灵芝孢子的破壁方法及其药理作用研究进展

杨 杭，刘 凤，练心洁，邹 亮，郭晓恒，雨 田

(1.大理大学 药学与化学学院，云南 大理 671000； 2.成都大学 药学与生物工程学院，四川 成都 610106；3.成都大学 医学院(护理学院)，四川 成都 610106)

灵芝孢子的破壁方法及其药理作用研究进展

杨 杭1，刘 凤2，练心洁2，邹 亮3，郭晓恒3，雨 田3

(1.大理大学 药学与化学学院，云南 大理 671000； 2.成都大学 药学与生物工程学院，四川 成都 610106；3.成都大学 医学院(护理学院)，四川 成都 610106)

灵芝，其子实体、孢子粉均可食用或入药，其中灵芝孢子具有灵芝的全部遗传活性物质，其药用价值日益受到重视.研究发现，灵芝孢子具有抗癌、免疫调节、抗氧化、神经保护、保肝和抗糖尿病等药理作用，但由于灵芝孢子壁具有一层坚硬的几丁质外壳，不易破碎，影响其功效的发挥.为了灵芝孢子的合理开发和应用，综述了近年来灵芝孢子的破壁方法及其药理作用，以期为灵芝孢子产品的研究与开发提供一定的参考价值.

灵芝；孢子；破壁方法；药理作用

0 引 言

灵芝，始载于《神农本草经》，属于担子菌纲多孔菌科灵芝属的一种药用真菌植物.灵芝孢子是灵芝在成熟时从菌盖中弹射出来的极微小的孢子，具有较高的药用价值和药理活性[1]，其药理作用主要为抗癌、免疫调节、抗氧化、神经保护、保肝和抗糖尿病等[2].由于灵芝孢子具有双层细胞壁，其主要为几丁质、纤维素、木质素等，导致其细胞壁坚韧，不易破解，使其中的有效成分难以被人体吸收利用[3].对此，本研究主要综述了灵芝孢子的破壁方法及其药理作用，以期充分了解灵芝孢子的研究现状，为其进一步的研究、开发和利用提供一定的参考依据.

1 灵芝孢子破壁方法

目前，国内外有关研究对灵芝孢子的破壁方法概括起来主要有5种，分别为生物法、化学法、物理法、机械法和综合法[4].

1.1 生物法

生物法的优点是基本不消耗能量，破碎效果较好，设备简单；缺点是需要的时间较长，并且难以去除残留的酶液或微生物等.

1.1.1 孢子萌发法.

孢子萌发法主要利用灵芝孢子自身的萌发能力破坏灵芝孢子细胞壁，释放胞内成分.例如，李晓等[5]，将灵芝孢子和面粉等混合，在温度27～29 ℃、相对湿度75%～85%条件下发酵，结果显示，灵芝孢子萌发良好.

1.1.2 酶解法.

酶解法通过利用几丁质酶、纤维素酶或溶壁酶等酶液的一种或多种，使灵芝孢子细胞壁中的成分降解，释放其有效成分.例如，姜沅彤[6]使用生物酶辅助提取灵芝酸A，最终实现灵芝酸A的提取率达到0.54%.

1.1.3 溶菌法.

利用微生物和灵芝孢子一同发酵，让微生物在发酵过程中降解灵芝孢子细胞壁.例如，李海龙等[7]利用益生菌枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌与灵芝孢子进行液态发酵，最终使得灵芝孢子破壁率达到85%以上.

1.2 化学法

化学法的优点与生物法较为相似；缺点是提取溶剂易导致有效成分变性，且溶剂残留不易去除.

1.2.1 溶剂提取法.

溶剂提取法利用“相似相溶”原理，使灵芝孢子在水、乙醇等溶剂中长时间浸泡或回流，从而使有效成分扩散到溶剂中.例如，Lee等[8]采用25%乙醇提取灵芝中的成分，最终减压浓缩并定容至500 mL保存，通过灵芝的25%乙醇提取物，研究其通过激活Nrf2/HO-1通路增强细胞的抗氧化作用，该方法对灵芝孢子的提取率较好.

1.2.2 酸、碱降解法.

酸、碱降解法利用无机或有机酸、碱等破坏灵芝孢子细胞壁中几丁质、纤维素等成分的结构，使其有效成分易于溶出.例如，吕先等[9]使用无机酸或有机酸溶液热处理灵芝孢子提取灵芝多糖，最后多糖中分子量在2 000～4 900 Da的部分均在60%以上.

1.3 物理法

物理法的工作原理各异，优缺点也不相同，总体来说，物理法的能量消耗较大，且设备较为复杂、投资较大.

1.3.1 低温冷冻法.

低温冷冻法利用灵芝孢子中的水分在低温条件下结晶、结晶长大等作用破坏灵芝孢子细胞壁.例如，金刚[10]在实验中将灵芝孢子在-20 ℃反复冻融，其破壁率高达99.5%.

1.3.2 超声波法.

超声波法主要利用超声的空机械振动和空化效应来破坏灵芝孢子细胞壁.例如，Alzorqi等[11]利用超声波提取β-D-葡聚糖，在优化条件下β-D-葡聚糖的产量为5.228 mg/g.

1.3.3 微波法.

微波法利用微波的穿透能力和热效应，使细胞内部的温度迅速上升，从而使细胞内部的压力超过细胞壁膨胀所能承受的压力而破碎，促使其有效成分释放.例如，杨连威[12]先将灵芝孢子进行微波处理，而后在低温深加工，灵芝孢子的破壁率可达99%以上.

1.3.4 超临界提取法.

超临界提取法利用气体在超临界状态下的性质，即流体的性质，使有效成分被流体萃取，Li等[13]运用超临界CO2萃取技术提取灵芝孢子，萃取率达到37%.

1.4 机械法

机械法的优点是操作简单、易行；缺点是机械设备投资大、运行成本较高.

1.4.1 碾压、挤压法.

在低温等条件下，利用罐体和球磨等的迅速摆动、碾磨、挤压将灵芝孢子破壁.例如，刘元法等[14]利用高能纳米冲击磨对灵芝孢子进行破壁处理，灵芝孢子的破壁率在80%以上，且能有效解决黏球、黏壁现象.

1.4.2 高压气爆法.

高压气爆法通过在某一时间内将未破壁的灵芝孢子维持在高压力的状态中，然后在另一时间内泄压至较低压力，使灵芝孢子细胞壁上的孔穴增大和增多.例如，刘东波等[15]运用高压气爆法处理灵芝孢子样品后，灵芝多糖和三萜提取率有较大提高.

1.4.3 气流粉碎法.

气流粉碎法使压缩空气通过特定角度的研磨嘴进入研磨腔，产生高速的螺旋状气流，物料在螺旋气流的带动下在研磨腔内高速旋转，颗粒间由于不同速度而产生碰撞，从而达到粉碎的效果.例如，肖鑫等[16]利用高压气流粉碎法处理灵芝孢子，破壁率达99%以上.

1.4.4 高压均质法.

高压均质法利用高压均质机的撞击、剪切、空化、湍流等作用，将物料“研磨”成微小的颗粒，达到均质化的效果.例如，刘春延等[17]使用高压均质技术破除灵芝孢子细胞壁，破壁率平均值为94.35%.

1.5 综合法

综合法，即联合运用以上4种方法中的2种及以上对灵芝孢子进行破壁.目前，国内外的灵芝孢子破壁技术和方法，很少单独使用，绝大多数是同时或先后使用上述几种方法，以增加灵芝孢子的破壁率.其原因主要是：灵芝孢子十分微小，且细胞壁十分坚韧,单独的一种作用难以快速、彻底的破坏灵芝孢子壁，因此，综合法的运用成为可能.例如，邹恩达[18]就先后使用酶解法、低温真空干燥法、低温冷冻法、机械法等方法来处理灵芝孢子，以提高其破壁率.

2 药理作用

灵芝孢子具有灵芝完全的遗传物质，因此两者的药理作用基本完全相似.随着灵芝孢子研究的深入，其药理作用越来越受到人们的关注.目前，国内外对灵芝孢子药理作用的研究主要集中于抗癌、免疫调节、抗氧化、神经保护、保肝、抗糖尿病等方面.

2.1 抗癌作用

相关研究发现，灵芝孢子的抗癌作用主要由多糖、三萜等有效成分起作用.例如，Fukuzawa等[19]研究发现灵芝孢子中含有16～20个碳的长链脂肪酸，能够抑制各种癌细胞的增殖；Liu等[20]通过气相色谱检测出含16个、18个碳的脂肪酸，具有抑制癌细胞增殖的作用，Gao等[21]发现含有19个碳的脂肪酸也具有抑制癌细胞增殖的作用，Shen等[22]发现灵芝孢子可以通过调节肝细胞和几种相关免疫细胞的miRNA来抑制人肝癌细胞HepG2的增殖，从而达到治疗肝癌的目的，在测定的61个miRNA中，miR-3131的表达最多，Li等[23]观察灵芝孢子的超临界CO2提取物对离体胆管癌的影响，发现其能抑制离体胆管癌的迁移，其作用主要是通过抑制TGF-β1诱发上皮间质转化(EMT)，从而抑制EMT激活胆管癌细胞的迁移.此外，其他相关研究还指出，灵芝孢子提取物对乳腺癌[23]、前列腺癌[24]、结肠癌等[25]多种癌症治疗均有效果.

2.2 免疫调节作用

灵芝孢子在传统中药中用来调节免疫系统已有较长历史.Pan等[26]观察灵芝孢子多糖对甲基硝基亚硝基胍(MNNG)诱发胃癌大鼠的免疫性和抗氧化活性的影响发现，给予患胃癌大鼠灵芝孢子多糖后，可以降低血清和胃组织中脂质过氧化产物水平，并使胃癌所致的血清SOD、CAT和GSH-Px水平趋于正常，表明灵芝孢子多糖具有一定的免疫调节作用和抗氧化作用.王瑛等[27]实验发现，灵芝孢子可以提高ConA诱导的小鼠淋巴细胞转化能力，增强SRBC诱导的小鼠足肿胀，增加溶血空班数等，表明灵芝孢子主要通过作用于免疫细胞增强其活性，从而直接或间接调节机体免疫功能.

2.3 抗氧化作用

2.4 神经保护作用

灵芝孢子对神经系统有一定的保护作用.Zhou等[30]研究发现，给大鼠服用高剂量(8 g/kg/d)的灵芝孢子粉可以使大鼠海马区谷胱甘肽/谷胱甘肽过氧酶(GSH/GR)和丙二醛(MDA)恢复到正常水平，保护大鼠的海马区神经细胞，从而减少阿尔茨海默病的发生.Gokce等[31]观察到，给予脊髓损伤大鼠灵芝多糖后，其能够减少组织中半胱氨酸蛋白酶-3、肿瘤坏死因子α、过氧化物酶、丙二醛和一氧化氮的水平，从而保护脊髓损伤神经细胞.

2.5 保肝作用

相关研究表明，灵芝孢子具有护肝、保肝作用.Jin等[32]研究发现，灵芝孢子粉对镉(Cd)引起的肝损伤小鼠具有保护作用，其作用主要是减少血清中ALT、AST含量和肝脏指数，改善组织的病理状态.胡宗苗等[33]观察到灵芝孢子对CCl4肝损伤小鼠的纤维化保护作用，经灵芝孢子治疗后可显著降低小鼠血清中ALT和AST含量，升高肝组织中SOD含量，降低MDA含量，组织病理学显示，灵芝孢子可使肝纤维化程度降低，且肝组织中MMP-9蛋白表达显著降低，提示灵芝孢子可能通过调节MMP-9蛋白来改善肝纤维化.

2.6 抗糖尿作用

在灵芝孢子的抗糖尿作用方面，Ma等[34]研究发现，灵芝中的成分，如多糖、三萜、蛋白聚糖和蛋白质等均具有抗糖尿病作用，灵芝多糖和蛋白聚糖的FYGL组份具有降低总胆固醇、甘油三酯和体内低密度脂蛋白的水平，这可能有助于预防糖尿病并发症的发生，如动脉粥样硬化和高脂血症.Xiao等[35]研究发现，灵芝多糖中的F31组份具有抗糖尿病的潜力，其作用机制可能是通过激活AMPK通路从而减少肝葡萄糖调节酶mRNA的水平、改善胰岛素抵抗和降低附睾的脂肪率有关，因此，其可以用来预防和治疗肥胖和2型糖尿病.

3 结 语

随着科学技术的发展以及科研人员对灵芝孢子的深入研究，灵芝孢子的药理作用和预防保健功能日益显现.目前，灵芝及灵芝孢子产品不再仅仅局限于药用，而是更多地进入了食品、饮料和保健等大健康产业.因此，加大对灵芝孢子破壁技术和药理作用的深入研究，找到高效、经济、合理的破壁方法，从而使灵芝孢子的有效成分和药用价值达到最大化的利用.同时，深入研究灵芝孢子药理作用的物质基础和作用机制，完善、丰富和发扬传统药材的作用，可为灵芝孢子的合理利用找到更好的途径.

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ResearchProgressonWall-brokenMethodsofGanodermaLucidumSporesandItsPharmacologicalEffects

YANGHang1,LIUFeng2,LIANXinjie2,ZOULiang3,GUOXiaoheng3,YUTian3

(1.College of Pharmacy and Chemistry, Dali university, Dali 671000, China; 2.School of Pharmacy and Bioengineering, Chengdu University, Chengdu 610106, China; 3.School of Medicine(School of Nursing), Chengdu University, Chengdu 610106, China)

As for Ganoderma Lucidum,also known as “Xian Cao",“Rui Cao",its body and spore powder are edible or can be used as medicine.Ganoderma Lucidum spores contain all the genetic active material of Ganoderma Lucidum,so its medicinal value has attracted more attention.It's found that Ganoderma Lucidum spores have anti-cancer,immune system regulating,anti-oxidant,neuroprotective,hepatoprotective,anti-diabetic and other pharmacological effects.However,there is a hard layer of chitin which is not easy to break on the Ganoderma Lucidum spore wall,which has negative influence on the full functioning of all the pharmaceutical effects of Ganoderma Lucidum spore.For appropriate development and application of Ganoderma Lucidum spores,this paper reviews the wall-broken methods of Ganoderma Lucidum spores in recent years and its pharmacological effects,so as to provide some valuable references for the research and development of Ganoderma Lucidum spore products.

Ganoderma Lucidum;spore;wall-broken methods;pharmacological effects

R282.710.5

A

1004-5422(2017)04-0364-05

2017-09-11.

四川省科技厅重点科研计划(2017NZ0046)、 成都大学校青年基金(2017XJZ22)资助项目.

杨 杭(1990 — )，男，硕士研究生，从事中药药剂学研究.