香菇多糖提取工艺的筛选及保健功效的研究现状分析

陈悦柏

(广西大学 行健文理学院，南宁 530005)

香菇(Lentinusedodes)，俗名为香蕈、冬菇、花菇和香菌，属于担子菌纲(Basidiomycota)、多孔菌目(Polyporales)、多孔菌科，是世界上产量第二大的食用菌，仅次于双孢蘑菇(Agaricusbisporus)[1-2]。香菇具有丰富的营养成分，包括蛋白质、氨基酸、维生素、多糖及多种矿物质，而多糖作为香菇最重要的活性成分之一，具有多种药理作用，如降血糖、抗氧化、抗肿瘤和增强人体免疫力，将作为功能性食品被开发与利用[3-5]。

近年来，有关香菇多糖的研究越来越多，人们逐渐认识到香菇多糖的重要性，加之多糖有较为明显的药理活性且无明显的毒副作用，香菇多糖在医药与保健领域展现出广阔的应用前景[4-6]。本文对香菇多糖的提取工艺进行了优化，同时对香菇多糖的抗肿瘤、降血糖、抗氧化、安全性与免疫活性进行了多方面的总结[7]，旨在为香菇多糖的发展提供一定的理论基础。

香菇多糖的提取工艺在我国已经发展了20多年，常见的香菇多糖提取工艺有超声辅助提取、热水浸提法、微波辅助提取和酶提取法[8-10]。不同的技术工艺要求不同，同时多糖的生成率也不同。本文通过对比4种香菇多糖的提取工艺，得出结论：4种技术工艺得到的香菇多糖单体的组成成分基本一致；微波辅助法粗多糖的提取率最高；热水浸提法提取的多糖最少；微波辅助法提取的多糖具有较强的清除羟基自由基能力。综合多糖的得率和多糖的抗氧化能力，将微波辅助法作为目前获取香菇多糖的最优方法。

1 香菇多糖的抗肿瘤、降血糖、抗氧化作用研究进展

香菇多糖是β-(1-3)-D-葡聚糖，具有抗肿瘤及低毒性等多种特点，1980年就已经被日本批准作为抗癌药物使用，临床上作为抗癌辅助剂可增强机体的免疫能力[11-13]。由于香菇多糖作用于癌细胞的机理尚不清楚，这在一定程度上限制了香菇多糖在临床上的深入运用[14-15]。香菇多糖研究的早期，研究者们认为香菇多糖不能直接作用于肿瘤细胞，而是通过刺激人体机能的免疫系统从而间接发挥抗肿瘤的作用。然而，近期的研究结果表明，香菇多糖能够直接抑制人体肿瘤细胞增殖如人类肝癌细胞、乳腺癌细胞的增殖，但需要对其机理做进一步研究。清楚香菇多糖直接作用于肿瘤细胞的机理，是以后香菇多糖能广泛运用的前提之一[16-17]。

据世界卫生组织统计，全球患有糖尿病的人口已经超过1亿，防治工作十分严峻，治疗糖尿病的药物开发也是任重道远。糖尿病的具体致病机理目前尚不清楚，但社会公认糖尿病与人类遗传、生存环境、病毒感染、肥胖、食物、机体代谢失衡和内分泌失调等多种因素有关。香菇多糖在降低血糖方面的研究在中国多有报道，这些研究结果表明香菇多糖有显著的降低血糖、增加肝糖原的作用，通过代谢调节，引导肝糖原的合成，抑制糖原的分解[18]。

香菇多糖作为免疫促进剂被广泛地关注，在机体免疫调节方面有明显的效果，所以香菇多糖也被视为临床上的生物反应修饰剂。有研究表明，口服香菇多糖能够增强人体的NK细胞(自然杀伤细胞，是机体的重要免疫细胞，在抗病毒和抗肿瘤方面发挥着不可忽视的作用)、CTL细胞(专门分泌各种细胞因子，参与机体的免疫作用)和LAK细胞(淋巴因子激活的杀伤细胞)的生物活性，从而抑制肿瘤细胞的增长[19]。

一直以来，研究者们一直在努力地寻找提高人体免疫能力的药物，食用菌多糖是天然且无毒害的物质，是免疫调节作用的理想选择。香菇是全世界产量第二高的食用菌，对其多糖的免疫调节研究较早，在机体免疫调节和药物开发方面有着很大的潜力。

2 材料与方法

2.1 材料与试剂

香菇：从市场上购买人工栽培的香菇；纤维素酶、D-葡萄糖、果糖、D-甘露糖、D-半乳糖、D-木糖、D-氨基葡萄糖、D-岩藻糖、D-葡萄糖醛酸和D-半乳糖醛酸。

2.2 仪器与设备

分光光度计；离心机；恒温水浴锅；超声波破碎仪；微波炉；电子天平；烘箱；粉碎机；离心机。

2.3 实验方法

2.3.1 香菇预处理及多糖提取方法

将新鲜的香菇子实体放置于烘箱中，在65 ℃烘干；烘干后使用80目的筛子去除大颗粒物质，按照质量比1∶30加入95%的乙醇进行浸泡，浸泡24 h后，离心(2000 r/min，30 min)，沉淀物为香菇粉，烘干备用。4种香菇多糖的提取方法见表1。

表1 香菇多糖提取方法Table 1 The extraction methods of Lentinus edodes

2.3.2 香菇多糖和羟基自由基清除率的测定方法

本实验采用苯酚-硫酸法测定香菇多糖溶液中总糖的含量；香菇多糖的获得率=溶液中香菇多糖含量/所用香菇粉末质量；羟基自由基清除按照Huo的方法进行测定[26]，羟基自由基清除率=(样品吸光值-加入多糖的样品吸光值)/样品吸光值。

3 结果与分析

3.1 4种方法获得香菇多糖和糖总量的比较

4种方法提取的多糖及总糖含量见表2。

表2 4种提取工艺提取香菇多糖含量的比较Table 2 Comparison of content of polysaccharides from Lentinus edodes by four extraction methods

由表2可知，微波提取法提取的多糖量最高，为40.15%；超声波提取法获得的还原糖量最多，为2.22%；酶辅助提取法获得的香菇多糖中杂质量最多。

3.2 香菇多糖成分分析

香菇多糖的组成成分决定了其生物活性的强弱，采用HPAEC-PAD色谱图进行对比，发现酶辅助提取法得到的粗多糖所含单糖成分最多，有7种不同的单糖，分别是葡萄糖、半乳糖、木糖、甘露糖、葡萄糖醛酸、氨基葡萄糖和岩藻糖；热水浸提法、超声波提取法和微波辅助提取法仅得到6种单糖组成成分；热水浸提法和微波辅助提取法不含氨基葡萄糖，超声波提取法不含木糖，原因可能是在使用酶辅助提取的过程中，纤维素酶破坏了细胞壁组织，加速了细胞内多糖的溶出。

3.3 香菇多糖氧化活性分析

自由基非常不稳定，会从附近的细胞内夺取电子，极易破坏细胞结构。例如，羟基自由基极易导致赖氨酸的损伤，从而引发人类疾病。多糖的抗氧化能力通常使用羟基自由基的清除能力来评估。

由图1可知，随着多糖浓度的增加，自由基的清除能力也逐渐提高；4种提取方法中微波辅助提取法得到的多糖清除自由基的能力最强；除此之外，羟基自由基的清除率与香菇多糖的浓度呈现正相关。

图1 4种香菇多糖提取工艺与羟基自由基清除率之间的关系Fig.1 The relationship between four kinds of extraction processes for polysaccharides from Lentinus edodes and hydroxyl free radical scavenging rate

4 结论

通过对4种提取香菇多糖的方法进行比较，将多糖含量、单糖组分及其结构特征进行对比，得出酶提取法、微波提取法、超声辅助提取法与热水浸提法相比，发现前3种提取法获得的多糖比例、羟基自由基清除率均高于热水浸提法。对4种方法提取的多糖成分进行对比，发现4种方法获得的单糖成分大致相同。微波辅助提取法获得的香菇多糖率最高，也具有较高的抗氧化能力，所以在本研究中，得出微波提取法作为4种提取香菇多糖的最优提取工艺。

5 展望

香菇不仅是我国民间增鲜常用的食品调味剂，也是一种天然的药物原料，具有丰富的生物活性功能，如降血糖、抗氧化、抗肿瘤和增强机体免疫功能，相比于其他化学成分的药物，香菇的副作用更小，具有广阔的应用前景。

我国是食用菌生产与消费大国，香菇产量居世界前列，这对我国研发香菇多糖产品提供了良好的基础条件。现代医学研究表明，香菇多糖是香菇药理作用的主要功能性成分，并已成为保健品中一种重要的功能性添加物。随着市场竞争力的增加，不得不要求商品走产品差异化和多元化的道路，越来越多的人们参与到香菇多糖的研发中。目前香菇多糖的开发与研究在快速地发展，特别是在香菇多糖的提取、纯化、生物学功能和临床运用方面有较大的发展，这为我国香菇多糖的开发与应用提供了基础的理论研究[27]。