猴头菇多糖功能活性及新产品开发的研究进展

姜依晴，黎倍秀，郑文雄，2，杨榕琳，2，于立梅，3，4，5，李湘銮，3，4，5，曾晓房，3，4，5，白卫东，3，4，5，董浩，3，4，5*

（1.仲恺农业工程学院轻工食品学院，广东广州 510225；2.浙江海洋大学食品与药学学院，浙江舟山 316022；3.广东省岭南特色食品科学与技术重点实验室，广东广州 510225；4.农业农村部岭南特色食品绿色加工与智能制造重点实验室，广东广州 510225；5.现代农业工程创新研究院，广东广州 510225）

随着社会的发展和人们生活水平的不断提高，人们对营养食品的关注度日益增长，对食品健康的安全意识也不断增强，营养食品消费需求也在稳步增长，促使营养食品功能趋于专一化，品种趋于多样化。猴头菇又称猴头菌，因其神似猴头得名。从分类学角度，猴头菇属于担子菌门、齿菌科猴头菌属，因其风味极佳和高营养价值而备受关注，此外，猴头菇含有多糖、低聚糖、多肽和蛋白质[1]等多种活性成分，具有提高免疫力[2-3]、抗氧化[4]、抗肿瘤[5]、降低血液胆固醇和脂肪含量[6-8]、预防肥胖[9]和改善肠胃[10-11]等多种功能。

随着科研学者们对猴头菇活性成分相关研究的日益深入，猴头菇多糖的功能作用不断被发掘，同时也被应用于各种健康产品中[2]，因此关于猴头菇多糖的提取工艺、功能活性以及其产品应用等方面需更加重视并积极开发。目前常用的提取方法有热水提取法、生物酶提取法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法和复合提取法等，且广泛运用于食品加工与生产领域，尤其是新产品的开发，例如营养食品、功能性饮料和代餐粉食品等。基于猴头菇多糖的活性，研究和开发出更多功能性产品是产业未来的发展方向之一。

本文就猴头菇多糖的国内外相关前沿进展进行阐述，从提取工艺、功能活性和新产品开发3 个方面进行阐述，以期为猴头菇多糖的研究与相关产品的开发提供借鉴和参考。

1 猴头菇多糖提取方法

食用菌多糖的提取方法大致可以分为两大类，即传统型和现代型。热水提取法、生物酶提取法等属于传统型；超声波辅助提取法、微波辅助提取法和复合提取法则是在传统提取方法的基础上加以创新的现代型提取方法。由于热水提取法在提取过程中消耗的物料多，提取率低[12]，生物酶提取法则存在酶易失活等问题[13]。因而在多糖提取的技术选择上，越来越多的研究者选择超声波辅助提取、微波辅助提取和复合提取等现代型提取方法。

1.1 热水提取法

热水提取法是借助热水的热力作用使细胞内部发生质壁分离，液泡中的水溶性物质得以穿过细胞壁并分散到外部溶剂中。热水提取法具有工艺简单、对设备要求低、适合工业化生产等优点，但提取过程需高温处理、耗能耗时，且提取率较低[14]。和法涛等[15]在料液比为1∶33（g/mL）、温度为92 ℃的条件下浸提134 min，得到多糖提取率为4.98%。张素斌等[16]在料液比为1∶30（g/mL）、温度为80 ℃的条件下浸提4 h，多糖提取率为5.80%。秦培鹏等[17]在提取工艺为料液比1∶15（g/mL）、浸提温度80 ℃的条件下，浸提时间2 h，重复2 次，最终猴头菇多糖的提取率为8.87%。综上所述，可见采用热水提取法进行多糖提取时，多糖得率并不是很理想。

1.2 生物酶提取法

生物酶提取法通过酶（单一酶或复合酶）的水解作用破坏细胞壁的结构、增强细胞外膜的通透性，使多糖充分地溶解在各种溶剂中，从而提高多糖的提取率。酶提取法提取时所需温度低、时间短、能耗小、提取率高，但酶提取法的成本较高、酶易失活、工艺条件要求苛刻。吴美媛等[18]用复合酶（纤维素酶+木瓜蛋白酶）对猴头菇进行多糖提取，最后得率为9.55%。屈小玄等[19]采用纤维素酶和木瓜蛋白酶的复合酶来提取猴头菇多糖，且优化提取工艺，最后多糖得率为19.22%。张素斌等[16]在采用纤维素酶+木瓜蛋白酶复合酶的基础上增加了果胶酶，最终猴头菇多糖提取率为10.89%。与热水提取法相比较，生物酶提取法在猴头菇多糖提取率上有所提高。

1.3 超声波辅助提取法

超声波辅助提取法是利用超声波产生的粒子动力学和其他机械作用、空化效应使原料细胞在极短的时间内发生破裂，促进胞内多糖向溶剂扩散和溶解的一种提取技术。该法提取速度快、效率高、所得多糖结构稳定，但是对设备要求较高，且提取时间不宜过久，否则造成糖苷键断裂而降低提取率。赵洪梅等[20]研究表明，在料液比为1∶21（g/mL）、超声温度为40 ℃、超声时间为20 min 条件下，多糖得率为4.85%。叶俊等[21]通过提高料液比、超声功率和提取温度，同时延长提取时间，最终猴头菇多糖提取率明显提高，达到16.96%。樊伟伟等[22]研究发现在料液比1∶16（g/mL）、超声功率413 W、超声时间11 min 的条件下，多糖得率6.22%。

1.4 微波辅助提取法

微波辅助提取法是将特定频率的放射性电磁波直接作用于细胞壁，使细胞内温度迅速上升，压力逐渐增大，导致细胞破裂，加速细胞内多糖流出并溶解在萃取介质中。该方法具有选择性高、提取时间短、溶剂用量少和提取率高等特点，但是对设备的要求高且成本高。吴美媛等[18]采用提取条件为料液比1∶50.5（g/mL）、微波功率405 W、处理时间9.5 min 时，提取率为13.92%。贾冬舒等[23]采用微波功率90 W、料液比1∶25（g/mL）、提取时间20 min，此条件下猴头菇多糖得率为10.52%。

1.5 复合提取法

复合提取法是采用两种及以上的提取方法进行结合，从而提高多糖提取率，这种方法提取效率高、提取物质较纯，但是工艺条件严格，操作流程繁琐，对实验设备要求严格。张素斌等[16]采用超声波+复合酶（纤维素酶+木瓜蛋白酶+果胶酶）相结合的方法提取猴头菇多糖，相较于单一的提取方法，复合提取法提取率更高，提取率高达15.89%。周小伟等[24]将微波和复合酶（纤维素酶+果胶酶）法进行结合提取猴头菇多糖，最终提取结果为19.13%。

2 猴头菇多糖不同提取方法的比较

两种传统提取方法提取猴头菇多糖得率的比较结果见表1。

表1 两种传统提取方法提取猴头菇多糖得率比较Table 1 Comparison of Hericium erinaceus polysaccharide yields of two conventional extraction methods

采用热水法提取猴头菇多糖，由于试验过程中提取的环境有所差异，导致多糖的得率也大为不同，同时多糖的得率也不排除人为因素的影响，从提取的条件和结果来看，料液比、提取温度与提取时间等因素都会影响多糖得率。不同试验中，材料种类、取材位置，取材方法等因素的不同，都会导致试验结果的不同，所以在选择提取方法时，需要综合分析各种因素，以达到理想提取率。表1 中的研究所使用的猴头菇原料存在差异，且多糖得率与猴头菇产地、品种、提取部位及提取方法有着密切关系。故对猴头菇多糖的提取研究需进一步考察猴头菇的生长地域、品种、提取部位和提取方法对多糖提取率的影响。

利用酶解的方法提取多糖，这是继热水提取法后的一大进步。酶可以溶解猴头菇细胞壁，加快多糖的提取速度，由表1 可知，酶解法提取猴头菇多糖的得率相较于热水提取法有显著提高，但是酶的种类、数量、提取条件都会影响提取率，应选择适合的酶进行酶解。

3 种现代提取法提取猴头菇多糖得率的比较结果见表2。

表2 3 种现代提取法提取猴头菇多糖得率比较Table 2 Comparison of Hericium erinaceus polysaccharide yield of three modern extraction methods

超声波辅助提取法是一种利用超声波的空化作用、机械效应和热效应等加速胞内有效物质的释放、扩散和溶解，显著提高提取效率的提取方法。与传统提取方法相比，超声波辅助提取法具有提取效率高，提取时间短等优势，但目前仪器设备耗能高，应用较少，推广存在一定难度。由表2 可以看出，不同试验中当采用的工艺条件（如料液比、超声温度、超声时间、超声功率）不同时，猴头菇多糖提取率也会发生相应的变化。

采用微波辅助提取法提取多糖时，料液比、微波功率、微波时间都是影响提取率的主要原因，控制好主要影响条件，选择合适的提取部位，才能提高多糖提取率，减少多糖损失。复合提取法包括微波辅助+复合酶法和超声波辅助+复合酶法，可以发现，适当结合两种提取法，多糖的提取率明显提高，提取的物质纯度也相对增加[15，23-24]，但是试验的影响因素也会随其增加，所以提取技术与条件的要求更加严格。

3 猴头菇多糖的功能活性

3.1 养胃功能

胃溃疡（gastric ulcer，GU）是人群中的一种常见病，易恶化成胃癌，而猴头菇多糖对胃黏膜具有保护作用，能够抑制醋酸诱导的胃溃疡。此类研究多以动物为实验对象。黄萍等[26]将30% 冰醋酸50 μL 注射至腺胃部前壁窦体交界处浆膜下的健康大鼠与对照组作比较，结果发现猴头菇子实体多糖高、中剂量及菌丝体多糖高、中剂量均能显著降低溃疡指数（P＜0.01）。Wang 等[27]发现猴头菇多糖能改善醋酸诱导的大鼠胃溃疡，猴头菇多糖降低了溃疡大鼠胃组织中白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-α 和丙二醛水平及髓过氧化物酶活性，增加了溃疡大鼠胃组织中一氧化氮、前列腺素E2、表皮生长因子、血管内皮生长因子和碱性成纤维细胞生长因子的释放及超氧化物歧化酶活性。上述结果表明：猴头菇子实体多糖对大鼠醋酸性胃溃疡具有治疗作用，同时保护肠胃的健康，在临床治疗上具有非常广阔的发展前景。

幽门螺杆菌是诱发许多胃病的主要原因之一，研究发现猴头菇多糖能有效抑制幽门螺杆菌的滋生，含Bi3+-猴头菇多糖复合物对幽门螺杆菌表现出强烈的抑制作用，可使胃黏膜血流量增大，以及对胃黏膜起保护作用的胃黏膜因子有催化作用[28]；若人为往培养基里添加猴头菇多糖，能对胃肠道益生菌增殖起促进作用，钟千贵等[29]采用添加猴头菇多糖与未添加的培养基相比较的方法发现保加利亚乳杆菌（Lactobacillusbulgaricus）和青春双歧杆菌（Bifidobacteriumadolescens）的生长（P＜0.05）均显著增强，而随着猴头菇多糖含量逐渐增加，嗜热链球菌（Streptococcusthermophilus）的生长量增速放缓，综上所述，猴头菇多糖可促进胃肠道益生菌的生长以及提高益生菌对胃肠道消化液的耐受力。

3.2 抗氧化、抗衰老功能

抗氧化是预防衰老的重要步骤，大量自由基的生成会加速衰老、危害身体健康，在这一方面，猴头菇多糖具有重要作用。一定浓度下的猴头菇多糖，对1，1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基、羟自由基和超氧阴离子自由基有不同程度的清除作用，其清除能力与维生素C 相当；多项动物实验发现，猴头菇多糖能明显提高小鼠血清中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）及过氧化氢酶（catalase from micrococcus lysodeiktic，CAT）的含量，并在一定程度上降低丙二醛（malondialdehyde，MDA）的含量，能抑制脂质过氧化，提高酶促反应和非酶促反应的抗氧化活性，在体外和体内都能起抗氧化和延缓衰老作用[30-32]。

3.3 提高免疫力、抗肿瘤功能

猴头菇多糖可以激活防御细胞[巨噬细胞、T 淋巴细胞、B 淋巴细胞、细胞毒性T 淋巴细胞（cytotoxic T lymphocytes，CTL）和自然杀伤细胞]，表达出生化化合物胞嘧啶和趋化因子，这些物质具有先天的抗增殖活性，可以引起肿瘤细胞的凋亡和分化，并且激活机体分泌活性氮、氧中间体和白细胞介素等物质；有相关研究证实，猴头菇多糖能激活脾脏淋巴细胞和巨噬细胞，通过NF-κB、MAPK 和PI3K/Akt 信号通路调节和改善淋巴细胞的免疫功能[32]；Liu 等[33]利用内切鼠李糖苷酶对猴头菇多糖的酶降解进行修饰，得到猴头菇多糖产物（polysaccharide products ofHericiumerinaceus，EHEP）的酶解产物，发现在体外，猴头菇多糖产物较猴头菇多糖显著增强巨噬细胞吞噬一氧化氮（nitric oxide，NO）、CD40 和CD86 的能力，酶解产物能够增强腹腔巨噬细胞的活化能力，增强猴头菇多糖的免疫调节功能；Zan等[34]首次发现猴头菇发酵菌丝体中纯化的糖蛋白（HEG-5）通过促进SGC-7901 细胞凋亡和细胞周期S期阻滞，显著抑制SGC-7901 细胞的增殖和克隆形成。反转录·聚合酶链反应技术和蛋白印迹分析结果显示，糖蛋白可降低Bcl2、PI3K 和AKT1 的表达，增加Caspase-8、Caspase-3、p53、CDK4、Bax 和Bad 的表达。这些结果表明Caspase-8/-3 依赖、p53 依赖的线粒体介导和PI3K/Akt 信号通路参与了猴头菇发酵菌丝体中纯化的糖蛋白诱导的细胞凋亡和细胞周期阻滞的分子事件。因此，该研究为猴头菇发酵菌丝体中纯化的糖蛋白可能作为治疗胃癌的潜在候选药物提供了证明。

3.4 降血糖血脂功能

猴头菇多糖能降低血清总胆固醇含量，同时降低患高脂血症人群血清内的甘油三酯以及β-脂蛋白含量，猴头菇多糖与细胞膜上特异性受体结合，通过信号传递至线粒体，使与糖代谢有关酶类活性提高，加快糖代谢分解过程。Cai 等[35]发现猴头菇果实中分离的多糖对链脲佐菌毒素（streptozotocin，STZ）诱导的糖尿病大鼠具有降血糖作用。与未经治疗的链脲佐菌毒素诱导的糖尿病大鼠相比，补充猴头菇多糖（150 mg/kg 和300 mg/kg）可显著且剂量依赖性地减轻体重下降和器官损伤，降低空腹血糖，增强糖耐量，减轻肝功能和血脂代谢，提高抗氧化酶活性，抑制脂质过氧化，具有显著的降血糖作用。肝组织病理学观察表明，C 型猴头菇多糖（Hericiumerinaceuspolysaccharide-C，HEP-C）能有效减轻链脲佐菌毒素诱导的糖尿病大鼠肝脏病变的恶化，具有强效降血糖作用的HEP-C 通过激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B 信号通路积极介导糖原合成。HEP-C 作为一种新的膳食功能性食品或治疗剂，在糖尿病及其并发症的预防和治疗方面显示出巨大的潜力。

3.5 其他功能活性

猴头菇多糖还具有抗疲劳作用。杨雪等[36]在实验中以力竭游泳时间、血乳酸（blood lactic acid，BLA）、血清尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）和肝糖原含量（hepatic glycogen，HG）等为生化指标，得出灌胃猴头菇多糖的小鼠血乳酸含量明显低于对照组的结论，证明猴头菇多糖能提供能源物质，减少乳酸堆积，减缓疲劳程度，对小鼠具有抗疲劳作用；猴头菇多糖也有望成为辐射防护药物，刘曙晨等[37]对小鼠进行6.25～8.50 Gy 的γ 射线照射，实验结果表明：给药组的30 d 存活率比对照组提高35.0%～97.5%，骨髓DNA 含量比对照组明显增加，说明猴头菇多糖具有抗辐射作用，该研究有待进一步的深入。

4 猴头菇相关新产品开发

目前，猴头菇丰富的营养价值和功能备受关注，其子实体和菌丝体具有多种药理作用，如凝集、抗微生物、免疫调节、抗肿瘤、抗氧化和抗衰老活性等，在食品、药品、营养品及化妆品等都有广泛应用，随着人们对猴头菇多糖的研究及开发的逐渐深入，相关的新产品也在不断涌现，主要以液态、固态和粉末状等为主。

4.1 固体状功能性产品

以猴头菇多糖为原料的固体状功能性产品主要集中在医药领域中的药片制作上，针对胃胀、胃消化不良等症状，甚至辅助治疗胃癌等。余静珠等[38]在实验中发现，当人体的胃黏膜出现损伤时，猴头菇多糖可以发挥功能修复的作用，有效解决人体消化不良、胃胀气等问题，进而研发出了猴头菇胃黏附片和猴头菇联合莫沙必利等药物，同时也为中老年人消化不良问题提供了解决方案。陈慧敏等[39]在西药治疗基础上，采用铝碳酸镁联用猴头菌片对胃癌术后消化不良的症状进行治疗，治疗组临床有效率为84.13%。王钰涵等[40]发现猴头菌浸膏胃黏附片可以对抗自由基的损伤作用，同时提高大鼠机体的细胞免疫功能，从而起到对急性胃黏膜的保护和修复作用。

4.2 液体状功能性产品

作为保健食品的猴头菇多糖口服液深受研究者的关注。孟祥敏等[41]研制得到多糖含量为6.0 mg/mL 的猴头菇口服液，其营养丰富、含活性成分高，服用后可增强免疫力、提高抗肿瘤以及维护胃肠道健康等功效。王利丽等[42]也研发出猴头菌口服液，以小鼠作为研究对象，通过饲喂小鼠猴头菌口服液的方式，发现猴头菇多糖具有提高小鼠记忆力和细胞免疫功能，同时还能减缓糖尿病患者体重下降的现象，无副作用。

当前，以蘑菇为原料的发酵无酒精饮料正在亚洲国家流行，其中益生菌发酵蘑菇饮料是一种典型的功能性食品[43]。与此类似，将猴头菇多糖作为功能因子加入食品中，进行饮料、酸奶、发酵液等食品的研发，比如以猴头菇为主要原料生产的猴头菇多糖保健酒有助于缓解疲劳，邹东恢等[44]用猴头菇及枸杞混合配制得到酒精度数为30%的枸杞猴头菇保健酒，同时也有以猴头菇为主料，枸杞及蜂蜜为辅料制作的另外一种保健酒[45]。以刺梨、猴头菇、白砂糖为原料，接种副干酪乳杆菌SR10-1 进行复合发酵可得到营养丰富、具有相应保健功能的刺梨-猴头菇复合发酵液[46]。庞泽翀等[47]将超微粉碎后的猴头菇粉添加于牛乳中，利用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌进行混合发酵，研制出猴头菇超微粉酸奶；陈瑞丽等[48]对猴头菇固体培养后的产物进行加工，研制出一种新型的食用菌杂粮风味酸奶。黄永兰等[49]则开发出一种新型的玫瑰花露猴头菇复配保健酸奶，该产品不但具备玫瑰花的香气，同时配方里面的猴头菇多糖可以促进消化，达到保健功效。史振霞等[50]通过猴头菇和草莓汁的结合，研发出一款风味独特、酸甜可口的猴头菇草莓饮料。叶俊等[51]将猴头菇和枸杞进行综合利用，两者相辅相成，再添加白砂糖、柠檬酸等调料进行调配，最后研制出了一款猴头菇枸杞饮料。孔祥辉等[52]采用酶解和均质技术制备猴头菇山楂浊汁型果肉饮料，该产品具有山楂的酸甜可口和猴头菇的特殊风味，营养丰富，老少皆宜。

猴头菇多糖作为一种重要的植物多糖，在食品方面具有广泛的运用，不仅丰富了食品品类，也满足了人们对健康食品的需求，具有重要的经济和社会意义。

4.3 颗粒状功能性产品

随着人们对身体健康和身材保持的重视，减肥代餐食品的研究与开发逐渐成为食品热点，具有减肥瘦身功能的代餐粉逐渐进军食品市场[53]。猴头菇代餐粉在满足人体每日营养需求的基础上，通过蛋白比例的最优组合达到减缓蛋白消耗率、控制饮食和减轻体重的效果，简化生产流程，保持产品营养值，增加蛋白稳定性[54]。在医学上，胡洪勇等[55]开发的猴头菌提取物颗粒对治疗药物性胃炎具有显著疗效；严皓哲等[56]发现复方猴头颗粒联合西药对老年胃溃疡患者的治疗上具有明显的临床效果，血清学指标丙二醛较治疗前有所下降，超氧化物歧化酶和一氧化氮则上升，说明该颗粒有助于缓解临床症状，改善胃肠运动，促进康复。此外，通过纳米沉淀法成功制备了包裹猴头菇多糖的姜黄素纳米粒，这些颗粒在水中表现出良好的溶解性，增强了药物输送和生物效应，从而具有优于游离姜黄素的体外抗肿瘤活性[57-59]。

5 展望

猴头菇含有多糖、多肽、脂肪以及蛋白质等多种营养成分和功效因子，深受广大科研工作者的青睐，尤其是针对猴头菇多糖的提取与功能活性研究以及新产品开发都是具有前沿性的科研方向。

在多糖提取方面，传统方法存在提取时间、提取技术不成熟、提取率低等问题，但其成本远低于现代提取方法；微波辅助提取法、超声波辅助提取法作为较为先进的技术，具有提取率高、提取速度快等优点，但是普及程度不广，设备成本昂贵，所以在提取技术方面上有一定的提升空间，新型的应用技术将不断提高猴头菇多糖提取量，保障市场的供需平衡。

猴头菇多糖在制药和食品两大行业的相关研究较多，需对猴头菇多糖的提取、纯化、应用等方面内容进行深入研究，提高相关技术水平。猴头菇多糖相关产品用于改善和辅助治疗慢性浅表性胃炎、胃溃疡或萎缩性胃炎引起的胃脘痛。与此同时，除抗肿瘤和免疫调节活性外，猴头菇多糖在促进学习记忆和保护胃黏膜损伤方面的潜在机制仍需深入研究。以多糖为壁材的微胶囊化被证明能有效提高益生菌在加工、贮藏和胃肠消化过程中的存活率[60]。随着益生菌微胶囊新应用需求的增加，有限种类的多糖只能勉强满足需求，很少有研究致力于寻找适合益生菌微胶囊化的具有优势特性的新兴多糖，如化学改性纤维素、新型胞外多糖、生物活性天然多糖等，应进一步开展研究，寻找更有前途的新型多糖用于益生菌微胶囊化，以丰富壁材的选择范围，拓展益生菌微胶囊的应用领域[61]。猴头菇多糖口服是否有效，其对肠道细胞表面相应受体分子的可能作用有待进一步研究。此外，多糖的生物活性与其理化性质密切相关，而对不同产地猴头菇多糖的性质进行可靠的评价较少，同时，生物活性和化学结构之间仍然缺乏科学的关系建立，有待后续更加深入地研究。