食药用真菌多糖生物活性的研究进展

梁 雪，倪秀珍，汉丽萍

(长春师范大学生命科学学院，吉林长春 130032)

食药用真菌多糖一般是指从食药用真菌的子实体、菌丝体、发酵液中分离出的，由10个以上单糖单元构成的高分子聚合体[1]。经研究发现，食药用真菌多糖具有抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、免疫调节、降血糖及降血脂等作用。目前，市场上有许多真菌多糖类药品和保健品，如灵芝菌丝体胶囊、香菇多糖片、食用菌粉、灵孢多糖注射液等。真菌多糖为天然活性物质，最大的优点是来源广泛、毒副作用极小，在医药学、食品科学和生物学等领域受到广泛关注。本文以食药用真菌多糖生物活性为主线，对近年来的研究进行综述，并对其研究前景进行了展望，旨在为真菌多糖的研究与探索、开发与利用提供参考。

1 食药用真菌多糖的生物活性

研究表明，大部分真菌多糖能激活免疫细胞，活化补体系统，激发细胞因子生成，多条途径对生物免疫系统进行调节[2]。熊川等[3]用水提醇沉法提取灵芝子实体多糖，并对其免疫调节活性进行研究，结果发现，灵芝多糖能直接促进脾细胞的增殖，且能显著增强刀豆蛋白A(ConA)诱导的T淋巴细胞和脂多糖(LPS)诱导的B淋巴细胞的增殖，此外，对于RAW264.7细胞的吞噬能力及细胞因子分泌具有一定的促进作用；邢会军等[4]研究表明，灵芝多糖可以明显抑制胃癌细胞株MKN45和AGS的生长，诱导AGS胃癌细胞的凋亡，有效抑制胃部肿瘤的生长；生物体在氧化代谢过程中会不停地产生各种活性氧自由基(ROS)。真菌多糖可以表现出清除自由基的作用，通过络合产生活性氧自由基所必需的金属离子，从而抑制ROS的产生，通过促进SOD从细胞表面释放，并提高抗氧化酶活性，从而发挥抗氧化的作用。宿彦峰[5]研究表明，灌胃中高剂量的灵芝多糖能显著提高肌肉中SOD、CAT、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性，这表明灵芝多糖能上调机体组织抗氧化酶活性，清除过量自由基，降低脂质过氧化反应，对氧化损伤具有保护作用；Renata Nowak等[6]探讨53种野生蘑菇中多糖对促进鼠李乳杆菌和鼠李乳杆菌生长的作用，并确定多糖组分的消化率。结果表明蘑菇多糖经胃不改变，到达结肠，能促进有益菌的生长。除上述生物活性外，食药用真菌多糖还具有降血糖、降血脂、保肝护肝、抗病毒、抗辐射、抗溃疡、促消化、促进蛋白质合成、修复损伤细胞等活性。

2 食药用真菌多糖的构效关系

2.1 分子量大小

食药用真菌多糖发挥生物学活性通常需要其分子量在一定范围内，分子量过大和过小均不利于真菌多糖生物活性功能的表现。分子量过小，真菌多糖组成单一，无法形成产生活性的聚合结构。魏正勋[7]对银耳子实体多糖进行抗肿瘤细胞实验，其中分子量为5.6×105Da的TFP60—S纯组分具有较好的抑制肿瘤细胞活性且对正常细胞无毒副作用，其它组分均未达到此活性效果。Lin Yulu等[8]发现，化学修饰后的茯苓菌丝体水溶性多糖只有在分子量在2.0×104～40.0×104Da范围内，才具有较强的抗肿瘤活性。

2.2 糖苷键键型

实验证明，在多糖骨架链上(1→3)连接的β-D-葡聚糖，往往具有抗肿瘤活性。胡婷[9]从虎乳灵芝菌核中得到碱溶性多糖(LRP),结构特征显示，LRP是以(1→3)-β-D-Glcp为主链，支链由3个(1→6)-β-D-Glcp残基构成次级主链。研究结果，LRP级分通过提高免疫器官指数、促进淋巴细胞增殖和刺激重要细胞因子TNF-α和INF-γ的分泌来提高环磷酰胺诱导的免疫低下小鼠的免疫力。Johmson[10]等测定块菌多糖结构时发现，β-1，3-糖苷键链接的D-葡聚糖具有抑制肿瘤的活性，而α-1，3-D葡聚糖没有抑瘤活性。并且，灵芝多糖、香菇多糖、裂褶菌多糖、灰树花多糖均为这种连接方式的多糖。

2.3 糖链分支度

分支度(degree of branch，DB)是指平均每个单糖单位所具有的分支数目，亦称取代度。分支度不同，其表现出的生物活性也不同，分支度是真菌多糖达到一定生物活性的关键。周礼元[11]从不同种金福菇子实体中筛选到一种新型的高抗氧化活性金福菇多糖TLH-G，并且对其理化性质和生物活性进行研究，甲基化GC-MS图谱结果表明：TLH-G的分支度为0.21，属于小分支的多糖，而TLH-3分支度为0.74，是一种高度分支的多糖。实验结果表明：TLH-3比TLH-G抗氧化活性更强，故分支度影响金福菇多糖TLH-G和TLH-3抗氧化活性,分支度越高的金福菇多糖,抗氧化活性越强。表1是一些具有抗肿瘤活性的食药用真菌多糖和它们的分支度[12]。可见，分支度在0.02～0.75范围内的食药用真菌多糖具有抗氧化活性。

表1 具有抗肿瘤活性的食药用菌活性多糖及其分支度

2.4 空间结构与生物活性

多糖的生物活性不仅与其一级结构有关，且与糖链的高级构象密切相关。一般认为，具有规则空间构象的结构呈三股螺旋的多糖活性较高。三股螺旋构型是真菌多糖具有活性的空间结构。邱涛[13]对粒毛盘菌YM281胞外多糖单一组分构象进行研究表明，LEP-1b主链是由β-1,3-D-吡喃型葡萄糖残基组成，支链由2个D-吡喃型葡萄糖残基以β-1,3-键型组成，并以β-1,6-键连接在主链葡萄糖的6位碳上，且构像分析表明LEP-1b具有三股螺旋构象。研究表明LEP-1b对高血脂性脂肪肝模型小鼠有降脂利肝作用。具有生物活性的香菇多糖和长褶多糖为三股螺旋型的空间构象，但用二甲亚砜或尿素处理后，多糖失去活性，因为二甲亚砜或尿素改变了其空间结构[14]。

3 化学修饰

多糖的生物活性与其结构有直接关系，对其结构进行化学修饰，得到的修饰后的多糖有可能具有较修饰前更高的活性或产生新的活性。真菌多糖的化学修饰方法有：硫酸化、磷酸化、羧甲基化、乙酰化等。

3.1 多糖硫酸化修饰

将溶于一定溶剂系统中的多糖与相应的硫酸化试剂在一定的条件下反应，使得多糖残基上的某些羟基接上硫酸基团[15]。张秋平[16]对桦褐孔菌进行液体深层发酵培养的方法获取桦褐孔菌胞内多糖(IDS)、胞外多糖(EDS)，并对其进行硫酸化修饰，这些多糖经硫酸化修饰后，抗氧化活性大大增强。阮世良[17]将3个硫酸化黑木耳多糖sAAPt、sAAP1、sAAP2和3个纯化的黑木耳多糖AAPt、AAP1和AAP2进行体外抗病毒活性的测定，结果显示，3个硫酸化修饰多糖组的病毒抑制率均显著高于相应的未修饰多糖组，sAAP1组的病毒抑制率最高。王筱霏[18]对比黄芪多糖(APS)和硫酸化黄芪多糖(SAPS)刺激肉仔鸡免疫调节活性研究，结果显示，APS和SAPS对肉仔鸡都具有生长促进作用，且同等剂量SAPS的效果优于APS。

3.2 多糖磷酸化修饰

磷酸化修饰后的多糖分子，磷酸基团取代其支链上的羟基，其结果为增加原多糖分子的水溶性，从而进一步改变其空间构象[19]。南征[20]对杏鲍菇粗多糖(WPP)进行磷酸化修饰，得到了磷酸化杏鲍菇粗多糖P-WPP,通过对K562细胞的体外增殖抑制实验，MTT比色法结果表明：P-WPP的体外抗肿瘤活性明显高于WPP。路垚[21]用磷酸化姬松茸多糖和姬松茸多糖进行抑菌效果研究。结果显示，两者对大肠杆菌和沙门氏菌均有抑菌作用,且磷酸化姬松茸多糖抑菌效果更好。

3.3 多糖羧甲基化修饰

王玉芬[22]对粒毛盘菌YM240胞外多糖(LEP)进行羧甲基化修饰，获得羧甲基化多糖(CLEP)。体外抗氧化实验表明，与LEP相比，CLEP对DPPH自由基和羟基自由基的清除作用及还原力都显著增强。体外降血糖活性实验显示，与LEP相比，CLEP对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制活性及葡萄糖扩散作用明显高于LEP。因此，CLEP具有显著的降血糖和降血脂的活性。陈义勇[23]等对杏鲍菇多糖(PEP)进行羧甲基化修饰，获得羧甲基杏鲍菇多糖(CM-PEP),抗氧化研究表明，与未修饰杏鲍菇多糖相比,羧甲基杏鲍菇多糖对·OH和·O2-的清除能力增强,说明羧甲基化杏鲍菇多糖抗氧化活性提高。研究表明，多糖羧甲基化修饰可提高多糖的电负性及溶解性，并对其抗氧化活性有很大提高[24]。

3.4 多糖乙酰化修饰

张强[25]以二甲基亚砜为溶剂，乙酸酐为酰化剂，N-溴代丁二酰亚胺(NBS)为催化剂，制备出乙酰化茯苓多糖，对其进行抗氧化活性研究，结果表明乙酰化茯苓多糖具有更强的还原力且对(·OH)、DPPH以及·O2-也具有更强的清除作用。徐平[26]经发酵提取、分离纯化获得一种新的粒毛盘菌YM130胞外多糖(LEP-2a),进行乙酰化修饰，获得取代度为0.220的乙酰化LEP-2a(ALEP-2a)，通过糖尿病小鼠模型实验发现，与同剂量的LEP-2a相比,ALEP-2a表现出更显著的心血管保护作用。研究表明，多糖的乙酰化使多糖暴露多糖羟基基团，增加其在水中的溶解度，从而改变多糖的物理性质[27]。

除了上述几种修饰方法，多糖的化学修饰方法还有硒化、烷基化、氨化等[28]。这些方法都可在一定程度上对多糖的生物活性产生不同程度的提高。

4 复合食药用真菌多糖的生物活性

中国食药用真菌种类繁多，一种真菌多糖通常只对某一种生理效应有作用，一些真菌多糖复合使用时，呈现协同作用。近年来，食药用真菌也正由单独应用研究向多糖与多糖间的协同效应研究转变[29]。张志超[30]等对四种食药用菌，分别提取其菌丝多糖，对4种发酵菌丝中多糖清除DPPH自由基及还原力进行测定，结果表明，4种菌丝多糖均具有一定的还原能力及清除DPPH自由基的能力，其中猴头菇菌丝多糖的抗氧化活性最强，将这4种菌丝多糖按不同比例进行复合，其清除率为复合多糖第2组(猴头菇多糖∶平菇多糖∶香菇多糖∶杏鲍菇多糖=4∶3∶2∶1)大于其他符合多糖组，且比猴头菇单一多糖的抗氧化活性更强。曹磊[31]将姬松茸、灰树花、云芝、香菇四种多糖复合使用时，可以显著提高其体内的抗氧化活性，提高其体外对SMMC-7721人肝癌细胞的抑制作用，保护荷瘤小鼠的T淋巴细胞，防止胸腺萎缩，提高机体免疫力。

5 结语

“吃动物不如吃植物，吃植物不如吃菌类(菇类)”，因为真菌中含有真菌多糖。目前研究得比较深入的真菌多糖有：香菇、灵芝、银耳、金针菇、猴头菇、松茸和杏鲍菇多糖等。虽然，我国在食药用真菌多糖的研究取得了长足的发展，但任重道远，至少需要做到以下几点：传统与现代科技并用，争取做到“多提率，精纯化，高活性”。钻研结构与功能间规律性；研究各种多糖间的协同作用，坚持复合食药用真菌多糖的研究；探究食药用真菌是否具有未发现的结构与潜在的新型生物活性等。