天然食用菌多糖物质及提取开发应用研究

钟炼军，王 强，张建斌

（广州百花香料股份有限公司，广东 广州 510660）

1 食用菌多糖简介

食用菌指的是能够食用的大型真菌，也就是人们常说的食用蘑菇。食用菌味道鲜美，种类多，且美味诱人，营养丰富，尤其蛋白质含量较高。目前，国内共有350余种菌类可供食用，选择性多样，其中最常见的为担子菌类[1]。利用全自动氨基酸分析仪与原子吸收光谱法，分别对香菇中的氨基酸及矿物元素进行检测、分类后发现，食用菌中含有丰富的矿物质、纤维素与碳水化合物[2]。

食用菌多糖一般分为5种类型，并且各种种类的食用菌其多糖的分子量以及结构都存在较大的差异，导致其营养价值与有效成分的功能也不相同[3]。食用菌多糖根据其结构层次划分为四级，一级结构一般都是多糖的单糖残基的构造；食用菌多糖二级结构侧链的空间顺序影响不大，往往只会因为主链结构变化而受到一定的影响；三级结构是那由糖残基中的羟基、羧基等官能团组成，在非共价的相互影响下组合成规则有序、粗大的空间构象；四级结构无非就是一些在非共价作用力影响下，形成的多聚体[4]。

食用菌多糖的生物活性和自身结构存在紧密的关系，主要体现在以下几点。第一，对于食用菌多糖结构具有一定的共同性。食用菌多糖的结构会因为生物活性变化而变化，食用菌多糖能够用在医学治疗上，主要是因为食用菌多糖具有葡聚糖结构。第二，因为食用菌多糖的结构特点，具有一定的分支性。对生物活性影响非常大，相对分子质量一般都是在（1×104Da）～（200×104Da）范围里。一旦分子质量超出这个范围，认为该食用菌多糖为三维结构，所以对于该生物活性的表达就比较困难。第三，食用菌多糖活性和β-D-葡聚糖结构之上的聚醛基等基团存在紧密的联系。第四，食用菌多糖分子一般都是胶束结构等，影响多糖活性的主要因素为疏水键及其偏转角度。Falch, B1H1通过相关实验证明，LNT（香菇多糖）的空间结构可决定其对肿瘤活性的抑制程度[5]。第五，食用菌多糖的溶解度及其活性。水溶性D-葡聚糖因其直链不容易被D-葡聚糖酶等水解，具有一定的医学治疗作用；β-(1, 3)-D-葡聚糖因为分子基团的原因不溶于水，但是因为发生羧甲基化后，提高了食用菌多糖分子的水溶性以及抗肿瘤作用。实验发现食用菌多糖具有能够抑制细菌的生长、肿瘤增值及提高免疫力等功效[6]。

2 食用菌多糖的提取工艺及对比

食用菌主要是半纤维素、蛋白质及果胶等复杂的多糖种类共同结构。在提取过程中，需加入适量的酶以分解细胞组织结构。不仅可以提高溶解速度，还可以为后续提纯做好充足的铺垫[7]。目前，从食用菌中提取的多糖的方式主要有单一酶法、热水浸提法、微波法与超临界流体法等。

通常，食用菌多糖的提取步骤如下：第一，将食用菌进行粉碎后浸泡于热水中；第二，过滤后脱蛋白处理；第三，经过沉淀后进行离心浓缩处理以获得多糖粗品；第四，对制成的多糖粗品进行柱层析分离获取多糖精品。

提取时间、温度、pH值、含水量与其提取频率均可影响食用菌多糖的提取率。水提醇析法实验表明：乙醇浓度、提取率为影响菌多糖获得率的主要因素，提取时间为其次要因素。当杏鲍菇中原料与水的比值为1 ∶ 20，且乙醇溶度是75%时，在这种实验条件下，萃取食用菌多糖效果高，选择实验材料是0.1 kg重的白灵菇，然后在25倍～30倍蒸馏水发生反应；再把白灵菇放在70℃热水浸泡后需要进行二次萃取、混合；经过浓缩以后乙醇浓度为95%；然后通过沉淀，进行离心浓缩，就能够得到白灵菇多糖制品。目前，辅助提取方法仍处于持续更新改善中。结合学者们的研究发现，微波处理能够提高试验中金针菇固体多糖提取量。

近年来，发酵法应用广泛。提取食用菌多糖的上清液浓缩方法主要分为2种。第一种能够在合理的温度范围里实施真空浓缩，即传统热浓缩法；第二种利用MW 2CO10000超滤膜过滤器，对上清液进行精密过滤，使上清液于限定温度与压力下浓缩到一定体积，也就是超滤浓缩法。超滤浓缩法和热浓缩法相比较，具有显著的优势，即效率高、能耗低。实验结果表明，对于具有分子质量等于1 000 d的聚砜不对称膜，适合采用浓缩方式进行灵芝发酵液的超滤。通常情况下，对于超滤适宜操作条件压力等于0.12 Mpa，并且料液温度需要保持在20℃～30℃；实验过程中的循环速度为6 122 m·s-1。基于此超滤环境200 min后，通量稳定需要保持在911 L·m-2h-1，截留率稳定在96%。当发酵实验过程中浓缩浓度达到5倍以上时，实验截留相对分子质量分别为6×104Da与15×104Da。结果表明，采用超滤法提取香菇多糖工艺简易便捷，具有可行性，且回收率与纯度较高。与传统的热浓缩法相比，超滤浓缩法具有多糖损失小，并且浓缩温度不高，反应效率快，能够有效节约原材料等。并且能够效降低食用菌多糖色素浓度，过滤掉小分子杂质。

3 食用菌多糖的开发与应用

3.1 食用菌多糖的利用

食用菌多糖具有广阔的应用及开发空间。为进一步开发其价值，对食用菌菌丝体及子实体进行研究，已成为食用菌多糖利用学术界关注的重点[8-10]。目前，因其良好的药理作用，可以帮助肠胃消化吸收，得到了广泛的应用。食用菌多糖在各种功能性饮食的开发中具有良好的发展空间。金针菇露、金针菇豆奶饮料、灵芝口服液等饮料已经在市场上占据的一定的份额。并且因为食用菌营养价值高、生长速度快，能够作为动物饲料。根据相关研究发现，食用菌多糖同样可用于生产化妆产品及医疗美容产品。如银耳多糖具有祛斑的特殊功效，具有润泽肌肤、美容养颜等作用，在化妆品与护肤行业拥有广阔的发展空间。

3.2 食用菌多糖的瓶颈

虽然食用菌多糖利用已取得较大进步，但仍存在不完善的方面。如在生理活性方面，食用菌多糖存在构效关系，尤其体现为分子的连接方式、相对分子量、组成及其溶解度等方面。通过研究食用菌多糖的一级结构，结果表明其活性空旷单一。因此应加快研究食用菌多糖组成结构的步伐，在方法领域争取创新，深层次分析其活性。食用菌中提取多糖的纯化技术尚不成熟，应选取合适工艺设备，提高其纯化工艺水平[11-12]。食用菌多糖活性在机理研究方面缺乏创新，从研究角度看，相对更注重生物活性、免疫机理及其指标分析，对人体免疫力提高具有重要的意义。食用菌产业的发展，需要形成一定的产业链，并且进行规范化发展。政府应该重视食用菌产业的发展，对一些高新技术研究需要加以支持。鼓励从事食用菌多糖活性成分精细加工、深加工、合成等企业及相关医药企业等科技企业，落实政府的优惠政策及制度，以提供更多的支持。

3.3 食用菌多糖的应用前景

随着经济的发展以及人民收入水平的提高，人们逐渐将注意力转移到医疗保健方面，相应的需求也越来越多。但落后的传统食用菌多糖提取工艺，导致产品产量与质量较低，缺乏国际竞争力，严重阻碍了食用菌多糖的应用发展。且目前产能过剩现象在食用菌行业中依然存在。与此同时，劳动力价格的迅速上涨，导致原材料等诸多成本及资金持续走高，严重阻碍了食用菌多糖在市场上的流通。成本外，食用菌多糖的消费形式存在限制，例如大多数食用菌多糖以糖制、干货、罐装的形式在市场中推广销售。由于在生产及利用食用菌多糖方面推进力度较弱，导致食用菌多糖的应用在药理学等领域停滞不前。因此，在相关学术领域，食用菌多糖均有较广阔的发展空间。应对食用菌多糖产品的结构进行调整及改善，以期在新时期解决医药、卫生等领域的难题做出贡献。

4 总结

通过对食用菌多糖的活性机理及其化学结构研究后发现，食用菌因为自身生物活性的特点，使得能够在医学上得到广泛的应用，并且对肿瘤患者治疗具有显著的效果。此外，还可用于对肝炎及感冒的治疗；且对脑中风、心脑供血不足等均具有较好的治疗效果。综上所述，加强对食用菌多糖的开发力度，对于化妆品、医药、保健品等领域具有重要引导作用，是食用菌多糖在未来市场立足的重要突破点[13-14]。