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桑黃活性物質提取分離及藥理作用研究進展*

2022-07-05 08:58唐夢瑜譚明琪李依霖
中國食用菌 2022年6期
關鍵詞:黃酮多糖抗氧化

榮 丹,唐夢瑜,么 越,姜 明,譚明琪,李依霖

(牡丹江師范學院生命科學與技術學院,黑龍江 牡丹江 157012)

桑黃別名桑耳,根據最新的分類定義,其應為隸屬于擔子菌門(Basidiomycota) 傘菌綱(Agaricomycetes) 銹革孔菌目(Hymenochaetales) 銹革孔菌科(Hymenochaetaceae) 桑黃屬 (Sanghuangporus)的一類功能性藥用真菌的統稱。桑黃的子實體較大,菌蓋長和寬通常為(2 cm~12 cm)×(3 cm~21 cm),厚度通常為1.5 cm~10.0 cm;無柄,菌柄基部呈白色的小半球型狀;剖面呈馬蹄形、扁平;生長初期真菌基部邊緣有細小的白色木質絨毛,后期基部逐漸變光滑、稍硬或略微龜裂,硬而軟的白色木質易發生退化;邊緣銳或鈍,子實體下側無子實層[1]。桑黃可長年寄生在樹上,多寄生于楊樹,其次是桑樹,另外白樺樹、柳樹等樹木上也可以生長。其分布范圍較廣,主要分布在我國西北、華北及廣東、黑龍江、吉林、西藏等地[2]。目前,桑黃生產已實現人工栽培,但栽培條件要求嚴格,且生長周期較長[3]。

關于桑黃的藥用功能,在我國唐朝《藥性論》中就有記載,桑黃當時被用于治療婦科疾病。隨著后續研究的開展,研究人員逐步發現桑黃具有促進免疫調節、抗惡性腫瘤、保護肝臟、抗氧化、消炎、降血糖等藥用價值,在抗腫瘤治療、提高免疫力和解毒等方面具有顯著的療效,因此桑黃有了“森林黃金”的美稱,現在已有很多國家重視對桑黃食用、藥用價值的開發[4-6]。通過對桑黃活性物質的提取、分離方法和藥理作用方面進行綜述,以期為桑黃進一步開發利用提供參考。

1 桑黃的主要活性成分及提取分離方法

1.1 桑黃多糖類物質及其提取分離方法

桑黃中多糖類物質主要以多糖、糖蛋白及糖苷的形式存在,桑黃多糖大多數存在于菌絲體和子實體中。研究表明桑黃多糖類物質不僅具有抗腫瘤活性功效,還具有抗氧化、增強免疫力等多重活性。

桑黃中含有結構復雜的多糖,通過分析發現其所有組分都是雜聚糖蛋白復合物[7-9]。桑黃多糖結構可以分成一級、二級、三級和四級結構,目前對其一級結構研究較多,主要包括多糖的單糖殘基組成、糖苷鍵類型,異型物的構型及糖鏈的分支情況[10]。何培新等[11]對楊樹桑黃胞外多糖進行研究,分離純化得到2個組分Fr-Ⅰ和Fr-Ⅱ;利用紅外分析發現,Fr-Ⅰ為α-構型和β-構型共存的吡喃型甘露糖苷酸性雜多糖,Fr-Ⅱ為單一的α-吡喃型甘露糖苷酸性雜多糖。目前對桑黃多糖分離提取的相關研究中常見的提取方法見表1。

表1 桑黃多糖的提取方法Tab.1 Extraction methods of polysaccharide from Sanghuang

如表1所示,常見的桑黃多糖提取方法包括超聲波提取法、酶解法、溶劑浸提法、加熱回流提取法等,4種方法各有優缺點。超聲波提取法具有提取效率高和提取時間較短的優點。酶解法中,酶有高效、專一性強且不會破壞桑黃活性成分等優點,但酶的造價高,投入成本較大,因此酶解法不被廣泛應用。溶劑浸提法中,在進行醇提、堿提時溶劑會破壞桑黃的部分活性成分,造成提取不完全、桑黃多糖得率低的問題,但該方法所得多糖提取液可直接或離心除去不溶物。加熱回流提取法的缺點是對受熱不穩定的成分不適用,但具有回收率較高和耗能少的優點。

1.2 黃酮類物質及其提取分離方法

黃酮類化合物在多種食用菌中廣泛存在,桑黃中黃酮類化合物主要為二氫黃酮類和黃烷類等,具有抑菌效果和抗氧化活性,在桑黃藥效中有重要作用[16]。不同來源的桑黃中所含的黃酮含量不同,但均具有較好的體外抗氧化活性,且有研究發現從野生桑黃中提取的黃酮抗氧化活性最強[17]。

研究表明桑黃品種、栽培方式及生長環境的不同都有可能造成桑黃黃酮含量的差異[18],而桑黃黃酮的含量多少可直接影響桑黃藥用價值的高低。李善姬等[19]以長白山野生桑黃為試驗材料,通過超聲波提取法得到總黃酮含量達84.51 mg·g-1。莫順燕等[20]從遼寧丹東桑黃中分離出2個二氫黃酮化合物,用光譜方法鑒定其結構分別為5,7,4’-三羥基-6-鄰羥芐基二氫黃酮和5,7,4’-三羥基-8-鄰羥芐基二氫黃酮。

桑黃中黃酮類活性物質常用的提取方法見表2。

如表2所示,提取桑黃黃酮的常用方法包括微波提取法、超聲波提取法、溶劑浸提法、乙醇回流法等。微波提取法具有提取效率高、提取時間短及溶劑用量少等優點。乙醇回流法具有易過濾和提取方便等優點,但存在易燃燒的安全問題。

表2 桑黃黃酮的提取方法Tab.2 Extraction methods of flavonoids from Sanghuang

1.3 三萜類物質及其提取分離方法

桑黃中存在大量的三萜類化合物,主要包括倍半萜、二萜和三萜,是桑黃的主要活性物質[26]。目前研究中提取得到的三萜含量較低,且三萜類化合物結構復雜,很難實現化學合成[27]。雷萍等[28]對比了鮑姆桑黃菌株桑黃SW、桑黃-SH、桑黃HN01、桑黃GL和桑黃LY的總三萜含量,發現鮑姆桑黃SW總三萜含量相對較高。桑樹桑黃中的三萜類物質的含量高于楊樹桑黃等其他種類桑黃中三萜類物質含量,由此桑樹桑黃的價格高于其他種類桑黃[29]。桑黃三萜類化合物常見的提取方法見表3。

表3 桑黃三萜的提取方法Tab.3 Extraction method of triterpenes from Sanghuang

如表3所示,提取桑黃三萜的常用方法包括超聲波提取法、微波提取法、超臨界二氧化碳萃取等。其中超聲波提取法和微波提取法在提取桑黃三萜時具有提取時間短、適應性廣等優點,但存在安全隱患。超臨界二氧化碳萃取法有環保性高、使用過程安全和獲得產物得率高等優點。

1.4 甾醇類物質及其提取分離方法

甾醇類物質廣泛存在于食(藥)用真菌中,是生物膜的組成成分,具有重要的生理功能,在醫藥方面也具有廣泛的應用[34]。在桑黃子實體和發酵菌絲液中發現多種甾體類化合物,其中麥角甾醇是普遍存在的一種。麥角甾醇是真菌特有活性物質,具有抗氧化、抗腫瘤和降低膽固醇的功效[35]。麥角甾醇的提取方法在不同真菌中不同,有超聲輔助提取法、超臨界提取法;真菌中麥角甾醇的含量檢測多用高效液相色譜法[36]。為從桑黃中提取麥角甾醇,信文娟等[37]建立了一種桑黃經液體深層發酵后麥角甾醇提取含量的檢測方法,以甲醇為溶劑,超聲提取1 h,此方法提取效果好且步驟簡單。

2 桑黃藥理作用

2.1 抗腫瘤作用

近年來,腫瘤的預防和治療成為國內外人們關注的焦點,腫瘤細胞進攻人體免疫系統,會造成免疫系統防御能力降低甚至危及生命。桑黃中的多糖類活性成分在抗腫瘤方面有明顯的抑制效果,關于其抗腫瘤方面的研究有大量報道。于彩云等[38]研究表明,使用低劑量(100 mg·kg-1)、中劑量(500 mg·kg-1)和高劑量(1 000 mg·kg-1)桑黃提取物每天灌胃接種H22肝癌細胞的小鼠,根據肝癌細胞小鼠體內腫瘤的生長情況,確定桑黃多糖的抗腫瘤作用,結果表明桑黃菌絲體多糖、子實體多糖、發酵液多糖3種提取物都有較強的抗腫瘤活性。車會蓮等[39]用不同桑黃提取物作用于移植性腫瘤試驗,發現桑黃提取物可顯著抑制腫瘤生長。Shon等[40]研究表明桑黃培養液和菌絲體中的多糖可以作為化學預防劑,使細胞發生誘變,抑制腫瘤生長。陶裕玲等[41]研究發現利用桑黃不同濃度水提取物對體外培養胃癌SGC-7901細胞的增殖有抑制作用。張敏等[42]通過建立小鼠肝癌(H22)、肉瘤(S180) 和肺癌(Lew-is) 模型,試驗得出桑黃多糖對小鼠腫瘤有明顯的抑制作用。

2.2 抗氧化作用

桑黃的活性成分具有良好的抗氧化作用,尤其在抗衰老方面有更好的體現。王愷等[43]通過體外抗氧化等模型研究,發現桑黃菌絲體多糖PL-N對過氧化氫損傷的神經細胞具有一定的保護作用。桑黃黃酮類活性物質具有較強的還原性以及捕獲自由基的能力,因此桑黃黃酮可通過阻止自由基產生和清除自由基的雙重保護作用,起到抗氧化效果[44]。崔詩遙等[45]根據計算羥基自由基清除率發現桑黃多糖的抗氧化能力較強。李宜明等[46]通過提取桑黃多糖,灌胃給藥環磷酰胺(CP) 創傷小鼠,觀察其對小鼠血清和肝組織中超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)質量分數的影響,結果表明桑黃菌質多糖可明顯提高小鼠血清和肝組織中SOD活性,降低MDA質量分數,具有抗脂質過氧化的作用。此外,桑黃多酚具有較強的Fe3+還原能力,說明其體外抗氧化能力和清除氧自由基的能力較強[47]。

2.3 降血糖作用

桑黃多糖活性成分可有效幫助患者降低血糖。Kim等[48]用桑黃多糖飼喂Ⅱ型糖尿病患病大鼠,結果顯示其有效降低了患病大鼠的血糖。廖尊勝[49]利用四氧嘧啶小鼠高血糖模型,飼喂桑黃多糖發現其對小鼠有明顯的降血糖作用。張暴等[50]以桑黃菌絲多糖高劑量(400 mg·kg-1)、中劑量(200 mg·kg-1)和低劑量(100 mg·kg-1)試驗組分別對雄性昆明小鼠進行灌胃,結果表明桑黃菌絲多糖對小鼠有降低血糖的作用,并且高劑量桑黃菌絲多糖的降糖效果高于中劑量和低劑量組。

2.4 抑菌作用

桑黃菌絲體被發現具有較強的抑菌作用,這可能是由于桑黃菌絲體產物中黃酮類活性物質含量很高,也可能與桑黃發酵液中的菌絲體胞外酶活性有關,或與發酵液中菌絲斷裂產生的某些抗生素類物質有關,但桑黃菌絲發酵液中各種產物的抑菌活性及抗菌機制有待進一步研究[51]。楊樹東等[52]利用水蒸氣蒸餾提取法和乙醚回流提取法得到的桑黃揮發油,對黑曲霉、銅綠假單胞菌和白色念珠菌均有抑制作用。王欽博等[53]發現桑黃子實體水提物有抑菌作用,對革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌、霉菌等有不同的抑制效果。

2.5 抗誘變作用

桑黃水提物中含有抗誘變的成分,可以有效抑制直接誘變劑4-硝基鄰苯二胺(NPD)、疊氮鈉(NaN3)和間接誘變劑2-氨基芴(2-AF)對沙門氏菌的誘變作用[54]。桑黃胞內多糖能通過提高抗氧化能力、減少自由基對生命大分子的損傷、抑制脂質過氧化等途徑,對由環磷酰胺引起的小鼠體細胞和生殖細胞突變產生明顯拮抗作用[55]。

3 展望

綜上所述,桑黃中有多糖類、黃酮類、三萜類、甾醇類活性物質。通過對桑黃活性物質的提取方法和生理生化方面的研究,得出桑黃具有抗腫瘤、抗氧化、消炎、抗誘變、降血糖和抑菌等功效。

目前很多國內外學者都熱衷于對桑黃食(藥)用價值的研究和開發,主要集中于桑黃的分子結構、生物活性和構效關系等方面[56]。也有很多研究人員加大了對桑黃相關食品的開發和功效方面的研究,如桑黃酒、桑黃茶飲料有抗癌和提高免疫力等功效。

隨著人們對桑黃需求的增加,其活性成分的提取將向工業化的方向發展。且目前,桑黃尚有其他的活性成分未被深入研究,如酶類、氨基酸和脂肪酸等,未來在相關活性成分的提取及利用方面也可開展相應的試驗。同時,研究桑黃的精深加工,制成具有高附加值的產品,如保健藥品、護膚品等,也具有廣闊的應用前景。

雖然桑黃中活性物質較多且發揮了重要的藥理作用,但是桑黃活性物質的提取方法并不完全,未來對桑黃的研究需要集中于桑黃的高級提取工藝和藥理活性開發研究方面,由此為桑黃的藥理研究提供更多技術支持。

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