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        香菇多糖的研究進展

        2020-12-22 22:46:23李欽艷鐘瑩瑩鐘冬暉鐘小云王志達羅艷芬梁先華
        食用菌 2020年5期
        關(guān)鍵詞:糖苷鍵葡聚糖香菇

        李欽艷 鐘瑩瑩 鐘冬暉 鐘小云 王志達 周 芬 羅艷芬 梁先華

        (梅州市農(nóng)林科學(xué)院微生物研究所,廣東梅州514071)

        香菇(Lentinula edodes),別名花菇、冬菇、香蕈等,屬擔(dān)子菌綱,傘菌目,小皮傘科,香菇屬[1],起源于我國,是世界第二大食用菌[2]。香菇是一種高蛋白低脂肪食品,營養(yǎng)成分豐富,并有較高藥用價值。香菇多糖是香菇最主要活性成分,在調(diào)節(jié)機體免疫力、抗腫瘤、抗病毒、抗炎、抗氧化等方面的作用顯著,這些作用與香菇多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。研究表明,β-糖苷鍵的葡聚糖是香菇多糖發(fā)揮藥理作用的主要形式[3]。香菇多糖提取制備工藝對其化學(xué)結(jié)構(gòu)影響較大。筆者概述香菇多糖的提取制備工藝、香菇多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)、香菇多糖的藥理作用、香菇多糖臨床應(yīng)用的研究,以期為香菇多糖的進一步研究開發(fā)和利用提供參考。

        1 香菇多糖的提取制備工藝

        香菇多糖(lentinan,LNT)屬真菌類多糖,是香菇特有的多糖成分,能增強和調(diào)節(jié)機體免疫功能,是一種重要的生理活性物質(zhì)。目前,香菇多糖的提取制備工藝已經(jīng)十分成熟,主要有以下幾種:酶法提取、酸法提取、堿法提取、水浸提法以及微波提取、超聲提取或是幾種方法綜合運用。水(熱水)提醇沉法是最經(jīng)典的香菇多糖提取方法,此方法工藝簡單、成本低廉、易于推廣,但是熱水浸提法浸提周期長,提取率低[4]。物料與溶劑比、水提溫度、時間、pH 及提取次數(shù)等是影響香菇多糖提取重要因素。研究者對香菇多糖的提取制備工藝進行優(yōu)化以期篩選出最佳提取方法。石來寶等[5]通過比較熱水浸提法、三氯乙酸浸提法、熱水浸提-超聲波處理后提取法、超聲波-熱水浸提提取法,結(jié)果三氯乙酸浸提法提取香菇多糖效果最佳,香菇多糖提取率為3.24%。張敏瑜等[6]采用超聲波輔助熱水浸提法提取香菇多糖,最佳提取條件為料(g)液(mL)比1∶40,浸提溫度90 ℃,超聲時間40 min,最高提取率為6.47%。張雙靈等[7]試驗得出超聲波協(xié)同淀粉酶提取香菇多糖的最佳條件為淀粉酶量1%,料(g)液(mL)比1∶25,超聲溫度60 ℃,超聲時間25 min,香菇多糖的提取率為6.94%。該方法提取條件溫和,提取周期短,優(yōu)于傳統(tǒng)的熱水浸提法、單純酶或超聲波法。梁敏等[8]研究了復(fù)合酶法提取香菇多糖的工藝,得出最佳工藝條件為酶(木瓜蛋白酶與纖維素酶)比例2∶1(質(zhì)量比),酶解溫度55 ℃,pH6.5,反應(yīng)時間3 h,多糖提取率為16.1%。

        上述香菇多糖提取方法都各有優(yōu)點和缺點,有的提取率高,有的提取周期長,有的提取步驟繁瑣。另外,不同提取方法對香菇多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)也有一定的影響。

        2 香菇多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)

        香菇多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)主要指其主鏈構(gòu)成、分子質(zhì)量、單糖組成和比例、構(gòu)象和化學(xué)修飾等。研究表明,香菇多糖多為同多糖(葡聚糖)和雜多糖,同多糖多為以β-(1→3)-D-葡聚糖為主鏈,β-(1→6)葡萄糖殘基為側(cè)鏈的β-D-葡聚糖[9],而β-D-葡聚糖是香菇多糖發(fā)揮抗腫瘤作用的主要活性形式[3]。香菇多糖的單糖組成主要是葡萄糖、葡萄糖醛酸、甘露糖、木糖、半乳糖和鼠李糖等,為酸性多糖[10]。香菇多糖的提取制備工藝對其分子量、單糖組成、單糖比例、糖苷鍵類型等影響顯著。李石軍[11]采用堿提取法,又經(jīng)氧化氫脫色、超濾分級獲得LNT-1和LNT-2兩種香菇多糖組分。其均以β-(1→3)-D-葡萄糖為主鏈,6 位上帶有支鏈葡聚糖,平均每4 個葡萄糖殘基組成一個重復(fù)單元并含有1個支鏈。兩種組分均含有末端、1→3、1→3→6 連接類型的糖殘基,各連接類型的糖殘基分子摩爾比分別為1.07∶1.56∶1.00 及 1.00∶1.70∶1.08。辜明[12]運用改進的水提醇沉法獲得一種香菇多糖,由D-葡萄糖組成,含有1→3,1→4,1→6 三種連接類型的糖殘基。各連接類型的糖殘基分子摩爾比分別為:1∶1∶2∶0.6。此香菇多糖的單糖組成為葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖、巖藻糖。王詩琪[13]采用水提醇沉法同樣獲得一種香菇多糖,其單糖組成與辜明等提取的香菇多糖成分相似,為葡萄糖、半乳糖、甘露糖、阿拉伯糖、巖藻糖。謝紅旗[14]采用酶法提取獲得3 種香菇多糖,分別為LNT-l、LNT-2、LNT-3。三種多糖均由葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖和阿拉伯糖5 種單糖組成,其中主要組分是葡萄糖。3 種香菇多糖的糖苷鍵類型差異顯著,LNT-l 主要是含α-糖苷鍵的葡聚糖,LNT-3 主要是含β-糖苷鍵的葡聚糖,而LNT-2 是既含有α-糖苷鍵,又含有β-糖苷鍵的葡聚糖。

        目前,為了獲得高活性的香菇多糖及其衍生物,常對香菇多糖進行化學(xué)修飾。傳統(tǒng)的化學(xué)修飾包括羧甲基化、磷酸化、硫酸酯化、硫酸化等,也有研究將硒修飾到香菇多糖中以提高其活性[15]。已有香菇多糖修飾物在抗腫瘤、抗病毒、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等方面的功效報道[16]。但是,特定的結(jié)構(gòu)對應(yīng)特定的功能,特定的提取制備工藝和化學(xué)修飾方法可能會出現(xiàn)抗腫瘤作用增強而抗病毒作用減弱的情況。因此,要根據(jù)試驗?zāi)康闹斏鬟x擇香菇多糖提取制備工藝及化學(xué)修飾方法。

        3 香菇多糖的藥理作用

        3.1 免疫調(diào)節(jié)作用

        香菇多糖是一種非特異免疫刺激劑,對人體無任何副作用,卻對免疫系統(tǒng)具有廣泛的調(diào)節(jié)作用,可以在多個層次調(diào)節(jié)T 淋巴細胞、B 淋巴細胞、巨噬細胞等免疫細胞的作用。香菇多糖可增強巨噬細胞的吞噬能力、調(diào)節(jié)巨噬細胞表型、誘導(dǎo)促炎細胞因子的產(chǎn)生、促進T 淋巴細胞生成并增強T 淋巴細胞活性,改善宿主機體平衡[17]。香菇多糖還可促進T 淋巴細胞增殖、解除腫瘤對宿主免疫系統(tǒng)的抑制,增強抗腫瘤作用[18]。但是,目前香菇多糖主要是作為輔助物應(yīng)用于腫瘤的治療。

        3.2 抗腫瘤作用

        香菇多糖是香菇抗腫瘤的主要活性成分。香菇多糖并不能直接殺傷腫瘤細胞,而是通過誘導(dǎo)機體的生物反應(yīng)發(fā)揮抗腫瘤作用,主要途徑有以下三種:(1)預(yù)防腫瘤發(fā)生;(2)腫瘤發(fā)生后增強機體的抗腫瘤活性(免疫調(diào)節(jié)作用);(3)誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡直接殺傷腫瘤,抑制腫瘤血管生成抑制腫瘤生長[19]。IKEKAWA 發(fā)現(xiàn)從事食藥用菌栽培的人員癌癥死亡率顯著低于普通人群,讓人們認識到食藥用菌的防癌活性[20]。細胞色素P450(CYP)是一類藥物和異生物質(zhì)代謝酶,可由代謝活化致癌物誘導(dǎo)產(chǎn)生,而香菇多糖能抑制CYP 的產(chǎn)生,從而抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展[21]。另外,香菇多糖還可通過抑制端粒酶的活性抑制腫瘤發(fā)生發(fā)展[22]。香菇多糖能夠誘導(dǎo)抗腫瘤免疫反應(yīng)的產(chǎn)生,如活化巨噬細胞、T 淋巴細胞、B 淋巴細胞、殺傷性T 細胞(CTL)、NK 細胞,被誘導(dǎo)產(chǎn)生TNF-α、IFN-γ、IL-1β 等細胞因子,并誘導(dǎo)NF-κB 的活化等[21,23]。香菇多糖還可作為化療藥物增強劑發(fā)揮作用[24]。香菇多糖能防止抗癌藥物引起的染色體損傷增加,并抑制CP(環(huán)磷酰胺)和ENU(N-乙基-N-亞硝基脲)的致突變性[25]。Caspase 半胱氨酸蛋白酶家族蛋白在介導(dǎo)細胞凋亡的過程中起著非常重要的作用,其中caspase-3為關(guān)鍵的執(zhí)行分子,香菇多糖可通過調(diào)節(jié)caspase-3的表達誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡[26]。

        3.3 抗炎、抗氧化作用

        香菇多糖在抗炎、抗氧化方面效果顯著[27]。香菇多糖能保護急性酒精性肝損傷,降低TNF-α 及血清天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶水平,緩解炎性浸潤和清除自由基[28]。陳美芬等、孫設(shè)宗等證實香菇多糖能保護CCl4誘導(dǎo)的鼠肝炎性損傷[29-30]。香菇多糖能下調(diào)血漿中的GOT(谷氨酸草酰乙酸轉(zhuǎn)氨酶)和GPT(谷氨酸丙酮酸轉(zhuǎn)氨酶)水平,提高SOD(超氧化物歧化酶)和GPX(谷胱甘肽過氧化物酶)抗氧化酶活性[29]。香菇多糖能抑制肝細胞炎性病變,降低肝體指數(shù),抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)活性,降低NO 含量[30]。香菇多糖能改善慢性乙肝肝纖維化[31]。

        3.4 抗病毒作用

        1987 年Tochikura 等就證實通過增強疊氮脫氧胸苷可抑制人類免疫缺陷病毒[32]。REN等的研究證實香菇多糖對傳染性造血壞死病毒有抑制作用,其機制是直接滅活和抑制病毒復(fù)制[33]。趙麗紅的研究表明,香菇多糖水劑對番茄病毒病有防治效果[34]。侯愛萍等證實香菇多糖的抗病毒作用有普適性,對流感病毒、呼吸道合胞病毒、腺病毒、輪狀病毒等都有抑制作用[35]。

        4 香菇多糖臨床應(yīng)用研究

        目前,香菇多糖在臨床上被廣泛應(yīng)用,主要包括臨床輔助治療腫瘤[36]、抗病毒[37]、抗炎性損傷[38]等。香菇多糖能夠與手術(shù)、放化療、靶向治療及免疫治療相結(jié)合,應(yīng)用于肺癌、消化道腫瘤、乳腺癌等多種腫瘤的輔助治療,在提高臨床療效和緩解治療相關(guān)不良反應(yīng)等方面發(fā)揮了重要作用[36,39-40]。目前靶向治療、免疫治療等新興治療手段已廣泛應(yīng)用于腫瘤治療,但香菇多糖與其聯(lián)合治療的報道并不多見。因此,有必要開展更多聯(lián)合治療相關(guān)臨床試驗來評價香菇多糖的輔助治療療效。

        5 香菇多糖研究展望

        隨著社會的發(fā)展,人們認知水平的提高,食品、藥品、化妝品中化學(xué)添加劑的副作用越來越受到人們關(guān)注,對人體無毒副作用的天然產(chǎn)物添加劑越來越被重視。香菇多糖作為香菇的天然活性成分,以及其在抗腫瘤、抗氧化、抗炎、抗病毒等方面的顯著作用,深受研究者關(guān)注。相信其在藥品、食品、化妝品行業(yè)中會有很好的研究開發(fā)前景。香菇多糖結(jié)構(gòu)復(fù)雜,具體療效難以確定。另外,香菇多糖的多種藥理作用機制也尚待明確,因此,仍需進行大量全面深入研究。

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