香菇及香菇柄的研究進展

張 茜，李 超，崔 玨，馮 拓，單 培，虞世帥

（徐州工程學院食品工程學院，江蘇徐州 221018）

0 引言

香菇（Lentinus edodes），又名冬菇、香蕈、北菇、厚菇、花菇等，是一種藥食兩用的真菌[1]。我國是世界香菇生產第一大國，香菇栽培至今已有800年以上的歷史。香菇柄是香菇在加工中產生的副產品，一般占香菇總質量的30%左右，香菇柄中含有豐富的纖維素，但由于纖維素結構致密造成其口感較差，除少量用于制作成湯料和醬制品外，絕大部分香菇柄資源都沒有得到很好的開發利用。對香菇及香菇柄中營養功能成分及其含有的多糖、多酚和黃酮等的生物活性研究進展進行綜述，旨在為香菇功能性食品開發、藥用價值研究和資源的綜合利用提供理論依據。

1 營養成分

1.1蛋白質與氨基酸

香菇的蛋白質組成不同于一般的糧食組成，其主要成分為白蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白，這3種蛋白質的比例為100∶63∶2。李波等人[2]采用堿提法制備香菇蛋白，測得得率13.1%，凱氏定氮法測得其蛋白含量47.5%。香菇蛋白經DEAE Sepharose CL-6B型柱層析分級并收集分級產物。香菇蛋白的分子量主要集中在20～40 kDa，提取的蛋白都屬于酸性蛋白質，紅外光譜分析發現，香菇蛋白的二級結構主要為α-螺旋和無規卷曲。郝瑞芳等人[3]對香菇進行加熱處理，發現加熱3～11 h后分子量為28～43 kU和10～17 kU的蛋白條帶全部消失，分子量為50 kU的帶變粗，還出現了分子量為24 kU的帶，說明香菇蛋白具有一定的熱不穩定性。

香菇中的氨基酸包括組成蛋白的氨基酸和游離氨基酸。香菇蓋與香菇柄中氨基酸種類為18種，缺少谷氨酰胺和天冬酰胺，其中氨基酸含量最高的是谷氨酸（香菇柄為11.03 mg/g，香菇蓋為12.57 mg/g)。香菇蓋與香菇柄中含必需氨基酸、半必需氨基酸10種，必需氨基酸的含量與非必需氨基酸的含量相似（比例為1.00∶1.04），但香菇蓋中總氨基酸含量和必需氨基酸含量均高于香菇柄中的含量[4]。

1.2 碳水化合物

香菇中含有豐富的碳水化合物，在香菇干品中含量高達50%左右，以半纖維素居多，此外主要是香菇多糖。纖維素是組成香菇柄的主要成分，占香菇柄含量的70%，香菇纖維素分為水溶性和水不溶性2種。水不溶性纖維素具有較強的持水力，水溶性纖維素持油力較強；2種纖維素在腸道中對膽固醇吸附力明顯優于胃環境，且兩者均能刺激有益菌的生長。鄭建仙等人[5]將提取的純凈纖維素分級成不同組分的多糖，并對多糖的化學本質進行了剖析，建立了結構模型，結果表明這些多糖大多是β-葡聚糖或由β-葡聚糖與葡糖醛酸木糖甘露聚糖組成的復合多糖。上個世紀70年代，日本學者從香菇子實體中提取出香菇多糖，并證明該多糖具有明顯的抗腫瘤作用，將這種多糖命名為Lentinan。直至今日，香菇多糖的研究十分活躍，包括香菇多糖分離純化的研究、多糖的理化性質和藥用價值研究。香菇多糖是一種白色或微黃色粉末狀物，對光、熱較為穩定，相對分子質量較大，數量級約為1×104，是具有β-糖苷鍵以葡萄糖為主的單一水溶性多糖。香菇多糖的單糖組成主要是葡萄糖、葡萄糖醛酸、甘露糖、木糖、半乳糖和鼠李糖。提取出的抗腫瘤多糖為多糖線性B-（1→3）-D-葡聚糖和帶（1→6） 糖苷鏈接的支鏈B-D-葡聚糖[6]。雖然目前對香菇多糖的理化性質、藥用價值研究、多糖結構等都有一定的研究，但許多研究都缺少定論，因此香菇多糖仍需深入研究。

1.3 多酚

目前，對香菇及香菇柄中活性成分研究多集中于多糖，對于具有抗氧化、抑菌等生理活性多酚的研究少有報道。然而，食用菌子實體的酚類成分含量與其抗氧化能力明顯相關。到目前為止，國內對香菇酚類的提取常用微波輔助提取法、超聲波提取法、和酶法等提取方法。刁小琴等人[7]優化酶法輔助提取香菇多酚，研究發現香菇多酚類物質含量約為49.13±3.52 mg/g。繆彬彬等人[8]比較了不同大孔樹脂對香菇柄中多酚的吸附率和解析率，把NKA-9型大孔樹脂作為最佳樹脂，優化純化工藝，純化的香菇柄中多酚得率為51.71%±0.95%，純度也較未純化時提高了3.71倍。

楊萌等人[9-10]利用超聲波輔助酶法對香菇柄中黃酮提取、純化工藝進行優化，得到最優提取條件為乙醇體積分數75%，超聲時間20 min，超聲功率280 W，酶用量0.012 mg，最優純化條件為洗脫劑體積分數65%，樹脂質量1.5 g，洗脫劑體積25 mL，在該最優提取條件下黃酮提取率為1.673 mg/g，最優純化條件下黃酮回收率為65.61%±0.24%，純化后回收液中黃酮純度為75.60%，是純化前粗提液純度的3.58倍。香菇中黃酮類化合物對清除自由基有一定的作用，且黃酮類化合物的添加量在試驗范圍內與其抗氧化性呈正相關。到目前為止，國內外對香菇黃酮的研究較少，絕大部分因素可能是香菇中黃酮含量低。目前對香菇黃酮的研究僅停留于表面，對香菇黃酮的結構、組成、分子量等都沒有過多研究。

1.4 脂肪

香菇中脂肪含量為干質量的2%～4%，其主要由不飽和脂肪酸組成。徐金森等人[11]對香菇進行脂類研究，發現香菇中有4種脂肪酸，經定量計算，這些脂肪酸在含量上存在著較大的差異，總的來說由十六碳和十八碳鏈構成，棕櫚酸、硬脂酸、油酸和亞油酸等占絕大部分，其余的脂肪酸含量則相對較少。

1.5 維生素

香菇中具有豐富的維生素，其中VB1的含量大約為0.07 mg/100 g，VB21.13 mg/100 g，尼克酸約18.9 mg/100 g，VC的含量較少[12]。除此之外，香菇中VD含量較少，但是香菇中含有一般蔬菜中缺少的麥角甾醇（即VD原），經陽光或紫外照射后，能夠產生豐富的VD2，能促進血液中磷和鈣的正常代謝。

1.6 礦物質

香菇中含有人體所必需的鈣、鐵、鎂、鋅、銅、錳、鉀等7種礦物質。張文等人[13]用原子吸收分光光度法對香菇中的Fe，Cu，Zn，Mn，Cd，Pb，Se等7種礦物質含量進行測定。測得其中鐵離子含量最高，鋅離子次之，因此香菇可作為補鐵、鋅的良好來源。

2 生物活性

2.1 抗氧化

香菇中含有多種生物活性成分，具有抗氧化活性，其中研究最為廣泛的就是香菇多糖。國內外學者研究證明，香菇多糖的含量與其抗氧化能力呈正相關，香菇多糖能有效清除O2-·，·OH，DPPH·和ABTS·，并具有Fe+螯合能力[14-17]。鐘耀廣等人[18]發現，香菇多糖清除自由基的能力隨著多糖分離純化的步驟增多而減弱，清除自由基能力由強到弱依次為粗多糖、脫蛋白后的多糖和純化后的多糖單體。Zhu H等人[19]發現香菇柄中提取的多糖，經Sephadex G-150純化后凍干多糖SLSP-F對DPPH·，ABTS·和O2-·的EC50值分別為0.051，0.379，0.719 mg/mL，都顯著低于凍干香菇多糖。

馬洪娟[20]發現，香菇酚類提取液對3種自由基都有明顯的清除能力，其中對DPPH·清除能力較強，對O2-·和·OH清除能力較弱。香菇多酚能夠阻斷自由基反應形成，抑制氧化作用。香菇中黃酮類化合物對O2-·，·OH的清除有一定的作用，且黃酮類化合物的添加量在試驗范圍內與其抗氧化性呈正相關。黃酮類與O2-·和·OH的反應相當于一個連鎖反應在終結段的反應，在清除O2-·和·OH的反應中起著氫供體的作用，使具有高度氧化性的自由基還原，從而達到清除的目的。

2.2 抗腫瘤

香菇子實體中分離純化出的多糖進行體內和體外抗腫瘤試驗，結果顯示純化出的多糖對體外和體內腫瘤細胞繁殖均有抑制作用。王玉娟[21]將純化后得到的3種多糖用MTT法進行體外抗腫瘤試驗，發現它們對試驗的腫瘤細胞均有抑制作用，但是不同種類多糖抑制能力和抑制的腫瘤細胞種類不同。純化出的多糖對S-180荷瘤小鼠進行體內抗腫瘤研究。結果表明，香菇多糖對S-180細胞具有較強的抗腫瘤活性，香菇多糖提取物對S-180細胞的抑制率高達95%左右[22-24]。目前，香菇多酚及黃酮類物質的抗腫瘤能力的研究少有報道，植物多酚、黃酮類物質生理活性的研究是近年來多酚研究的熱點之一，關于香菇多酚黃酮類物質抗腫瘤的研究會逐步深入。

2.3 免疫調節

Zheng R等人[25]分離純化香菇多糖，荷瘤小鼠S-180細胞免疫功能研究，發現香菇多糖不能直接攻擊癌細胞，而是通過激活機體免疫反應而產生抗腫瘤活性，香菇多糖不僅對異體腫瘤具有抑制作用，且對各種原發腫瘤也具有抑制作用。香菇多糖是一種非特異免疫刺激劑，可直接激活人體的T淋巴細胞，增強抗體形成細胞的功能，提高機體抗腫瘤功能。香菇多糖的免疫調節活性是生物活性的基礎，體內外均能促進細胞毒T淋巴細胞（CTL）產生，提高CTL的殺傷活力，增強正常或免疫功能低下的小鼠的遲發型超敏反應，提高抗體依賴型細胞毒細胞（ADDC）活性。香菇多糖在體內首先誘導巨噬細胞產生急相蛋白誘導因子（APPIF），隨后血清中出現血管膨脹出血誘導因子（VDHIF）、白細胞介素Ⅰ誘導因子（IL-1PF）、IL-3（CSF） 等。這些因子再作用于淋巴細胞、肝細胞、血管內皮細胞等，導致與免疫和炎癥有關的許多免疫應答的產生。香菇多糖是一種胸腺依賴型T細胞導向，并有巨噬細胞參與的免疫調節劑。另外，香菇多糖還能激活補體系統，促進抗體形成，使巨噬細胞容酶體酶和IL-1分泌量增加，而抑制巨噬細胞釋放PGE，PGF。其中，PGS是免疫系統抑制劑。

2.4 抑菌

孟俊龍等人[26]發現，香菇多糖對4種菌的抑制作用由強到弱依次為金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、沙門氏菌。對金黃色葡萄球菌的抑制作用在pH值為6時最大，對其他菌的抑制作用均在pH值為5時最大。香菇多酚類物質除上述所說的能夠清除自由基，具有抗氧化能力外，王廷河等人[27]提取香菇中多酚類物質進行抑菌研究，發現該多酚對枯草桿菌、嗜肉菌、大腸桿菌、沙門氏菌有比較明顯的抑制作用。

2.5 抗突變

DNA在復制及轉錄過程中發生差錯，這些差錯的不斷積累最終導致不可修復的損傷，引起DNA結構上的改變，稱為基因突變。香菇多糖在加與不加微粒體酶活化系統（S9）的條件下，均能抑制由敵克松（Dexon）、甲基甲烷磺酸酯（MMS）、2-乙酰氨基芴（2-AAF） 所引起的TA98，TA100回變菌落數的增加；抑制率分別為37.7%，69.8%，70.3%，78.1%，39.0%，78.1%，83.0%和88.6%。抑制由環磷酰胺（CP）引起的小鼠微核率的增加，抑制率分別為31.80%，52.80%和63.10%[28]。鄭建仙[29]對香菇柄中提取出的多糖PJF1多糖進行研究，利用姐妹染色單體互換和微核雙指標生物試驗法說明該多糖具有明顯的抗突變作用，并具有保護機體免遭腫瘤侵害的生理功能。

2.6 其他

除具有上述生物活性外，香菇多糖能夠抑制水泡性口炎病毒、阿拉伯耳氏病毒和十二型腺病毒[30]。除此之外，香菇多糖硫酸化修飾后具有了抗HIV病毒的新活性[31]。王慧銘等人[32]通過小鼠試驗發現香菇多糖具有降低血清總膽固醇，提高酶活性作用，除香菇多糖外香菇中含有的香菇嘌呤也有降血脂的作用。

3 結語

香菇是一種具有高蛋白、低脂肪、多糖、多種氨基酸和多種維生素的菌類食物。除了可以增加營養物質外，還可以提高免疫力，有很好的保健作用。目前，香菇多糖已經證實在抗腫瘤臨床醫藥方面具有重大的研究價值，在此方面不斷探索研究一定會造福于人類。除此之外，香菇中還含有的其他營養物質及生物活性物質未被進行深入研究，所以在今后相當一段時間內，香菇中營養物質的研究會更加深入，成為今后研究的熱點。另外，之前香菇柄資源常常因為纖維組織質地粗糙而被浪費掉，隨著研究人員證實香菇柄中有與香菇多糖相似的多糖，或將可能應用于臨床醫藥方面。相信在不久的將來，香菇產業能夠實現無棄渣排放。總之，隨科學技術的發展，人們對香菇中營養價值了解將逐步加深，香菇的綜合開發技術將越來越先進，香菇的新產品越來越豐富，香菇及其產品的市場潛力將不斷擴大，自然香菇開發利用的前景也越廣闊。