香菇多糖提取工藝的篩選及保健功效的研究現狀分析

陳悅柏

(廣西大學 行健文理學院，南寧 530005)

香菇(Lentinusedodes)，俗名為香蕈、冬菇、花菇和香菌，屬于擔子菌綱(Basidiomycota)、多孔菌目(Polyporales)、多孔菌科，是世界上產量第二大的食用菌，僅次于雙孢蘑菇(Agaricusbisporus)[1-2]。香菇具有豐富的營養成分，包括蛋白質、氨基酸、維生素、多糖及多種礦物質，而多糖作為香菇最重要的活性成分之一，具有多種藥理作用，如降血糖、抗氧化、抗腫瘤和增強人體免疫力，將作為功能性食品被開發與利用[3-5]。

近年來，有關香菇多糖的研究越來越多，人們逐漸認識到香菇多糖的重要性，加之多糖有較為明顯的藥理活性且無明顯的毒副作用，香菇多糖在醫藥與保健領域展現出廣闊的應用前景[4-6]。本文對香菇多糖的提取工藝進行了優化，同時對香菇多糖的抗腫瘤、降血糖、抗氧化、安全性與免疫活性進行了多方面的總結[7]，旨在為香菇多糖的發展提供一定的理論基礎。

香菇多糖的提取工藝在我國已經發展了20多年，常見的香菇多糖提取工藝有超聲輔助提取、熱水浸提法、微波輔助提取和酶提取法[8-10]。不同的技術工藝要求不同，同時多糖的生成率也不同。本文通過對比4種香菇多糖的提取工藝，得出結論：4種技術工藝得到的香菇多糖單體的組成成分基本一致；微波輔助法粗多糖的提取率最高；熱水浸提法提取的多糖最少；微波輔助法提取的多糖具有較強的清除羥基自由基能力。綜合多糖的得率和多糖的抗氧化能力，將微波輔助法作為目前獲取香菇多糖的最優方法。

1 香菇多糖的抗腫瘤、降血糖、抗氧化作用研究進展

香菇多糖是β-(1-3)-D-葡聚糖，具有抗腫瘤及低毒性等多種特點，1980年就已經被日本批準作為抗癌藥物使用，臨床上作為抗癌輔助劑可增強機體的免疫能力[11-13]。由于香菇多糖作用于癌細胞的機理尚不清楚，這在一定程度上限制了香菇多糖在臨床上的深入運用[14-15]。香菇多糖研究的早期，研究者們認為香菇多糖不能直接作用于腫瘤細胞，而是通過刺激人體機能的免疫系統從而間接發揮抗腫瘤的作用。然而，近期的研究結果表明，香菇多糖能夠直接抑制人體腫瘤細胞增殖如人類肝癌細胞、乳腺癌細胞的增殖，但需要對其機理做進一步研究。清楚香菇多糖直接作用于腫瘤細胞的機理，是以后香菇多糖能廣泛運用的前提之一[16-17]。

據世界衛生組織統計，全球患有糖尿病的人口已經超過1億，防治工作十分嚴峻，治療糖尿病的藥物開發也是任重道遠。糖尿病的具體致病機理目前尚不清楚，但社會公認糖尿病與人類遺傳、生存環境、病毒感染、肥胖、食物、機體代謝失衡和內分泌失調等多種因素有關。香菇多糖在降低血糖方面的研究在中國多有報道，這些研究結果表明香菇多糖有顯著的降低血糖、增加肝糖原的作用，通過代謝調節，引導肝糖原的合成，抑制糖原的分解[18]。

香菇多糖作為免疫促進劑被廣泛地關注，在機體免疫調節方面有明顯的效果，所以香菇多糖也被視為臨床上的生物反應修飾劑。有研究表明，口服香菇多糖能夠增強人體的NK細胞(自然殺傷細胞，是機體的重要免疫細胞，在抗病毒和抗腫瘤方面發揮著不可忽視的作用)、CTL細胞(專門分泌各種細胞因子，參與機體的免疫作用)和LAK細胞(淋巴因子激活的殺傷細胞)的生物活性，從而抑制腫瘤細胞的增長[19]。

一直以來，研究者們一直在努力地尋找提高人體免疫能力的藥物，食用菌多糖是天然且無毒害的物質，是免疫調節作用的理想選擇。香菇是全世界產量第二高的食用菌，對其多糖的免疫調節研究較早，在機體免疫調節和藥物開發方面有著很大的潛力。

2 材料與方法

2.1 材料與試劑

香菇：從市場上購買人工栽培的香菇；纖維素酶、D-葡萄糖、果糖、D-甘露糖、D-半乳糖、D-木糖、D-氨基葡萄糖、D-巖藻糖、D-葡萄糖醛酸和D-半乳糖醛酸。

2.2 儀器與設備

分光光度計；離心機；恒溫水浴鍋；超聲波破碎儀；微波爐；電子天平；烘箱；粉碎機；離心機。

2.3 實驗方法

2.3.1 香菇預處理及多糖提取方法

將新鮮的香菇子實體放置于烘箱中，在65 ℃烘干；烘干后使用80目的篩子去除大顆粒物質，按照質量比1∶30加入95%的乙醇進行浸泡，浸泡24 h后，離心(2000 r/min，30 min)，沉淀物為香菇粉，烘干備用。4種香菇多糖的提取方法見表1。

表1 香菇多糖提取方法Table 1 The extraction methods of Lentinus edodes

2.3.2 香菇多糖和羥基自由基清除率的測定方法

本實驗采用苯酚-硫酸法測定香菇多糖溶液中總糖的含量；香菇多糖的獲得率=溶液中香菇多糖含量/所用香菇粉末質量；羥基自由基清除按照Huo的方法進行測定[26]，羥基自由基清除率=(樣品吸光值-加入多糖的樣品吸光值)/樣品吸光值。

3 結果與分析

3.1 4種方法獲得香菇多糖和糖總量的比較

4種方法提取的多糖及總糖含量見表2。

表2 4種提取工藝提取香菇多糖含量的比較Table 2 Comparison of content of polysaccharides from Lentinus edodes by four extraction methods

由表2可知，微波提取法提取的多糖量最高，為40.15%；超聲波提取法獲得的還原糖量最多，為2.22%；酶輔助提取法獲得的香菇多糖中雜質量最多。

3.2 香菇多糖成分分析

香菇多糖的組成成分決定了其生物活性的強弱，采用HPAEC-PAD色譜圖進行對比，發現酶輔助提取法得到的粗多糖所含單糖成分最多，有7種不同的單糖，分別是葡萄糖、半乳糖、木糖、甘露糖、葡萄糖醛酸、氨基葡萄糖和巖藻糖；熱水浸提法、超聲波提取法和微波輔助提取法僅得到6種單糖組成成分；熱水浸提法和微波輔助提取法不含氨基葡萄糖，超聲波提取法不含木糖，原因可能是在使用酶輔助提取的過程中，纖維素酶破壞了細胞壁組織，加速了細胞內多糖的溶出。

3.3 香菇多糖氧化活性分析

自由基非常不穩定，會從附近的細胞內奪取電子，極易破壞細胞結構。例如，羥基自由基極易導致賴氨酸的損傷，從而引發人類疾病。多糖的抗氧化能力通常使用羥基自由基的清除能力來評估。

由圖1可知，隨著多糖濃度的增加，自由基的清除能力也逐漸提高；4種提取方法中微波輔助提取法得到的多糖清除自由基的能力最強；除此之外，羥基自由基的清除率與香菇多糖的濃度呈現正相關。

圖1 4種香菇多糖提取工藝與羥基自由基清除率之間的關系Fig.1 The relationship between four kinds of extraction processes for polysaccharides from Lentinus edodes and hydroxyl free radical scavenging rate

4 結論

通過對4種提取香菇多糖的方法進行比較，將多糖含量、單糖組分及其結構特征進行對比，得出酶提取法、微波提取法、超聲輔助提取法與熱水浸提法相比，發現前3種提取法獲得的多糖比例、羥基自由基清除率均高于熱水浸提法。對4種方法提取的多糖成分進行對比，發現4種方法獲得的單糖成分大致相同。微波輔助提取法獲得的香菇多糖率最高，也具有較高的抗氧化能力，所以在本研究中，得出微波提取法作為4種提取香菇多糖的最優提取工藝。

5 展望

香菇不僅是我國民間增鮮常用的食品調味劑，也是一種天然的藥物原料，具有豐富的生物活性功能，如降血糖、抗氧化、抗腫瘤和增強機體免疫功能，相比于其他化學成分的藥物，香菇的副作用更小，具有廣闊的應用前景。

我國是食用菌生產與消費大國，香菇產量居世界前列，這對我國研發香菇多糖產品提供了良好的基礎條件。現代醫學研究表明，香菇多糖是香菇藥理作用的主要功能性成分，并已成為保健品中一種重要的功能性添加物。隨著市場競爭力的增加，不得不要求商品走產品差異化和多元化的道路，越來越多的人們參與到香菇多糖的研發中。目前香菇多糖的開發與研究在快速地發展，特別是在香菇多糖的提取、純化、生物學功能和臨床運用方面有較大的發展，這為我國香菇多糖的開發與應用提供了基礎的理論研究[27]。