香菇菌盖半肉质,直径5~12cm,呈扁半球形后渐平展,表面菱色至深肉桂色,有淡色鳞片,菌肉厚呈白色,味美。菌褶白色,稠密,弯生。香菇是世界第二大食用菌,在我国也广泛种植,香菇栽培区域几乎遍布全国各省,其中陕西、浙江、河北、贵州、河南、山西、新疆、福建、湖北、上海等地是我国香菇主产省份[1]。香菇主要由碳水化合物(58%~60%)、蛋白质(20%~23%)、纤维(9%~10%)、脂类(3%~4%)和灰分(4%~5%)、维生素、叶酸、烟酸和矿物质中等多种生物活性物质组成,因此香菇成为人们食物中被广泛认知的高蛋白低脂食品。香菇多糖作为香菇重要的生物活性成分之一,受到广泛关注。香菇多糖不仅用于疾病的预防和治疗,还广泛用于食品工业,如膳食补充剂、营养强化剂等。近年来,香菇多糖被纳入各种食品/饮料产品中,以获得强化功能食品/饮料。越来越多的药理学研究表明,香菇具有多种有益作用,包括抗肿瘤、抑菌、抗氧化、抗炎和肾保护等作用。因此香菇多糖及其生物活性价值的发现促使香菇资源得到进一步的开发利用。 ★ 1 分离和纯化 过去十年来,大多数关于香菇多糖的研究报告都是以其子实体为原料,少数采用香菇的菌丝体。作为获得多糖的最重要步骤,提取往往会影响多糖的产量、化学结构、质量和生物活性。目前,大多数香菇多糖都是通过热水法提取获得,首先用95%乙醇处理粉碎的子实体,去除低聚糖和其他低分子亲脂性提取物,然后用热水或不同的提取缓冲液提取残留物。通过离心或过滤收集上清液,残渣通常提取3次。然后,通过离心或过滤收集上清液,通过Savag 法(氯仿:1—丁醇=4:1)或通过酶法(中性蛋白酶)脱蛋白,用30%H2O2或活性炭脱色,并在4℃下用乙醇沉淀24小时。离心后,用乙醇连续洗涤沉淀物,用去离子水透析,最后通过真空冷冻干燥获得香菇粗多糖。然而,热水提取方法存在提取时间长、温度高和提取率低的缺点[2]。近些年出现了包括超临界流体萃取[3]、微波[4]、超声波和酶辅助萃取[5]在内的新技术,这些方法可以加速细胞壁的分解,增强多糖在提取溶剂中的增溶和扩散,从而提高提取率。 响应面方法通常用于香菇多糖提取条件的优化,贺莹等人(2022)以蔗糖添加量、酵母发酵液pH和酵母添加量为影响因素,通过响应面优化对酵母发酵法提取香菇多糖饲料添加剂工艺进行研究,最终发现酵母发酵法提取香菇多糖的最佳工艺参数为:蔗糖添加量9.16mg/ml,发酵液pH6.02,酵母添加量0.76mg/ml,该条件下香菇多糖得率为5.804%[6]。此外,苏晨曦等人(2015)利用微波辅助提取香菇多糖采用Box-Behnken响应面设计法,建立数学模型,筛选最佳提取工艺条件,通过二次回归模型响应面分析,获得香菇多糖的最佳提取工艺条件为:液料比35:1,微波功率900W,微波时间8.5min,在此条件下,多糖提取率达6.49%[7]。粗香菇多糖溶液需要通过柱层析进一步纯化,包括离子交换层析和凝胶层析[8],最后,通过浓缩、透析和冷冻干燥可获得纯多糖。但是就目前看来,大多数香菇多糖的分离和纯化方法都局限于实验室规模层面,因此,开发一些更绿色的操作和更高效的分离方法至关重要。 ★ 2 生物活性 2.1 抗氧化特性 抗氧化特性是天然多糖最为常见的一种生物活性,受到原材料,提取工艺,尤其是香菇多糖自身结构和理化性质的影响。常相娜等人(2022)研究发现广西融水香菇多糖的抗氧化活性和浓度呈正相关,且当浓度为8mg/ml时,·OH与DPPH·基清除率分别达到99.35%、90.30%,表现出较强的抗氧化能力[9]。此外,范思远等人(2022)发现香菇菌丝体多糖能够显著提升肉鸡血清超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性[10]。李德灵等人(2021)研究发现连续动态逆流提取对香菇多糖抗氧化活性造成一定影响,结果发现连续动态逆流法比热水回流提取的香菇多糖抗氧化能力强[11]。此外,邓加聪等人(2020)也研究了提取工艺对香菇多糖抗氧化性质的影响,最终发现当料液比为1∶20,超声波浸提时间为30min,超声浸提温度为80℃时,香菇粗多糖得率可达27.54%,且抗氧化活性最强,此时多糖对DPPH·和·OH的清除的半抑制浓度(IC50)分别为2.25mg/ml和1.32mg/ml[12]。 2.2 抗肿瘤活性 香菇多糖抗肿瘤活性最早是由Chihara(1969)发现,其观察到从香菇中分离出的香菇多糖可使测试小鼠肿瘤缩小80%或完全消退[13]。当前香菇多糖在临床抗肿瘤方面有较为广泛的应用,且主要用于增强放化疗疗效、降低肿瘤治疗相关不良反应、提高免疫效应和改善患者生存质量等方面。王岐等人(2020)发现香菇多糖可增加结肠癌荷瘤小鼠的脾脏指数,抑制移植瘤生长,可减少小鼠血清中VEGF、MMP2和MMP7的含量,同时能提高血清中nm23、IL-2、IL-4、IL-10、IFN-γ的含量,可增加Bax、Caspase3和Caspase9的基因表达,减少Bcl-2基因表达[14]。此外,符映均等人(2019)提出了香菇多糖的抗肿瘤机制主要来源于其免疫调节功能,通过刺激机体的免疫器官、促进淋巴细胞的增殖分化、增加NK细胞活性、从而实现肿瘤病人机体内的免疫平衡[15]。赵诗雨等人(2022)通过对不同产地香菇多糖抗氧化活性的比较分析,发现湖北和新疆香菇多糖对人肝癌细胞(HpG2)、人肺癌细胞(NCI-H460)、人胃腺癌细胞(SGC-7901)的抑制增殖能力高于浙江香菇多糖[16]。 2.3 抗炎活性 炎症是先天免疫系统的一种自然保护性反应,以应对损伤或破坏性外部刺激,如病原体、过敏原、感染、刺激物和紫外线照射。细胞因子是控制炎症反应的免疫调节分子。一氧化氮(NO)和一些促炎细胞因子(如TNF-α、IFN-γ、白细胞介素-6(IL-6)和IL-1β)的大量产生与巨噬细胞活化不足和几种炎症性疾病的发病机制密切相关。大量研究表明,包括香菇多糖在内的很多天然多糖具有显著的抗炎活性,其中马冰清(2021)发现采用高温高压—复合酶法不仅可以提高香菇菌糠粗多糖的提取效率还可以提高其抗炎活性,且通过这种提取方法获得的两个组分通过下调炎症因子表达来减少炎症因子释放量[17]。此外,章静等(2018)发现,香菇多糖通过抑制IL-6、IL-1β和NO信号分子,下调iNOS、COX-2、TLR4、NF-κBp65蛋白的表达来发挥抗炎作用,对脓毒症小鼠急性肺损伤有保护作用[18]。陈溢等人(2022)发现相对于高脂饮食组的小鼠,饲料中添加香菇多糖可下调小鼠脂肪组织中促炎因子和糖酵解通路相关因子的表达水平,同时上调脂肪酸氧化通路相关因子的表达水平,达到显著降低高脂小鼠脂肪组织炎症的效果[19]。 2.4 免疫增强活性 食用菌多糖能增强人体免疫力,帮助宿主适应不同的环境胁迫且无副作用,被称为生物反应调节剂。大多数关于香菇多糖免疫调节作用的研究主要集中于其对巨噬细胞功能的影响,包括吞噬作用和细胞因子的产生,Wang等人(2019)针对香菇菌丝体的粗多糖组分和两个衍生组分诱导巨噬细胞活化的机制的研究结果表明,香菇多糖可增强RAW264.7巨噬细胞的免疫刺激活性,并促进促炎细胞因子(包括TNF-α、IL-6和NO)的释放。此外,香菇多糖能够促进激酶ERK和JNK的磷酸化,并表明其通过MAPK信号通路发挥免疫增强作用[20]。此外,Murphy等人(2020)发现香菇多糖可显著抑制细胞因子诱导的A549细胞NF-κB活化,且发现其在较低剂量下具有更有效的免疫增强活性[21]。此外,张录璐(2008)将提取得到了低分子量香菇多糖的免疫增强效果进行探究,发现能明显提高ConA和LPS诱导的小鼠淋巴细胞增殖能力,且能够明显地促进IgG和IgG1的产生[22]。 2.5 抗病毒活性 赖锰熙(2021)探究了香菇多糖对感染禽流感病毒小鼠的保护作用,最终发现香菇多糖可以通过调节该病毒感染小鼠肺部组织细胞因子表达量,缓解小鼠对流感病毒特异性免疫功能的抑制,来保证机体抗病毒机制的功能,从而达到对干扰小鼠的保护作用[23]。侯爱萍等人(2015)在对香菇多糖抗病毒普适性的调查研究中,发现香菇多糖对细菌和病毒具有普遍抑制作用,而对真菌无普遍抑制作用[24]。此外,张福明等人(2006)研究发现香菇多糖对流感病毒有一定的抑制作用,对病毒感染细胞的保护率可达95.6%[25],这对香菇多糖的流感防治应用给予了一定的参考和理论基础。 2.6 其他生物活性 研究还发现香菇多糖具有显著的抗糖尿病活性、肝保护作用和肾保护作用。其中田丽(2017)发现香菇多糖对ZDF大鼠糖尿病的治疗效果显著,且对其糖尿病病情有显著的延缓效果[26]。钟萍等人(2012)通过观察香菇多糖对小鼠急性酒精性肝损伤的保护作用效果,发现香菇多糖能降低病理组小鼠ALT、AST活性和AST/ALT比值,提高SOD、GSH-Px的活性和GSH含量,降低MDA的含量,从而表现出较好的护肝作用[27]。林卡莉等人(2012)发现香菇多糖可以改善荷瘤晚期小鼠肾质量、肾皮质厚度、肾小体数密度及肾小体直径均下降的不良病情,表现出对肾脏损害的保护作用[28]。 ★ 3 结论和展望 从食药用菌资源中提取的多糖因其显著的生物活性受到越来越多的关注。香菇栽培历史悠久,由于其多种药理作用近些年逐渐被挖掘出来,因此开始逐渐广泛被应用于治疗疾病的药物当中,并引起了广泛的兴趣和关注。然而,大多数研究仅报道了香菇多糖的体内外药理活性,其作用机制缺乏深入研究,这对于香菇多糖更深层次的应用及其它药理活性的挖掘造成一定限制,因此应开展进一步的研究,包括临床研究,以了解香菇多糖更多的活性机制。除此之外,还需要进一步探索香菇多糖的提取方法以及结构表征,在此基础上对香菇多糖的构效关系进行进一步的验证和研究,从而对香菇多糖的广泛开发提供有益参考。同时还应该开发更新的育种手段来提升香菇中多糖含量,且将育种新技术实现落地和产业化,从而将促进香菇多糖的产业化发展。 ★ 参考文献 (滑动查看全部) 上滑查看 参考文献: [1] 李玉,于海龙,姜宁,等.不同产地香菇非挥发性滋味成分含量分析及评价[J].食用菌学报,2022,29(03):67-80. 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