金针菇多糖的提取及生物活性研究进展

金针菇（Flammulina velutipes） 又叫朴菇、冬菇、构菌、金钱菌等，属于伞菌目、口蘑科、金钱菌属。金针菇适应性较强，在全球范围内种植广泛，主要分布于中国、日本、北美洲及澳大利亚等地，而我国金针菇南自云南，北至吉林、黑龙江均有分布。目前金针菇以人工栽培为主，其原料广泛、技术便捷，可进行大面积的专业栽培，也可进行小面积的家庭式生产，是一种极有应用前途的菌类栽培品种^[1]。随着农业结构的不断优化调整，我国金针菇行业快速发展，目前已成为农村最具活力的经济增长点。根据观研报告网发布的《2022年中国金针菇市场分析报告-市场全景评估与发展定位研究》数据显示，2020年，我国金针菇产量为228万 t，金针菇表观消费量为224.2万t，市场前景极好。金针菇不仅味道鲜美，而且营养丰富，高蛋白、低热量，已经成为当前市场上炙手可热的营养保健品^[2]。近年来，多糖作为真菌的重要成分之一，已成为一个研究热点，在食品和医药领域具有良好的应用前景^[3-4]。金针菇多糖具有多种生物活性，如抗氧化、免疫调节、抗炎、保肝、抗肿瘤、抗高脂血症、改善记忆、抗衰老等，有巨大的研究潜力。

金针菇多糖作为金针菇中主要的生物活性成分之一，具有多种生物活性和价值。本文以近年来国内外的研究成果为基础，梳理了金针菇多糖的提取纯化及生物活性研究进展，以期为金针菇多糖及其生物活性研究提供理论依据和基础。

1

金针菇多糖的提取纯化

金针菇多糖的提取是其功能和性质研究的基础，因此其提取纯化具有重要的现实价值，而工艺、效率、纯度及完整性是金针菇提取纯化过程中的重要影响因素。

1.1

提取

金针菇多糖是水溶性多糖，同时也可溶解于酸、碱或盐溶液中。然而，强酸和强碱溶液容易导致糖苷键断裂和构象变化，将对多糖的性质和功能造成极大影响^[5]。而大多数多糖在热水中具有更大的溶解度和更高的稳定性，故热水提取法被广泛用于多糖的提取。金针菇多糖热水提取法的技术步骤主要包括子实体或菌丝体粉碎、粉末脱脂、多糖提取、提取液过滤（离心分离）、滤液组合、乙醇沉淀，最终得到粗多糖^[6-7]。刘晓敏等^[8]采用响应面法优化了热水提取金针菇多糖的工艺，指出最优条件为水料比40∶1（mL/g）、浸提时间2.26h、浸提温度95℃，在此条件下金针菇粗多糖的得率为3.82%。来守萍等^[9]在金针菇多糖复合饮料开发的过程中，通过热水提取法获得了金针菇多糖，发现金针菇多糖热水提取影响最大的因素是温度，金针菇多糖的最佳热提取条件为金针菇添加量3.79%、加热温度87.39℃、加热时间 70.45min，在此工艺下，金针菇粗多糖的得率达到1.38%。

为得到更高的金针菇多糖提取率，人们开始探索更科学、更方便的提取方法。目前，酶、超声波及微波辅助方法已应用于金针菇多糖的提取。傅海燕^[10]通过对金针菇多糖提取工艺的优化，指出在超声功率200W、超声时间40min、液料比20.0∶1（g/mL）、浸提温度72℃的条件下，金针菇多糖得率最高（17.6%）。罗文锋等^[11]采用酶解预处理-微波辅助提取金针菇多糖，通过响应面法优化提取工艺，指出果胶酶质量分数 2.5%、提取环境pH4、微波功率650W、酶解温度40℃、酶解时间45min、液固比25∶1（mL/g）、微波辐射150s的条件下，金针菇多糖得率最高可达11.35%。由此可以看出，提取方法的联合使用大大提高了多糖的提取率。近年来，临界渗透压法、高压脉冲峰法、超临界CO₂萃取法和双水相萃取法也被应用于食用菌多糖的提取^[12]，故在此后的研究和优化过程中，可以将这些方法广泛应用到金针菇多糖的提取中，进一步提高其提取率。

1.2

纯化

由于金针菇成分复杂，内含成分较为相近，因此无论采用哪种工艺，最终所提取的金针菇多糖均为粗多糖，通常包含各种杂质（色素、蛋白质、单糖和低聚糖等），这些杂质均会影响金针菇多糖的纯度和品质，降低生物活性，因此需对其进行纯化。其中色素可以通过活性炭和大孔树脂的吸附去除，大孔树脂具有效率高和纯化率高的优势^[13]。对于金针菇多糖中的蛋白质，目前主要的去除方法有Sevag法、三氯三氟乙烷法、三氯乙酸法和酶法。低分子量的单糖和非极性物质可通过透析法去除^[14]。此外，柱色谱具有纯化效果好、操作简单等优点，是目前应用最广泛的多糖纯化技术，包括纤维素柱色谱、阴离子交换柱色谱、凝胶柱色谱、亲和色谱等。叶菊风^[15]通过DEDA-琼脂糖凝胶FF柱层析分离金针菇多糖，用超纯水和不同浓度的NaCl溶液依次洗脱后，得到金针菇多糖FVP1的纯品（分子量54.78kDa）；因DEDA-琼脂糖凝胶FF是一种弱阴离子交换介质，故纯化得到的FVP1可能是弱阴离子多糖；通过气相色谱检测，该糖主要由甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成。冯婷^[16]采用离子交换层析、凝胶过滤层析等方法对金针菇子实体粗多糖进行纯化，最后获得FVPA2、FVPB2、FVPA1和FVPB1四个均一多糖组分，分子量分别为3.4×10⁴、1.50×10⁴、1.80×10⁴和2.04×10⁴。目前，上述方法已被广泛使用，而多糖的纯化方法还有盐析、金属配位、季铵盐配位、超速离心、超滤和制备区带电泳等^[17]，这些方法在金针菇多糖的纯化方面还需要进一步研究。

2

金针菇多糖的生物活性

金针菇多糖的生物活性较强，主要有抗氧化、免疫调节、抗炎、保肝、抗肿瘤、抗菌等。

2.1

抗氧化

金针菇多糖能增强抗氧化酶SOD等的活性，提高自由基清除能力，减少自由基对细胞膜的损害，防止脂质过氧化反应，能通过诱导肝药物代谢酶的活性，使肝脏清除自由基的能力加强，因此金针菇多糖具有显著的抗氧化作用。Hu等^[18]获得了3种不同提取浓度的金针菇多糖FVYs-40、FVYs-60和FVYs-80，研究发现，在当浓度为3 mg/mL时，FVYs-40、FVYs-60和FVYs-80的DPPH清除率分别为49.61%、45.24%和67.46%，ABTS 清除率分别为29.39%、33.26%和73.43%，因此，金针菇多糖对自由基的清除能力与其分子量相反。然而，Liu等^[19]得出了与此研究相反的结论，他们发现金针菇多糖抗氧化活性与分子量一致，并认为这可能与不同的提取和纯化方法有关，且金针菇多糖的抗氧化活性受到多种因素的影响。此外，马升等^[20]对发酵金针菇菇根多糖的抗氧化活性进行了研究，发现发酵使金针菇菇根多糖提取得率提高9.13%，并可通过改变多糖的结构和单糖组成比例增强其抗氧化活性。

2.2

免疫调节

金针菇多糖具有显著的免疫调节活性，且研究发现其免疫活性与主链结构和构象有关，例如，β-(1→3)-Glc是灵芝、平菇和香菇多糖的主要连接方法，具有强大的免疫调节作用^[21]。此外，刘肖肖等^[22]研究发现金针菇子实体多糖FVPB1能激活小鼠T细胞，促使其分泌干扰素-γ（interferon-γ，IFN-γ）和肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）；能促进巨噬细胞RAW264.7释放NO，增加小鼠骨髓源巨噬细胞白介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、白介素-6（interleukin-6，IL-6）和肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的分泌水平，具有良好的免疫调节作用，可以进一步用于功能性食品的开发。余冬生等^[23]也从金针菇子实体中分离纯化得到均一多糖FVPB2，其分子量为15kDa，通过体外免疫试验发现，FVPB2也有类似上述FVPB1的免疫调节作用。由此可以看出，金针菇多糖具有成为免疫调节剂或功能性食品添加剂的潜能。

2.3

抗肿瘤

学术界对金针菇多糖的抗肿瘤活性展开了大量研究。如Chen等^[24]研究发现金针菇多糖能够激活巨噬细胞，而活化的巨噬细胞释放大量细胞因子或介质，如TNF、INF、IL，以增加NO和活性氧的产生，破坏和抑制肿瘤细胞的生长。故金针菇多糖可作为细胞免疫应答的调节器，通过增强细胞的免疫调节功能，间接抑制或杀死肿瘤细胞。张爱龙等^[25]发现金针菇多糖以剂效和时效关系抑制细胞增殖，在浓度500μg/mL和1000μg/mL 处理48h后，细胞抑制率分别为47.2%和57.1%，且细胞凋亡率随着金针菇多糖浓度增大而增加，浓度为500μg/mL和1000μg/mL时的凋亡率分别为33.8%和40.7%。Meng等^[26]通过将金针菇多糖直接添加到肿瘤细胞培养基中，发现金针菇多糖可以显著降低体外肝癌细胞的有丝分裂指数，且对小鼠移植肿瘤s-180具有一定的抑制率。

2.4

抗炎

炎症反应是机体受到损伤或有害刺激后产生的一种适应性反应，机体的炎症反应与许多疾病的形成联系密切。金针菇多糖的抗炎活性较为显著，马升等^[27]研究得出，金针菇多糖能增强小鼠单核巨噬细胞的细胞活力和吞噬能力，降低ROS和NO含量，通过抑制NF-κB-NLRP3信号通路的激活，抑制巨噬细胞炎症反应；相同浓度下，发酵金针菇多糖的抗炎效果优于金针菇多糖。苏安祥等^[28]研究发现，金针菇蛋白聚糖1-1能够有效抑制脂多糖诱导的人结肠腺癌细胞（Caco-2）、巨噬细胞（RAW264.7）共培养模型炎症反应。Zhao等^[29]研究发现，金针菇多糖可以通过增加有益细菌（乳酸杆菌、双歧杆菌）和减少有害细菌（梭菌等）来调节特定的肠道微生物，以减少炎症。

2.5

护肝、抗疲劳及抗菌

金针菇多糖具有一定的护肝、抗疲劳及抗菌活性作用。李怡芳等^[30]研究发现，金针菇多糖对CCl₄诱导的急性肝损伤具有一定的保护作用，能显著降低 CCl₄致急性肝损伤小鼠血清的ALT、AST活性，提高肝匀浆超氧化物歧化酶的活性，降低丙二醛的含量。田雪文等^[31]研究发现金针菇多糖具有显著的抗疲劳效果，可有效增加大鼠血液中乳酸脱氢酶的活力，进一步提升大鼠运动后恢复期清除血乳酸的速度。黄琼等^[32]采用纸片扩散法研究了金针菇多糖对8种细菌和真菌的抑菌效果，结果发现金针菇多糖对真菌的抑制作用强于对细菌的抑制作用，且金针菇多糖最小抑菌浓度在31～500g/L之间，这将为金针菇多糖在食品防腐保鲜方面的应用提供参考。

3

展望

由于金针菇独特的口感和营养价值，目前市场上的金针菇加工食品主要以金针菇为原料，配以其他配料制成金针菇酱、金针菇榨菜等即食产品^[33-34]，同时由于金针菇表现出有效的保肝护胃及提升记忆力等效果，因而目前市场上将金针菇经过精深加工制成片剂、冲剂等形式的保健品^[35]。在未来研究开发的过程中，应注重对金针菇产量和品质的提升，注重其栽培管理过程中的各种影响因素，以培育出高品质的金针菇，进而满足市场对金针菇多元化的消费需求。同时金针菇多糖在改善学习记忆能力、调节认知功能、预防衰老及其并发症、保护肝脏等方面也显示出了良好的效果，但目前的研究仅限于细胞或动物阶段，没有进一步的深入研究。因此，下一步应开展临床研究，以确定金针菇多糖的实际药理作用，确定金针菇多糖是否可以开发为治疗疾病的药物，并进一步研究合适的剂型。此外，金针菇多糖的生物活性与其结构密切相关。然而，多糖的结构分析目前仍面临巨大挑战，金针菇多糖生物活性还需要进一步增强。只有更准确地了解金针菇多糖的具体结构，才能探索金针菇多糖分子结构与生物活性之间的关系，进一步扩大其在医药、化妆品和保健品领域的应用。

参考文献

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原文来源：

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