靈芝孢子的破壁方法及其藥理作用研究進展

楊 杭，劉 鳳，練心潔，鄒 亮，郭曉恒，雨 田

(1.大理大學 藥學與化學學院，云南 大理 671000； 2.成都大學 藥學與生物工程學院，四川 成都 610106；3.成都大學 醫學院(護理學院)，四川 成都 610106)

靈芝孢子的破壁方法及其藥理作用研究進展

楊 杭1，劉 鳳2，練心潔2，鄒 亮3，郭曉恒3，雨 田3

(1.大理大學 藥學與化學學院，云南 大理 671000； 2.成都大學 藥學與生物工程學院，四川 成都 610106；3.成都大學 醫學院(護理學院)，四川 成都 610106)

靈芝，其子實體、孢子粉均可食用或入藥，其中靈芝孢子具有靈芝的全部遺傳活性物質，其藥用價值日益受到重視.研究發現，靈芝孢子具有抗癌、免疫調節、抗氧化、神經保護、保肝和抗糖尿病等藥理作用，但由于靈芝孢子壁具有一層堅硬的幾丁質外殼，不易破碎，影響其功效的發揮.為了靈芝孢子的合理開發和應用，綜述了近年來靈芝孢子的破壁方法及其藥理作用，以期為靈芝孢子產品的研究與開發提供一定的參考價值.

靈芝；孢子；破壁方法；藥理作用

0 引 言

靈芝，始載于《神農本草經》，屬于擔子菌綱多孔菌科靈芝屬的一種藥用真菌植物.靈芝孢子是靈芝在成熟時從菌蓋中彈射出來的極微小的孢子，具有較高的藥用價值和藥理活性[1]，其藥理作用主要為抗癌、免疫調節、抗氧化、神經保護、保肝和抗糖尿病等[2].由于靈芝孢子具有雙層細胞壁，其主要為幾丁質、纖維素、木質素等，導致其細胞壁堅韌，不易破解，使其中的有效成分難以被人體吸收利用[3].對此，本研究主要綜述了靈芝孢子的破壁方法及其藥理作用，以期充分了解靈芝孢子的研究現狀，為其進一步的研究、開發和利用提供一定的參考依據.

1 靈芝孢子破壁方法

目前，國內外有關研究對靈芝孢子的破壁方法概括起來主要有5種，分別為生物法、化學法、物理法、機械法和綜合法[4].

1.1 生物法

生物法的優點是基本不消耗能量，破碎效果較好，設備簡單；缺點是需要的時間較長，并且難以去除殘留的酶液或微生物等.

1.1.1 孢子萌發法.

孢子萌發法主要利用靈芝孢子自身的萌發能力破壞靈芝孢子細胞壁，釋放胞內成分.例如，李曉等[5]，將靈芝孢子和面粉等混合，在溫度27～29 ℃、相對濕度75%～85%條件下發酵，結果顯示，靈芝孢子萌發良好.

1.1.2 酶解法.

酶解法通過利用幾丁質酶、纖維素酶或溶壁酶等酶液的一種或多種，使靈芝孢子細胞壁中的成分降解，釋放其有效成分.例如，姜沅彤[6]使用生物酶輔助提取靈芝酸A，最終實現靈芝酸A的提取率達到0.54%.

1.1.3 溶菌法.

利用微生物和靈芝孢子一同發酵，讓微生物在發酵過程中降解靈芝孢子細胞壁.例如，李海龍等[7]利用益生菌枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌與靈芝孢子進行液態發酵，最終使得靈芝孢子破壁率達到85%以上.

1.2 化學法

化學法的優點與生物法較為相似；缺點是提取溶劑易導致有效成分變性，且溶劑殘留不易去除.

1.2.1 溶劑提取法.

溶劑提取法利用“相似相溶”原理，使靈芝孢子在水、乙醇等溶劑中長時間浸泡或回流，從而使有效成分擴散到溶劑中.例如，Lee等[8]采用25%乙醇提取靈芝中的成分，最終減壓濃縮并定容至500 mL保存，通過靈芝的25%乙醇提取物，研究其通過激活Nrf2/HO-1通路增強細胞的抗氧化作用，該方法對靈芝孢子的提取率較好.

1.2.2 酸、堿降解法.

酸、堿降解法利用無機或有機酸、堿等破壞靈芝孢子細胞壁中幾丁質、纖維素等成分的結構，使其有效成分易于溶出.例如，呂先等[9]使用無機酸或有機酸溶液熱處理靈芝孢子提取靈芝多糖，最后多糖中分子量在2 000～4 900 Da的部分均在60%以上.

1.3 物理法

物理法的工作原理各異，優缺點也不相同，總體來說，物理法的能量消耗較大，且設備較為復雜、投資較大.

1.3.1 低溫冷凍法.

低溫冷凍法利用靈芝孢子中的水分在低溫條件下結晶、結晶長大等作用破壞靈芝孢子細胞壁.例如，金剛[10]在實驗中將靈芝孢子在-20 ℃反復凍融，其破壁率高達99.5%.

1.3.2 超聲波法.

超聲波法主要利用超聲的空機械振動和空化效應來破壞靈芝孢子細胞壁.例如，Alzorqi等[11]利用超聲波提取β-D-葡聚糖，在優化條件下β-D-葡聚糖的產量為5.228 mg/g.

1.3.3 微波法.

微波法利用微波的穿透能力和熱效應，使細胞內部的溫度迅速上升，從而使細胞內部的壓力超過細胞壁膨脹所能承受的壓力而破碎，促使其有效成分釋放.例如，楊連威[12]先將靈芝孢子進行微波處理，而后在低溫深加工，靈芝孢子的破壁率可達99%以上.

1.3.4 超臨界提取法.

超臨界提取法利用氣體在超臨界狀態下的性質，即流體的性質，使有效成分被流體萃取，Li等[13]運用超臨界CO2萃取技術提取靈芝孢子，萃取率達到37%.

1.4 機械法

機械法的優點是操作簡單、易行；缺點是機械設備投資大、運行成本較高.

1.4.1 碾壓、擠壓法.

在低溫等條件下，利用罐體和球磨等的迅速擺動、碾磨、擠壓將靈芝孢子破壁.例如，劉元法等[14]利用高能納米沖擊磨對靈芝孢子進行破壁處理，靈芝孢子的破壁率在80%以上，且能有效解決黏球、黏壁現象.

1.4.2 高壓氣爆法.

高壓氣爆法通過在某一時間內將未破壁的靈芝孢子維持在高壓力的狀態中，然后在另一時間內泄壓至較低壓力，使靈芝孢子細胞壁上的孔穴增大和增多.例如，劉東波等[15]運用高壓氣爆法處理靈芝孢子樣品后，靈芝多糖和三萜提取率有較大提高.

1.4.3 氣流粉碎法.

氣流粉碎法使壓縮空氣通過特定角度的研磨嘴進入研磨腔，產生高速的螺旋狀氣流，物料在螺旋氣流的帶動下在研磨腔內高速旋轉，顆粒間由于不同速度而產生碰撞，從而達到粉碎的效果.例如，肖鑫等[16]利用高壓氣流粉碎法處理靈芝孢子，破壁率達99%以上.

1.4.4 高壓均質法.

高壓均質法利用高壓均質機的撞擊、剪切、空化、湍流等作用，將物料“研磨”成微小的顆粒，達到均質化的效果.例如，劉春延等[17]使用高壓均質技術破除靈芝孢子細胞壁，破壁率平均值為94.35%.

1.5 綜合法

綜合法，即聯合運用以上4種方法中的2種及以上對靈芝孢子進行破壁.目前，國內外的靈芝孢子破壁技術和方法，很少單獨使用，絕大多數是同時或先后使用上述幾種方法，以增加靈芝孢子的破壁率.其原因主要是：靈芝孢子十分微小，且細胞壁十分堅韌,單獨的一種作用難以快速、徹底的破壞靈芝孢子壁，因此，綜合法的運用成為可能.例如，鄒恩達[18]就先后使用酶解法、低溫真空干燥法、低溫冷凍法、機械法等方法來處理靈芝孢子，以提高其破壁率.

2 藥理作用

靈芝孢子具有靈芝完全的遺傳物質，因此兩者的藥理作用基本完全相似.隨著靈芝孢子研究的深入，其藥理作用越來越受到人們的關注.目前，國內外對靈芝孢子藥理作用的研究主要集中于抗癌、免疫調節、抗氧化、神經保護、保肝、抗糖尿病等方面.

2.1 抗癌作用

相關研究發現，靈芝孢子的抗癌作用主要由多糖、三萜等有效成分起作用.例如，Fukuzawa等[19]研究發現靈芝孢子中含有16～20個碳的長鏈脂肪酸，能夠抑制各種癌細胞的增殖；Liu等[20]通過氣相色譜檢測出含16個、18個碳的脂肪酸，具有抑制癌細胞增殖的作用，Gao等[21]發現含有19個碳的脂肪酸也具有抑制癌細胞增殖的作用，Shen等[22]發現靈芝孢子可以通過調節肝細胞和幾種相關免疫細胞的miRNA來抑制人肝癌細胞HepG2的增殖，從而達到治療肝癌的目的，在測定的61個miRNA中，miR-3131的表達最多，Li等[23]觀察靈芝孢子的超臨界CO2提取物對離體膽管癌的影響，發現其能抑制離體膽管癌的遷移，其作用主要是通過抑制TGF-β1誘發上皮間質轉化(EMT)，從而抑制EMT激活膽管癌細胞的遷移.此外，其他相關研究還指出，靈芝孢子提取物對乳腺癌[23]、前列腺癌[24]、結腸癌等[25]多種癌癥治療均有效果.

2.2 免疫調節作用

靈芝孢子在傳統中藥中用來調節免疫系統已有較長歷史.Pan等[26]觀察靈芝孢子多糖對甲基硝基亞硝基胍(MNNG)誘發胃癌大鼠的免疫性和抗氧化活性的影響發現，給予患胃癌大鼠靈芝孢子多糖后，可以降低血清和胃組織中脂質過氧化產物水平，并使胃癌所致的血清SOD、CAT和GSH-Px水平趨于正常，表明靈芝孢子多糖具有一定的免疫調節作用和抗氧化作用.王瑛等[27]實驗發現，靈芝孢子可以提高ConA誘導的小鼠淋巴細胞轉化能力，增強SRBC誘導的小鼠足腫脹，增加溶血空班數等，表明靈芝孢子主要通過作用于免疫細胞增強其活性，從而直接或間接調節機體免疫功能.

2.3 抗氧化作用

2.4 神經保護作用

靈芝孢子對神經系統有一定的保護作用.Zhou等[30]研究發現，給大鼠服用高劑量(8 g/kg/d)的靈芝孢子粉可以使大鼠海馬區谷胱甘肽/谷胱甘肽過氧酶(GSH/GR)和丙二醛(MDA)恢復到正常水平，保護大鼠的海馬區神經細胞，從而減少阿爾茨海默病的發生.Gokce等[31]觀察到，給予脊髓損傷大鼠靈芝多糖后，其能夠減少組織中半胱氨酸蛋白酶-3、腫瘤壞死因子α、過氧化物酶、丙二醛和一氧化氮的水平，從而保護脊髓損傷神經細胞.

2.5 保肝作用

相關研究表明，靈芝孢子具有護肝、保肝作用.Jin等[32]研究發現，靈芝孢子粉對鎘(Cd)引起的肝損傷小鼠具有保護作用，其作用主要是減少血清中ALT、AST含量和肝臟指數，改善組織的病理狀態.胡宗苗等[33]觀察到靈芝孢子對CCl4肝損傷小鼠的纖維化保護作用，經靈芝孢子治療后可顯著降低小鼠血清中ALT和AST含量，升高肝組織中SOD含量，降低MDA含量，組織病理學顯示，靈芝孢子可使肝纖維化程度降低，且肝組織中MMP-9蛋白表達顯著降低，提示靈芝孢子可能通過調節MMP-9蛋白來改善肝纖維化.

2.6 抗糖尿作用

在靈芝孢子的抗糖尿作用方面，Ma等[34]研究發現，靈芝中的成分，如多糖、三萜、蛋白聚糖和蛋白質等均具有抗糖尿病作用，靈芝多糖和蛋白聚糖的FYGL組份具有降低總膽固醇、甘油三酯和體內低密度脂蛋白的水平，這可能有助于預防糖尿病并發癥的發生，如動脈粥樣硬化和高脂血癥.Xiao等[35]研究發現，靈芝多糖中的F31組份具有抗糖尿病的潛力，其作用機制可能是通過激活AMPK通路從而減少肝葡萄糖調節酶mRNA的水平、改善胰島素抵抗和降低附睪的脂肪率有關，因此，其可以用來預防和治療肥胖和2型糖尿病.

3 結 語

隨著科學技術的發展以及科研人員對靈芝孢子的深入研究，靈芝孢子的藥理作用和預防保健功能日益顯現.目前，靈芝及靈芝孢子產品不再僅僅局限于藥用，而是更多地進入了食品、飲料和保健等大健康產業.因此，加大對靈芝孢子破壁技術和藥理作用的深入研究，找到高效、經濟、合理的破壁方法，從而使靈芝孢子的有效成分和藥用價值達到最大化的利用.同時，深入研究靈芝孢子藥理作用的物質基礎和作用機制，完善、豐富和發揚傳統藥材的作用，可為靈芝孢子的合理利用找到更好的途徑.

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ResearchProgressonWall-brokenMethodsofGanodermaLucidumSporesandItsPharmacologicalEffects

YANGHang1,LIUFeng2,LIANXinjie2,ZOULiang3,GUOXiaoheng3,YUTian3

(1.College of Pharmacy and Chemistry, Dali university, Dali 671000, China; 2.School of Pharmacy and Bioengineering, Chengdu University, Chengdu 610106, China; 3.School of Medicine(School of Nursing), Chengdu University, Chengdu 610106, China)

As for Ganoderma Lucidum,also known as “Xian Cao",“Rui Cao",its body and spore powder are edible or can be used as medicine.Ganoderma Lucidum spores contain all the genetic active material of Ganoderma Lucidum,so its medicinal value has attracted more attention.It's found that Ganoderma Lucidum spores have anti-cancer,immune system regulating,anti-oxidant,neuroprotective,hepatoprotective,anti-diabetic and other pharmacological effects.However,there is a hard layer of chitin which is not easy to break on the Ganoderma Lucidum spore wall,which has negative influence on the full functioning of all the pharmaceutical effects of Ganoderma Lucidum spore.For appropriate development and application of Ganoderma Lucidum spores,this paper reviews the wall-broken methods of Ganoderma Lucidum spores in recent years and its pharmacological effects,so as to provide some valuable references for the research and development of Ganoderma Lucidum spore products.

Ganoderma Lucidum;spore;wall-broken methods;pharmacological effects

R282.710.5

A

1004-5422(2017)04-0364-05

2017-09-11.

四川省科技廳重點科研計劃(2017NZ0046)、 成都大學校青年基金(2017XJZ22)資助項目.

楊 杭(1990 — )，男，碩士研究生，從事中藥藥劑學研究.