靈芝多糖提取技術研究進展

摘 要：靈芝是一種扶正固本、滋補強壯的藥用真菌，富含靈芝多糖、靈芝三萜、生物堿、蛋白質等生物大分子。其中，靈芝多糖是其發揮降血糖、降血壓、抗氧化、抗腫瘤、提高免疫力、補氣安神等功效的主要活性成分，在食品保健、中醫臨床等領域具有廣闊的應用前景。本文對靈芝多糖提取技術的研究進展進行綜述，以期為更好地開發利用靈芝多糖提供參考。

關鍵詞：靈芝；多糖；提取技術

Research Progress on Extraction Technology of Ganoderma lucidum Polysaccharide

ZHANG Jing LIANG Hao ZHAO Dandan DAI Wenna GAO Ting

（1.Wuhu Institute of Technology， Wuhu 241000， China;

2.Wuhu Product Quality Supervision and Inspection Institute， Wuhu 241000， China）

Abstract： Ganoderma lucidum is a kind of medicinal fungus that strengthens the body， which is rich in Ganoderma lucidum polysaccharides， Ganoderma lucidum triterpenoids， alkaloids， proteins and other biological macromolecules. Among them， Ganoderma lucidum polysaccharide is the main active ingredient that plays its role in lowering blood sugar， lowering blood pressure， antioxidant， anti-tumor， improving immunity， invigorating qi and calming the mind， etc.， and has broad application prospects in food health care， traditional Chinese medicine clinical and other fields. This paper reviews the research progress of Ganoderma lucidum polysaccharide extraction technology， in order to provide a reference for better development and utilization of Ganoderma lucidum polysaccharides.

Keywords： Ganoderma lucidum; polysaccharide; extraction technology

靈芝（Ganoderma lucidum）是擔子菌綱（Basidiomycota）、多孔菌目（Polyporales）、靈芝科（Ganodermataceae）、靈芝屬（Ganoderma）的一種大型藥用真菌，又稱為神芝、仙草、瑞草、林中靈、瓊珍，在傳統醫學中常與人參齊名。靈芝富含生物堿、萜類化合物、多糖、甾醇類、核苷類、蛋白質及氨基酸等多種活性成分，具有較高的營養價值。其中，靈芝多糖（G. lucidum polysaccharides，GLPs）是其發揮生理功效的主要活性成分之一，按照來源不同，可分為孢子多糖、子實體多糖、菌絲體多糖及發酵液多糖，具有抗氧化、降血糖、抗疲勞、抗腫瘤、調節免疫和預防心血管疾病等作用[1]。但是，靈芝多糖必須在一系列科學完善的提取工藝加工下才能保持良好的生物學活性，因此如何在保持生物活性的基礎上提高靈芝多糖的得率引起了研究者的廣泛關注。本文就近年來對靈芝多糖的提取純化技術進行總結分析，旨在為靈芝多糖的高效提取提供一定理論依據，進一步推動其在食品科學、生物醫學等領域的開發應用。

1 靈芝多糖的特點

靈芝多糖是一種極性大分子化合物，由葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、巖藻糖、半乳糖等組成的三條單糖鏈所構成，具有與DNA類似的螺旋狀立體結構，相鄰螺旋之間由氫鍵連接固定[2]。靈芝多糖的活性不僅與分子量、黏度、溶解性有關，更與其初、高級結構以及空間構象密不可分。研究認為，主鏈越長、側鏈越多、空間結構越復雜，其活性越高。靈芝多糖的有效提取應兼顧多糖得率及活性選擇合適的提取方法。總體來看，靈芝多糖的提取應先去除干擾物質，再將其溶于極性溶劑進行濃縮，加入有機試劑使多糖析出，再進行固液分離獲得目標物質。

2 傳統提取方法

2.1 水提法

水提法又稱為水煎煮法，是傳統提取工藝中最常用的方法，又分為冷水浸提、熱水浸提。靈芝多糖是極性大分子化合物，易溶于水，常采用熱水浸提法提取。將預處理好的靈芝樣品在合適的煎煮器中進行反復浸提，所得濾液濃縮后加入適量乙醇進行醇沉，離心分離后得到沉淀物多糖，用乙醚或丙酮洗脫，再進行真空冷凍干燥得到產物粗多糖。白鳳岐等[3]在單因素實驗基礎上通過正交試驗優化了靈芝粗多糖提取工藝參數，在浸提溫度100 ℃、浸提時間7 h、料液比1∶40（g∶mL）條件下，靈芝粗多糖得率為25.41 mg·g^-1。

熱水浸提法操作簡便、成本低，但需要反復多次浸提，處理時間較長，能耗高，同時對溫度控制要求較嚴格，且難以完全溶出所有多糖，提取的多糖多為胞壁外多糖，雜質多、黏度大。

2.2 酸堿提取法

酸堿提取法即是在酸性堿性條件下提取多糖，主要依靠破壞其他物質與多糖相結合的化學鍵，使多糖成為游離態進行浸提，再經中和、濃縮、醇沉、分離、洗脫和干燥得到粗多糖。余鈺驄等[4]采用高溫強酸法水解靈芝渣，以多糖得率和抗氧化活性為評定標準，得出131 ℃水解4 h，酸濃度為0.1 mol·L^-1時，多糖得率為2.666%，半抑制濃度（IC50）為1.039 mg·mL^-1。

酸堿提取法在水提法的基礎上進一步提高了多糖得率，但稀酸稀堿溶液pH值難以控制，容易使多糖水解，破壞多糖的活性結構[2]。此外，不同靈芝多糖的嗜酸嗜堿性不同，在提取前應對不同樣品進行結構分析鑒定，加大了工作量。

3 復合酶法

由于靈芝多糖大部分存在于子實體細胞壁內，而細胞壁內除多糖外還含有纖維素、蛋白質、果膠等多種物質，這些物質的存在勢必會對多糖的提取產生不良影響。通過酶處理技術提取多糖可以降低反應所需的活化能，在較低的能量水平下分解雜質。常用的酶有果膠酶、蛋白酶及纖維素酶等，復合酶法即按一定比例采用蛋白酶、果膠酶和纖維素酶，此法實施過程大致為將原料和水按照一定的比例配成溶液，調pH值，加入復合酶制劑，在適宜溫度的水浴中酶解，然后再過濾、濃縮、醇沉、分離、洗脫、干燥得到粗多糖。林宇野等[5]通過實驗獲得了酶法提取多糖的最佳工藝條件，即在調節pH值為6.3，加入1%果膠酶、蛋白酶和纖維素酶組成的復合酶制劑，50 ℃下酶促反應40 min，再急速升溫至80 ℃消除酶活性，并進行保溫浸提操作，提取率可達16.3%。

復合酶法總體反應條件溫和，具有環境友好、雜質易除、提取效率高等優點。但復合酶法也存在局限性，酶的最適pH值和最適溫度范圍較窄，實驗過程中溫度、pH值的輕微改變都會使酶的活性大大降低，因此對實驗設備、實驗環境要求較高；酶制劑價格相對比較高，所以復合酶法提取多糖的經濟效益無法保證。

4 超聲提取法

超聲提取法是一種新型的提取方法，廣泛應用于天然產物的提取。該方法利用超聲場形成局部高壓，破壞子實體細胞壁及整個生物體，同時利用超聲波對媒介產生獨特的振動、空化及熱力學作用，提高胞內物質的運動頻率及穿透力，加速目標物質的溶出、擴散、提取。田淑雨等[6]采用超聲來輔助提取靈芝多糖，并運用Box-Behnken中心組合法進行響應面優化實驗，獲得靈芝多糖的最佳提取條件為液料比25∶1（mL∶g）、超聲提取功率760 W、超聲提取時間60 min，此時多糖得率可達3.60%，且抗氧化活性較高。

在多糖提取過程中，超聲提取法可以顯著縮短提取時間，防止產物降解和活性降低，此外還有節約溶劑、降低生產成本等優點。但大量研究表明，超聲輔助提取多糖的產率較低，只有3%左右。這可能與超聲處理時間有關，處理時間過長，糖苷鍵斷裂，多糖結構被破壞；處理時間過短，提取殘渣中有大量多糖未被提取出來。要想充分發揮超聲提取法優勢，就要嚴格控制提取條件。超聲波的處理功率、處理時間及處理溫度等因素都會對提取效果產生影響，所以常通過正交實驗、響應面優化實驗等對處理條件進行優化。

5 微波提取法

微波提取法是利用微波能加熱，以致細胞內極性物質吸收大量熱能、熱運動加劇，胞內物質在微波的交變電磁場作用下發生極性振蕩，分子間氫鍵斷裂，同時胞內液體汽化致使細胞結構難以維系，細胞壁破裂，從而加速胞內目標物質溶出的一種方法。微波提取多糖物質是微波輔助提取天然物質中發展較早、研究較為透徹的領域之一，通常有3種應用場景：①對于大批量料液，以微波為熱源進行長時間提取，時長為30～90 min，升溫較緩，便于控制；②對于小體積的料液，利用微波短時間迅速加熱，通常在10 min左右將多糖提取出來；③微波破壁浸提聯用，先利用微波快速升溫效應進行短時間高溫作用，再繼續進行一段時間的低溫浸提，將多糖充分提取出來。

微波加熱的方式與普通的熱傳遞不同，其生熱機制為分子在強磁場作用下劇烈碰撞產生摩擦熱，其獨特的熱效應使得微波提取法具有加熱速度快、加熱均勻、節能高效、具有選擇性等優點。曾玲等[7]通過響應面優化分析對靈芝多糖的微波提取工藝進行優化，發現料液比為1∶32，微波頻率為1 960 MHz，提取時間為14 min時，多糖得率達到最高，為6.86%。然而，微波提取法也存在需要額外清洗步驟、對極性溶劑有限制等有待改善的不足之處。

6 其他提取法

除了上述幾種常見的提取方法外，也有一些新型提取技術相繼問世，如超臨界流體萃取技術、低共熔溶劑萃取技術、亞臨界水提技術以及兩種技術聯用的方法。喻桃生等[8]采用超臨界CO2流體連續萃取赤芝中靈芝多糖，提取率達到9.8%，多糖純度為45%。謝苗等[9]對5種低共熔溶劑進行篩選，運用響應面法對靈芝多糖提取工藝進行優化，獲得最佳提取條件為氯化膽堿-尿素含量34%、提取時間

1.9 h，醇沉7.3 h，多糖得率可達1.1%。鄧辰辰等[10]通過單因素實驗與正交實驗對亞臨界水提取靈芝多糖的工藝條件進行優化，獲得最佳提取條件為提取壓力5 MPa、料液比1∶12（g∶mL）、亞臨界水溫度150 ℃、浸提5 min，靈芝多糖得率達到2.15%。近年來，還有許多聯用方法應用于靈芝多糖的提取，相較于單一提取法可以顯著提高多糖提取效果，有超聲-微波協同法、酶-超聲協同法、高壓-酶協同法等。

7 結語

靈芝是我國傳統的食藥兼用中藥材，多糖是其發揮增強免疫、延緩衰老、抑制腫瘤、保肝解毒、調節血糖作用的主要活性成分。目前，對于靈芝深加工方面的研究方興未艾，多糖提取工藝方面仍有廣闊的研究空間。隨著科學技術的不斷發展，新型的多糖提取技術在提取設備、材料不斷更迭的背景下相繼出現，為靈芝多糖的提取工藝提供了新方法、新思路。

參考文獻

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