何 容 罗晓莉 张沙沙 曹晶晶 张微思
(中华全国供销合作总社昆明食用菌研究所,云南昆明 650221)
珊瑚菌或珊瑚菌类真菌(Clavarioid fungi)是一个人为的担子菌门真菌物种集合的名称,泛指子实体直立,外形呈珊瑚状、棒状、角状、片状、猴头状,甚至蜡伞状的一类腐生或土生的大型真菌,又名扫把菌、刷把菌、扫帚菌等。传统的珊瑚菌科是由一些没有亲缘关系,独立进化的真菌类群组成,随着分子生物学的发展,珊瑚菌科各属发生了很大的变化[1]。珊瑚菌中常见的属有枝瑚菌属(Ramaria)、珊瑚菌属(Clavaria)、锁瑚菌属(Clavulina)等[2]。《滇南本草》记载:“帚菌,俗名笤帚菌。味甘,性平,无毒。主治和胃气,祛风、破血、缓中。多食令人气凝,少者舒气。”珊瑚菌所含主要活性成分多糖和三萜类化合物具有抗氧化、消炎、抗菌、抗肿瘤等作用[3-5]。
珊瑚菌主要分布于我国的西南、东北、华北和西北等地区,盛产于每年夏秋季。珊瑚菌生于林下土壤,与树木形成外生菌根,品种较多,大部分可食。珊瑚菌属于中温型菌类,温度在20~25 ℃时,菌丝致密、色泽浓白,菌丝中间有黑色的菌核;温度高于25 ℃或低于20 ℃时,菌丝细弱、长速不稳定[6]。目前未有珊瑚菌驯化成功的报道[7]。
杯珊瑚菌(Clavicorona pyxidata),天然产物含量丰富,已从其固体发酵产物中分离鉴定出萜类、醇类、腺苷、内酯类、酚类等22种化合物,涉及倍半萜、三萜、对甲基苯戊二醇衍生物、腺苷、苯基丁烯内酯、大环内酯、双酚A 和吡喃酮化合物等[8]。药学化学成分预试验证明,葡萄状枝瑚菌(Ramaria botrytis)含有挥发油、内酯、甾醇类、有机酸、萜类、糖类和蛋白等成分,其粗多糖具有一定的抗氧化活性。通过GC-MS 分析得出珊瑚菌石油醚总提取物中主要成分有棕榈酸、亚油酸、油酸、亚油酸乙酯等,石油醚分离部位初步鉴定出38 种化合物,主要含有反式十六烷酸、二十四烷、十八烯酸、9,12-十八碳二烯酸-乙烷基酯及一些有机酸类,脂类和酸类物质约占总含量的50%[9]。
珊瑚菌含有丰富的碳水化合物、蛋白质、脂肪和游离氨基酸,每百克珊瑚菌中蛋白质约为35.55 g[10]。陈文强等[11]测定结果:葡萄状枝瑚菌中蛋白质的质量分数为28.17%;氨基酸总质量分数为226.91 mg/g,其中七种必需氨基酸占氨基酸总质量分数的49.25%;矿质元素K、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe质量分数分别为0.900 0 mg/g、0.413 0 mg/g、0.011 2 mg/g、0.064 3 mg/g、0.031 7 mg/g、0.0737 mg/g。郑永标等[12]测定杯珊瑚菌液体发酵菌丝体及子实体的氨基酸质量分数分别为28.35%、13.83%。圣志存等[13]分析了红顶枝瑚菌(Ramaria botrytoides)子实体和液体发酵菌丝体的营养成分,其中,菌丝体碳水化合物质量分数为63.55%、脂肪为3.21%、蛋白质为22.30%、灰分为5.98%;子实体碳水化合物质量分数为38.74%、脂肪为2.52%、蛋白质为11.02%、灰分为5.77%。红顶枝瑚菌子实体中矿质元素Ca、Cu、Mn 含量高于菌丝体;菌丝体中Mg 元素高于子实体;两者Fe、Zn 含量接近。红顶枝瑚菌菌丝体氨基酸总质量分数为(21.36±0.79)mg/100 g,其中必需氨基酸占33.14%;子实体氨基酸总质量分数为(9.27±0.36)mg/100 g,其中必需氨基酸占27.50%。由此可见,红顶枝瑚菌菌丝体营养丰富,且菌丝体多糖含量及活性均高于子实体,可以代替子实体应用于食药产品的生产。
易千红等[14]研究发现黄枝瑚菌(Ramaria flava)菌丝体胞内多糖组分主要包含甘露糖、葡萄糖、半乳糖。苏凤贤等[15]研究了密枝瑚菌(Ramaria stricta)多糖的测定方法和提取工艺参数,采用硫酸-苯酚法测定密枝瑚菌多糖,多糖提取率为2.23%。徐红霞等[16]优化野生枝瑚菌(Ramariasp.)多糖的水浸提条件,分析了其单糖组成;结果表明,野生枝瑚菌多糖由甘露糖、核糖、葡萄糖、半乳糖、木糖、岩藻糖六种单糖组成,最佳提取条件的野生枝瑚菌多糖得率为1.97%。刘品华等[17]测定珊瑚菌(Clustered coral)的粗多糖质量分数为(3.00±0.02)g/100 g。张兆英等[18]测定金黄枝瑚菌(Ramaria aurea)总糖质量分数为1.199 g/100 g。珊瑚菌粗多糖的平均得率因多糖提取工艺的改进有所提高,可从5.64%提升至7.01%[19-21]。
李华等[22]研究了水浴法提取葡萄状枝瑚菌总萜的工艺,并测出珊瑚菌干子实体总萜质量分数为1.45%,总浸出物中总萜质量分数为5.80%。刘姬栾等[23]、金伟丽等[24]分别采用微波辅助法提取葡萄状枝瑚菌中三萜类化合物、超声辅助法提取红顶枝瑚菌中三萜类化合物,并确定最佳提取工艺,三萜提取率分别为1.320%、2.047%。郑永标[8]从杯珊瑚菌中分离到14 个具有6 种骨架的倍半萜。而倍半萜类化合物具有细胞毒作用、抗菌、抗虫、抗病毒、抗氧化和抗炎等多种生物活性[9]。
王丽娟等[5]测定了红顶枝瑚菌多糖对羟自由基(·OH)的清除能力,结果表明红顶枝瑚菌多糖具有清除羟自由基的能力,清除率随着多糖质量浓度的升高而逐渐上升,当多糖质量浓度为5 mg/mL 时,对羟自由基的清除率达34.99%。圣志存等[13]比较了红顶枝瑚菌子实体、菌丝体的多糖、多酚抗氧化活性,发现两者多糖、多酚体外抗氧化活性强弱为子实体多酚>菌丝体多酚>菌丝体多糖>子实体多糖。刘品华等[17]试验结果显示,珊瑚菌粗多糖总还原能力为0.221,对DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)自由基的清除率为36.9%。李华等[19]测定结果表明,当质量浓高于7 mg/mL 时,葡萄状枝瑚菌粗多糖对DPPH 自由基的清除率保持在78%~84%。吕鹏云[25]从杯珊瑚菌中提取的活性物质甾体皂苷E1H3 可以抑制小鼠脑脂质过氧化;酚酸类物质E2H1、E3H3 均具有显著的抗氧化活性和小鼠红细胞溶血抑制率;在清除自由基方面,酚酸类物质E3H3 具有显著的DPPH 自由基清除活性,E2H1 具有超氧阴离子自由基清除活性;E3H3能抑制HIV-1(艾滋病病毒1 型)蛋白酶活性。同时,E2H1、E3H3对H2O2氧化损伤的小鼠脾细胞具有一定的保护作用。高呈琳[26]提取并研究了红顶枝瑚菌多糖的抗氧化活性,结果,当质量浓度在250~10 000 μg/mL 时,多糖均具有抗氧化活性,且活性与质量浓度呈正相关。单一多糖RBP-I 对DPPH 及ABTS+·自由基(2,2-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)的清除能力最强;粗多糖RBP 对Fe3+的还原能力最强;ORAC 法(抗氧化能力指数方法)测得多糖RBP-III 的抗氧化活性最强。董芳等[27]用热水浸提分离得红顶枝瑚菌粗多糖,纯化得单一多糖RBP-Ⅰ,当质量浓度为10 000 μg/mL 时,该多糖对DPPH、ABTS+·自由基的清除率分别达22.83%、15.71%。
常正尧等[3]用含有不同质量浓度杯珊瑚菌粗提物的培养液培养对数生长期的人乳腺癌细胞MCF-7,采用MTT 法(四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法)检测杯珊瑚菌对乳腺癌细胞的抑制率,结果表明,当质量浓度为0.010 3~0.072 1 g/mL,粗提物对乳腺癌细胞的抑制作用随质量浓度上升而增强;而当质量浓度为0.082 4 g/mL时,杯珊瑚菌粗提物对乳腺癌细胞抑制率下降,可能高浓度的杯珊瑚菌粗提物对细胞具有毒理作用。说明杯珊瑚菌的粗提物对体外培养的人乳腺癌细胞株有明显的抑制作用,具有抗乳腺癌作用。高呈琳[26]研究结果表明,质量浓度为62.5~1 000 μg/mL的红顶枝瑚菌多糖RBP-Ⅰ、RBP-Ⅱ、RBP-Ⅲ及RBP对人肝癌细胞HepG-2、人乳腺癌细胞MCF-7均有抑制作用,且与多糖质量浓度成正相关,其中抗肿瘤活性效果最佳的是多糖RBP-Ⅲ。
吕鹏云[25]从杯珊瑚菌中提取的酚酸类活性物质E2H1、E3H3具有不同程度的抑菌作用;质量浓度为15 mg/mL 的E2H1 均对藤黄微球菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有抑制活性,且对藤黄微球菌的抑制活性最强,对大肠杆菌其次,并且随着E2H1 质量浓度的下降抑制作用减弱;与E2H1 相比,质量浓度为15 mg/mL 的E3H3 对藤黄微球菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制活性较弱。
高呈琳[26]研究表明,将红顶枝瑚菌多糖RBP-Ⅰ、RBP-Ⅱ、RBP-Ⅲ及RBP单独作用于小鼠脾脏淋巴细胞,均可促进细胞增殖,但促进作用较弱,细胞增殖不显著;当LPS(脂多糖)或ConA(刀豆球蛋白)协同作用于小鼠脾脏淋巴细胞时,这四种多糖均可促进小鼠脾脏淋巴细胞增殖。当上述多糖质量浓度在62.5~500 μg/mL 时,RBP-I 对小鼠脾脏淋巴细胞增殖作用随质量浓度上升而增大,且小鼠脾脏淋巴质量浓度为500 μg/mL 时,显著性较强;另外三种多糖对细胞增殖作用没有明显差异。
高呈琳[26]研究表明,当质量浓度在31.25~500 μg/mL 时,红顶枝瑚菌多糖RBP-Ⅰ、RBP-Ⅱ、RBP-Ⅲ、RBP 均可促进小鼠腹腔巨噬细胞RAW264.7 分泌NO、IL-6(白细胞介素-6)及TNF-α(肿瘤坏死因子-α),并且具有剂量依赖性,其中,单一多糖RBP-Ⅰ的免疫活性最强,RBP-Ⅲ次之。采用RT-PCR(反转录PCR)法检测多糖对小鼠腹腔巨噬细胞RAW264.7 分泌的IL-6 及TNF-α 基因表达mRNA的影响,结果表明,当红顶枝瑚菌多糖质量浓度在125~500 μg/mL 时,四种多糖均可促进免疫因子的产生,从而提高细胞的免疫活性。董明明等[28]研究了枝瑚菌(Ramaria flaccida)多糖RF-S 的免疫调节活性,结果表明,RF-S 能极显著地促进巨噬细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞的增殖(P<0.01),并呈一定的剂量关系。RF-S质量浓度为5 μg/mL时,会极显著地促进巨噬细胞吞噬中性红和荧光微球(P<0.01),并极显著地刺激巨噬细胞分泌IL-2(白细胞介素-2)、IL-10(白细胞介素-10)、TNF-α和释放NO(P<0.01),同时显著刺激巨噬细胞分泌IL-6(P<0.05)。
目前,研究较多的珊瑚菌为红顶枝瑚菌、葡萄状枝瑚菌、杯珊瑚菌;珊瑚菌生物活性物质的研究则主要集中在多糖和萜类物质。珊瑚菌多糖、萜类及其他生物活性物质的作用机理还需进一步深入研究。随着生活水平的不断提高,人们对营养保健品的消费需求越来越高,而珊瑚菌作为功能性食用菌食品有着巨大的开发潜力。由于珊瑚菌还未能人工栽培,野生珊瑚菌产量低,而珊瑚菌发酵菌丝体和子实体的化学成分相似,且菌丝体中某些营养成分含量高于子实体。因此,可以用菌丝体代替子实体进行某些生物活性物质的研究,从而节约野生资源,提高资源利用率,缓解珊瑚菌野生资源不足的问题。