量。結(jié)果表明3個(gè)劑量組對(duì)小鼠S180肉瘤均有抑制作用，高、中劑量組可提高荷S180瘤小鼠血清中TNF-α、IFN-γ的水平。研究結(jié)果說(shuō)明，F(xiàn)VP可能通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞因子的產(chǎn)生來(lái)調(diào)節(jié)小鼠的免疫功能。

1.4 增強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶

鄒宇曉等[19]以氫溴酸東莨菪堿誘導(dǎo)獲得記憶障礙模型大鼠和小鼠，并做小鼠明暗箱和大鼠Morris 水迷宮測(cè)試。結(jié)果表明，采用高劑量（500 mg/kg·d）的金針菇多糖溶液灌胃治療，記憶障礙模型小鼠明箱停留時(shí)間明顯延長(zhǎng)，減少小鼠避暗錯(cuò)誤次數(shù)；記憶障礙模型大鼠水迷宮水中潛伏期和游泳總路程明顯縮短。說(shuō)明金針菇多糖可有效改善氫溴酸東莨菪堿誘導(dǎo)的記憶障礙模型小鼠和大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力。

2 金針菇多糖的提取工藝

2.1 超聲輔助提取工藝

超聲波能增強(qiáng)細(xì)胞壁的滲透能力，甚至破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，從而促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)活性成分溶出，對(duì)提取物質(zhì)不產(chǎn)生破壞作用，而達(dá)到提高提取率的效果[20]。姜寧等[21]以深層發(fā)酵的金針菇菌絲體為材料，研究了超聲輔助提取菌絲體多糖的工藝條件。在超聲功率、超聲時(shí)間、料/液比和pH值單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)得到了超聲輔助提取金針菇菌絲體多糖的最佳工藝條件為料/液比1/100，超聲功率120 W，超聲時(shí)間15 min，浸提液pH 8.0。在此條件下，金針菇菌絲體多糖的得率為3.46%，比水浴提取法提高了近兩倍。韓秋菊等[22]以新鮮金針菇為材料，經(jīng)過(guò)烘干、粉碎和石油醚脫脂處理后，在料/液比1/40（g:mL），超聲功率70 W，超聲時(shí)間10 min，浸提溫度50 ℃，浸提2 h的工藝條件下，金針菇多糖提取率達(dá)到3.14%。

2.2 酶法提取工藝

金針菇多糖一般和蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，以蛋白多糖的形式存在。研究表明，中性蛋白酶能有效酶解與多糖結(jié)合在一起的蛋白質(zhì)，從而提高多糖的純度和提取率。梁敏等[23]以新鮮金針菇為原料，經(jīng)過(guò)去根、清洗和粉碎后得到金針菇干粉，利用木瓜蛋白酶輔助提取的方法，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)正交試驗(yàn)確定了酶法提取金針菇多糖的最佳工藝條件為：酶解反應(yīng)溫度為55 ℃，木瓜蛋白酶濃度為0.6%，提取液pH為7.0，反應(yīng)時(shí)間為3 h。在此條件下，金針菇多糖的提取率達(dá)到7.6%。梁敏等[24]還研究了復(fù)合酶法提取金針菇多糖的工藝，采用木瓜蛋白酶和纖維素酶復(fù)合處理，確定了復(fù)合酶法提取金針菇多糖的最佳工藝條件為酶解溫度60 ℃，復(fù)合酶添加量為0.5%，木瓜蛋白酶和纖維素酶質(zhì)量比2∶1，提取液pH為6.0，酶解時(shí)間2 h。在此條件下金針菇多糖的提取率達(dá)到9.1%。由此可見(jiàn)酶法提取可以提高多糖的提取率，減少能源消耗，是一種高效、經(jīng)濟(jì)、可靠的提取方法。

2.3 微波協(xié)同酶法提取工藝

微波提取主要利用微波強(qiáng)烈的熱效應(yīng)，使被加熱物質(zhì)中的極性分子在微波場(chǎng)中快速轉(zhuǎn)向及定向排列、撕裂和相互摩擦。微波輔助提取具有提取時(shí)間短、效率高、溶劑消耗少且不對(duì)提取物產(chǎn)生破壞作用等優(yōu)點(diǎn)[25]，因此廣泛用于天然產(chǎn)物的提取。而酶作用于金針菇細(xì)胞壁，造成細(xì)胞壁破裂而促進(jìn)多糖成分的溶出，提高了多糖的提取率。黃瓊等[26]采用微波協(xié)同酶法研究了金針菇多糖的提取工藝。以金針菇子實(shí)體干粉作為材料，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)確定最佳提取工藝條件為：酶解溫度45 ℃，酶解時(shí)間1.5 h，調(diào)節(jié)溶液pH至4.0，加入0.4%的果膠酶，微波功率600 W，料/液比20/1，提取時(shí)間90 s，經(jīng)過(guò)3次提取，金針菇多糖得率達(dá)到21.76%。由此表明，微波協(xié)同酶法可顯著提高金針菇多糖的提取率。

3 結(jié)論與討論

金針菇多糖是金針菇中含量最多的生物活性物質(zhì)，因具有較強(qiáng)的免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤活性、保肝護(hù)肝和增強(qiáng)記憶等作用而備受關(guān)注。目前，對(duì)金針菇多糖的研究主要集中在一級(jí)結(jié)構(gòu)的分析，而對(duì)其二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)等高級(jí)結(jié)構(gòu)的分析較少，金針菇高級(jí)結(jié)構(gòu)及其構(gòu)效關(guān)系，將是以后研究的方向[27]。

金針菇多糖的提取分離是其開發(fā)利用的關(guān)鍵步驟之一。金針菇多糖溶解于水，因此傳統(tǒng)的提取方法主要是熱水浸提法。該方法雖然簡(jiǎn)單，但是提取所需時(shí)間長(zhǎng)、提取溫度高、能耗大。采取超聲輔助提取工藝、酶法提取工藝，以及微波協(xié)同酶法提取工藝不但能夠提高多糖提取率，而且能夠顯著縮短提取時(shí)間和減少能耗，實(shí)現(xiàn)金針菇多糖的高效快速提取，對(duì)金針菇多糖的開發(fā)利用具有重要意義。但是，有些金針菇多糖是以多糖蛋白的形式發(fā)揮生物活性的，超聲波、微波和酶會(huì)對(duì)糖蛋白的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，是否影響多糖生物活性則需要作進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

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The Biological Activity and Extraction Technology Research Advances ofPolysaccharides

He Weiqiang Chao Xindong Chen Ling

（Jiaxing Vocational Technical College,Jiaxing,Zhejiang 314036）

This paper summarized the biological activities ofpolysaccharides(FVP)，such as hepatoprotective effect, anti-tumor effect, immune regulation effect and learning and memory improvementThe extraction technologies of FVP were reviewed, and the future research direction was also discussed.

polysaccharides；biological activity；extraction technology

S646.1

A

2095-0934（2014）02-080-04

嘉興市科技計(jì)劃資助項(xiàng)目（2012AY1058）。

賀偉強(qiáng)（1979—），男，河南鄭州人，碩士研究生，講師，現(xiàn)主要從事天然活性成分的提取分離和食品加工等教學(xué)研究工作。