桑黄活性物质研究现状*

许 谦，周文欣，王 冲，李 倩，孙盟悦，焦新新，娄洁洁，张龙祥

（菏泽学院 农业与生物工程学院，山东 菏泽 274015）

1 药用真菌桑黄的研究现状

桑黄（Pellinus igniarius）属于担子菌亚门（Basidiomycotina）层菌纲（Hymenomycetes）的药用真菌[1]。菌盖宽3 cm～12 cm，子实体早期呈茶色，之后变暗；中期呈扁半球型或者是马蹄形，较大，栓质，坚硬；老时皮壳脱落，干裂，与自身菌肉颜色相同，硬，木质，上端逐渐变尖。主要生长于桑树、柳树、杨树等阔叶树的树桩和树身上，倒木上也有生长。桑黄在东亚分布广泛，在中国很多省份都有生长。

涂成荣等[2]文献记载培养基成分及比例与品种关系较大，需要不断摸索筛选适合各品种生产的配方；且桑黄利用液体发酵技术进行模化生产已取得初步成功。

2 主要化学成分研究现状

2.1 子实体的主要化学成分研究现状

桑黄子实体中活性物质的抗肿瘤和抗氧化等功效显著，因此对桑黄子实体主要化学成分的研究对桑黄功能的开发和利用具有重要意义。钱骅等[3]发现桑黄子实体抗氧化的功效成分主要是多酚类物质及黄酮类化合物。在相同质量浓度下，对以不同方式提取的桑黄活性物质进行抗氧化活性实验；抗氧化活性依次为醇提物>醇沉上清干物>水提取>粗多糖。同时证明多糖浓度与抗氧化活性之间不是正线性相关。

丁云云等[4]利用硅胶、柱色谱以及硅胶薄层制备色谱等方法，对桑黄的95%乙醇提取物进行分离纯化。从中获得到11个化合物，其中有4个是首次在桑黄中发现，分别为3α-羟基木栓烷-2-酮、3-羟基木栓烷-3-烯-2-酮、尿嘧啶核苷、4-（3，4-二羟苯基）-3-丁烯-2-酮。

2.2 菌丝体及培养液的主要化学成分研究现状

桑黄具有抗肿瘤、抑菌及抗氧化等功效，但由于资源稀少，所以研究桑黄规模化培养的技术成为当今对其研究的热点之一。李月英等[5]采用热水提取法来提取桑黄菌丝体多糖，通过实验结果得出影响桑黄菌丝体多糖提取率的三个主要因素对其影响程度的大小为：提取时间>提取温度>料液比。通过采用L9（34）正交试验得出最优桑黄菌丝体多糖的提取方案，平均提取率在此提取方案下达到6.64%。

许谦[6]采用四因素三水平正交试验，得到使桑黄菌丝体生物量和胞外活性物质多糖产量显著提高的培养基配方，该工艺为A3B1C3D2（麦麸10%、蛋白胨0.5%、KH2PO40.35%、MgSO40.15%），pH为6；在该工艺下使菌丝体生物量和胞外活性物质多糖产率达到1.0077 g·100-1·mL-1，优化后的配方使菌丝体产量显著提高，可用于工业规模化生产。

刘凡等[7]通过液体发酵技术得到桑黄菌丝体提取物，并对其进行抑菌活性及结构稳定性的试验。在不同pH值的条件下，桑黄菌丝体的甲醇提取物及乙酸乙酯萃取部在不同抑菌活性大小如表1所示，表明在碱性环境中，桑黄菌丝体的提取物抑菌效果较差，推测该结果可能因为碱性环境破坏了桑黄菌丝体某些与抑菌活性有关的结构。

表1 桑黄菌丝体提取物在不同pH值下抑菌活性的变化Tab.1 Changes of antibacterial activity of mycelium extract of Pellinus igniarius under different pH values

许谦[8]研究发现桑黄对各种营养物质利用顺序有显著差异，淀粉、半纤维素最先被利用，其次是果胶、纤维素及木质素。该研究对桑黄培养基的优化具有指导性的意义。

韩东岐[9]等对桑黄纤孔菌发酵液的乙酸乙酯提取物进行分离纯化，从中获得12个化合物，均为首次在桑黄纤孔菌中发现，对桑黄发酵液化学成分的研究具有重要意义。邹湘月[10]等发现桑枝水提取物对桑黄菌丝体的生长和活性物质的含量及在菌丝体内的积累均呈正相关。对研究菌丝生长及活性物质的含量等具有重要参考价值。

3 桑黄活性物质的组成

3.1 黄酮类成分的研究现状

黄酮类活性物质属于多酚类化合物，其主要存在于天然植被中。经研究表明，黄酮在扩张血管、防止细胞衰老、降低血脂血糖以及增加免疫力等方面有重要作用。

彭真福等[11]采用乙醇回流的方法从桑黄提取多糖后的残渣中提取黄酮类成分。通过单因素试验和正交试验得出最佳的生产方案为温度90℃，时间4 h，料液比1∶30，乙醇体积分数60%。在该生产工艺下黄酮的提取率达到5.12%，刘凡等[12]对野生、人工栽培以及液体发酵培养的桑黄进行总黄酮类物质含量及体外活性物质的功效进行研究，发现人工栽培及液体发酵培养桑黄总黄酮类活性物质的产量和体外活性物质的功效均不及野生桑黄。但由于野生桑黄稀缺，人工栽培和液体培养的桑黄可以弥补这一不足。

3.2 多糖的研究现状

真菌药物的主要活性成分之一就是真菌多糖，广泛存在于子实体、菌丝和发酵液中。由于其特殊的结构和良好的生理活性，使真菌多糖成为目前研究和开发及利用的热门方向。目前对桑黄多糖的研究主要是多糖的提取方法、功效和一级结构的分析，而寻找大规模工业化生产桑黄多糖的工艺和高活性多糖类药物将是接下来研究的主要方向[13]。

牟珍珍等[14]通过研究表明山东桑树桑黄总多糖的单糖组分为木糖、半乳糖、葡萄糖和乳糖。李乐等[15]采用低温低压的方法来提取桑黄活性多糖，这种方法不仅获得大量桑黄活性多糖，还能在最大程度上保护桑黄活性多糖的结构，使提取的桑黄活性多糖抗氧化能力能够达到较高水平。

3.3 萜类物质的研究现状

大型真菌萜类化合物具有多种药理活性，如抗肿瘤、抗菌、抗氧化等功效，对医学上多种疾病的临床治疗具有重要意义。因此，大型真菌中萜类化合物研究是当前非常热门的研究方向之一[16]。目前，许多三萜类化合物已作为一种天然抗癌药物应用于部分中药处方中。但是，关于三萜类化合物的研究相对较少，其特异作用范围、药理作用也有待进一步探讨[17]。

近年来，从桑黄菌中分离得到的萜类化合物包括倍半萜、二萜以及三萜等。许谦[18]通过正交试验配方对桑黄液体培养基进行优化，使其能够在较短时间内获得较多的三萜类化合物。降低了生产成本，使工厂化生产的利润增加。

杨树江等[19]使用超声波仪辅助提取灵芝中的三萜类化合物，经过酸化、萃取和氮吹的方法进行处理后，在使用紫外分光光度计进行检测，能够大大缩短检测灵芝三萜类化合物的时间。张林芳[20]等通过大孔树脂对桑黄总三萜进行分离纯化发现获得总三萜的浓度要比之前提高5倍，并确定D101大孔树脂是目前分离及纯化桑黄总三萜的最佳方法。

4 桑黄活性物质结构的研究现状

真菌多糖是一种特殊的、具有复杂多样的生物活性的物质，具有多种保健功能。近年来，许多科研人员对桑黄子实体多糖的结构进行研究。陆续从中分离出了数十种多糖，如单一多糖P60wl、PI11、PI21、PI31，水溶性多糖PRP，粗多糖EPS，蛋白多糖P1B等。各种多糖之间有着不同的分子结构特点。

4.1 多糖P1B结构特征

李波[21]等利用红外光谱，见图1。

对桑黄菌丝体多糖P1B组分进行定性分析，测定结果如下所述：结果显示在红外光谱2 928 cm-1和1 414 cm-1处产生多处吸收峰，烷烃的X-H的伸缩振动区在此区间，说明P1B中具有烷基的C-H键[22]。C=O伸缩振动的红外光谱特征吸收峰出现在1 900 cm-1～1 650 cm-1，P1B红外光谱显示1 636 cm-1有吸收峰，说明P1B具有C=O的结构[23]。实验证明吡喃糖的红外光谱分析中在1 200 cm-1～1 000 cm-1有3个特征吸收峰[24]。P1B在此处有1 152 cm-1、1 080 cm-1、1 013 cm-1三个吸收峰，说明 P1B 属于吡喃糖；糖醛酸的红外特征吸收峰为1 730 cm-1～1 259 cm-1，P1B红外光谱显示显示在1 730 cm-1和1 259 cm-1之间没有吸收峰，说明P1B不含酸性多糖。

图1 P1B的红外光谱图Fig.1 Infrared spectrum of P1B

魏静等[25]从桑黄菌丝体中分离纯化多糖P1B组分后，对其组成进行定性分析，单糖标准品出峰时间如图2，鼠李糖16.598 min、阿拉伯糖16.831 min、甘露糖21.161 min、葡萄糖21.386 min、半乳糖21.521 min。利用同样条件，对桑黄菌丝体多糖样品进行测定，其出峰时间与标准品相比较，证实多糖P1B样品组分为鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖，如图3所示。

4.2 粗多糖EPS的结构特征

何培新等[26]对发酵罐发酵桑黄所产的粗多糖EPS分离纯化后，采用羧甲基琼脂糖凝胶CL-6B对其成分进行了研究，测定成分为Fr-I和 Fr-II。利用标准曲线法测定Fr-I和Fr-II的相对分子质量，结果显示Fr-I的相对分子质量为6.27×105，Fr-II的相对分子质量为5.5×104。

图2 单糖标准品的GC-MS 图Fig.2 GC-MS diagram of monosaccharide standard products

图3 P1B中保留时间24 min左右的物质的GC-MS图Fig.3 GC-MS diagram of substances retained for about 24min in P1B

除上述研究成果外，需注意不同的品种和菌丝体与子实体原材料不同可能会出现不同的多糖提取物。许谦[27]利用Sevage法将桑黄菌丝体中的蛋白质沉淀而多糖不沉淀，随后运用TLC技术对干燥的脱蛋白多糖组分进行初步分离、鉴定。结果显示，单糖组成有 D-葡萄糖、D-半乳糖、L-阿拉伯糖和D-乳糖。这与魏静等[25]测定的多糖组分为鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖，有较大的差异。

5 桑黄活性物质功能研究现状

5.1 抗肿瘤功能

桑黄真菌能增强人体的免疫力，可激活T淋巴细胞，杀死肿瘤细胞的嵌合抗体，抑制肿瘤细胞的增殖。刘燕琳等[28]以肉瘤S180为材料，对桑黄真菌的抑瘤作用做了相关对照实验。实验发现桑黄真菌能调节PTEN基因与C-myc基因的表达水平，这是其实现抗肿瘤功能的途径之一。PTEN基因可以调控某种抑制肿瘤蛋白因子的合成。多种肿瘤的出现都与C-myc基因有关，如肺癌、结肠癌、乳腺癌等，C-myc基因表达过度可使细胞无限增殖传代，发生癌变。结果显示，与对照组相比加入桑黄多糖浓度多或少均对PTEN基因表达起正调节作用。当加入浓度小于0.05 μm时，对C-myc基因的表达起负调节作用。

李有贵等[29]选用体外培养的肿瘤细胞为材料，对桑黄子实体中的多酚类组分进行抗肿瘤功能测定。将分离纯化的多酚类物质配置成1∶10的活性成分液体，把肿瘤细胞放入其中培养，48 h后取出观察，结果显示肿瘤细胞的死亡率达到50%以上。

5.2 抑菌、抗炎能力

桑黄的发酵产物可降低大多微生物的活性或阻止其繁殖，发酵产物可通过多种有机溶剂提取，如：乙酸乙酯萃、甲醇、石油醚等。但不同溶剂提取物的抑菌效果有所差异，刘凡等[12]对其抑菌作用进行比较，结果显示，与空白组二甲基亚砜相比较，不同溶剂提取物对常见的五类菌群金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、普通变形杆菌、沙门氏菌都有较好的抑制作用，其中甲醇提取物对五类菌群的抑制作用最显著，70%乙醇提取物、乙酸乙酯提取物、石油醚提取物和水提取物对五类菌群的抑制作用相仿。

程建安等[30]向小鼠腹腔注射药物二甲苯，使其耳朵肿胀。把桑黄菌丝体粉碎后，进行浸泡、煎煮。将煎煮液连续3 d灌胃给小鼠，结果表明：桑黄菌丝体煎煮液对小鼠耳朵的肿胀有明显的抑制作用。综上所述，桑黄菌丝体具有一定的抑菌、抗炎能力。

5.3 抗氧化能力

体内自由基如果清理不及时，会造成一定的伤害如加速衰老，出现癌症等。研究表明，桑黄在液体培养过程中可分泌多种抗氧化性质物质，如酚、黄酮以及还含有类似于白藜芦醇衍生物L-组氨酸和1，2-二羟基苯结构的物质，这些物质可消除自由基对人体的不利影响。多酚分泌量最多，具有很强的抗氧化性，一是可消除铁、铜等金属离子催化作用，二是可鳌合金属离子。

桑黄菌丝体也有较强的超氧阴离子清除能力和自由基清除能力，郑飞等[31]研究表明，桑黄菌丝体对羟自由基的抑制能力与菌株的生长代谢处的旺盛时期呈正相关，在第4天、第8天达到最大；对超氧阴离子的清除能力与其代谢能力也呈正相关，第8天、第10天效果最强；对DPPH自由基也有较强的清除能力，但随培养时间的增加清除能力逐渐减弱。自由基清除能力和DPPH自由基清除变化如图4、图5所示。

图4 自由基清除能力变化图Fig.4 Change of free radical scavenging capacity

图5 DPPH自由基清除变化图Fig.5 DPPH radical scavenging changes

桑黄菌丝对超氧阴离子清除效果受多种因素影响，主要表现在培养时间上。应瑞峰[32]等对不同生长期的菌丝多糖的抗氧化能力进行测定。测定结果显示，在一定范围内，桑黄菌丝的抗氧化性与培养时间呈正相关，但桑黄子实体多糖抗氧化性最佳，其次是3个月多糖、6个月多糖。

5.4 增强免疫力

李志涛等[33]提取桑黄菌丝体后，进行了动物免疫实验，实验证明桑黄菌丝体多糖能有效地加强小白鼠的免疫力，并且在一定范围内，免疫力与桑黄用量呈正相关。以桑黄菌丝体多糖浓度为横坐标，以小白鼠免疫活性为纵坐标，绘制桑黄菌丝多糖用量与免疫活性变化趋势，如图6所示。

图6 桑黄菌丝多糖用量对小鼠细胞免疫活性的影响变化图Fig.6 Changes of mycelial polysaccharide dosage of Pellinus igniarius mycelium on immune activity of mouse cells

5.5 美容、抗衰老

自由基与机体衰老有着密切相关，可调节和保持我们机体的健康。沈雪梅等[34]利用紫外，在517 nm左右波长处测得桑黄醇提物对DPPH有强吸收；水提物对稳定的自由基具有较好的清除作用，且清除作用随其浓度的增大而增大。总之，桑黄具有美容养颜、延缓衰老的功能。

5.6 其他功效

除上述功能外，周洪英等[35]发现火木针层孔菌能直接下调急性毒性4-硝基邻苯二胺和叠氮钠血液培养基的诱变，间接下调有机合成时2-氨基芴的诱变；研究证明桑黄真菌也具抗血管生成、降血糖[36]、癖饮，脾虚泄泻等功能。