樺褐孔菌多糖研究現(xiàn)狀與展望

陳盛宇，田緣，馬俊秀，張淑梅，韓增華

（黑龍江省科學(xué)院微生物研究所，黑龍江 哈爾濱 150010）

樺褐孔菌（Inonotus obliquus），常稱之為樺樹茸、西伯利亞靈芝、白樺茸、樺樹菇，為多孔菌科（又稱銹革孔菌科）褐臥孔菌屬的珍貴藥用真菌[1-2]。樺褐孔菌的化學(xué)成分復(fù)雜，可達(dá)215種之多，主要包括多糖、三萜類、樺褐孔菌醇和樺褐孔菌素等多種生物活性物質(zhì)[3]，其中多糖類成分被認(rèn)為是其主要活性物質(zhì)之一。樺褐孔菌多糖非單一組分，而是由多種物質(zhì)構(gòu)成，包括甘露聚糖、葡聚糖、雜多糖、糖蛋白以及多糖肽等[4]。大量研究證明，樺褐孔菌子實(shí)體、菌絲體和發(fā)酵液多糖無明顯毒副作用，具有抗腫瘤、治療糖尿病、免疫調(diào)節(jié)、抗病毒、抗氧化、抗疲勞等藥理活性。自16世紀(jì)以來，東歐部分國家就把樺褐孔菌當(dāng)成民間奇藥，廣泛應(yīng)用于治療胃癌、腸癌、心臟病、糖尿病等疾病[5-7]。20世紀(jì)60年代至今，樺褐孔菌多糖等活性成分的食用和藥用價(jià)值得到了廣泛關(guān)注和認(rèn)同，但野生子實(shí)體資源稀缺，極大限制了它的發(fā)展。樺褐孔菌的藥用部分是不孕性的子實(shí)體，生長環(huán)境特殊、周期長，而野外環(huán)境中大約兩萬株植物只有一株寄生，且10年～15年才具有藥用價(jià)值，野生資源有限，價(jià)格逐年上漲，人工馴化栽培技術(shù)尚未成熟，難以保證商業(yè)開發(fā)需求。本文就樺褐孔菌的誘導(dǎo)發(fā)酵、提取工藝、分離純化及作用功效方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述和分析，并介紹研究過程中出現(xiàn)的問題，對(duì)未來的研究趨勢和開發(fā)方向進(jìn)行展望。

1 深層發(fā)酵獲取多糖

樺褐孔菌菌株適應(yīng)能力較強(qiáng)，可在常規(guī)的培養(yǎng)基上生長，獲取大量菌絲體和發(fā)酵產(chǎn)物[8-9]。液體深層發(fā)酵培養(yǎng)是目前獲取菌絲體的主要途徑，且發(fā)酵液中也存在大量的活性物質(zhì)，相對(duì)于傳統(tǒng)的固體發(fā)酵，具有生長速度快、成本低廉、周期短、污染小、易于控制、便于提取分離的優(yōu)勢，可解決野生資源不足的現(xiàn)狀。許多研究者也證明了液體深層發(fā)酵產(chǎn)生的發(fā)酵液多糖和菌絲體多糖不論是含量還是生物活性，均高或等同于野生子實(shí)體，這與許多藥用真菌多糖都以深層發(fā)酵獲取相符[10-12]。通過深層發(fā)酵來獲取樺褐孔菌多糖開始于韓國[13]，2004年后我國也陸續(xù)開展研究，此后優(yōu)化發(fā)酵條件和改進(jìn)培養(yǎng)基碳源、氮源是樺褐孔菌液體深層發(fā)酵獲取大量次級(jí)代謝產(chǎn)物和菌絲體的研究方向。近年來單純發(fā)酵條件優(yōu)化或培養(yǎng)基改進(jìn)難以滿足未來的發(fā)展，加入外源誘導(dǎo)劑刺激菌絲體的生長和次級(jí)代謝產(chǎn)物的積累越來越受到人們的重視。

1.1 生物誘導(dǎo)子

生物誘導(dǎo)子主要包括真菌類激發(fā)子，由糖類、蛋白質(zhì)和脂類等物質(zhì)組成，通過刺激并誘發(fā)樺褐孔菌產(chǎn)生次級(jí)代謝產(chǎn)物，真菌激發(fā)子通過刺激一氧化氮（nitric oxide，NO）的產(chǎn)生，參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，NO是次級(jí)代謝產(chǎn)物合成的新型調(diào)控因子，可促進(jìn)次級(jí)代謝產(chǎn)物的積累[14]。目前，利用真菌激發(fā)子的誘導(dǎo)發(fā)酵得到三萜[15]、多酚[16]和白樺脂酸[17]的研究較多，而關(guān)于多糖的研究較少。

1.2 非生物誘導(dǎo)子

非生物誘導(dǎo)子是目前誘導(dǎo)樺褐孔菌發(fā)酵使用最多的誘導(dǎo)劑，包括生長因子（如各種維生素）、無機(jī)鹽（如鐵離子）和非必需營養(yǎng)因子（如植物油、脂肪酸、表面活性劑和有機(jī)溶劑）等[18-19]。作用機(jī)理尚不清楚，有研究稱是通過重組細(xì)胞膜和（或）直接影響參與目標(biāo)產(chǎn)物形成的酶的合成來增加細(xì)胞通透性，從而促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)次級(jí)代謝產(chǎn)物的分泌，有利于積累培養(yǎng)液中的次級(jí)代謝產(chǎn)物[20]。Xu等[18]比較脂肪酸、表面活性劑和有機(jī)溶劑對(duì)樺褐孔菌深層發(fā)酵菌絲體、胞內(nèi)多糖和胞外多糖的影響，通過14種化合物的對(duì)比試驗(yàn)，篩選出油酸、吐溫80和TritonX-100為誘導(dǎo)劑，其中添加濃度0.1%的吐溫80在接種后24 h，菌絲生物量、胞外多糖、胞內(nèi)多糖組分1和胞內(nèi)多糖組分2的產(chǎn)量分別高出對(duì)照組16.6%、81.6%、37.7%和18.1%，氧化活性也高于對(duì)照組。Wang等[21]研究不同的誘導(dǎo)劑（VB6、VB1、樺木素和樺木提取物）對(duì)樺褐孔菌深層發(fā)酵菌絲體和多糖含量的影響，結(jié)果顯示4種誘導(dǎo)劑均對(duì)多糖的產(chǎn)量和活性有促進(jìn)作用，添加4 μg/mL的VB6所得到的菌絲體和多糖顯著高于其他3種誘導(dǎo)劑，添加4 μg/mL的VB1所得多糖對(duì)α-葡萄糖苷酶抑制活性最高，而且不同誘導(dǎo)劑所得單糖組成也存在差異，這也說明單糖組成影響生物活性功能。Poyedinok等[22]比較Ag、Fe和Mg的膠體納米粒子（nanoparticles，NPs）對(duì)樺褐孔菌生長狀況和生物活性物質(zhì)的影響，結(jié)果表明所有的納米粒子對(duì)樺褐孔菌的生長活性有促進(jìn)作用，AgNPs抑制多糖和類黃酮合成和刺激黑色素合成，MgNPs可有效增加菌絲體胞內(nèi)多糖（增加46%）、類黃酮和黑色素的含量，F(xiàn)eNPs的菌絲體胞內(nèi)多糖的產(chǎn)量提高了62%，金屬膠體納米粒子是潛在的高產(chǎn)多糖誘導(dǎo)劑。有研究者以木質(zhì)纖維素作為誘導(dǎo)劑，可被樺褐孔菌釋放的多種酶系降解，增加多糖的產(chǎn)量，促進(jìn)菌絲體的生長和代謝[23-28]。其他誘導(dǎo)劑與木質(zhì)纖維素共同使用，起到協(xié)同促進(jìn)作用，木質(zhì)纖維素來源十分廣泛，可利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生的秸稈。

綜上，誘導(dǎo)劑在樺褐孔菌多糖的液體發(fā)酵中的應(yīng)用取得了一定的研究進(jìn)展，但是誘導(dǎo)劑的作用機(jī)制尚不明確，而且相比于子實(shí)體多糖，二者的結(jié)構(gòu)和生物活性差異性研究較少，是否未來可直接替代子實(shí)體仍有待研究。再次，真菌誘導(dǎo)子作為誘導(dǎo)劑的研究還是一片空白，開發(fā)新型誘導(dǎo)劑以及多種誘導(dǎo)劑聯(lián)合使用提高多糖產(chǎn)量也將是未來趨勢。相比于其他珍稀真菌多糖（如靈芝），樺褐孔菌多糖在誘導(dǎo)發(fā)酵方面的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，因此可借鑒其他類似真菌進(jìn)行樺褐孔菌多糖誘導(dǎo)發(fā)酵的研究。

2 樺褐孔菌多糖的提取方法

樺褐孔菌經(jīng)過粉碎、過篩、去除部分脂類和色素等預(yù)處理后，最常用的提取方法是溶劑浸提法。該法主要利用“相似相溶”的原理，多糖是極性分子，在水或堿性溶液中高度溶解，稀酸提取使用較少，易破壞多糖的糖苷鍵結(jié)構(gòu)。但是多糖需要更長的提取時(shí)間或更高的溫度或壓力才能提高提取效率，而且高分子量的多糖往往溶解性差，黏度高，溶劑提取過程困難。為解決溶劑浸提法中存在的問題，研究者們開發(fā)了多種新型提取分離技術(shù)，如超聲輔助提取、微波輔助萃取、超聲-微波協(xié)同提取、高壓脈沖輔助提取、酶法提取、閃式提取法和多種萃取法（雙水相萃取、亞臨界水萃取、超臨界水萃取、綜合萃取技術(shù)）等其他提取技術(shù)[29]。同時(shí)，預(yù)處理方式、提取溫度、提取時(shí)間、料液比、提取次數(shù)、pH值和種類等多種提取因素對(duì)多糖的得率、結(jié)構(gòu)和生物活性均具有影響。表1總結(jié)幾種常見的樺褐孔菌多糖提取方式的原理和特點(diǎn)。

表1 常見的樺褐孔菌多糖提取方式Table 1 Common extraction methods of polysaccharides from Inonotus obliquus

綜上，樺褐孔菌多糖提取工藝的研究現(xiàn)狀仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，即初級(jí)階段，與其他多糖類似，多為傳統(tǒng)的提取工藝，新型提取工藝如雙水相萃取、亞臨界水萃取、超臨界水萃取等在樺褐孔菌多糖上的研究較少。為了提高多糖的提取效率，常需結(jié)合兩種或多種方法，起到取長補(bǔ)短的作用，如超聲-微波協(xié)同提取[36]，二者結(jié)合克服了微波受熱不均的缺點(diǎn)，保留了微波節(jié)省時(shí)間，超聲波傳質(zhì)強(qiáng)化、提取液易滲透的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)新型提取工藝加以應(yīng)用和創(chuàng)新是非常必要的，加大提取工藝研究力度對(duì)樺褐孔菌多糖的開發(fā)和應(yīng)用將具有重要的積極意義。

3 樺褐孔菌多糖的分離純化和結(jié)構(gòu)研究

粗多糖溶液含有多種雜質(zhì)，如蛋白質(zhì)、色素、低聚糖、無機(jī)鹽等非多糖物質(zhì)，對(duì)后續(xù)樺褐孔菌多糖的結(jié)構(gòu)和生物活性研究產(chǎn)生極大影響，多糖的分離純化遵循著“先除雜，后分級(jí)”的原則，故需要進(jìn)行脫蛋白、脫色素及深度純化等，獲得分子量和極性均一的多糖組分。由于高級(jí)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和研究手段的局限性，是樺褐孔菌多糖結(jié)構(gòu)研究落后于核酸和蛋白質(zhì)的主要原因，目前結(jié)構(gòu)分析主要集中于一級(jí)結(jié)構(gòu)上，高級(jí)結(jié)構(gòu)研究鮮有報(bào)道。外部條件如pH值、溫度等改變，能直接改變多糖的高級(jí)結(jié)構(gòu)，引起立體構(gòu)象的改變，而生物活性也隨著改變，因此合適的分離純化和結(jié)構(gòu)分析方法至關(guān)重要。

3.1 脫蛋白

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定，生物活性多樣，常與多糖結(jié)合成穩(wěn)定的糖蛋白，是對(duì)多糖結(jié)構(gòu)和生物活性干擾最大的物質(zhì)，除蛋白效果會(huì)影響后續(xù)對(duì)多糖的研究。目前除蛋白的方法主要包括Sevage法、三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCA）法、鹽酸法、凍融法、酶法及酶輔助法等，處理方法的特點(diǎn)、原理和優(yōu)缺點(diǎn)各異，且可在不同程度上脫除色素。表2總結(jié)3種常見的樺褐孔菌多糖脫蛋白方式的原理和特點(diǎn)。

表2 常見的脫蛋白方式Table 2 Common deproteinization methods

李欣欣等[37]比較了Sevage法、大孔樹脂吸附柱層析法、聚酰胺吸附柱層析法等方法對(duì)熱水浸提法提取的多糖除蛋白效果，Sevage法脫除效果較差，耗時(shí)長且多糖的損失大，聚酰胺、大孔樹脂（D101和S-8）吸附柱層析法脫除蛋白效果較好，多糖損失少，聚酰膠吸附柱層析法蛋白質(zhì)脫除率達(dá)93.1%，多糖保留率達(dá)到90.3%，為最佳的脫蛋白法。王金玲等[38]采用正交試驗(yàn)優(yōu)化樺褐孔菌胞外多糖的脫蛋白工藝，對(duì)Sevage法、TCA法和酶法脫蛋白效果進(jìn)行比較，結(jié)果表明TCA法優(yōu)于其他兩種方法，在最佳工藝條件下蛋白質(zhì)脫除率可達(dá)68.5%，而多糖損失率僅為2.45%。綜上，現(xiàn)常將多種方法聯(lián)合使用，在提高蛋白脫除率的同時(shí)，減少對(duì)多糖的損失和生物活性的影響。木瓜蛋白酶輔助法目前使用較廣，在利用酶的高度專一性的同時(shí)，結(jié)合其他方法的優(yōu)點(diǎn)，可高效脫蛋白。木瓜蛋白酶來源廣泛，價(jià)格相對(duì)較低，可在多糖規(guī)模化生產(chǎn)中加以應(yīng)用。

3.2 脫色素

樺褐孔菌多糖脫蛋白后，雖然可除去部分色素，但溶液顏色仍然較深，故必須進(jìn)行脫色素處理。脫色素常用的方法主要是雙氧水法、活性炭法、次氯酸鈉法、柱層析法（大孔吸附樹脂法、聚酰胺層析法、Al2O3柱層析、離子交換樹脂法）等，根據(jù)多糖的來源和性質(zhì)以及色素類型，合理選用，減少多糖的損失和結(jié)構(gòu)的破壞。表3總結(jié)幾種常見的樺褐孔菌多糖脫色素方式的原理和特點(diǎn)。

表3 常見的多糖脫色素方式Table 3 Common depigmentation methods of polysaccharides

玄光善等[39]比較活性炭粉、雙氧水、殼聚糖、聚酰胺層析柱對(duì)樺褐孔菌多糖的脫色效果，脫色最優(yōu)的是聚酰胺層析柱，最佳工藝參數(shù)：聚酰胺與粗多糖脫蛋白溶液料液比8∶20（g/mL），洗脫液量為1.5倍柱體積，洗脫速度為1.0 mL/min，在此條件下，脫色率為89.3%、多糖保留率為91.7%。張麗娟[40]比較聚酰胺、S-8大孔樹脂、活性炭和雙氧水對(duì)樺褐孔菌多糖的脫色效果，聚酰胺的脫色效果優(yōu)于其他3種方法，但多糖損失是最高的，活性炭和雙氧水脫色率和多糖保留率遠(yuǎn)優(yōu)于S-8大孔樹脂，考慮對(duì)多糖結(jié)構(gòu)影響，選擇活性炭脫色。信傳鑫等[41]報(bào)道了大孔樹脂HPD-500在徑高比1∶10，吸附時(shí)間1 h，上樣量10 mg，洗脫流速1.5 mL/min的條件下，樺褐孔菌多糖溶液色素脫除率為83.15%，多糖損失率為21.11%，多糖純度提升36.12%。綜上，樹脂法動(dòng)態(tài)脫色素是目前應(yīng)用最為廣泛的方法，高效脫色的同時(shí)，多糖損失較少。但是，這僅限于實(shí)驗(yàn)室階段，對(duì)于工業(yè)化生產(chǎn)，如何高效脫色素和減少多糖損失仍是一大難題。

3.3 深度純化

除蛋白和色素后，多糖溶液還是含有不同相對(duì)分子質(zhì)量的大分子混合物以及存在多種小分子物質(zhì)，需要進(jìn)一步的純化。多糖深度純化是分離多糖混合物為相對(duì)分子質(zhì)量分布均一組分的過程，可采用透析法、膜分離法、超濾法、分級(jí)沉淀法（季銨鹽沉淀法、鹽析法、醇沉淀法、金屬絡(luò)合物法）、活性炭柱色譜、電泳法和柱層析法（凝膠柱層析、離子交換層析、親和層析）等，可達(dá)到除小分子雜質(zhì)及分級(jí)純化的目的。

3.3.1 透析法

透析法是利用透析袋等具有一定孔徑的半透膜在蒸餾水中，無機(jī)鹽、單糖和雙糖等小分子雜質(zhì)可穿透，而大分子多糖被截留在透析袋內(nèi)的原理來達(dá)到分離純化的目的。

3.3.2 分級(jí)醇沉淀法

醇沉法是目前使用最普遍的方法，根據(jù)不同多糖組分在不同濃度乙醇中沉淀的原理，來達(dá)到分級(jí)的目的，主要適用于溶解度差異大多糖體系。於雨碟等[30]通過響應(yīng)面設(shè)計(jì)優(yōu)化樺褐孔菌子實(shí)體多糖的提取，并用乙醇分級(jí)法進(jìn)行分級(jí)純化得到3個(gè)組分，人肝癌細(xì)胞（Hep G2）和α-葡萄糖苷酶體外試驗(yàn)表明IOP30具有顯著的降血糖作用。王箴言等[42]通過加入不同體積的乙醇分離出5種水溶性多糖組分，體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明5種組分表現(xiàn)出不同程度的抗氧化活性。

3.3.3 柱層析法

根據(jù)多糖不同組分的理化性質(zhì)，在固定相和流動(dòng)相系統(tǒng)中的分布程度、吸附或分配系數(shù)差異來達(dá)到分離的目的。李欣欣等[37]將初步純化的粗多糖經(jīng)過二乙氨基乙基-52（diethylaminoethyl-52，DEAE-52）纖維素柱層析得到4個(gè)單糖組分，將抗氧化能力最強(qiáng)的組分經(jīng)葡聚糖凝膠Sephadex G-100層析柱純化，高效液相色譜檢測為均一組分。Chen等[43]通過DEAE-纖維素，瓊脂糖凝膠Sepharose CL-6B和Sephadex G-200柱色譜法分離純化得到1種單一組分的水溶性多糖IP3a，在小鼠體內(nèi)表現(xiàn)出抗腫瘤活性。DEAE-52纖維素層析和Sephadex G-100柱層析相結(jié)合的純化方法是目前使用較為普遍的純化方法，二者利用離子交換和分子篩柱層析的原理，起到深度除雜和分級(jí)的作用。

3.4 樺褐孔菌多糖的結(jié)構(gòu)研究

3.4.1 分析方法

目前，樺褐孔菌多糖的結(jié)構(gòu)分析主要集中在單糖組成及比例、多糖純度、相對(duì)分子質(zhì)量、糖苷鍵的連接順序和方式、糖苷的異頭異構(gòu)形式、糖環(huán)形式等上，常用的分析方法主要是化學(xué)法和儀器分析法（光譜分析法為主），化學(xué)法通常需要與儀器相結(jié)合，而生物學(xué)方法鮮有研究。化學(xué)法主要有酸水解、甲基化分析方法、高碘酸氧化法、Smith降解法、薄層層析、剛果紅試驗(yàn)等，樣品和試劑需求量大，步驟多、操作難。儀器分析法有：高效液相色譜法、氣相色譜法、紅外光譜分析法、高效凝膠滲透色譜法、核磁共振光譜分析法和氣質(zhì)聯(lián)用等，此類方法儀器精度要求高，數(shù)據(jù)精確，快速方便，試劑和樣品量少。目前，關(guān)于樺褐孔菌多糖結(jié)構(gòu)的研究較少，部分樺褐孔菌多糖分離純化和結(jié)構(gòu)分析見表4。

表4 常見的樺褐孔菌多糖分離純化和結(jié)構(gòu)分析Table 4 Common isolation，purification，and structural analysis of polysaccharides from Inonotus obliquus

目前，常用酸水解、甲基化分析方法、高碘酸氧化法和Smith降解法結(jié)合儀器分析法來檢測單糖的組成和糖殘基的構(gòu)型。綜上，可以看出樺褐孔菌多糖測定相對(duì)分子質(zhì)量常用凝膠滲透色譜、高效液相色譜等；單糖的組成主要應(yīng)用氣相色譜、高效液相色譜（高效離子色譜法）等，進(jìn)樣前常進(jìn)行酸水解和衍生化處理；剛果紅試驗(yàn)常用于空間構(gòu)象的檢測；紅外光譜主要檢測多糖含有的官能團(tuán)和糖苷鍵的構(gòu)型；紫外光譜應(yīng)用于檢測多糖的雜質(zhì)，即核酸和蛋白質(zhì)是否存在；核磁共振主要對(duì)糖苷鍵的構(gòu)型和糖鏈的化學(xué)組成進(jìn)行分析。此外，多糖形貌測定常用到掃描電鏡和原子力顯微鏡等[26]。所報(bào)道的樺褐孔菌多糖結(jié)構(gòu)表征存在差異，這可能與檢測手段、多糖來源和分離純化等存在一定的關(guān)系，這也將是為樺褐孔菌多糖的應(yīng)用制定可行性的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)所必須攻克的難題。

3.4.2 構(gòu)效關(guān)系

樺褐孔菌多糖生物活性和結(jié)構(gòu)之間的構(gòu)效關(guān)系是近年來深入研究的難點(diǎn)。多糖的單糖組成及比例、相對(duì)分子質(zhì)量、糖苷鍵的連接順序和方式、糖苷的異頭異構(gòu)形式、糖環(huán)形式和空間構(gòu)象等共同組成了多糖的初級(jí)和高級(jí)結(jié)構(gòu)，大量研究表明，多糖的結(jié)構(gòu)與生物活性密切相關(guān)，結(jié)構(gòu)的改變會(huì)引起生物活性功能的改變。結(jié)構(gòu)的差異性有多種因素造成，如多糖的來源、制備方式、分離純化方式和化學(xué)修飾等。

He 等[44]分別以葡萄糖（glucose，Glc）、果糖（fructose，F(xiàn)ru）、乳糖（lactose，Lac）和葡萄糖+乳糖為碳源，從樺褐孔菌菌絲中提取純化了4種樺褐孔菌粗多糖（crude Inonotus obliquus polysaccharides，CIOPs）和 4 種樺褐孔菌中性多糖（neutral Inonotus obliquus polysaccharides，NIOPs），結(jié)構(gòu)解析可知4種NIOPs的分子量、單糖組成和糖苷鍵有明顯的差異，4種粗多糖和4種中性多糖處理組巨噬細(xì)胞（RAW264.7）和腫瘤細(xì)胞（HeLa和S180）的增殖差異顯著，熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（quantitative real time-polymerase chain reaction，qRT-PCR）結(jié)果表明多糖合成途徑中兩個(gè)關(guān)鍵基因pgi和uge的表達(dá)水平因碳源不同而存在顯著差異，說明培養(yǎng)條件影響多糖的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響生物活性。陳義勇等[48]發(fā)現(xiàn)乙酰化樺褐孔菌多糖Ac-IOP3a的抗氧化活性強(qiáng)于樺褐孔菌多糖IOP3a，乙酰化修飾改變多糖分子的糖鏈的空間排布，從而改變空間構(gòu)象，影響多糖的生物活性。

4 樺褐孔菌多糖的生物活性

高級(jí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，決定了生物活性的多樣性。樺褐孔菌多糖因其優(yōu)異的生物學(xué)功能，深受研究者的深受青昧，在抗氧化活性、抗癌、降血糖、增強(qiáng)免疫力等方面研究成果顯著，這將大大促進(jìn)樺褐孔菌多糖在食品、化妝品、保健品和醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。

4.1 抗氧化活性

樺褐孔菌多糖可清除活性氧自由基（reactive oxygen species，ROS），增強(qiáng)超氧物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和過氧化物酶（peroxidase，POD）的活性。紀(jì)欣童等[4]優(yōu)化水提和堿提樺褐孔菌粗多糖提取方法，在多糖濃度為2.5 mg/mL時(shí)，堿提多糖的羥基自由基清除率達(dá)80.28%，水提多糖為51.19%。Du等[49]利用醇沉分級(jí)法從樺褐孔菌菌核中分離出3個(gè)水溶性多糖組分（IOP40、IOP60 和 IOP80），比較其還原能力、清除DPPH自由基能力、清除過氧化氫能力、清除羥基自由基能力發(fā)現(xiàn)，抗氧化活性隨濃度增加而增加，排序均為 IOP60＞IOP40＞IOP80。

4.2 抗癌作用

樺褐孔菌多糖通過增強(qiáng)機(jī)體免疫能力，影響癌細(xì)胞的周期分布，直接參與細(xì)胞的凋亡過程等，以此發(fā)揮抗癌作用[50]。李佳威等[51]體外試驗(yàn)以樺褐孔菌多糖處理人結(jié)腸癌細(xì)胞（SW620），并以氧化偶氮甲烷/葡聚糖硫酸鈉建立結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)直腸癌（colitis-associated colorectal cancer，CAC）小鼠模型，記錄小鼠體重及結(jié)腸腺瘤的變化，發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌多糖抑制了SW620細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)SW620細(xì)胞發(fā)生凋亡，小鼠CAC的發(fā)展受到了抑制，可能通過NF-κB和NLRP3信號(hào)途徑的調(diào)控。Fan等[52]利用DEAE-Sepharose CL-6B和Sepharose CL-6B柱從樺褐孔菌中分離純化出單一組分多糖，在體內(nèi)顯示出抗腫瘤活性，還可以顯著增強(qiáng)荷瘤小鼠的免疫應(yīng)答，增強(qiáng)淋巴細(xì)胞增殖能力，提高刀豆蛋白A（concanavalin A，ConA）誘導(dǎo)的淋巴細(xì)胞增殖能力，增加腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的產(chǎn)生。

4.3 降血糖作用

天然產(chǎn)物多糖、多酚等活性成分可抑制α-淀粉酶或α-葡萄糖苷酶活性，抑制晚期糖基化終產(chǎn)物的形成[53]。關(guān)于樺褐孔菌多糖降血糖的機(jī)制說法不一，主要集中在改善胰島素抵抗、提高機(jī)體對(duì)胰島素的敏感性和調(diào)節(jié)糖代謝（抑制葡萄糖吸收、增加肝糖原含量、促進(jìn)糖酵解、抑制糖異生4個(gè)糖代謝）3個(gè)方面[54]。王夢雅等[55]研究樺褐孔菌兩種純化多糖在不同濃度下的降血糖活性，結(jié)果表明純化多糖對(duì)Hep G2和IR-Hep G2細(xì)胞的葡萄糖消耗促進(jìn)作用優(yōu)于二甲雙胍，對(duì)α-葡萄糖苷酶在體外具有高于粗多糖的活性抑制作用。Wang等[56]對(duì)高脂飲食和鏈脲佐菌素（streptozocin，STZ）誘導(dǎo)的2型糖尿病小鼠喂食樺褐孔菌多糖（900 mg/kg），與對(duì)照組相比在恢復(fù)體脂質(zhì)量，降低空腹血糖水平，提高葡萄糖耐受能力，提高肝糖原水平和改善胰島素抵抗上效果顯著。

4.4 增強(qiáng)免疫力

樺褐孔菌多糖可激活小鼠非特異性免疫，尤其是T、B淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫和體液免疫。姜新等[57]研究發(fā)現(xiàn)，樺褐孔菌多糖能夠降低鏈脲佐菌素（STZ）誘導(dǎo)的C57BL/6糖尿病模型小鼠糖、脂水平，而脾指數(shù)脾臟的CD4+/CD8+比值也在提高，說明樺褐孔菌多糖可增強(qiáng)糖尿病的免疫功能。張澤生等[58]比較樺褐孔菌多糖對(duì)正常小鼠和低免疫力小鼠免疫功能的影響發(fā)現(xiàn)，樺褐孔菌多糖可顯著提升小鼠免疫器官指數(shù)、吞噬指數(shù)和血清溶血素含量，說明樺褐孔菌多糖能夠增強(qiáng)小鼠的免疫力。孫艷美等[59]發(fā)現(xiàn)環(huán)磷酰胺化療小鼠的胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)、小鼠血清IgG和IgM水平經(jīng)過樺褐孔菌多糖處理后有明顯的提高，說明樺褐孔菌多糖可提高小鼠的免疫功能，保護(hù)免疫功能的損傷。

4.5 其他生物活性

除上述作用功效外，樺褐孔菌多糖還具有抗病毒、抗菌、保肝、抗炎、抗疲勞、抗輻射等功效。蔣月等[60]發(fā)現(xiàn)水提樺褐孔菌多糖可在體外抗新城疫病毒，Tian等[61]證明樺褐孔菌多糖是潛在的抗貓病毒的廣譜抗病毒藥物。孫艷美等[59]發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌多糖具有抗輻射功效可能通過調(diào)節(jié)細(xì)胞因子來降低高功率微波輻射對(duì)免疫器官傷害。鐘秀宏等[62-63]研究證明樺褐孔菌多糖對(duì)異煙肼和利福平所致肝損傷小鼠的保護(hù)作用，肝細(xì)胞變性和壞死程度比護(hù)肝片效果顯著，肝組織的病理改變也得到進(jìn)一步緩解。Zhang等[26]通過小鼠的強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)證明，50 mg/kg劑量的樺褐孔菌多糖單一組分具有延緩生理疲勞和改善心理疲勞的作用。

5 問題與展望

樺褐孔菌憑借其優(yōu)異的藥理活性吸引著廣大的研究者，樺褐孔菌多糖藥理研究近年來發(fā)展迅速，在保健品和醫(yī)藥領(lǐng)域呈現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，但不可否認(rèn)也出現(xiàn)部分問題：（1）樺褐孔菌多糖多停留在實(shí)驗(yàn)室階段，還未發(fā)現(xiàn)工業(yè)化大批量生產(chǎn)的方法，而且市面上多以多糖粗提取物售賣，沒有統(tǒng)一的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，無法作為正規(guī)藥品使用。（2）粗提取物難以說明藥理作用是否歸因于一種單一成分，或歸因于許多單獨(dú)成分的協(xié)同效應(yīng)，以及各個(gè)組成部分之間是否存在拮抗作用。（3）現(xiàn)階段的結(jié)構(gòu)分析多停留于一級(jí)結(jié)構(gòu)，高級(jí)結(jié)構(gòu)和構(gòu)象研究不深入。（4）功效作用機(jī)制還未統(tǒng)一明確，體內(nèi)試驗(yàn)和醫(yī)學(xué)臨床研究鮮有報(bào)道。（5）誘導(dǎo)發(fā)酵、提取工藝、分離純化和結(jié)構(gòu)分析等試驗(yàn)方法對(duì)樺褐孔菌多糖的結(jié)構(gòu)和生物活性的影響缺乏研究。以上問題是限制樺褐孔菌多糖研究和應(yīng)用的重要因素。

對(duì)于上述問題，今后的研究可在以下方向開展：（1）開發(fā)新型誘導(dǎo)劑，深入研究誘導(dǎo)劑在深層發(fā)酵中的作用機(jī)理，以及所得多糖與子實(shí)體的差異性。（2）深入挖掘樺褐孔菌多糖生物活性和作用機(jī)制，開發(fā)儀器分析方法，探求結(jié)構(gòu)與生物活性的構(gòu)效關(guān)系及作用靶點(diǎn)。（3）深入對(duì)該多糖分子水平上的認(rèn)識(shí)，可對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾及改性，或與其他藥物配伍，加強(qiáng)療效。（4）建立和完善多糖提取、分離純化和結(jié)構(gòu)分析等工藝流程和關(guān)鍵參數(shù)，提高多糖得率和純度，分離出均一組分的多糖。（5）加強(qiáng)樺褐孔菌多糖作用機(jī)制和治病機(jī)理的研究，加深醫(yī)學(xué)上的認(rèn)識(shí)，應(yīng)用于臨床研究。（6）建立工業(yè)生產(chǎn)體系和統(tǒng)一質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，開發(fā)出有效的樺褐孔菌多糖功能性食品。