桑黄多糖的分离纯化、生物活性及其产品开发研究进展

李彦颖 张 祺 陈晓华 张安强*

（1. 浙江工业大学食品科学与工程学院，浙江 杭州 310014；2. 浙江千济方医药科技有限公司，浙江 杭州 311710）

桑黄别称桑臣、桑耳或胡孙眼等[1]，是一种珍贵的药用真菌，隶属于担子菌亚门、层菌纲、非褶菌目、多孔菌科，在过去长期列为针层孔菌属（Phellinus），主要包括火木针层孔菌（Phellinus igniarius）、裂蹄针层孔菌（P. linteus）和鲍氏针层孔菌（P. baumii）[2]。桑黄通常寄生于桑、柳、杨、桦、山楂等阔叶树上，又分为桑树桑黄、杨树桑黄、桦树桑黄等不同种类[3]。桑黄的种类及学名一直存在争议，随着桑黄新属的发现，桑树桑黄学名被定为Sanghuangporus sanghuang，目前所知的桑黄孔菌属有14种，市售常见的多为杨树桑黄（S. vaninii）和暴马桑黄（S. baumii）[4]。

桑黄味苦，性寒无毒，具有十分重要的药用价值。现代药理学研究发现桑黄含有多糖、萜类、黄酮类、吡喃酮类、酚类、香豆素类、甾体类、生物碱类等药用活性物质[5]。多糖是其主要活性成分之一，具有抗肿瘤、调节机体免疫功能、降血糖、抗炎症、抗氧化、护肝等生物活性[5,6]。

1 桑黄多糖的提取、分离纯化及其结构分析

1.1 桑黄多糖的提取

桑黄多糖主要从子实体、菌丝体及发酵液中提取，目前常用的提取方法有热水浸提法、酶提取法、碱提法、超声波提取法和微波提取法等（表1）。为缩短提取周期、提高多糖得率及降低生产成本，还可多种方法协同提取，如超声波协同酶法、超声波辅助热水提取等。提取过程的温度、料液比、提取时间、萃取介质、超声功率等条件均会影响多糖得率，故须对工艺进行优化。

表1 桑黄多糖的提取工艺

1.2 桑黄粗多糖分离纯化前的预处理

桑黄粗多糖常含有大量蛋白质、色素及低聚糖等小分子杂质，因而在粗多糖分离纯化前须对其进行预处理。传统的脱蛋白质方法有Sevag法、三氯乙酸沉淀法、蛋白酶水解法、鞣酸法、盐酸法等[16]。其中Sevag法在真菌多糖中应用较为广泛，即根据蛋白质在氯仿等有机溶剂中变性的特点，将多糖溶液、氯仿、正丁醇的比例调节为25∶5∶1或25∶4∶1，振荡摇匀，然后离心除去凝胶状的变性蛋白质，但需多次重复处理才能收到较好的效果[17]。三氯乙酸沉淀法是在有机酸的作用下，使蛋白质分子形成不可逆沉淀。在多糖水溶液中加入等体积的5%～10%三氯乙酸，混匀后静置过夜，离心除去沉淀，重复操作多次可得到无蛋白多糖[18]。

去除蛋白质之后，通常采用活性炭、大孔树脂、H2O2等对粗多糖提取液进行脱色处理[19]。由于多糖提取液中富含酮类、酚类、醌类等物质，这类色素大多呈负性离子，使用活性炭法脱色并不能达到很好的效果，而过氧化氢法对于负性离子有很好的脱色作用[20]。相比于采用活性炭、过氧化氢等脱色方法，树脂法脱色率较高，脱色的多糖生物活性较好[21]。另外，桑黄多糖中的小分子杂质如低聚糖、无机盐等可通过透析、超滤等方法除去[22]。

1.3 桑黄多糖的分离纯化和结构分析

为了更好地研究多糖的生物学活性及其与结构组成的关系，得到一定分子量范围的均一多糖，须对多糖混合物进行分离纯化。目前桑黄多糖的分离纯化通常采用离子交换层析和凝胶分子筛层析相结合的方法等，其纯度和分子量可通过高效液相色谱（HPLC）测定，结合红外光谱（IR）、紫外光谱（UV）、质谱（MS）、核磁共振（NMR）、甲基化分析、Smith降解等进行结构鉴定分析。总结近几年来桑黄多糖研究的分析结果见表2。

表2 桑黄多糖的结构分析

2 桑黄多糖的生物活性

2.1 抑制肿瘤增殖和转移

据国内外文献报道，桑黄多糖具有良好的抑制肿瘤作用，能够刺激淋巴T、B细胞的产生，激活巨噬细胞、活化自然杀伤细胞从而抑制肿瘤的生长和转移[32]；能通过促进H22荷瘤小鼠血清细胞因子IL-2、IL6、TNF-α的产生，增强机体免疫反应，对抑制肿瘤有一定效果[33]。桑黄多糖还可通过改变肿瘤细胞周期，引起肿瘤细胞凋亡，桑黄多糖P1下调了HepG2 细胞中CaM、CaMKⅡ、EGF、EGFR、K-ras和c-fos基因的表达水平，提高了细胞内Ca2+浓度，说明其可能诱导HepG2细胞S周（DNA合成期）阻滞从而抑制HepG2细胞增殖[34]。桑黄蛋白多糖P1对人肝癌细胞（HepG2）具有显著的抗肿瘤活性，P1处理的HepG2细胞中钙网蛋白、细胞周期蛋白D1、细胞周期蛋白E和CDK2的表达显著下调，而P27kip1和细胞周期蛋白A的表达显著上调，说明其作用机制通过降低钙网蛋白表达和激活P27kip1-cyclin A/D1/E-CDK2途径诱导HepG2细胞S期阻滞[35]。

调节血管生成的所有分子途径平衡被破坏时，就会引起病理性血管生成，而这一过程可能会导致包括癌症在内的许多疾病产生[36]。桑黄多糖可有效抑制血管内皮细胞的增殖分化，且抑制作用与桑黄多糖浓度呈正相关，抑制作用在质量浓度为0.5 g/L 时最强，此外还能降低鸡胚尿攮膜（CAM）血管的生成、血管密度和分支等[37]。

在治疗癌症方面，单纯的化学疗法不能达到完全预防肿瘤转移的效果，并会产生严重的毒副作用。桑黄多糖可联合化疗药物发挥积极作用，如联合环磷酰胺可有效抑制肝癌腹水荷瘤小鼠肿瘤细胞增殖，发挥减毒增效作用，其机制可能与下调PI3K/AKT/mTOR通路的表达有关[38]。

2.2 免疫调节

研究表明，桑黄多糖可促进免疫抑制小鼠T、B淋巴细胞增殖，提高脾、腹膜自然杀伤（NK）细胞以及骨髓细胞活性、细胞因子水平和T淋巴细胞数量[39]。其免疫调节包括促进免疫细胞增殖、增强细胞吞噬活性和促进TNF-和IL-6的分泌[40]。桑黄多糖能够特异性刺激受体TLR4并激活MyD88和TRIF途径，显著提高血清OVA特异性抗体和脾细胞的增殖[41]。

2.3 降血糖

真菌多糖具有良好的降糖效果，其主要通过影响糖代谢，调节胰岛β细胞和增强胰岛素敏感性以及增强抗氧化应激而发挥降血糖功能并缓解糖尿病症[42]。研究结果显示，桑黄多糖可平衡PC/PE比值和激活胰岛素信号转导来改善胰岛素抵抗，从而显著降低血糖水平[43]；桑黄多糖对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶有较高的抑制活性，对葡萄糖的扩散有明显的抑制作用[44]。

2.4 抗炎

炎症反应是临床常见的一个病理过程，研究发现桑黄多糖可以降低促炎细胞因子（TNF-α、IL-1β、IL-2、IL-6、IL-12）含量及mRNA转录，提高抗炎细胞因子（IL-4和IL-10）含量和mRNA表达水平，其作用可能与抑制NF-κB易位、增加AMPKα的磷酸化及调节抗炎和促炎因子的平衡相关[45]。桑黄多糖可调节PPARα和PPARγ磷酸化以及阻断MAPK活化，其抗炎机制可能是参与MAPK和PPAR信号通路，从而降低炎症细胞因子表达[46]。

2.5 抗氧化

自由基是引起人体疾病和衰老的原因之一，当人体内的自由基消除过慢或产生过多时，机体就会受到相应的损害，从而诱发各种疾病，加速人体的衰老[47]。桑黄菌丝体多糖体外抗氧化活性的研究结果表明，其对ABTS+·和DPPH·的最高清除率分别为73.54%和88.83%，并有较好的剂量-效应关系[48]。以总抗氧化能力、清除DPPH自由基能力、清除羟基自由基能力、对 Fe2+螯合能力、超氧阴离子自由基清除能力测定评价桑黄多糖抗氧化活性的研究发现，不同时期的桑黄菌丝体多糖表现不同抗氧化性，生长期短的菌丝多糖抗氧化性更强，但活性不如子实体多糖[49]。

2.6 其他

桑黄多糖还具有抗疲劳、抗衰老和护肝等生物活性。对小鼠进行抗疲劳、耐缺氧能力的实验结果显示，桑黄多糖可以有效延长小鼠游泳时间以及在缺氧环境和亚硝酸钠中毒环境下的存活时间[50]。桑黄多糖可以延长果蝇平均寿命和最长寿命，提高衰老小鼠血清、脑、肝组织中的超氧化物歧化酶（SOD）活性[51]。

3 桑黄多糖的产品开发

随着健康意识的增强，营养丰富、具有保健功效的食药用菌越来越受消费者欢迎。桑黄富含多糖、甾类、三萜、黄酮等生物活性物质，可广泛应用于食品、药品以及护肤品等各个领域，其中多糖作为其主要活性成分，具有抗癌、提高免疫力、降低血糖血脂、保护肝脏、抗氧化等功能，且无毒副作用，成为产品开发关注的焦点。学者以桑黄菌丝多糖含量为评价指标优化桑黄液体发酵茶饮料工艺条件，得到具有桑黄特有风味、甜爽适口的发酵茶饮料，其中菌丝多糖含量为0.064 g/100mL[52]。研制出的桑黄发酵多糖胶囊，以D-半乳糖衰老小鼠为模型，发现其具有抗衰老效果，且可有效保护小鼠肝脏细胞免受免疫性损伤，不表现出毒副作用[53]。研制的富含多糖的桑黄保健口服液，可明显增强小鼠腹腔巨噬细胞（PM）的吞噬能力，提高小鼠的免疫功能[54]。

4 展 望

桑黄作为一种药用价值高的珍贵药用真菌，需求量逾来逾大，开发前景广阔。近年来，桑黄的人工栽培技术不断成熟，促进了桑黄产业的发展。国内外学者对桑黄多糖的结构和生物活性的研究不断深入，研发出一系列以桑黄多糖为主要成分的产品。虽然关于桑黄多糖的提取分离、初步结构鉴定和药理作用的报道较多，但桑黄多糖的单糖组成、分子量、溶解度和链构象等在生物活性中的作用尚未得到充分的认识，应进一步探究，为桑黄更好地应用于食品、药品、保健品和化妆品等领域提供理论指导和技术支持，实现桑黄多糖产品大规模、大范围地投入市场。