陳盛宇,田緣,馬俊秀,張淑梅,韓增華
(黑龍江省科學院微生物研究所,黑龍江 哈爾濱 150010)
樺褐孔菌(Inonotus obliquus),常稱之為樺樹茸、西伯利亞靈芝、白樺茸、樺樹菇,為多孔菌科(又稱銹革孔菌科)褐臥孔菌屬的珍貴藥用真菌[1-2]。樺褐孔菌的化學成分復雜,可達215種之多,主要包括多糖、三萜類、樺褐孔菌醇和樺褐孔菌素等多種生物活性物質(zhì)[3],其中多糖類成分被認為是其主要活性物質(zhì)之一。樺褐孔菌多糖非單一組分,而是由多種物質(zhì)構成,包括甘露聚糖、葡聚糖、雜多糖、糖蛋白以及多糖肽等[4]。大量研究證明,樺褐孔菌子實體、菌絲體和發(fā)酵液多糖無明顯毒副作用,具有抗腫瘤、治療糖尿病、免疫調(diào)節(jié)、抗病毒、抗氧化、抗疲勞等藥理活性。自16世紀以來,東歐部分國家就把樺褐孔菌當成民間奇藥,廣泛應用于治療胃癌、腸癌、心臟病、糖尿病等疾病[5-7]。20世紀60年代至今,樺褐孔菌多糖等活性成分的食用和藥用價值得到了廣泛關注和認同,但野生子實體資源稀缺,極大限制了它的發(fā)展。樺褐孔菌的藥用部分是不孕性的子實體,生長環(huán)境特殊、周期長,而野外環(huán)境中大約兩萬株植物只有一株寄生,且10年~15年才具有藥用價值,野生資源有限,價格逐年上漲,人工馴化栽培技術尚未成熟,難以保證商業(yè)開發(fā)需求。本文就樺褐孔菌的誘導發(fā)酵、提取工藝、分離純化及作用功效方面的研究進展進行綜述和分析,并介紹研究過程中出現(xiàn)的問題,對未來的研究趨勢和開發(fā)方向進行展望。
樺褐孔菌菌株適應能力較強,可在常規(guī)的培養(yǎng)基上生長,獲取大量菌絲體和發(fā)酵產(chǎn)物[8-9]。液體深層發(fā)酵培養(yǎng)是目前獲取菌絲體的主要途徑,且發(fā)酵液中也存在大量的活性物質(zhì),相對于傳統(tǒng)的固體發(fā)酵,具有生長速度快、成本低廉、周期短、污染小、易于控制、便于提取分離的優(yōu)勢,可解決野生資源不足的現(xiàn)狀。許多研究者也證明了液體深層發(fā)酵產(chǎn)生的發(fā)酵液多糖和菌絲體多糖不論是含量還是生物活性,均高或等同于野生子實體,這與許多藥用真菌多糖都以深層發(fā)酵獲取相符[10-12]。通過深層發(fā)酵來獲取樺褐孔菌多糖開始于韓國[13],2004年后我國也陸續(xù)開展研究,此后優(yōu)化發(fā)酵條件和改進培養(yǎng)基碳源、氮源是樺褐孔菌液體深層發(fā)酵獲取大量次級代謝產(chǎn)物和菌絲體的研究方向。近年來單純發(fā)酵條件優(yōu)化或培養(yǎng)基改進難以滿足未來的發(fā)展,加入外源誘導劑刺激菌絲體的生長和次級代謝產(chǎn)物的積累越來越受到人們的重視。
生物誘導子主要包括真菌類激發(fā)子,由糖類、蛋白質(zhì)和脂類等物質(zhì)組成,通過刺激并誘發(fā)樺褐孔菌產(chǎn)生次級代謝產(chǎn)物,真菌激發(fā)子通過刺激一氧化氮(nitric oxide,NO)的產(chǎn)生,參與信號轉導,NO是次級代謝產(chǎn)物合成的新型調(diào)控因子,可促進次級代謝產(chǎn)物的積累[14]。目前,利用真菌激發(fā)子的誘導發(fā)酵得到三萜[15]、多酚[16]和白樺脂酸[17]的研究較多,而關于多糖的研究較少。
非生物誘導子是目前誘導樺褐孔菌發(fā)酵使用最多的誘導劑,包括生長因子(如各種維生素)、無機鹽(如鐵離子)和非必需營養(yǎng)因子(如植物油、脂肪酸、表面活性劑和有機溶劑)等[18-19]。作用機理尚不清楚,有研究稱是通過重組細胞膜和(或)直接影響參與目標產(chǎn)物形成的酶的合成來增加細胞通透性,從而促進細胞內(nèi)次級代謝產(chǎn)物的分泌,有利于積累培養(yǎng)液中的次級代謝產(chǎn)物[20]。Xu等[18]比較脂肪酸、表面活性劑和有機溶劑對樺褐孔菌深層發(fā)酵菌絲體、胞內(nèi)多糖和胞外多糖的影響,通過14種化合物的對比試驗,篩選出油酸、吐溫80和TritonX-100為誘導劑,其中添加濃度0.1%的吐溫80在接種后24 h,菌絲生物量、胞外多糖、胞內(nèi)多糖組分1和胞內(nèi)多糖組分2的產(chǎn)量分別高出對照組16.6%、81.6%、37.7%和18.1%,氧化活性也高于對照組。Wang等[21]研究不同的誘導劑(VB6、VB1、樺木素和樺木提取物)對樺褐孔菌深層發(fā)酵菌絲體和多糖含量的影響,結果顯示4種誘導劑均對多糖的產(chǎn)量和活性有促進作用,添加4 μg/mL的VB6所得到的菌絲體和多糖顯著高于其他3種誘導劑,添加4 μg/mL的VB1所得多糖對α-葡萄糖苷酶抑制活性最高,而且不同誘導劑所得單糖組成也存在差異,這也說明單糖組成影響生物活性功能。Poyedinok等[22]比較Ag、Fe和Mg的膠體納米粒子(nanoparticles,NPs)對樺褐孔菌生長狀況和生物活性物質(zhì)的影響,結果表明所有的納米粒子對樺褐孔菌的生長活性有促進作用,AgNPs抑制多糖和類黃酮合成和刺激黑色素合成,MgNPs可有效增加菌絲體胞內(nèi)多糖(增加46%)、類黃酮和黑色素的含量,F(xiàn)eNPs的菌絲體胞內(nèi)多糖的產(chǎn)量提高了62%,金屬膠體納米粒子是潛在的高產(chǎn)多糖誘導劑。有研究者以木質(zhì)纖維素作為誘導劑,可被樺褐孔菌釋放的多種酶系降解,增加多糖的產(chǎn)量,促進菌絲體的生長和代謝[23-28]。其他誘導劑與木質(zhì)纖維素共同使用,起到協(xié)同促進作用,木質(zhì)纖維素來源十分廣泛,可利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的秸稈。
綜上,誘導劑在樺褐孔菌多糖的液體發(fā)酵中的應用取得了一定的研究進展,但是誘導劑的作用機制尚不明確,而且相比于子實體多糖,二者的結構和生物活性差異性研究較少,是否未來可直接替代子實體仍有待研究。再次,真菌誘導子作為誘導劑的研究還是一片空白,開發(fā)新型誘導劑以及多種誘導劑聯(lián)合使用提高多糖產(chǎn)量也將是未來趨勢。相比于其他珍稀真菌多糖(如靈芝),樺褐孔菌多糖在誘導發(fā)酵方面的研究遠遠不足,因此可借鑒其他類似真菌進行樺褐孔菌多糖誘導發(fā)酵的研究。
樺褐孔菌經(jīng)過粉碎、過篩、去除部分脂類和色素等預處理后,最常用的提取方法是溶劑浸提法。該法主要利用“相似相溶”的原理,多糖是極性分子,在水或堿性溶液中高度溶解,稀酸提取使用較少,易破壞多糖的糖苷鍵結構。但是多糖需要更長的提取時間或更高的溫度或壓力才能提高提取效率,而且高分子量的多糖往往溶解性差,黏度高,溶劑提取過程困難。為解決溶劑浸提法中存在的問題,研究者們開發(fā)了多種新型提取分離技術,如超聲輔助提取、微波輔助萃取、超聲-微波協(xié)同提取、高壓脈沖輔助提取、酶法提取、閃式提取法和多種萃取法(雙水相萃取、亞臨界水萃取、超臨界水萃取、綜合萃取技術)等其他提取技術[29]。同時,預處理方式、提取溫度、提取時間、料液比、提取次數(shù)、pH值和種類等多種提取因素對多糖的得率、結構和生物活性均具有影響。表1總結幾種常見的樺褐孔菌多糖提取方式的原理和特點。
表1 常見的樺褐孔菌多糖提取方式Table 1 Common extraction methods of polysaccharides from Inonotus obliquus
綜上,樺褐孔菌多糖提取工藝的研究現(xiàn)狀仍處于實驗室階段,即初級階段,與其他多糖類似,多為傳統(tǒng)的提取工藝,新型提取工藝如雙水相萃取、亞臨界水萃取、超臨界水萃取等在樺褐孔菌多糖上的研究較少。為了提高多糖的提取效率,常需結合兩種或多種方法,起到取長補短的作用,如超聲-微波協(xié)同提取[36],二者結合克服了微波受熱不均的缺點,保留了微波節(jié)省時間,超聲波傳質(zhì)強化、提取液易滲透的優(yōu)點。對新型提取工藝加以應用和創(chuàng)新是非常必要的,加大提取工藝研究力度對樺褐孔菌多糖的開發(fā)和應用將具有重要的積極意義。
粗多糖溶液含有多種雜質(zhì),如蛋白質(zhì)、色素、低聚糖、無機鹽等非多糖物質(zhì),對后續(xù)樺褐孔菌多糖的結構和生物活性研究產(chǎn)生極大影響,多糖的分離純化遵循著“先除雜,后分級”的原則,故需要進行脫蛋白、脫色素及深度純化等,獲得分子量和極性均一的多糖組分。由于高級結構的復雜性和研究手段的局限性,是樺褐孔菌多糖結構研究落后于核酸和蛋白質(zhì)的主要原因,目前結構分析主要集中于一級結構上,高級結構研究鮮有報道。外部條件如pH值、溫度等改變,能直接改變多糖的高級結構,引起立體構象的改變,而生物活性也隨著改變,因此合適的分離純化和結構分析方法至關重要。
蛋白質(zhì)結構復雜、穩(wěn)定,生物活性多樣,常與多糖結合成穩(wěn)定的糖蛋白,是對多糖結構和生物活性干擾最大的物質(zhì),除蛋白效果會影響后續(xù)對多糖的研究。目前除蛋白的方法主要包括Sevage法、三氯乙酸(trichloroacetic acid,TCA)法、鹽酸法、凍融法、酶法及酶輔助法等,處理方法的特點、原理和優(yōu)缺點各異,且可在不同程度上脫除色素。表2總結3種常見的樺褐孔菌多糖脫蛋白方式的原理和特點。
表2 常見的脫蛋白方式Table 2 Common deproteinization methods
李欣欣等[37]比較了Sevage法、大孔樹脂吸附柱層析法、聚酰胺吸附柱層析法等方法對熱水浸提法提取的多糖除蛋白效果,Sevage法脫除效果較差,耗時長且多糖的損失大,聚酰胺、大孔樹脂(D101和S-8)吸附柱層析法脫除蛋白效果較好,多糖損失少,聚酰膠吸附柱層析法蛋白質(zhì)脫除率達93.1%,多糖保留率達到90.3%,為最佳的脫蛋白法。王金玲等[38]采用正交試驗優(yōu)化樺褐孔菌胞外多糖的脫蛋白工藝,對Sevage法、TCA法和酶法脫蛋白效果進行比較,結果表明TCA法優(yōu)于其他兩種方法,在最佳工藝條件下蛋白質(zhì)脫除率可達68.5%,而多糖損失率僅為2.45%。綜上,現(xiàn)常將多種方法聯(lián)合使用,在提高蛋白脫除率的同時,減少對多糖的損失和生物活性的影響。木瓜蛋白酶輔助法目前使用較廣,在利用酶的高度專一性的同時,結合其他方法的優(yōu)點,可高效脫蛋白。木瓜蛋白酶來源廣泛,價格相對較低,可在多糖規(guī)模化生產(chǎn)中加以應用。
樺褐孔菌多糖脫蛋白后,雖然可除去部分色素,但溶液顏色仍然較深,故必須進行脫色素處理。脫色素常用的方法主要是雙氧水法、活性炭法、次氯酸鈉法、柱層析法(大孔吸附樹脂法、聚酰胺層析法、Al2O3柱層析、離子交換樹脂法)等,根據(jù)多糖的來源和性質(zhì)以及色素類型,合理選用,減少多糖的損失和結構的破壞。表3總結幾種常見的樺褐孔菌多糖脫色素方式的原理和特點。
表3 常見的多糖脫色素方式Table 3 Common depigmentation methods of polysaccharides
玄光善等[39]比較活性炭粉、雙氧水、殼聚糖、聚酰胺層析柱對樺褐孔菌多糖的脫色效果,脫色最優(yōu)的是聚酰胺層析柱,最佳工藝參數(shù):聚酰胺與粗多糖脫蛋白溶液料液比8∶20(g/mL),洗脫液量為1.5倍柱體積,洗脫速度為1.0 mL/min,在此條件下,脫色率為89.3%、多糖保留率為91.7%。張麗娟[40]比較聚酰胺、S-8大孔樹脂、活性炭和雙氧水對樺褐孔菌多糖的脫色效果,聚酰胺的脫色效果優(yōu)于其他3種方法,但多糖損失是最高的,活性炭和雙氧水脫色率和多糖保留率遠優(yōu)于S-8大孔樹脂,考慮對多糖結構影響,選擇活性炭脫色。信傳鑫等[41]報道了大孔樹脂HPD-500在徑高比1∶10,吸附時間1 h,上樣量10 mg,洗脫流速1.5 mL/min的條件下,樺褐孔菌多糖溶液色素脫除率為83.15%,多糖損失率為21.11%,多糖純度提升36.12%。綜上,樹脂法動態(tài)脫色素是目前應用最為廣泛的方法,高效脫色的同時,多糖損失較少。但是,這僅限于實驗室階段,對于工業(yè)化生產(chǎn),如何高效脫色素和減少多糖損失仍是一大難題。
除蛋白和色素后,多糖溶液還是含有不同相對分子質(zhì)量的大分子混合物以及存在多種小分子物質(zhì),需要進一步的純化。多糖深度純化是分離多糖混合物為相對分子質(zhì)量分布均一組分的過程,可采用透析法、膜分離法、超濾法、分級沉淀法(季銨鹽沉淀法、鹽析法、醇沉淀法、金屬絡合物法)、活性炭柱色譜、電泳法和柱層析法(凝膠柱層析、離子交換層析、親和層析)等,可達到除小分子雜質(zhì)及分級純化的目的。
3.3.1 透析法
透析法是利用透析袋等具有一定孔徑的半透膜在蒸餾水中,無機鹽、單糖和雙糖等小分子雜質(zhì)可穿透,而大分子多糖被截留在透析袋內(nèi)的原理來達到分離純化的目的。
3.3.2 分級醇沉淀法
醇沉法是目前使用最普遍的方法,根據(jù)不同多糖組分在不同濃度乙醇中沉淀的原理,來達到分級的目的,主要適用于溶解度差異大多糖體系。於雨碟等[30]通過響應面設計優(yōu)化樺褐孔菌子實體多糖的提取,并用乙醇分級法進行分級純化得到3個組分,人肝癌細胞(Hep G2)和α-葡萄糖苷酶體外試驗表明IOP30具有顯著的降血糖作用。王箴言等[42]通過加入不同體積的乙醇分離出5種水溶性多糖組分,體外和體內(nèi)實驗表明5種組分表現(xiàn)出不同程度的抗氧化活性。
3.3.3 柱層析法
根據(jù)多糖不同組分的理化性質(zhì),在固定相和流動相系統(tǒng)中的分布程度、吸附或分配系數(shù)差異來達到分離的目的。李欣欣等[37]將初步純化的粗多糖經(jīng)過二乙氨基乙基-52(diethylaminoethyl-52,DEAE-52)纖維素柱層析得到4個單糖組分,將抗氧化能力最強的組分經(jīng)葡聚糖凝膠Sephadex G-100層析柱純化,高效液相色譜檢測為均一組分。Chen等[43]通過DEAE-纖維素,瓊脂糖凝膠Sepharose CL-6B和Sephadex G-200柱色譜法分離純化得到1種單一組分的水溶性多糖IP3a,在小鼠體內(nèi)表現(xiàn)出抗腫瘤活性。DEAE-52纖維素層析和Sephadex G-100柱層析相結合的純化方法是目前使用較為普遍的純化方法,二者利用離子交換和分子篩柱層析的原理,起到深度除雜和分級的作用。
3.4.1 分析方法
目前,樺褐孔菌多糖的結構分析主要集中在單糖組成及比例、多糖純度、相對分子質(zhì)量、糖苷鍵的連接順序和方式、糖苷的異頭異構形式、糖環(huán)形式等上,常用的分析方法主要是化學法和儀器分析法(光譜分析法為主),化學法通常需要與儀器相結合,而生物學方法鮮有研究?;瘜W法主要有酸水解、甲基化分析方法、高碘酸氧化法、Smith降解法、薄層層析、剛果紅試驗等,樣品和試劑需求量大,步驟多、操作難。儀器分析法有:高效液相色譜法、氣相色譜法、紅外光譜分析法、高效凝膠滲透色譜法、核磁共振光譜分析法和氣質(zhì)聯(lián)用等,此類方法儀器精度要求高,數(shù)據(jù)精確,快速方便,試劑和樣品量少。目前,關于樺褐孔菌多糖結構的研究較少,部分樺褐孔菌多糖分離純化和結構分析見表4。
表4 常見的樺褐孔菌多糖分離純化和結構分析Table 4 Common isolation,purification,and structural analysis of polysaccharides from Inonotus obliquus
目前,常用酸水解、甲基化分析方法、高碘酸氧化法和Smith降解法結合儀器分析法來檢測單糖的組成和糖殘基的構型。綜上,可以看出樺褐孔菌多糖測定相對分子質(zhì)量常用凝膠滲透色譜、高效液相色譜等;單糖的組成主要應用氣相色譜、高效液相色譜(高效離子色譜法)等,進樣前常進行酸水解和衍生化處理;剛果紅試驗常用于空間構象的檢測;紅外光譜主要檢測多糖含有的官能團和糖苷鍵的構型;紫外光譜應用于檢測多糖的雜質(zhì),即核酸和蛋白質(zhì)是否存在;核磁共振主要對糖苷鍵的構型和糖鏈的化學組成進行分析。此外,多糖形貌測定常用到掃描電鏡和原子力顯微鏡等[26]。所報道的樺褐孔菌多糖結構表征存在差異,這可能與檢測手段、多糖來源和分離純化等存在一定的關系,這也將是為樺褐孔菌多糖的應用制定可行性的質(zhì)量標準所必須攻克的難題。
3.4.2 構效關系
樺褐孔菌多糖生物活性和結構之間的構效關系是近年來深入研究的難點。多糖的單糖組成及比例、相對分子質(zhì)量、糖苷鍵的連接順序和方式、糖苷的異頭異構形式、糖環(huán)形式和空間構象等共同組成了多糖的初級和高級結構,大量研究表明,多糖的結構與生物活性密切相關,結構的改變會引起生物活性功能的改變。結構的差異性有多種因素造成,如多糖的來源、制備方式、分離純化方式和化學修飾等。
He 等[44]分別以葡萄糖(glucose,Glc)、果糖(fructose,F(xiàn)ru)、乳糖(lactose,Lac)和葡萄糖+乳糖為碳源,從樺褐孔菌菌絲中提取純化了4種樺褐孔菌粗多糖(crude Inonotus obliquus polysaccharides,CIOPs)和 4 種樺褐孔菌中性多糖(neutral Inonotus obliquus polysaccharides,NIOPs),結構解析可知4種NIOPs的分子量、單糖組成和糖苷鍵有明顯的差異,4種粗多糖和4種中性多糖處理組巨噬細胞(RAW264.7)和腫瘤細胞(HeLa和S180)的增殖差異顯著,熒光定量聚合酶鏈式反應(quantitative real time-polymerase chain reaction,qRT-PCR)結果表明多糖合成途徑中兩個關鍵基因pgi和uge的表達水平因碳源不同而存在顯著差異,說明培養(yǎng)條件影響多糖的結構,進而影響生物活性。陳義勇等[48]發(fā)現(xiàn)乙?;瘶搴挚拙嗵茿c-IOP3a的抗氧化活性強于樺褐孔菌多糖IOP3a,乙?;揎椄淖兌嗵欠肿拥奶擎湹目臻g排布,從而改變空間構象,影響多糖的生物活性。
高級結構復雜性,決定了生物活性的多樣性。樺褐孔菌多糖因其優(yōu)異的生物學功能,深受研究者的深受青昧,在抗氧化活性、抗癌、降血糖、增強免疫力等方面研究成果顯著,這將大大促進樺褐孔菌多糖在食品、化妝品、保健品和醫(yī)藥領域的應用。
樺褐孔菌多糖可清除活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS),增強超氧物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和過氧化物酶(peroxidase,POD)的活性。紀欣童等[4]優(yōu)化水提和堿提樺褐孔菌粗多糖提取方法,在多糖濃度為2.5 mg/mL時,堿提多糖的羥基自由基清除率達80.28%,水提多糖為51.19%。Du等[49]利用醇沉分級法從樺褐孔菌菌核中分離出3個水溶性多糖組分(IOP40、IOP60 和 IOP80),比較其還原能力、清除DPPH自由基能力、清除過氧化氫能力、清除羥基自由基能力發(fā)現(xiàn),抗氧化活性隨濃度增加而增加,排序均為 IOP60>IOP40>IOP80。
樺褐孔菌多糖通過增強機體免疫能力,影響癌細胞的周期分布,直接參與細胞的凋亡過程等,以此發(fā)揮抗癌作用[50]。李佳威等[51]體外試驗以樺褐孔菌多糖處理人結腸癌細胞(SW620),并以氧化偶氮甲烷/葡聚糖硫酸鈉建立結腸炎相關結直腸癌(colitis-associated colorectal cancer,CAC)小鼠模型,記錄小鼠體重及結腸腺瘤的變化,發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌多糖抑制了SW620細胞增殖并誘導SW620細胞發(fā)生凋亡,小鼠CAC的發(fā)展受到了抑制,可能通過NF-κB和NLRP3信號途徑的調(diào)控。Fan等[52]利用DEAE-Sepharose CL-6B和Sepharose CL-6B柱從樺褐孔菌中分離純化出單一組分多糖,在體內(nèi)顯示出抗腫瘤活性,還可以顯著增強荷瘤小鼠的免疫應答,增強淋巴細胞增殖能力,提高刀豆蛋白A(concanavalin A,ConA)誘導的淋巴細胞增殖能力,增加腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的產(chǎn)生。
天然產(chǎn)物多糖、多酚等活性成分可抑制α-淀粉酶或α-葡萄糖苷酶活性,抑制晚期糖基化終產(chǎn)物的形成[53]。關于樺褐孔菌多糖降血糖的機制說法不一,主要集中在改善胰島素抵抗、提高機體對胰島素的敏感性和調(diào)節(jié)糖代謝(抑制葡萄糖吸收、增加肝糖原含量、促進糖酵解、抑制糖異生4個糖代謝)3個方面[54]。王夢雅等[55]研究樺褐孔菌兩種純化多糖在不同濃度下的降血糖活性,結果表明純化多糖對Hep G2和IR-Hep G2細胞的葡萄糖消耗促進作用優(yōu)于二甲雙胍,對α-葡萄糖苷酶在體外具有高于粗多糖的活性抑制作用。Wang等[56]對高脂飲食和鏈脲佐菌素(streptozocin,STZ)誘導的2型糖尿病小鼠喂食樺褐孔菌多糖(900 mg/kg),與對照組相比在恢復體脂質(zhì)量,降低空腹血糖水平,提高葡萄糖耐受能力,提高肝糖原水平和改善胰島素抵抗上效果顯著。
樺褐孔菌多糖可激活小鼠非特異性免疫,尤其是T、B淋巴細胞介導的細胞免疫和體液免疫。姜新等[57]研究發(fā)現(xiàn),樺褐孔菌多糖能夠降低鏈脲佐菌素(STZ)誘導的C57BL/6糖尿病模型小鼠糖、脂水平,而脾指數(shù)脾臟的CD4+/CD8+比值也在提高,說明樺褐孔菌多糖可增強糖尿病的免疫功能。張澤生等[58]比較樺褐孔菌多糖對正常小鼠和低免疫力小鼠免疫功能的影響發(fā)現(xiàn),樺褐孔菌多糖可顯著提升小鼠免疫器官指數(shù)、吞噬指數(shù)和血清溶血素含量,說明樺褐孔菌多糖能夠增強小鼠的免疫力。孫艷美等[59]發(fā)現(xiàn)環(huán)磷酰胺化療小鼠的胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)、小鼠血清IgG和IgM水平經(jīng)過樺褐孔菌多糖處理后有明顯的提高,說明樺褐孔菌多糖可提高小鼠的免疫功能,保護免疫功能的損傷。
除上述作用功效外,樺褐孔菌多糖還具有抗病毒、抗菌、保肝、抗炎、抗疲勞、抗輻射等功效。蔣月等[60]發(fā)現(xiàn)水提樺褐孔菌多糖可在體外抗新城疫病毒,Tian等[61]證明樺褐孔菌多糖是潛在的抗貓病毒的廣譜抗病毒藥物。孫艷美等[59]發(fā)現(xiàn)樺褐孔菌多糖具有抗輻射功效可能通過調(diào)節(jié)細胞因子來降低高功率微波輻射對免疫器官傷害。鐘秀宏等[62-63]研究證明樺褐孔菌多糖對異煙肼和利福平所致肝損傷小鼠的保護作用,肝細胞變性和壞死程度比護肝片效果顯著,肝組織的病理改變也得到進一步緩解。Zhang等[26]通過小鼠的強迫游泳實驗證明,50 mg/kg劑量的樺褐孔菌多糖單一組分具有延緩生理疲勞和改善心理疲勞的作用。
樺褐孔菌憑借其優(yōu)異的藥理活性吸引著廣大的研究者,樺褐孔菌多糖藥理研究近年來發(fā)展迅速,在保健品和醫(yī)藥領域呈現(xiàn)出良好的應用前景,但不可否認也出現(xiàn)部分問題:(1)樺褐孔菌多糖多停留在實驗室階段,還未發(fā)現(xiàn)工業(yè)化大批量生產(chǎn)的方法,而且市面上多以多糖粗提取物售賣,沒有統(tǒng)一的質(zhì)量控制標準,無法作為正規(guī)藥品使用。(2)粗提取物難以說明藥理作用是否歸因于一種單一成分,或歸因于許多單獨成分的協(xié)同效應,以及各個組成部分之間是否存在拮抗作用。(3)現(xiàn)階段的結構分析多停留于一級結構,高級結構和構象研究不深入。(4)功效作用機制還未統(tǒng)一明確,體內(nèi)試驗和醫(yī)學臨床研究鮮有報道。(5)誘導發(fā)酵、提取工藝、分離純化和結構分析等試驗方法對樺褐孔菌多糖的結構和生物活性的影響缺乏研究。以上問題是限制樺褐孔菌多糖研究和應用的重要因素。
對于上述問題,今后的研究可在以下方向開展:(1)開發(fā)新型誘導劑,深入研究誘導劑在深層發(fā)酵中的作用機理,以及所得多糖與子實體的差異性。(2)深入挖掘樺褐孔菌多糖生物活性和作用機制,開發(fā)儀器分析方法,探求結構與生物活性的構效關系及作用靶點。(3)深入對該多糖分子水平上的認識,可對其結構進行修飾及改性,或與其他藥物配伍,加強療效。(4)建立和完善多糖提取、分離純化和結構分析等工藝流程和關鍵參數(shù),提高多糖得率和純度,分離出均一組分的多糖。(5)加強樺褐孔菌多糖作用機制和治病機理的研究,加深醫(yī)學上的認識,應用于臨床研究。(6)建立工業(yè)生產(chǎn)體系和統(tǒng)一質(zhì)量標準,進行商業(yè)化生產(chǎn),開發(fā)出有效的樺褐孔菌多糖功能性食品。