天然食用菌多糖物質及提取開發應用研究

鐘煉軍，王 強，張建斌

（廣州百花香料股份有限公司，廣東 廣州 510660）

1 食用菌多糖簡介

食用菌指的是能夠食用的大型真菌，也就是人們常說的食用蘑菇。食用菌味道鮮美，種類多，且美味誘人，營養豐富，尤其蛋白質含量較高。目前，國內共有350余種菌類可供食用，選擇性多樣，其中最常見的為擔子菌類[1]。利用全自動氨基酸分析儀與原子吸收光譜法，分別對香菇中的氨基酸及礦物元素進行檢測、分類后發現，食用菌中含有豐富的礦物質、纖維素與碳水化合物[2]。

食用菌多糖一般分為5種類型，并且各種種類的食用菌其多糖的分子量以及結構都存在較大的差異，導致其營養價值與有效成分的功能也不相同[3]。食用菌多糖根據其結構層次劃分為四級，一級結構一般都是多糖的單糖殘基的構造；食用菌多糖二級結構側鏈的空間順序影響不大，往往只會因為主鏈結構變化而受到一定的影響；三級結構是那由糖殘基中的羥基、羧基等官能團組成，在非共價的相互影響下組合成規則有序、粗大的空間構象；四級結構無非就是一些在非共價作用力影響下，形成的多聚體[4]。

食用菌多糖的生物活性和自身結構存在緊密的關系，主要體現在以下幾點。第一，對于食用菌多糖結構具有一定的共同性。食用菌多糖的結構會因為生物活性變化而變化，食用菌多糖能夠用在醫學治療上，主要是因為食用菌多糖具有葡聚糖結構。第二，因為食用菌多糖的結構特點，具有一定的分支性。對生物活性影響非常大，相對分子質量一般都是在（1×104Da）～（200×104Da）范圍里。一旦分子質量超出這個范圍，認為該食用菌多糖為三維結構，所以對于該生物活性的表達就比較困難。第三，食用菌多糖活性和β-D-葡聚糖結構之上的聚醛基等基團存在緊密的聯系。第四，食用菌多糖分子一般都是膠束結構等，影響多糖活性的主要因素為疏水鍵及其偏轉角度。Falch, B1H1通過相關實驗證明，LNT（香菇多糖）的空間結構可決定其對腫瘤活性的抑制程度[5]。第五，食用菌多糖的溶解度及其活性。水溶性D-葡聚糖因其直鏈不容易被D-葡聚糖酶等水解，具有一定的醫學治療作用；β-(1, 3)-D-葡聚糖因為分子基團的原因不溶于水，但是因為發生羧甲基化后，提高了食用菌多糖分子的水溶性以及抗腫瘤作用。實驗發現食用菌多糖具有能夠抑制細菌的生長、腫瘤增值及提高免疫力等功效[6]。

2 食用菌多糖的提取工藝及對比

食用菌主要是半纖維素、蛋白質及果膠等復雜的多糖種類共同結構。在提取過程中，需加入適量的酶以分解細胞組織結構。不僅可以提高溶解速度，還可以為后續提純做好充足的鋪墊[7]。目前，從食用菌中提取的多糖的方式主要有單一酶法、熱水浸提法、微波法與超臨界流體法等。

通常，食用菌多糖的提取步驟如下：第一，將食用菌進行粉碎后浸泡于熱水中；第二，過濾后脫蛋白處理；第三，經過沉淀后進行離心濃縮處理以獲得多糖粗品；第四，對制成的多糖粗品進行柱層析分離獲取多糖精品。

提取時間、溫度、pH值、含水量與其提取頻率均可影響食用菌多糖的提取率。水提醇析法實驗表明：乙醇濃度、提取率為影響菌多糖獲得率的主要因素，提取時間為其次要因素。當杏鮑菇中原料與水的比值為1 ∶ 20，且乙醇溶度是75%時，在這種實驗條件下，萃取食用菌多糖效果高，選擇實驗材料是0.1 kg重的白靈菇，然后在25倍～30倍蒸餾水發生反應；再把白靈菇放在70℃熱水浸泡后需要進行二次萃取、混合；經過濃縮以后乙醇濃度為95%；然后通過沉淀，進行離心濃縮，就能夠得到白靈菇多糖制品。目前，輔助提取方法仍處于持續更新改善中。結合學者們的研究發現，微波處理能夠提高試驗中金針菇固體多糖提取量。

近年來，發酵法應用廣泛。提取食用菌多糖的上清液濃縮方法主要分為2種。第一種能夠在合理的溫度范圍里實施真空濃縮，即傳統熱濃縮法；第二種利用MW 2CO10000超濾膜過濾器，對上清液進行精密過濾，使上清液于限定溫度與壓力下濃縮到一定體積，也就是超濾濃縮法。超濾濃縮法和熱濃縮法相比較，具有顯著的優勢，即效率高、能耗低。實驗結果表明，對于具有分子質量等于1 000 d的聚砜不對稱膜，適合采用濃縮方式進行靈芝發酵液的超濾。通常情況下，對于超濾適宜操作條件壓力等于0.12 Mpa，并且料液溫度需要保持在20℃～30℃；實驗過程中的循環速度為6 122 m·s-1。基于此超濾環境200 min后，通量穩定需要保持在911 L·m-2h-1，截留率穩定在96%。當發酵實驗過程中濃縮濃度達到5倍以上時，實驗截留相對分子質量分別為6×104Da與15×104Da。結果表明，采用超濾法提取香菇多糖工藝簡易便捷，具有可行性，且回收率與純度較高。與傳統的熱濃縮法相比，超濾濃縮法具有多糖損失小，并且濃縮溫度不高，反應效率快，能夠有效節約原材料等。并且能夠效降低食用菌多糖色素濃度，過濾掉小分子雜質。

3 食用菌多糖的開發與應用

3.1 食用菌多糖的利用

食用菌多糖具有廣闊的應用及開發空間。為進一步開發其價值，對食用菌菌絲體及子實體進行研究，已成為食用菌多糖利用學術界關注的重點[8-10]。目前，因其良好的藥理作用，可以幫助腸胃消化吸收，得到了廣泛的應用。食用菌多糖在各種功能性飲食的開發中具有良好的發展空間。金針菇露、金針菇豆奶飲料、靈芝口服液等飲料已經在市場上占據的一定的份額。并且因為食用菌營養價值高、生長速度快，能夠作為動物飼料。根據相關研究發現，食用菌多糖同樣可用于生產化妝產品及醫療美容產品。如銀耳多糖具有祛斑的特殊功效，具有潤澤肌膚、美容養顏等作用，在化妝品與護膚行業擁有廣闊的發展空間。

3.2 食用菌多糖的瓶頸

雖然食用菌多糖利用已取得較大進步，但仍存在不完善的方面。如在生理活性方面，食用菌多糖存在構效關系，尤其體現為分子的連接方式、相對分子量、組成及其溶解度等方面。通過研究食用菌多糖的一級結構，結果表明其活性空曠單一。因此應加快研究食用菌多糖組成結構的步伐，在方法領域爭取創新，深層次分析其活性。食用菌中提取多糖的純化技術尚不成熟，應選取合適工藝設備，提高其純化工藝水平[11-12]。食用菌多糖活性在機理研究方面缺乏創新，從研究角度看，相對更注重生物活性、免疫機理及其指標分析，對人體免疫力提高具有重要的意義。食用菌產業的發展，需要形成一定的產業鏈，并且進行規范化發展。政府應該重視食用菌產業的發展，對一些高新技術研究需要加以支持。鼓勵從事食用菌多糖活性成分精細加工、深加工、合成等企業及相關醫藥企業等科技企業，落實政府的優惠政策及制度，以提供更多的支持。

3.3 食用菌多糖的應用前景

隨著經濟的發展以及人民收入水平的提高，人們逐漸將注意力轉移到醫療保健方面，相應的需求也越來越多。但落后的傳統食用菌多糖提取工藝，導致產品產量與質量較低，缺乏國際競爭力，嚴重阻礙了食用菌多糖的應用發展。且目前產能過剩現象在食用菌行業中依然存在。與此同時，勞動力價格的迅速上漲，導致原材料等諸多成本及資金持續走高，嚴重阻礙了食用菌多糖在市場上的流通。成本外，食用菌多糖的消費形式存在限制，例如大多數食用菌多糖以糖制、干貨、罐裝的形式在市場中推廣銷售。由于在生產及利用食用菌多糖方面推進力度較弱，導致食用菌多糖的應用在藥理學等領域停滯不前。因此，在相關學術領域，食用菌多糖均有較廣闊的發展空間。應對食用菌多糖產品的結構進行調整及改善，以期在新時期解決醫藥、衛生等領域的難題做出貢獻。

4 總結

通過對食用菌多糖的活性機理及其化學結構研究后發現，食用菌因為自身生物活性的特點，使得能夠在醫學上得到廣泛的應用，并且對腫瘤患者治療具有顯著的效果。此外，還可用于對肝炎及感冒的治療；且對腦中風、心腦供血不足等均具有較好的治療效果。綜上所述，加強對食用菌多糖的開發力度，對于化妝品、醫藥、保健品等領域具有重要引導作用，是食用菌多糖在未來市場立足的重要突破點[13-14]。