块菌属真菌的化学成分 及生物活性研究进展

张 红,都 君,陈 屏,,王 琦

(1.吉林农业大学生命科学学院,吉林长春 130118; 2.吉林农业大学食药用菌教育部工程研究中心,吉林长春 130118)

块菌(Truffle)是一类地下生物的总称,成员包括接合菌门(Zygomycota)、子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)。本文综述的块菌属于子囊菌门,块菌目(Tuberales),块菌科(Tuberaceae),块菌属(Tuber),又名块菇、无娘果或猪拱菌[1-2],主要包括黑孢块菌(Tubermelanosporum)、夏块菌(T.aestivum)、印度块菌(T.indicum)、白块菌(T.magnatum)、中国块菌(T.sinense)、喜马拉雅块菌(T.himalayense)、波氏块菌(T.borchii)、会东块菌(T.huidongense)和冬块菌(T.brumale)[3]。块菌世界范围的分布主要在意大利、法国、西班牙和中国等国家,在中国主要分布于四川、云南、新疆和西藏等地区,也陆续在吉林省和辽宁省发现块菌的踪迹[4]。

块菌富有浓郁而特殊的香气,具有极高的食用和药用价值,近几年来,块菌在大量出口的野生食用菌中名列前茅[5]。但我国对块菌的研究起步太晚,有关化学成分和药理活性的研究较少,本文通过查阅国内外文献,归纳了块菌属的化学成分和生物活性,为块菌进一步的开发利用,将其活性成分添加到食品和药品中提供理论依据。

1 化学成分

1.1 甾类

吴少华[6]和高锦明等[7]在印度块菌子实体中分离出麦角甾醇、麦角甾醇过氧化物、菜子甾醇、啤酒甾醇、星鱼甾醇、阿洛糖醇和(2S,3S,4R,2′R)-2-N-(2′-hydroxy-tricosanoyl)-octadecan-1,3,4-triol,其中,最后2个化合物为首次从该菌中分离得到。高锦明等[8]又在印度块菌子实体中分离出了(22E,24R)-麦角甾-4,6,8(14),22-四烯-3-酮、(22E,24R)-麦角甾-7,22-二烯-3β,5α,6β-三醇、5α,8α-环氧乙氧基-(22E,24R)-麦角甾-6,22-二烯-3β-醇、(22E,24R)-麦角甾-5,22-二烯-3β-醇和3-O-β-D-吡喃葡萄糖-(22E,24R)-麦角甾-7,22-二烯-5α,6β-二醇,其中,最后一个化合物为首次从该菌中分离得到。

Tang等[9]在黑孢块菌、夏块菌、印度块菌、中国块菌、喜马拉雅块菌和波氏块菌子实体中分析出11种甾类化合物,包括菜油甾醇、豆甾醇、羊毛甾醇、胆固醇、β-谷甾醇、5-二氢麦角甾醇、24(28)-脱氢麦芽糖醇、24-亚甲基-24,25-二氢甾醇、4α-甲基麦角菌-8(9),24(28)-二烯醇、stigmasta-7,24(28)-dienol和fungisterol。Yeh等[10]从黑孢块菌、中国块菌和白块菌子实体中分析出菜油甾醇、麦角甾醇、豆甾醇、羊毛甾醇、菜子甾醇、β-谷甾醇、5-二氢麦角甾醇、去氢表雄酮、桦褐孔菌醇、24(28)-脱氢麦芽糖醇、fungisterol和Barrigenol R1这12种甾类化合物,有研究表明桦褐孔菌醇对宫颈癌HeLa细胞有明显的抑制增殖和诱导凋亡作用[11]。Guan等[12]通过SPE-GC-FID/EIMS联用法,首次在黑孢块菌发酵液中检测到α-雄烷醇,该化合物类似于人体的性激素成分,具有调节女性月经周期和引起女性兴奋的功能[13-14]。

1.2 鞘脂类

吴少华等[6]和高锦明等[15]在印度块菌子实体的活性成分中首次分离得到3个新的神经酰胺类化合物和脑苷脂B,暂未对三种神经酰胺命名,化学结构如图1,关于它们具体的生物活性目前尚无报道,但有研究表明神经酰胺具有保湿、可以作为皮肤屏障、抗肿瘤、诱导细胞凋亡和调节免疫等功能[16]。

图1 印度块菌子实体中3种神经酰胺的化学结构Table 1 Chemical structure of three ceramides in Indian truffle bodies

1.3 挥发性成分

Culleré等[17]采用HS-SPME-GC-MS法分析出冷冻后黑孢块菌中双乙酰、1-辛烯-3-酮、1-辛烯-3-醇、2-甲基异冰片和二甲基三硫化物的含量高于新鲜块菌,而异戊醇、甲硫醇和3-甲基丁酸乙酯的含量低于新鲜块菌。Culleré等[18]通过GC-O法检测出黑孢块菌至少由17种不同的香气成分组成,其中呋喃酮、3-乙基苯酚、1-己烯-3-酮、2-甲基-3-呋喃硫醇、3-丙基苯酚和5-甲基-2-丙基苯酚为首次报道。同时,Culleré 等[19]还检测出1-辛烯-3-酮和1-辛烯-3-醇是印度块菌的特征性香气成分。Li等[20]在黑孢块菌中鉴定出59个挥发性成分,其中,53种来源于发酵菌丝体,32种来源于发酵液;长链脂肪酸(棕榈酸、油酸和亚油酸)和类异戊二烯(法尼醇和香叶基丙酮衍生物)在黑孢块菌菌丝体中首次发现。

Aprea等[21]采用PTR-MS法,首次确定了18种白块菌中所含有的不同硫化物成分,白块菌分别来自意大利6个不同区域。刘云等[22]分析新鲜块菌与块菌发酵酒的香气成分,结果显示新鲜块菌中的挥发性物质主要是醇类和醛类物质;但在发酵酒香气中,醛类物质几乎完全消失,主要为醇类、酯类和酸类物质。

1.4 核苷类

Liu等[23]通过LC-ESI-MS法测定出块菌发酵菌丝体中核苷类的含量比子实体中高约2～25倍;除了在波氏块菌中未检测到腺嘌呤和尿苷,在喜马拉雅块菌、印度块菌、夏块菌和中国块菌中都检测出有腺嘌呤、次黄嘌呤、尿苷、腺苷、鸟嘌呤、鸟苷和肌苷。吴少华等[6]从印度块菌子实体中分离得到尿苷和腺嘌呤。

1.5 酚类

Angelini等[24]以没食子酸为标准品(GAE),测定夏块菌甲醇提取物中多酚含量为15.17%,波氏块菌为17.61%,冬块菌为23.19%。李晓勇等[25]测定出李氏块菌(T.liyuanum)子实体甲醇提取物的总酚含量最高为3.08 mg GAE/g,乙醇提取物中总酚含量为1.34 mg GAE/g。

1.6 多糖类

Bhotmange等[26]采用HPAEC测定夏块菌粗多糖组分TAP-1和TAP-2的单糖组成。TAP-1由0.46%鼠李糖、0.14%半乳糖、97.59%葡萄糖和1.81%甘露糖组成;TAP-2由1.23%鼠李糖、0.26%半乳糖、93.75%葡萄糖和4.756%甘露糖组成。罗强等[27]测定出印度块菌粗多糖组分TIP-A是由D-葡萄糖、D-甘露糖、L-鼠李糖和D-半乳糖4种单糖组成,物质的量比约为7∶2∶2∶2。

1.7 营养元素

刘洪玉等[28]检测出四川块菌中含有蛋白质、脂肪、碳水化合物和17种氨基酸,其中含人体必需的8种氨基酸,对人体健康有益的蛋氨酸和胱氨酸含量较丰富。陶恺等[29]在中国块菌中测定出8种维生素和10种矿质元素。

2 生物活性

2.1 抗氧化活性

2.2 抗诱变作用

Fratianni等[33]采用2种SalmonellatyphimuriumHis-菌株TA 98和TA100,对新鲜和经辐射夏块菌的抗诱变能力进行测试。结果显示夏块菌水提物和醇提物对标准诱变剂均有抑制作用。对于菌株TA98和TA100,新鲜夏块菌的抑制作用强于经辐射的夏块菌;无论直接还是间接诱变试验,经辐射夏块菌的醇提物的抗诱变性比新鲜夏块菌的降低约43%。

2.3 抑菌活性

Angelini等[24]研究夏块菌和波氏块菌甲醇提取物对6种链霉菌(S.griseus,S.anulatus,S.albus,S.parvus,S.prasineus,S.virginiae)的抑制作用研究表明:夏块菌醇提物对S.albus的抑制作用最强,MIC值为0.72 mg·mL-1;对S.griseus和S.prasineus的抑制作用最弱,MIC值均为3.96 mg·mL-1。波氏块菌醇提物对S.virginiae的抑制作用最强,MIC值为1.91 mg·mL-1;对S.griseus的抑制作用最弱,MIC值均为5.00 mg·mL-1。

2.4 抗肿瘤活性

胡慧娟等[34]研究表明块菌多糖(polysaccharide oftubersinica,PST)能抑制S-180肉瘤及EAC肉瘤的生长,但是体外对Hela细胞的增殖无明显影响,说明PST没有细胞毒作用。

2.5 细胞增殖活性

Manabendra等[35]从Tuberrufum子实体中分离出一种水溶性多糖(PS-II),该分子由D-葡萄糖、D-半乳糖和l-岩藻糖组成,PS-II对人体淋巴细胞毒作用在50～200 μg·mL-1范围内,无明显细胞毒作用;在200～400 μg·mL-1范围内,细胞毒性显著增加。

3 结语

由此可见,块菌中含有丰富的化学成分及广泛的生物活性。块菌中的a-雄烷醇的化学结构与人体内的性激素成分相似,可研发成新型性激素类的药物;神经酰胺具有保湿功能,可以作为皮肤屏障,有望添加到护肤品中。块菌多糖具有较强的抗肿瘤和抗氧化作用,可将其研发成抗肿瘤免疫疗法的药物。法国学者将块菌提取物添加到男性香水中,也有人利用块菌研制红酒保健饮料。综上,块菌具有极高的食用、药用、保健及商业价值。

块菌有着独特的香味,口感十分鲜美,深受人们喜爱。但块菌对生境要求特殊,人工栽培困难,供不应求,导致块菌的价格昂贵。所以研究块菌栽培和块菌多样性的保护就显得非常有必要。实现块菌大面积栽培,把块菌中有效成分应用于食品、药品、化妆品及保健品中,会对人类的健康和生活产生巨大的价值,将会是人类一大笔宝贵的财富。