桑黄多糖的药理作用及提取方法研究进展

刘帅 莫俊恺 潘丹阳 刘高强，2

（1. 中南林业科技大学林业生物技术湖南省重点实验室，长沙 410004；2. 中南林业科技大学森林资源生物技术湖南省国际科技创新合作基地，长沙 410004）

桑黄（Phellinus igniarius）属于担子菌亚门，层菌纲，多孔菌科，木层孔菌属，又称桑耳、桑黄菇，是一种珍贵的药用真菌［1］。桑黄主要寄生于杨、柳、桦、栎、松等树木之上，一般生于桑属植物上，偶尔也生长在其他被子植物上，分布较广泛。我国桑黄主要产地集中在东北的长白山林区，黑龙江省东部乌苏里江与兴凯湖之间，西北地区陕西与甘肃交界的“子午岭”自然保护区，国外主要有日本、澳大利亚、韩国、俄罗斯等国家。桑黄作为一种具有抗癌护肝等作用的真菌已经引起了许多专家对其进行研究［2-4］。

桑黄具有广泛的药理活性，现代药理学研究表明桑黄多糖是桑黄主要功效成分。桑黄多糖具有抗肿瘤、抗衰老、抗发炎、提高免疫力和降血糖等活性［5-6］，尤其在抗肿瘤方面，已经被证实了比灵芝、巴西蘑菇等药用真菌还有效［7］，且与传统抗肿瘤药物联用可起到协同效果［8］，因此得到广泛关注。目前主要应用于肝炎及癌症的治疗，因其效果显著，已经开始人工栽培并批量生产。正因为桑黄的药用和保健功效，使得人们越来越重视，这也极大地推动了相关研究和产品的开发［9］。

1 桑黄多糖的药理作用研究

1.1 抗肿瘤作用

桑黄是目前国际上公认的生物治癌领域中有效率排在首位的药用真菌。温克等［7］比较桑黄、灵芝、阿加里斯茸、PL-2，PL-5（MeSima）4种药用真菌对小鼠S180肉瘤和胃癌的抑制作用，结果表明桑黄的抑癌率最高。桑黄的抗肿瘤作用与其多糖等物质有关［8，10-11］。Li等［12］研究了用桑黄（P. igniarius）中活性多糖PIE对小鼠肉瘤细胞S180和肝癌细胞H22的抑制作用，结果表明，桑黄多糖PIE能够显著抑制S180和H22细胞的生长，延长小鼠的生命周期，并可显著提高小鼠体内血清IL-2（白细胞介素-2，Interleukin-2）以及IL-18的水平。由此表明，多糖PIE通过依赖IL-2细胞介导的免疫应答以及刺激肿瘤坏死因子-α（TNF-α，Tumor necrosis factor alpha）相关的抗肿瘤活性来抑制肿瘤生长。Li等［13］用桑黄中蛋白多糖P1处理肝癌细胞，可以使细胞周期阻滞于S期，蛋白组学分析结果表明桑黄多糖诱导的细胞周期阻滞由钙网蛋白和p27-cyclin A/D1/ECDK2信号通路介导，这也是抗肿瘤的机制。

1.2 抗氧化作用

越来越多的研究表明抗氧化是预防衰老的重要步骤。闫景坤等［14］通过实验研究桑黄的体外抗氧化活性发现桑黄胞内多糖具有较好的清除羟基自由基（·OH）、超氧自由基（O2-·）和螯合Fe2+能力，且对O2-·具有明显的清除作用。此外，桑黄多糖能保护线粒体DNA免受活性氧基团造成的损伤，以保证线粒体功能正常完整，并对O2-·、·OH等表现出了很高的清除效率和还原能力［15-16］；王钦博和汪雯翰等［17-19］对桑黄子实体中的抗氧化成分进行了分离纯化，将得到的化合物进行清除O2-·、DPPH·（1，1-二苯基-2-苦肼基（自由基），1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl）、·OH、NO自由基等抗氧化实验，分离得到的一种吡喃酮类化合物（C25H18O9）在清除自由基及其它抗氧化方面均有显著活性，对损伤的PC12神经细胞也有很好的修复能力，并能延缓其衰老。

1.3 免疫调节作用

魏静等［20］分别给H22荷瘤小鼠高、中、低剂量桑黄多糖，除低剂量组中的TNF-α无显著差异外，其他各个给药组血清细胞因子IL-6、IL-2、TNF-α均显著升高，与对照组比较，桑黄多糖各剂量组T、B淋巴细胞的增殖能力显著增强。结果表明桑黄多糖对H22荷瘤小鼠具有一定的抑制作用，其作用机制可能与免疫调节有关。李金凤等［21］研究结果表明桑黄胞外多糖对胶原诱导性关节炎（CIA）大鼠有一定的治疗效果，其作用机理是桑黄多糖进入人机体后抑制NF-κB（核转录因子κB）信号通路，降低TNF-α、IL-1β等基因的转录水平，并通过抑制TNF-α、IL-1β、IL-17的表达，降低辅助性T细胞（Th细胞）、巨噬细胞和成纤维细胞的免疫应答能力。

1.4 其他作用

抗疲劳和耐缺氧。郭俊平等［22］进行小鼠抗疲劳、耐缺氧能力实验，用桑黄多糖对小鼠进行灌胃，得到结果显示灌胃桑黄多糖可以显著延长小鼠游泳时间，提高肝糖原储备，延长小鼠在缺氧环境下和亚硝酸中毒环境下的存活时间。

护肝作用。Wang等［4］用硫代乙酰胺（TAA，Thioacetamide）诱导大鼠肝纤维化，发现共13种蛋白质的差异表达，其蛋白组学数据表明桑黄多糖通过下调铁相关自由基的产生来抑制氧化应激反应、调节氨基酸和核酸代谢来增加谷胱甘肽（GSH）分泌，以达到抗肝纤维化作用。

2 桑黄多糖的提取方法

2.1 溶剂浸提法

桑黄多糖的浸提法包括热水浸提法、稀酸提取法和稀碱提取法等。

水浸提法往往用水作为溶剂浸取多糖，将原料在恒温水浴上回流浸提过滤后得滤液和滤渣，滤渣反复浸取几次后合并滤液，并经浓缩和乙醇沉淀及离心后干燥即得到粗多糖［23］。酸浸提取法主要适用于酸溶性多糖的浸提，其整个浸提过程都是在酸性条件下完成的，将原料和酸性溶液混合后在恒温水浴中浸提一定时间，再用碱中和后进行过滤，滤渣用酸液反复浸提后合并滤液浓缩，并经醇沉和分离及洗涤脱水干燥后即得到粗多糖［24］。碱浸提取法主要适用于碱溶性多糖的浸提，其具体操作过程与酸浸提法类似［25］。

这3种方法为桑黄多糖的传统提取法，该法简单易行、设备要求低、适合大批量生产，但多糖得率低、提取温度高、时间长、易破坏多糖结构、资源耗费大［26-27］。

2.2 酶提取法

由于热水浸提法比较费时且效率低，而酸碱提取法又极易破坏多糖的空间结构及其活性，因此目前多采用酶法进行提取。

酶解法为加入一定量的蛋白酶、果胶酶和纤维素酶等，通常与超声波法、微波法等结合，简称“协同提取法”。此法是先通过超声波或微波作用增加桑黄菌丝的破碎，之后加入酶将细胞壁进一步酶解，从而提高多糖的溶出率，对桑黄胞内多糖的提取效果较好［28］。张岚等［29］采用复合酶法提取干巴菌多糖，并通过响应面法分析得到最优参数为酶解时间64 min，料液比1∶40（mg/L），复合酶浓度0.47%，在此条件下干巴菌多糖提取率为17.87%，提取效果最优。程伟等［30］以桑黄（P. igniarius）子实体为材料，对超声波协同纤维素酶法提取桑黄多糖工艺进行了优化研究。结果表明，较适宜提取工艺条件为纤维素酶1%，超声温度54℃，pH 5.1，超声时间39 min，超声功率240W，在此优化条件下，桑黄多糖得率可达5.30%。酶解法的优点在于条件温和、无污染、提取率高、时间短、杂质易去除、负化学反应少，但易受价格和酶解时间的影响，降低成本是影响其工业化应用的关键［31］。

2.3 超声波提取法

超声波提取法是通过振荡、空化，促进细胞周围形成微流，增加溶剂穿透力，破坏细胞壁结构，提高细胞膜及细胞壁的通透性以达到高效提取多糖的方法。此方法提取量大、快速高效、污染小、温度低、成本低，能够有效避免长时间高温对多糖引起降解和活性变化，而且超声波仪自动化程度高，适用于大规模工业化生产［30-32］。

徐海峰等［33］以灵芝子实体为原材料，采取溶剂浸提、超声波法和微波法对灵芝多糖进行提取，结果表明超声波法提取效果最佳，当料液比1∶20，提取时间30 min，提取温度60℃，多糖提取率达1.714%。傅海庆等［34］以桑黄（P. igniarius）菌丝体为材料，采用超声波细胞粉碎，得到多糖提取工艺的最优参数为：超声波功率210 W，超声波处理时间60 min，料液比1∶50（g/mL），多糖提取率可达12.78%。上述研究结果表明超声波法对真菌多糖的提取率较传统热水提取法明显提高，且与热水提取法相比具有省时、条件温和、操作简便、提取率高、杂质含量少等优点。

2.4 微波提取法

微波提取法是利用微波能来提高萃取率的一种最新发展起来的新技术。其具体原理是在微波场中吸收微波能力的差异使得基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热，从而使得被萃取物质从基体或体系中分离，进入到介电常数较小且微波吸收能力相对较差的萃取剂中。

秦俊哲等［35］以桑黄（P. igniarius）子实体为原料，得出提取多糖最佳工艺条件为：微波处理时间5.1 min，微波功率540W，提取2次，多糖得率4.18%。还发现，影响多糖得率的因素按主次顺序为微波功率＞液料比＞提取时间。时东方等［36］以桑黄（P. igniarius）菌丝为原材料，确定了热水浸提法、微波辅助提取法和超声提取法的最佳工艺。结果表明，微波辅助法与热水浸提法相比，时间缩短且提取率提高了近1倍；与超声提取法相比，时间缩短了1/2，但提取率提高了40%。由此可见，微波辅助提取法优于其它两种方法。郭树凡等［37］以桑黄（P.igniarius）子实体为原材料，研究了微波辅助提取和热水浸提法提取桑黄子实体多糖的最佳提取工艺条件，结果表明，微波辅助提取法提取桑黄子实体多糖所需的时间较短，且多糖得率比热水浸提法提高了20.5%。微波辅助提取真菌多糖优点在于提取率高、提取时间短、高效节能、操作更简便，但仍存在局限性，目前仅适用于实验室，不宜大批量工业生产［31，36］。

2.5 盐提取法

盐析法是在中药水提液中加入无机盐至一定浓度或达饱和状态，可使某些成分在水中溶解度降低，从而与水溶性大的杂质分离的一种提取方法［38］。常作盐析的无机盐有氯化钠、硫酸钠、硫酸镁和硫酸铵等。

3 展望

近年来，人们从香菇、银耳、灵芝、云芝、灰树花和姬松茸等真菌中分离出大量多糖和蛋白多糖，由于这些多糖具有较高的生物活性及较好的免疫调节和抗癌功效，愈来愈引起国内外药理学家、生物学家和化学家们的兴趣，因此真菌多糖成为当前的研究热点。桑黄具有多种药用功效且毒副作用小，是目前真菌中抗癌效果非常好的药用真菌，且桑黄的药效成分、药理作用及其机制通过研究也已被人们熟知［39］。因此桑黄多糖的提取显得尤为重要，溶剂浸提法、超声波提取法和盐提取法都适用于批量工业生产，但溶剂浸提法资源耗费较大；相比而言，微波提取法和酶提取法更适合少量提取用于试验研究，其优点在于提取率高、操作便捷、杂质较少。

日本及韩国开发利用桑黄最早，并已开始人工栽培，批量生产。在日本和韩国市场，桑黄被誉为名贵的中药材，价格昂贵。目前国外主要用于制造防癌药品，提高人体免疫力及养颜保健。由于需求量大、价格高，致使国内各产地对桑黄进行掠夺式开采，导致其子实体孢子无法大量形成。结果造成该资源在东北地区已经难觅踪影，西北也即将枯竭。再加上我国天然的桑黄数量本来就非常稀少，子实体的人工栽培尚处于起步阶段，所以要形成稳定的医药工业产品来源，就必须充分挖掘桑黄的自然资源，深入开展桑黄的人工栽培。另外，还要进行菌种的分离培养，利用现代生物技术进行深层发酵对多糖进行高效提取纯化。同时，应进一步测定桑黄提取物中的有效成分，探索其与菌种、菌龄以及培养条件的关系，特别是多糖的分子结构、生物学活性、结构修饰、构效关系与临床评价，药效成分间的互用与协同效应，桑黄菌种和培养条件对其药效的影响，桑黄真伪检测标准、特征性成分与产品分级标准等方面，确定桑黄有效成分在提高人体免疫机能、疾病预防和治疗等方面的作用机制，使桑黄能够早日广泛应用于人类的医疗保健事业［40］。