松茸的食藥價值及產品開發現狀研究

陳艷,蔣星月,劉秋妍,景林,謝曉芳,彭成*

1(西南地區特色中藥資源國家重點實驗室,四川 成都,611137)2(成都中醫藥大學 公共衛生學院,四川 成都,611137)3(成都中醫藥大學 藥學院,四川 成都,611137)

松茸(Tricholomamatsutake,TM),又名松口蘑、松菌,因其生長在松林地,菌蕾狀如鹿茸而得名,在我國的《經史證類備急本草》《菌譜》《本草綱目》《植物名實圖考長編》中均有記載;日本平安時代的古籍《枕草子》《紫式部日記》《土佐日記》也有過松茸風味的記載。松茸在世界上分布很廣,從非洲、歐洲、大洋洲、亞洲到北美洲都有松茸相關的報道,其主要分布于中國、日本、韓國等亞洲國家[1]。松茸是一種非常珍貴的食藥用真菌,味道鮮美,營養豐富。

松茸富含多糖、蛋白質、多肽、松茸醇等成分[2],具有廣泛的藥理作用,包括抗腫瘤、抗病毒、抗糖尿病和心血管疾病、抗氧化、保肝、抗衰老、抗輻射、抗突變、抗菌、促進腸胃蠕動以及激活免疫系統等作用[3]。本文綜述了松茸的化學成分、藥理作用和產品開發利用現狀,并對松茸研究的不足之處進行了分析,以期為松茸資源的進一步開發利用提供參考。

1 松茸的化學成分

松茸是極其珍稀名貴的食用菌,素有“菇中之王”的美譽,也是靈芝等四大名菌之首。松茸含有豐富的糖類、脂類、蛋白質、揮發性香味成分、維生素及礦物質類物質,還含有松茸醇、松茸多糖、松茸多肽、異松茸醇等諸多活性成分。

1.1 糖類

松茸多糖(Tricholomamatsutakepolysaccharide, TMP)是松茸的主要活性成分,大多為葡聚糖。YANG等[4]研究表明,松茸多糖由阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖組成,其中葡萄糖和半乳糖是松茸多糖的主要構成骨架。其葡聚糖有2種異構體:α-葡聚糖在能量貯存、防止凝血、抗艾滋、降血脂方面有重要作用[5];β-葡聚糖是細胞和組織的主要結構單元之一,具有抗癌作用。張萍等[6]發現松茸中含有單糖甘露醇,具有組織脫水和利尿作用。HOU等[7]從馬爾康松茸中分離了一種雜多糖,分子質量為12 078 Da,并對其結構進行了分析,結果顯示該多糖主要由α-D-葡萄糖和α-D-半乳糖以7∶2的比例構成,其主干為1,4-連接的α-D-葡萄糖,分支主要由2個6-連接的α-D-半乳糖殘基組成。CHENG等[8]提取并純化了一種均相松茸多糖TMP-5II,其平均分子質量為15.76 kDa,含有D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖和D-焦點共4個殘基,由β和α 2種鍵構成,具有抗腫瘤、抗衰老、抗輻射等功能。

1.2 氨基酸與多肽

LI等[9]在松茸中檢測到17種氨基酸,其中7種必需氨基酸占氨基酸總量的29.2%～31.7%。其中,谷氨酸是最主要的氨基酸,第一個限制性氨基酸是蛋氨酸[10]。GENG等[11]采用液相色譜-二級質譜聯用(liquid chromatograph-mass spectrometer/mass spectrometer,LC-MS/MS)法鑒定了一種氨基酸序列為WALKGYK的松茸多肽,具有降血壓、清除自由基的作用。LI等[12]采用納米高效液相色譜-質譜技術鑒定了潛在抗炎活性預測得分最高的3個多肽,為SDIKHFPF、SDLKHFPF和WFNNAG(氨基酸序列分別為Ser-Asp-Ile-Lys-His-Phe-Pro-Phe;Ser-Asp-Leu-Lys-His-Phe-Pro-Phe;Trp-Phe-Asn-Asn-Ala-Gly-Pro)。GENG等[13]從松茸子實體中分離純化了一種α-半乳糖苷酶,是一種能催化水蘇糖、麥芽糖和棉子糖等水解的單體蛋白。

1.3 揮發性香味成分

松茸的香味是否濃郁和持久是松茸品質優劣的重要標志之一,也是其價值的體現。研究表明松茸子實體中含有60多種揮發性香味成分,如辛醇烯、肉桂酸甲酯、辛酮等。這些揮發性香味成分不僅使松茸具有特有的風味,還能增加松茸的生物活性。

松茸不同部位、生松茸和熟松茸、新鮮松茸和干燥松茸間揮發性物質存在明顯差異。菌柄中揮發性化合物的二聚體比菌蓋多[14]。生松茸主要有苯丙醇、(E)-2-辛烯-1-醇、二甲基砜、(2,3)-二氫呋喃酮等;相對熟松茸主要含苯甲醇、苯甲酸甲酯、2,4-二甲基呋喃二氫酸、1-辛烯-3-醇等[15]。新鮮松茸和干燥松茸揮發性物質的組成也有差異,新鮮松茸揮發性化合物包括:酸酯8種、醇類6種、醛酮6種、烷烴5種、烯烴4種。干燥松茸中含有33種揮發性化合物,包括14種醛酮、6種醇類、6種酸酯、6種烷烴、1種呋喃酮[16]。此外,不同產地的松茸在揮發性物質上也表現出較大差異。VIOLA等[17]采用頂空-氣相色譜-離子遷移譜和主成分分析技術相結合建立松茸揮發性成分指紋圖譜,研究表明云南的松茸樣本具有更多的特殊風味和更高濃度的揮發性化合物。戊烷只在云南樣品中發現,me-噻嗪只在四川樣品中發現,烘干后差異更加顯著。LI等[9]分析了德昌、道孚、馬爾康3個地方松茸的揮發性物質成分,其揮發性成分主要以1-辛烯-3-醇、肉桂酸甲酯、3-辛酮和苯甲醛含量最高,C8組分以1-辛烯、(2Z)-2-辛烯-1-醇、3-甲基-1-庚烯、(E)-2-辛烯、1,3,5,7 -環己烯、辛醛和苯乙醛為主。不同產區松茸揮發性成分種類及含量具有顯著差異,各個產區松茸均含有獨特的揮發性成分。

1.4 維生素及礦物質

松茸中還含有豐富的維生素,如維生素B1、維生素B2、維生素C、維生素PP等[18]。劉剛等[19]以火焰原子吸收光譜法測定了每100 g松茸中K、Ca、Fe、Zn、Cu、Mg這6種無機微量元素的含量分別為2 352.87、41.56、36.90、14.35、8.72、8.31 mg。分析德昌、道孚、馬爾康3個產地松茸礦物質含量,松茸子實體中最豐富的礦物質是鉀,其次是鐵,馬爾康松茸鈣、鐵、錳含量最高,但鎘含量較低[9]。

1.5 脂類

松茸脂肪含量較低,粗脂肪含量為5.04%,松茸中油酸、亞油酸和棕櫚酸是主要的脂肪酸,其他脂肪酸含量極少[10]。劉剛等[20]采用GC-MS法從松茸的脂肪中檢測出6種主要脂肪酸,其中不飽和脂肪酸遠遠高于飽和脂肪酸,含量為85.3%,以油酸和亞油酸為主,相對含量分別為57.6%和26.7%。

2 松茸的藥理作用

2.1 抗輻射、調節免疫作用

松茸多糖作為松茸的主要活性成分之一,具有抗輻射、提高免疫力的功效。王宏芳等[21]在輻照前將松茸多糖灌胃給小鼠,對比結果顯示小鼠輻射損傷降低,表明松茸多糖可以增加免疫細胞抗輻射和促進電離輻射所致損傷修復的能力;同時能清除自由基,預防細胞發生突變。

核因子kappa B(nuclear factor kappa B, NF-κB)被認為是調節炎癥細胞因子產生和擴增的中心轉錄介質。環磷酰胺(cyclophosphamide, CTX)可誘導小鼠免疫抑制,抑制免疫球蛋白(immunoglobulin, Ig)A水平和白介素(interleukin, IL)-2、IL-6、IL-10、IL-12以及干擾素(interferon, IFN) α和IFNγ水平,降低血清及脾臟NF-κB活性,增高腫瘤壞死因子 (tumor necrosis factor-α, TNF-α)水平。松茸處理后小鼠體重明顯增加,臟器指數增大,正向調節自然殺傷細胞的細胞毒性和淋巴細胞的增殖,并通過調節ILs和與NF-κB信號通路相關的炎癥因子改善CTX引起的免疫抑制[22]。

巨噬細胞是集體中的異質性免疫細胞,巨噬細胞能啟動炎癥反應,分泌促炎細胞因子,并維持炎癥[17]。脂多糖是一種內毒素,能刺激巨噬細胞產生炎癥反應。LI等[12]采用分子質量低于3 kDa松茸肽(TricholomamatsutakeSinger peptide, TMWP)處理脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)誘導的RAW264.7巨噬細胞炎癥反應,TMWP能顯著上調RAW264.7巨噬細胞中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性并降低活性氧(reactive oxygen species, ROS)生成;通過抑制絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase, MAPK)和活化B細胞(NF-B)通路的激活,從而減少了IL-1和IL-6的分泌以及TNF-α、環氧化酶-2(cyclooxygenase-2, COX-2)和誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS)的表達。LI等[23]發現松茸2種衍生肽(SDLKHFPF和SDIKHFPF)對LPS誘導的RAW264.7巨噬細胞線粒體功能障礙和炎癥具有保護作用,松茸多肽可顯著改善炎性細胞因子的產生,抑制COX-2、iNOS、IκB 激酶(IκBkinase, IKK) 、p-IκBα和p-NF-κB的表達,抑制松茸多肽對NF-κB/p65核轉位。此外,松茸多糖可激活RAW264.7細胞,活化的免疫細胞可調節多種生物活性物質,如IL-1β,TNF-α和IL-6。松茸調節免疫作用的機制圖如圖1所示。

圖1 松茸及其多肽調節免疫作用機制圖

2.2 美白護膚、抗光老化作用

松茸提取物可通過有效抑制細胞內酪氨酸酶活性以減少黑色素的生成,有明確的美白功效。趙珍等[24]比較了松茸、桑白皮、虎杖及葛根提取物的美白作用,結果表明松茸提取物對黑色素的合成和酪氨酸酶的抑制活性顯著增強,其抑制作用優于其他3種提取物,且與光甘草定的美白作用效果相當。除此之外,松茸還能促進創面愈合,研究發現50%乙醇提取物促進人永生角質形成細胞(HaCaT)增殖的效果最佳,能以劑量依賴的方式增加Notch1和Jagged1的蛋白表達水平,進而促進表皮干細胞增殖,并能加速促進創面愈合減少結痂。且松茸提取物能增加HaCaT細胞的楊氏模式使得細胞不易變形[3]。

研究表明[25],松茸多酚可抑制紫外線B(UVB)引起的皮膚增厚、皺紋和紅斑,增加皮膚膠原蛋白含量。松茸多酚含有多種多酚和幾種酚酸,包括二羥基苯甲酸和羥基肉桂酸,其中多酚類化合物主要為原兒茶酸和3-羥基黃酮。UVB照射降低SOD、過氧化氫酶(catalase,CAT)和谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase, GSH-Px)的活性,降低type 1和type 3膠原纖維的面積密度,增加ROS產生,增加基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)-3和MMP-9活性。松茸多酚處理能改善這些情況,并能降低小鼠IL-1、IL-6、IL-8和TNF-α的水平,減弱p38 MAPK和NF-κB磷酸化水平,抑制皮膚COX-2的表達。松茸的護膚機制圖如圖2所示。

圖2 松茸及其多酚的護膚作用機制圖

2.3 抗糖尿病、抗高血壓作用

松茸多糖具有良好的降糖活性,在治療2型糖尿病方面具有較大的潛力。當采用松茸多糖處理胰島素抵抗型人肝癌細胞系(IR-HepG2)時,葡萄糖消耗增加,糖原合成以及丙酮酸激酶(pyruvate kinase, PK)和己糖激酶(hexokinase, HK)的活性有顯著的改善[4]。α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶能分解小腸內的膳食碳水化合物,產生單糖和(或)雙糖。松茸多糖對α-淀粉酶的抑制作用是非競爭性的抑制,并呈劑量依賴的方式;松茸多糖對α-葡萄糖苷酶具有混合抑制作用,并呈劑量依賴的方式。胰島素抗性(insulin resistance, IR)會導致HK和PK水平下降,松茸多糖能會恢復HK、PK水平,促進糖代謝。松茸降糖作用機制如圖3所示。

圖3 松茸多糖的降糖作用機制圖

高血壓能引起中風、血管瘤等多種疾病,是心血管疾病的危險因素。GENG等[11]制備了一種對自發性高血壓大鼠血壓表現出降壓作用的松茸水提取物,并從中純化出了一種血管緊張素轉換酶(angiotensin-converting enzyme, ACE)抑制肽,經LC-MS/MS鑒定其氨基酸序列為WALKGYK,該ACE抑制肽是ACE的非競爭性抑制劑。該ACE抑制肽(25 mg/kg)處理能顯著降低自發性高血壓大鼠的收縮壓,并能清除DPPH自由基。

2.4 調節腸胃作用

松茸中粗纖維含量達29.10%,膳食纖維含量豐富[10,26],能有效幫助腸胃蠕動,促進食物的消化吸收,防止便秘。

腸道屏障功能障礙和炎性細胞因子分泌在炎癥性腸病中起著至關重要的作用。LI等[27]研究發現SDIKHFPF和SDLKHFPF可以有效緩解葡聚糖硫酸鈉誘導的小鼠腸道炎癥,抑制結腸組織中炎癥因子的分泌,改善屏障功能,從而減輕結腸炎。其機制是促進結腸內緊密連接閉塞帶-1和閉塞素的表達,抑制髓過氧化物酶和促炎細胞因子減輕結腸炎癥來保護屏障功能。Western blotting結果顯示,松茸肽能抑制肌球蛋白輕鏈激酶和NF-κB的表達并抑制肌球蛋白輕鏈磷酸化。

2.5 抗氧化作用

松茸可以通過激活單磷酸腺苷活化的蛋白激酶(adenosine monophosphate-activated protein kinase, AMPK)連接的抗氧化途徑,減少各種氧自由基,防止氧化損傷[28]。張婭等[29]發現松茸多糖清除超氧陰離子自由基和羥自由基的能力和茶多酚相近,其清除率隨多糖濃度的增加而增強,同時也能抑制脂質過氧化,表明松茸具有較好的抗氧化能力。松茸多糖以劑量依賴的方式有效清除羥自由基,0.8 mg/mL質量濃度下松茸多糖羥自由基清除率為68.74%[4]。用松茸多肽治療可防止ROS的積累,增加淋巴細胞瘤-2基因(B cell lymphoma 2, Bcl-2)與 Bcl-2-Associated X的蛋白質(Bcl-2-Associated X,Bax)的比率,逆轉線粒體膜電位的喪失,挽救細胞能量代謝的異常[24]。MA等[30]制備了一款松茸曲奇(Tricholomamatsutakecookie, TMC),TMC處理顯著提高了小鼠總抗氧化能力、SOD和GSH-Px的活性,TMC可保護細胞免受氧化損傷。

2.6 抗癌、抗腫瘤作用

松茸多糖具有抗腫瘤作用,其作用機理是通過激活機體的免疫系統,從而抑制腫瘤細胞的生長或使其凋亡,達到抗癌抗腫瘤的作用。松茸多糖的抗腫瘤作用依賴于MAPK和NF-κB信號通路[31]。劉剛等[32]試驗顯示松茸多糖能顯著抑制HepG-2和Hela等腫瘤細胞的生長,具有誘導凋亡的作用,為松茸抗腫瘤的主要活性成分。松茸多糖在體內可抑制S180腫瘤生長,在體外可促進宮頸癌L929細胞凋亡。其機制是通過影響G0/G1期、S期和G2/M期促進巨噬細胞增殖,促進細胞因子釋放和基因表達,松茸多糖處理后肝臟中IL-1b、COX-2和TNF-α表達量顯著增高[7]。此外,松茸水提取物能降低肝癌細胞活力,抑制癌細胞遷移并促進其凋亡,其機制在于增加裂解聚ADP-核糖聚合酶、B淋巴細胞瘤-2基因相關啟動子(Bcl-2 asociated death promoter,Bad)和Bax的水平,并降低Bcl-2在細胞和腫瘤組織中的表達[33]。

3 松茸的產品開發利用現狀

松茸具有較好的生物活性,廣泛應用于醫藥、食品和化妝品工業,松茸的產品開發現狀如表1所示。

表1 松茸的產品開發利用現狀

3.1 醫藥制劑

3.1.1 抗腫瘤藥物

以松茸為組分制備的藥物能抑制癌細胞生長轉移,并減少放療化療危害。景立[34]發明了一種片劑,含松茸醇、雙鏈松茸多糖、松茸多肽、氨基酸、不飽和脂肪酸等,能夠提高腫瘤、血液病領域患者的機體抵抗力和抗氧化能力,還能減少放化療副作用。肖俊培等[35]以松茸菌絲體、桑黃菌絲體等為組分制備的藥物能夠直接和間接阻斷癌細胞新生微毛細血管的供養通路,促使癌細胞萎縮。王澤達[36]發明了一種中藥組合物,該組合物制備的膠囊或液體藥劑能用于治療、緩解癌癥。彭寶明等[37]研究了一種含稀土元素、靈芝、松茸等物質的藥物,并在臨床案例中證實該藥物組方對癌癥患者及癌癥患者手術預后有顯著的治療效果。

3.1.2 提高免疫力藥物

松茸中富含松茸多糖、松茸醇等活性物質,具有免疫促進作用,因此常利用松茸本身的活性提取物或與其他藥材配伍應用于制備增強免疫力的藥物。杜超峰[38]應用松茸醇或松茸多糖與維生素、礦物質制備了一種松茸維生素組合物,該組合物能用于制備具有多種健康促進作用的口服液、藥酒,具有抗衰老、提神補腦并增強免疫力的功效。李繼武等[39]研制的蛹蟲草人參松茸片能提高免疫力。吳宗耀等[40]將松茸用于制備藏藥巴桑母酥油丸軟膠囊,并通過膠囊的免疫促進作用,進而發揮對腫瘤、糖尿病等疾病的療效。

3.1.3 益氣健脾、滋補肝腎藥物

云南白藥集團股份有限公司研發了一款具有益氣健脾功效的復方松茸膠囊(國藥準字B20020973)。廖玉蓮[41]發明了一種解肝毒傣藥配方,現代臨床證實該配方有助于人體排毒以及修復細胞。段海慶等[42]研制了一款以補益肝腎為主,輔以健脾潤肺養胃的藥物,該藥物由包括松茸在內的15種藥物組成。臨床案例證實范世鋒[43]研制的一種藥物能夠調理脾胃,補胃氣、肺氣、腎氣,降血糖、血脂,治療便秘。

3.2 食品工業

3.2.1 食品調味料

松茸可以應用于醋和醬油的釀造以及調味品的制備,味美且具有一定營養價值。馬建芳等[44]發明了一種松茸醋的制備工藝,操作簡單且品質高。黃濤[45]發明了一種松茸醬油的釀造工藝,將松茸健腦益智和抗癌的功效與枸杞的清肝明目、調節血糖、降血脂血壓,提高免疫力功效相結合,預防食用者慢性疾病的發生。張段段等[46]發明了一種具有高鮮度的松茸調味料,能補充人體多種營養物且長期使用不會影響健康,可作為一種天然的營養平衡物。

3.2.2 功能食品

以松茸為原料研制出的功能食品往往具有美容抗衰、抗疲勞、提高免疫力等多種特征。彭慶生[47]直接將松茸子實體粉碎磨漿冷凍干燥,裝袋制成松茸保健茶。羅連富[48]制備了一種松茸海參酒,所制作的酒具有獨特的香味,味道鮮美,營養豐富,具有保健功能,具有增強人體的免疫力的作用。王建國[49]發明了一種松茸粉固體飲料,并通過臨床驗證了其抗疲勞、提高免疫力等多種健康促進作用。此外,在奶制品加工領域,孫秋等[50]將松茸用于制備能夠提高機體免疫力的奶片。

3.2.3 食品添加劑

將松茸應用于研發食品添加劑,無副作用且具有一定的健康促進價值。松茸和小麥胚芽、熟燕麥片、紅棗、茯苓、黑芝麻、枸杞粉等食材能夠制作出一種具有輔助治療三高作用的藥食同源食品添加劑[51]。此外,松茸還能用于研制一種能夠調理人體代謝,促進人體毒素排出以及美白肌膚的食品添加劑[52]。

3.3 化妝品

松茸常被作為護膚品的功效成分。耿菲菲等[53]發明了一種松茸發酵提取物,其美白效果好且對皮膚無任何刺激和毒副作用。晏玉[54]發明了一款施用于皮膚后不易因為光線和溫度變色的乳液,其活性成分包括松茸提取物、積雪草提取物、蘆薈提取物等。一項發明通過松茸提取物、長裙竹蓀提取物和樺褐孔菌提取物的協同作用,清除DPPH自由基和ABTS陽離子自由基,抑制酪氨酸酶、彈性蛋白酶,并且促進膠原蛋白的生成,具有去皺、美白、抗衰老的功效[55]。項佳紅[56]發明了一款護膚品,天然活性成分包括松茸提取物、旱芹提取物、香蕉皮提取物和蜂王漿,具有抗過敏的功效。

4 展望

目前,對于松茸的研究涉及面較廣,但研究局限性仍然存在,關于松茸的研究今后可以集中在以下幾個方面:

第一,迄今為止,全球共報道松茸類有15種1變種,松茸對生長環境要求比較苛刻,目前還不能進行人工栽培,優質松茸的產量不高。因此,可以通過研究松茸生長環境要素,擴大種植面積或者通過基因工程技術選育出高產多糖的松茸菌株,以此提高松茸的產量和質量。

第二,松茸產品的開發多為物理粉粹或濃縮等初加工方式,對松茸活性成分的提取效率和純化質量缺乏對比研究,對松茸殘渣的處理或回收利用研究較少。因此,可以充分利用現代新型提取技術和復合提取方法提取松茸多糖、松茸多肽和松茸醇等活性成分,提高活性成分的得率,并對松茸殘渣進行拓展開發與再利用。研制高純度的生物制劑,提高松茸的經濟附加值。

第三,松茸相關藥理作用及其機制的還需進一步研究。例如,松茸及其多肽均能通過調控白細胞介素、腫瘤壞死因子水平和NF-kB通路來調節免疫作用,但實驗模型相對單一,未來可以應用斑馬魚、兔等模型開展深入研究。其次,松茸多糖、松茸多肽和松茸醇等松茸的活性成分具有多種藥理作用,但對于某一藥理作用哪種成分的作用效果最為顯著的研究甚少,探究松茸某一活性成分的特定作用的優越性,還有助于相關食藥產品的開發。此外,將松茸中的活性物質進行磷酸化、乙?；?、羧甲基化、硫酸化等化學修飾處理,研究其生物活性是否能夠得到提高,這為松茸的生物活性探索提供了新思路。

第四,松茸在食藥產品、化妝品方面的應用較為廣泛,品類豐富。大多產品采用的并不是松茸經過提取純化后的成分,因此,開發松茸多糖、松茸多肽和松茸醇等單一活性成分的產品具有較大潛力。例如,可以參考薏苡仁油為主要成分制成抗癌制劑“康萊特”,能作為癌癥治療和輔助化療的藥品。

最后,在松茸產品開發中,缺少對新產品的市場定位及相配套的整合營銷方案。例如,按照猴菇餅干的產品策略思維提高品牌知名度和市場美譽度,結合旅游產品的開發,逐步提高松茸新品的市場占有率和社會經濟效益。