黑木耳多糖及其生物活性

http://www.100md.com 2007年9月1日 张大为 赵 亮 刘同军 吴天祥 杨海龙

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     摘要：黑木耳是一种常见的大型药食两用真菌，其主要功能性成分为多糖，具有降血脂、抗凝血、抗肿瘤等多种生理活性。现对深层发酵黑木耳多糖、多糖分子结构以及主要生物活性的研究进展作一综述。

    关键词：黑木耳；多糖；深层发酵；生物活性

    中图分类号：R284.2文献标识码：E文章编号：1672-979X(2007)09-0068-03

    黑木耳(Auricularia auricula)是一种药食两用大型真菌，属层菌纲，木耳目，木耳科，木耳属。别名光木耳、云耳、木茸、木菌等。黑木耳由菌丝体和子实体两部分构成。菌丝体生长在朽木内部，子实体则生长在朽木表面。

    黑木耳香嫩可口，铁、糖类、蛋白质等含量较高，是备受欢迎的食品。黑木耳性平，味甘，富含多糖，具有一定的生物活性，亦可入药[1]。

    黑木耳的生物活性主要来自其多糖成分[2]。黑木耳多糖具有降血脂、降血糖、抗肿瘤、抗凝血、抗辐射等多种生物活性。目前的研究主要集中在黑木耳子实体多糖的提取工艺方面，液态深层发酵的研究报导较少。现对黑木耳多糖液态深层发酵及分子结构和生物活性的研究进展作一综述。

    1黑木耳多糖的深层发酵

    获得真菌多糖的方法一般有两种：一是从固体培养的子实体中提取，二是通过深层发酵获得。相对于从子实体提取多糖，深层发酵具有以下优势[3]：(1)生产周期大大缩短；(2)能有目的地获取高含量的次级代谢产物；(3)液体种子替代固体种子，具备菌龄一致、接种方便的优点；(4)劳动强度小，且不受季节及地域的限制。

    唐青涛等[4]对黑木耳深层发酵生产多糖进行了初步的探索性研究。从7种黑木耳菌株中筛选出生长较快并且产胞外多糖量较大的菌株作为出发菌，转接液体种，摇瓶培养后作为菌种，以正交试验优化深层发酵条件。结果表明，葡萄糖2 %，酵母膏0.3 %，起始pH 6.0为黑木耳产多糖较适宜的条件，产量最高可达0.745 g/L。

    肖彩霞等[5]以其实验室保藏的黑木耳菌种作为出发菌，转接制备液体种后，通过单因素以及正交试验优化黑木耳胞外多糖深层发酵培养基，得出最佳配方为葡萄糖 40 g/L，豆饼粉 9 g/L，KH2PO4 4 g/L，无机盐X2 2 g/L。

    Wu等[6]研究了pH对黑木耳深层发酵的影响，用摇瓶发酵研究单因素最佳培养条件，之后用补料发酵法研究pH对胞外多糖产量的影响。结果表明，pH 5.0有利于菌丝体生长，pH 5.5有利于胞外多糖积累。经参数分析，发酵前期用pH 5.0，后期用pH 5.5，提高了多糖产量。表明在不同的发酵阶段用不同的发酵条件来适应细胞代谢需求，可以促进菌丝深层发酵代谢产物的积累。

    目前对黑木耳多糖深层发酵工艺的研究尚处于初始阶段，有待深入。

    2黑木耳多糖的结构

    Akira等[7]从黑木耳中分离出4种多糖组分：FIA，FIB，FII和FIII。其中，FIA，FII为酸性杂多糖，由D-木糖、D-甘露糖、D-葡萄糖、D-葡糖醛酸组成。另外2种多糖成分FIB和FIII主链为β-(1-3)-D-葡聚糖，此2种葡聚糖成分的侧链与主链以β-(1-6)键连接。其区别在于，FIB的主链有部分葡萄糖残基被单个葡萄糖基取代，这种多羟基基团的存在使其为水溶性；而FIII在主链上有部分葡萄糖残基被短链的葡聚糖残基取代，其分支程度比FIB要高，为水不溶性。

    Zhang等[8]从黑木耳子实体中提取到了3种D-葡聚糖(A，C，E)和2种酸性杂多糖(B，D)，它们相对分子质量和分子结构不同。纸层析和气相色谱研究表明，3种葡聚糖的主链主要由β-(1-3)-D-葡萄糖构成，而侧链有多种变化。2种酸性多糖含有D-木糖、D-甘露糖、D-半乳糖、D-葡萄糖和葡糖醛酸残基。经检测，这5种多糖(A，C，E，B，D)的平均相对分子质量分别为117×104，144×104，200×104，50×104和30×104。黏性分析表明，在水溶液中，A，E 2 种成分含有刚性链结构，而B，C，E 3种成分具有柔性链结构。

    上述两项研究的结果大致相同，均从黑木耳多糖中分离得到了β-D-葡聚糖组分和酸性多糖组分，酸性多糖成分由D-木糖、D-甘露糖、D-半乳糖、D-葡萄糖和葡糖醛酸构成。还有一些差异，可能是分离方法和操作条件不同所致。

    3黑木耳多糖的生物活性

    黑木耳多糖具有多种生物活性，不同结构的黑木耳多糖组分有不同的生物活性。黑木耳多糖有良好的促进免疫的作用，且有降血糖、降血脂、降胆固醇、抗血栓、抗肿瘤、抗辐射、清除氧自由基等多种功效。

    3.1降血糖

    韩春然等[9]用纤维素酶和蛋白酶从黑木耳中提取出相对分子质量分别为3.17×105和1.83×105的2种多糖组分。以糖尿病小鼠为研究对象，空白正常小鼠为对照，研究了黑木耳多糖的降血糖功能，使用剂量分别为100，200，400 mg/ kg。结果表明，剂量在200 mg/ kg以上时，黑木耳多糖能显著降低糖尿病小鼠的血糖值，但对正常小鼠的血糖值没有影响，表明黑木耳多糖能够提高糖尿病小鼠的糖耐量。

    3.2降血脂

    积极治疗高脂血症对防治心脑血管疾病有重要意义。周国华等[10]研究了黑木耳多糖的降血脂作用，建立高脂血症小鼠模型，用低中高3种不同浓度的黑木耳多糖给高脂模型小鼠灌胃。结果表明，黑木耳多糖组小鼠的血清甘油三酯、总胆固醇和低密度脂蛋白均不同程度地低于对照组，高密度脂蛋白却显著高于对照组，表明黑木耳多糖有降血脂作用。

    蔡小玲等[11]每天为高脂血症小白鼠注射黑木耳多糖， 1周后小白鼠血清中的胆固醇量显著降低。

    3.3抗肿瘤

    肿瘤细胞可通过旁路途径激活并粘附补体，与红细胞CR1结合。红细胞通过CR1等机制识别肿瘤抗原与肿瘤细胞粘附，同时红细胞中的氧化酶和补体可共同杀伤肿瘤细胞[12]。黑木耳多糖具有一定的抗肿瘤作用，其机制可能与影响红细胞膜流动性、减少肿瘤免疫抑制、增强红细胞膜的活性有关。

    Akira等[7]研究了从子实体黑木耳提取的多糖的化学结构与其抗肿瘤活性的相关性，认为从黑木耳提取的水溶性葡聚糖成分有明显的抗肿瘤作用。张秀娟等[13]研究了黑木耳多糖对红细胞膜流动性和免疫粘附作用的影响，结果表明，肿瘤的发生与黑木耳多糖治疗对小鼠红细胞膜组分均有一定的影响。S180荷瘤小鼠红细胞膜的流动性较正常小鼠高，经精制黑木耳多糖治疗后，可使其流动性降低；而H22荷瘤小鼠红细胞膜流动性降低，经药物治疗可使其流动性增加。实验还表明，H22荷瘤小鼠红细胞免疫粘附肿瘤细胞的能力较正常小鼠显著下降，经黑木耳多糖治疗后，此指标得到了显著提高。

    3.4抗凝血

    Yoona等[14]研究了黑木耳多糖的抗凝血作用，用水提法、碱提法、酸提法分别从黑木耳分离得到具有抗凝血作用的酸性多糖，其中碱提法得到的多糖抗凝血活性最高。用凝胶过滤法纯化，具有抗凝血活性的纯多糖成分相对分子质量大约为1.6×105。给小鼠饲喂多糖，观察到黑木耳多糖有抑制血小板凝集的作用 ......

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