李绍玮 徐娟 吴学谦
摘 要:甾醇类物质是灵芝中重要的次生代谢产物,研究表明其在药理活性方面起到了重要作用。近年来灵芝主要的次生代谢产物灵芝多糖和灵芝三萜的相关研究被不断报道,但对于灵芝甾醇类次生代谢产物的系统研究相对较少。本文对近年来灵芝甾醇类成分的影响因素、研究工艺和药理作用进行综述,以期为灵芝甾醇研究和发展灵芝健康产业提供帮助。
关键词:灵芝甾醇;影响因素;研究工艺;药理作用
Abstract:Sterols are important secondary metabolites in Ganoderma lucidum. Recent studies have shown that they play an important role in pharmacological activity. In recent years, researches on Ganoderma lucidum polysaccharides and Ganoderma triterpenes, the main secondary metabolites of Ganoderma lucidum, have been continuously reported, but there are relatively few systematic studies on Ganoderma lucidum sterol secondary metabolites. This paper reviews the influencing factors, research technology and pharmacological effects of Ganoderma sterols in recent years, in order to provide help for the research and development of Ganoderma lucidum health industry.
Key words:Ganoderma lucidum sterol; Influencing factors; Research technology; Pharmacological effects
中图分类号:S567.3+1
灵芝(Ganoderma lucidum)为多孔菌科真菌,有“仙草”之美誉,具有极高的营养价值和药用保健价值。灵芝中含有多种药理活性成分,其中多糖和三萜是灵芝的主要药理活性物质,被广泛研究。然而甾醇类化合物也是灵芝中次生代谢产物,羊毛甾醇同时也是三萜类化合物的前体物质[1]。灵芝甾醇在抗炎、抗肿瘤、抗衰老等方面的强大药理活性被逐渐发现。继灵芝多糖和灵芝三萜之后,灵芝甾醇成为第三大研究热点。许多研究在其活性成分和抗肿瘤作用机制方面进行探索,并取得阶段性的成果。为进一步探讨研究和开发利用灵芝甾醇,本文就灵芝甾醇类化合物的影响因素、研究工艺和药理作用3个方面进行综述,以期为灵芝甾醇研究和发展灵芝健康产业提供帮助。
1 灵芝甾醇的影响因素
1.1 品种影响灵芝子实体的甾醇物质积累
在灵芝子实体中,刘京晶等提出品种和段木树种对甾醇含量有一定影响,明确了韩芝2号、圆芝、明-1及野生1号4个品种和白栎、杨梅两个段木树种栽培的灵芝麦角甾醇含量较高[2]。
1.2 发酵条件等影响灵芝菌丝体的甾醇物质积累
在灵芝深层发酵菌丝体中甾醇类化合物的积累量受到培养时间、培养方式和诱导物质等的影响。孙金旭等研究指出菌丝体发酵至120 h,胞内麦角甾醇含量增至最高,达到0.64 mg·g-1[3]。徐军伟等在二阶段发酵培养中发现,麦角甾醇含量在整個发酵过程中均高于静置培养方式[4]。孙冰沁等在探究灵芝三萜合成关键酶基因中发现,油酸诱导的灵芝发酵菌丝体在生物合成途径中降低了合成麦角甾醇的关键酶基因—14α-脱甲基酶(14α-LDM)的相对表达量,油酸可能成为影响灵芝甾醇积累的因素[5]。
1.3 生产工艺等影响灵芝孢子粉的甾醇物质积累
王金艳等在对灵芝孢子粉麦角甾醇的研究中发现,最佳破壁时间为20~30 min,储存温度在-20 ℃优于室温储存,采收期对灵芝甾醇含量影响不大[6]。不同来源中长白山孢子粉的麦角甾醇含量最高,泰山孢子粉的脂溶性成分最为丰富。
2 灵芝甾醇的研究工艺
2.1 灵芝甾醇的提取工艺
甾醇类物质在灵芝中主要以游离态甾醇和甾醇酯的形式存在。传统的提取方法主要有超声提取法[7]和溶剂回流提取法[8]。张萱等在研究赤芝子实体麦角甾醇工艺时总结出,回流次数对其影响最大,回流时间次之,再次是溶剂用量[8]。马元等优化灵芝孢子粉的麦角甾醇提取工艺,采用星点设计——效应面法得到了最优条件为提取时间39 min,提取温度75 ℃和料液比1∶235的提取工艺条件[9]。贾硕等在研究黑灵芝传统浸提工艺时得出,乙醇比例为100%,温度为76.3 ℃浸提4 h为最佳条件[10]。
2.2 灵芝甾醇的纯化工艺
在灵芝甾醇中,申明月利用高速逆流色谱(HSCCC)方法,将100 mg黑灵芝甾醇提取物溶于4 mL固定相中,选用正己烷-乙醇-水(6∶5∶1)做固定相,甲醇为流动相,流速为1.8 mL·min-1,工作温度为25 ℃,主机转速为850 r·min-1时,分离纯化得到麦角甾-4,6,8(14),22-四烯-3(ergosta-4,6,8(14),22-tetraen-3-one)[11]。
2.3 灵芝甾醇的测定工艺
根据2015年版《中国药典(一部)》,灵芝甾醇的测定采用紫外-分光光度法进行测定,使用香草醛冰醋酸显色法,以齐墩果酸为对照品,在546 nm下测定波长。姜玮等在研究灵芝片甾醇时指出,紫外-分光光度法方法简单可行,利用该方法所得结果可靠准确[12]。
使用HPLC检测灵芝甾醇类化合物,其检测波长大都选定在282 nm,流动相多数为甲醇,少数为乙腈。陈路林等在研究中指出四氢呋喃-水(75∶25)也可用来检测灵芝孢子油中麦角甾醇含量[13]。王金艳等则使用了乙腈-0.01%醋酸水作为流动相,检测灵芝孢子粉中麦角甾醇含量[6]。
3 灵芝甾醇的药理作用
3.1 抗病毒作用
病毒作为非细胞结构微生物,具有高度的寄生性,可通过寄主实现传播。灵芝甾醇的单体物质对病毒具有一定的抑制作用。
3.2 抗肿瘤作用
甾醇类化合物是灵芝中具有抗肿瘤作用的脂溶性小分子量的主要成分之一,其具有直接的细胞毒害作用可以杀死肿瘤细胞[14]。张萱通过从灵芝中分离鉴定到的麦角甾醇、过氧化麦角甾醇和灵芝醇B,对小鼠肺腺癌LA795细胞进行研究,发现这3种物质均对小鼠肺腺癌LA795细胞有抑制作用[8]。
3.3 抗衰老作用
单一的灵芝甾醇组分即可清除自由基,表现出一定的抗氧化活性,促进超氧化物歧化酶SOD的分泌,抑制丙二醛MDA的产生和乳酸脱氢酶LDH的释放[10]。何荣军[15]等利用气质联用(GC-MS)鉴定出灵芝提取物中含有麦角甾醇和麦角甾-7,22-二烯-3β-醇,并表现出高度的抗氧化活性。
3.4 其他药理作用
灵芝甾醇类化合物还具有保护神经元、修复脑损伤[16]等作用。王昕等在研究灵芝提取物对小鼠BCG免疫性肝损伤中指出,靈芝甾醇通过提高细胞色素酶(CYP450)总含量和CYP1A2代谢活性,进而减轻免疫性肝损伤,达到保肝的功效[17]。贾硕等对黑灵芝进行了抗菌研究,指出相较于麦角甾醇和麦角甾醇酯标准品,黑灵芝甾醇组分表现出了较强的抑菌效果[10]。
4 结语
灵芝甾醇类物质作为灵芝中重要的次生代谢产物,前人对其提取、分离纯化、单体鉴定和药理活性等方面进行了大量的研究。发现该物质在抗肿瘤、抗病毒、抗衰老、抗炎、抑菌等方面均存在较大优势,在农业、医疗和保健食品开发等方面具有较大潜力。但因受到结构复杂性和合成途径的不确定性等因素影响,灵芝甾醇的生物和化学合成、药理活性作用原理及分子结构等方面仍然空白,需要深入了解和研究。目前,就灵芝甾醇的生物合成途径来看,上游途径已经明晰,即从乙酰辅酶A到羊毛甾醇,但其下游合成途径复杂且神秘,从羊毛甾醇到各甾醇单体的合成途径仍需深入研究。
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