食用菌多糖在功能性酸奶中的应用研究进展

吕欣彧赵文文陈喜君*

（1黑龙江省菌物药工程技术研究中心，黑龙江哈尔滨 150023；2黑龙江省黑木耳资源利用工程技术研究中心，黑龙江哈尔滨 150000；3中科优术（黑龙江）科技产业有限公司，黑龙江哈尔滨 150000）

随着经济和社会的不断发展，人们生活水平的不断提升，健康问题越来越被重视，并在人们心中逐渐占据主导地位，这使得消费者对功能性食品的关注度越来越高，需求日益增加，功能性酸奶由此脱颖而出。所谓功能性酸奶就是添加了具有独特功效的特殊物质，使之具有某种特殊功效的酸奶。功能性酸奶是保健食品的一种，最大的优势在于可满足特定人群的需求。目前，市场上的功能性酸奶有成年型、儿童型、孕妇型、老年型等，具有预防肠癌、降“三高”、提高机体免疫力等功效。功能性酸奶中所添加的功能因子有多种，笔者对功能因子之一食用菌多糖进行详细阐述，并系统总结食用菌多糖和益生菌二者的功效及相互作用后酸奶中各成分的变化。

1 食用菌多糖及生理活性概述

食用菌含有多种人体所必需的氨基酸和蛋白质，营养极为丰富，早在东汉时期便有记载，在我国有着悠久的历史和丰富的资源[1]。食用菌多糖是食用菌的主要活性成分之一，在国际上被称为生物反应调节剂。食用菌多糖是一种具有螺旋状立体构型的大型真菌代谢产物，由10个以上的单糖以糖苷键连接，可从食用菌子实体、菌丝体及其发酵液中分离得到。食用菌多糖的种类有上百种，如木耳多糖、香菇多糖、猴头菇多糖、灵芝多糖等。现代药理学研究表明，食用菌多糖具有抗肿瘤、抗氧化、增强免疫力、降“三高”等多种生物活性。目前，食用菌多糖已被开发成多种药物、功能性食品及保健食品，具有非常广阔的发展前景[2]。

1.1 抗肿瘤

食用菌多糖大多是通过调节机体免疫功能来达到抗肿瘤的目的。詹雪[3]分离和纯化猴头菌子实体粗多糖，并研究猴头菌水溶性多糖的抗肿瘤活性；结果表明，纯化后的猴头菌子实体多糖可促进胃癌细胞（SGC−7901）的凋亡，抑制SGC−7901细胞中MMP−2，9的mRNA表达，从而有效地抑制胃癌细胞的转移。陈阳[4]采用液体发酵的方法提取出发酵液中的茯苓多糖，并验证其体内外的抗肿瘤活性；结果表明，茯苓菌丝体发酵液可通过激发机体免疫功能间接发挥抗肿瘤作用，能够提高H22荷瘤小鼠脾脏和胸腺指数，促进其血清IL−2（白细胞介素−2）、IFN−γ（干扰素）、TNF−α（肿瘤坏死因子）的分泌，减轻小鼠腹水症状，延长H22荷瘤小鼠的生存期。香菇多糖对胃癌、肝癌、肺癌、血液系统肿瘤、鼻咽癌、直肠癌和乳腺癌等均有抑制作用，能够在体内诱导和增强T细胞，NK细胞及单核巨噬细胞的活性，活宿主产生粘肿瘤免疫应答，从而发挥抗癌作用[5]。

1.2 免疫调节

食用菌多糖能增强机体免疫力，增强淋巴细胞、巨噬细胞、网状内皮系统的功能。研究表明，灰树花多糖能增强巨噬细胞的吞噬功能，促进细胞内TNF−α、IL−1β（白细胞介素−1β）、IL−6（白细胞介素−6）、IL−12（白细胞介素−12）等细胞因子以及细胞中iNOS mRNA水平的表达，具有特异性和非特异性免疫功能[6]。茶树菇多糖能显著促进血清溶血素（IgM）的生成和巨噬细胞的吞噬作用，增强ConA诱导的T细胞增殖反应和T细胞介导的迟发型超敏反应，具有调节细胞免疫和体液免疫的双重作用[7]。姬松茸多糖能显著提高小鼠脾脏和胸腺指数，提高CD4+、CD8+细胞计数，提高小鼠血清中IL−6和TNF−α的含量，可刺激小鼠淋巴细胞分泌免疫球蛋白IgG、IgM，具有提高免疫力的作用[7−8]。

1.3 其他作用

食用菌多糖在抗氧化、降“三高”、抗病毒等方面也具有一定的功效。研究发现，虫草多糖具有一定的抗氧化活性，且随着多糖含量的提高，抗氧化活性也增强，对超氧阴离子自由基和羟自由基均有较强的抑制作用[9]。灵芝多糖可保护心血管系统，降低血压，增强心肌收缩力；促进胰岛素分泌，抑制血糖升高，对四氧嘧啶所致的糖尿病小鼠胰岛β细胞损伤具有一定的修复作用。香菇多糖能够降低高脂血症大鼠血清中的总胆固醇含量，促进胆固醇代谢，从而起到降血脂及预防毛细血管破裂的作用[10]。鹿角炭角菌、香栓菌、茶树菇的三种多糖对HIV逆转录酶的活性均有较好的抑制作用，其抑制率分别为80.4%、90.6%和84.5%[11]。

2 益生菌概述及生理活性

近年来，益生菌在疾病的预防、控制及重症修复方面受到极大的关注，其凭借着安全、功能优良等特点脱颖而出。益生菌是一种有益于宿主的活性微生物，能够定植在人体内（如人体的口腔、肠道、皮肤和阴道），调节宿主某一部位的菌群平衡。常见的益生菌有乳杆菌、双歧杆菌、肠球菌、乳球菌、链球菌等，临床上可用于预防、治疗和修复肠道疾病、肿瘤、高血压、糖尿病、高血脂和口腔疾病等，其原理是益生菌不仅能够竞争性的消耗病原菌的能源物质，还可通过代谢产生的抑菌肽有效地抑制病原菌的生长繁殖[12]。

2.1 调节肠道菌群

益生菌作为肠道内的有益菌群，可增强肠道黏膜屏障功能。研究发现，益生菌能调节杯状细胞、Paneth细胞及正常上皮细胞的活性，促进相关黏液及蛋白质的合成，防止上皮细胞凋亡；还可诱导肠道相关的淋巴因子及免疫球蛋白的产生，进而抑制病原体的大量繁殖。不仅如此，益生菌产生的细菌素还能够作为定植蛋白，与病原菌进行占位竞争，从而阻止病原菌的黏附和定植；或作为信号蛋白，向肠道菌群和免疫系统传递信息。另外，益生菌分泌的物质（如有机酸、糖蛋白等）具有抗毒素作用，有些益生菌可产生多种维生素和酶类（如蛋白酶、糖化酶、β−半乳糖酶等），可促进肠道消化吸收，以维持肠道健康[13]。

2.2 调节免疫

益生菌可直接或间接调节机体免疫。研究表明，益生菌能够促进巨噬细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞的增殖分化，提高其抗原的免疫反应力，改善组织的免疫功能，从而调节特异性或非特异性免疫反应，维持机体免疫平衡，进而达到预防、控制疾病的目的。益生菌的调节作用主要有与肠道上皮及黏膜固有层细胞结合，促进B淋巴细胞向浆细胞分化，诱导肠道黏膜及机体的免疫反应；促进肠黏膜内淋巴组织产生分泌性免疫球蛋白，抑制toll样受体4（TLR4）、肿瘤坏死因子−α（TNF−α）、核因子激活的B细胞的κ−轻链增强（NF−kB）等炎症因子活性，进而激活和维持免疫平衡[14]。

2.3 其他作用

益生菌在预防和治疗疾病方面具有一定的有效性和安全性，现已广泛应用于临床，尤其是在肿瘤、呼吸系统疾病和心血管疾病等方面治疗效果显著。研究表明，益生菌对病毒性肺炎、细菌性肺炎、慢性阻塞性肺疾病等呼吸系统疾病有一定的预防和治疗作用，可调节重症肺炎患者的菌群平衡，减少炎性因子随血液循环进入肺部的含量，预防及减轻相关肺炎性疾病。益生菌可降低高血脂患者的血清总胆固醇和低密度脂蛋白水平，降低糖尿病患者的血糖；显著降低高血压患者的收缩压和舒张压，抑制血管紧张素转化酶ACE活性，有效预防心脑血管及代谢性疾病；同时，还能通过调节宿主免疫系统及肠道菌群来发挥抗氧化和抗肿瘤的作用[15]。

3 食用菌多糖复配益生菌发酵功能性酸奶后成分变化

3.1 多糖含量

食用菌多糖与益生菌复配后，可以增加酸奶中多糖含量，使之最大程度地发挥作用。薛依婷等[16]用黑木耳多糖与益生菌共同发酵，制成黑木耳多糖凝固型酸奶，发现黑木耳多糖凝固型酸奶的胞外粗多糖含量明显高于普通酸奶，说明黑木耳多糖凝固型酸奶具有更高的营养价值和保健功效；且利用食用菌多糖发酵的酸奶，其乳香味、黏度、稳定性等均比普通酸奶好。李靖等[17]对灵芝酸奶多糖含量测定结果表明，灵芝酸奶中多糖质量浓度明显高于普通酸奶，并且在贮藏的第五天多糖质量浓度达峰值。这可能是因为乳酸菌在发酵过程中会分泌胞外多糖，从而使灵芝多糖的质量浓度上升。李靖等[18]对灵芝−白灵菇酸奶多糖含量测定结果表明，添加灵芝−白灵菇发酵液的酸奶多糖体积质量（0.275 mg/mL）明显高于未加灵芝、白灵菇发酵液的酸奶（0.142 mg/mL）。这主要是因为灵芝、白灵菇发酵液中含有大量的胞外多糖，且胞外多糖不仅功效多样，还能改善酸奶的品质。因此，灵芝−白灵菇酸奶比普通酸奶更加具有保健效果。

3.2 促进益生菌增殖

食用菌多糖与益生菌复配后，可促进益生菌的增殖。李靖等[18]对灵芝−白灵菇酸奶中的乳酸菌含量分析表明，添加灵芝−白灵菇发酵液试验组酸奶中的乳酸菌含量为108CFU/mL，而未添加灵芝−白灵菇发酵液（对照组）酸奶中的乳酸菌含量为107CFU/mL，说明灵芝、白灵菇发酵液可促进乳酸菌的生长。这可能是由于灵芝、白灵菇发酵液中含有食用菌多糖及相关氨基酸、肽类、核苷酸和维生素等，为益生菌的生长提供了一定的营养。张岩等[19]研究松茸多糖对保加利亚乳杆菌Lactobacillus del⁃brueckii、嗜热链球菌Streptococcus thermophilus发酵的影响，结果表明，添加适宜质量分数的松茸多糖（0.04%）可促进乳酸菌的生长，这可能是因为添加的松茸多糖可以促进乳酸菌对酸奶中营养物质的利用。王瑞君[20]在研究香菇多糖对酸奶中常见发酵剂生长影响的试验中发现，适量的香菇多糖能促进保加利亚乳杆菌亚种和嗜热链球菌的生长，这可能是由于香菇多糖中的菌丝体在某些酶的作用下分解产生单糖，为益生菌的生长提供碳源。

3.3 促进蛋白质分解

酸奶中添加食用菌多糖可促进乳酸菌增殖，使酸奶中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸，使之更好的被人体吸收。李广富[21]研究酸奶添加食用菌功能成分对其品质的影响。结果表明，食用菌功能成分（灵芝多糖、茶新菇多糖、真姬菇多糖）可促进乳酸菌的增殖，增强蛋白质的分解能力，提高酸奶氨基酸的含量，使酸奶营养更丰富、口感更多样性。李靖等[18]测定添加灵芝、白灵菇发酵液的酸奶中的氨基酸，结果与对照组相比，添加灵芝、白灵菇发酵液的酸奶中氨基酸含量显著高于对照组，为39.53 mmol/L。这主要是由于灵芝、白灵菇发酵液中所含的氨基酸在发酵后会促进乳酸菌的生长繁殖，增加蛋白酶的分泌，从而使蛋白质降解程度更高，进而提高氨基酸含量，更有利于人体的吸收。黄娟[22]研究多汁乳菇多糖发酵后酸乳中氨基酸的变化。结果表明，多汁乳菇多糖能促进嗜酸乳杆菌Lactobacillus acidophilus、干酪乳杆菌Lactobacillus casei、植物乳杆菌Lactobacillus plantarum的生长繁殖，显著增加各益生菌发酵乳乳清中必需氨基酸和游离氨基酸的含量，提高发酵乳生物效价，且添加多汁乳菇多糖的最佳质量分数分别为0.10%、0.05%、0.05%。

3.4 乙醛、丁二酮含量

乙醛、丁二酮是构成酸奶风味的主要成分，其质量浓度和比例影响着酸奶的风味。一般认为，酸奶中乙醛最佳风味值为20~40 mg/L，丁二酮质量浓度为8~15 mg/L。李靖等[23]对香菇酸豆奶发酵后的营养成分分析结果表明，添加香菇发酵液的酸豆奶组中乙醛、丁二酮的含量均高于未添加香菇发酵液（对照组）酸豆奶，平均体积质量分别为34.28 mg/L、14.88 mg/L，而对照组乙醛、丁二酮体积质量分别为32.8 mg/L、13.76 mg/L，说明添加香菇发酵液能使酸豆奶生成一定的风味物质，味道口感更佳。李靖等[17]对添加灵芝发酵液酸奶中的乙醛、丁二酮的含量进行测定，结果表明，灵芝酸奶的乙醛、丁二酮含量显著高于对照组，且在贮藏第7天达峰值，味道芳香诱人。这可能是由于灵芝发酵液能促进乳酸菌的代谢，生成较多的乙醛，从而提高其产香能力。

4 展望

近年来，随着科学技术的发展，益生菌功能性食品已成为研发的热点，产品逐渐大众化、普及化和多样化，而功能性酸奶在改善乳糖不耐受、降“三高”、提高免疫力、生物调节、促进健康等方面具有非常重要的作用。随着研究的不断深入，一些功能因子相继被发现，使得功能因子种类不断增加。食用菌多糖是具有一定研发价值的功能因子，其具有营养价值高、药理作用广泛、安全无毒副作用等优点，在预防和治疗疾病方面效果显著；与益生菌共同发酵，不仅可以保持各自的生物活性，还可充当促进益生菌生长的益生元，促进益生菌生长繁殖，增加发酵酸奶中营养物质的含量，充分发挥二者的保健功效，在促进人体健康和提高人们生活水平方面具有积极的意义。未来应进一步发掘食用菌多糖与益生菌联合发酵的各成分、药理活性等方面的变化，拓宽益生菌产品的应用范围，不断开发新型功能性产品，为人类健康服务。