黑木耳多糖提取方法及生物活性的研究进展

于海洋，王延锋，史磊，王金贺，潘春磊，盛春鸽，刘姿彤，董雪梅，张鹏

(黑龙江省农业科学院牡丹江分院，黑龙江牡丹江157041)



黑木耳多糖提取方法及生物活性的研究进展

于海洋，王延锋*，史磊，王金贺，潘春磊，盛春鸽，刘姿彤，董雪梅，张鹏

(黑龙江省农业科学院牡丹江分院，黑龙江牡丹江157041)

黑木耳多糖是黑木耳中重要的活性成分之一，具有降血脂、降血糖、提高机体免疫力、抗氧化等功能。系统阐述了黑木耳多糖的不同提取方法及多糖的生物功能，为黑木耳多糖的进一步研究及应用提供借鉴。

黑木耳；多糖；提取；生物活性

黑木耳(AuriculariaheimuerF. Wu, B.K. Cui & Y.C. Dai)[1]又名木耳、耳子、云耳等，主要分布东亚地区，多长在我国北方，阔叶树、死树、倒木及腐朽木表面，子实体为半透明胶质，干燥后收缩呈深褐色或黑色，属药食兼用真菌。黑木耳营养丰富，含有钙、铁、磷等多种微量元素；富含纤维素、多糖等大量活性物质，具有良好的保健效果和药用功效。

黑木耳多糖(polysaccharides ofAuriculariaheimuer)是黑木耳中最有效的活性成分之一，具有增强机体免疫力、抗氧化、抗衰老、抗动脉粥样硬化、增强心脏、防癌、抗癌等生物学功能[2-4]。多糖的结构比蛋白质和核酸更加复杂，利用水提法，酸、碱浸提法、酶提取法、微波提取法、超声波辅助提取法、复合提取法等方法都能够从黑木耳中提取出多糖。不同的提取方式提取的多糖类物质的分子结构不同，不同的分子结构所决定的生物学功能也不同。

1 黑木耳多糖的提取方法

1.1 传统提取法

1.1.1 热水浸提法。热水浸提法是应用比较广泛的一种传统提取食用菌多糖的方法，利用水作为溶剂在恒温水浴上回流浸提最终获得粗多糖。樊黎生[5]利用热水对黑木耳多糖进行提取，确定最佳提取条件为：料水比(V/W)1∶15，提取温度75℃，每次浸提2h，提取5次，多糖得率最高；陆雯[6]等利用热水浸提法提取黑木耳多糖，确定黑木耳多糖的最佳提取工艺条件为：料水比(V/W)1∶40，提取温度60℃，浸提2.5h。热水浸提法工艺简单、成本低、易于推广，但耗时长，提取次数多、提取率较低。

1.1.2 酸、碱浸提法。酸、碱浸提法提取黑木耳多糖，主要是通过酸液或碱液在恒温水浴中充分浸提一定时间，促使食用菌细胞壁大量吸水，最终细胞膨胀、破裂，食用菌多糖充分游离出来，之后再利用碱液或酸液进行中和、过滤。包海花[7]等以1 mol/L NaOH溶液作为提取剂提取黑木耳多糖，80℃提取3 h，多糖含量为3.52%，高出热水提取法提取的多糖含量近3倍，且用时少。酸、碱提取法相对传统提取法，多糖得率加大，但酸提法可能引起多糖中糖苷键的断裂，降低多糖活性；碱提法导致溶液粘度增大，过滤困难增加多糖提取难度。

1.2 现代提取技术

1.2.1 酶法。酶法提取黑木耳多糖是利用纤维素酶、果胶酶、中性蛋白酶等几种酶提取多糖，此方法在确定温度、pH之后进行提取，提取条件相对温和。韩春然[8]等以中性蛋白酶和纤维素酶复合提取黑木耳多糖，可得到两种非淀粉类的多糖组分。张丽娟[9]等利用酶法提取黑木耳多糖，确定相比传统黑木耳多糖的提取工艺能够获得更高的多糖得率；姜红[10]等对黑木耳多糖提取条件进行单因素等实验，确定果胶酶与纤维素酶最适合作为酶法提取，为今后的酶法提取提供力理论依据。

1.2.2 微波辅助提取。利用微波辅助提取技术提取黑木耳多糖，是将规定频率的电磁波作用于细胞，细胞吸收电磁波之后温度升高，压力增大，最终破裂，多糖溶出。李超[11]等利用560W微波处理原料45s后进行多糖提取，发现破壁效果更加明显，多糖的平均得率可达5.62%，这样不仅节省成本，在生产中具有快速、节能、安全等优点。王晓军[12]等利用微波辅助提取黑木耳多糖，确定最佳提取工艺为：微波功率700W、提取40s，后用水浸提4.5h，多糖得率可达6.38%。利用微波提取黑木耳多糖具有用时少、加热快、穿透力强、节能、易于控制等优点，同时利用微波提取能够提高多糖得率。

1.2.3 超声波辅助提取。超声波辅助提取黑木耳多糖是利用超声波辐射细胞，细胞压强增大、产生机械、空化及热学作用而导致细胞破裂，溶出多糖。具有用时少、效率高、较新型等特点。唐娟[13]等利用超声波提取技术提取黑木耳多糖确定在提取功率为40 W、pH值4.5、45℃提取2.5 h多糖得率最大。吴小燕[14]利用超声波频率为70 kHz、料液比为1∶30( g∶mL) 、70℃超声时间15min，粗多糖得率可达6.15%。利用超声波法进行多糖提取，提取温度较低，所得的多糖颜色较浅，利于后续多糖的分离、纯化。

1.2.4 复合提取法。复合提取法是将两种或者两种以上多糖的提取方式相结合，以提高多糖得率。娄在祥[15]利用超声波与中性蛋白酶、纤维素酶等复合酶协同作用提取黑木耳多糖，相比传统提取工艺有所提高，多糖得率可达10.41%。王辰龙[16]采用添加果胶酶利用超声波协同提取，升温灭菌后继续添加纤维素酶后利用超声波进一步提取黑木耳多糖的方法，多糖得率可达19.14%。吴琼[17]等利用果胶酶对黑木耳预处理2h后进行超声波辅助提取，相比单独提取多糖得率明显提高，可达19.84%。结果表明：利用复合提取法提取黑木耳多糖，多糖得率能够明显提高。

2 黑木耳多糖的生物活性

2.1 降血脂

黑木耳多糖通过提高各个器官参与酶的活性，降低血液中血脂的堆积量，抑制血小板聚集的腺昔类物质降低血脂含量[18]。韩春然[19]等将六组大鼠进行不同高脂饲料喂食4周，诱导大鼠高脂血症，高剂量组和阳性对照组各项指标之间均无明显差异，黑木耳多糖显著提高高脂血症大鼠HDL-C/TC 水平，说明黑木耳多糖对小鼠发生高脂血症具有预防作用。杨春瑜[20]等在研究超微粉碎后黑木耳多糖降血脂时发现，黑木耳超微粉多糖比黑木耳粗粉多糖在降低高血脂小鼠的甘油三酯的效果明显，同时能够更有效的提高血清高密度脂蛋白含量，血清中总胆固醇的含量降低。Ma[21]等通过Box-Behnken实验制备的黑木耳多糖喂食高脂肥胖鼠，发现小鼠血液中高密度脂蛋白胆固醇(HDL-c)、心肌和血液的SOD、CAT和GSH-Px等值水平明显升高；血液总胆固醇(TC)，低密度脂蛋白胆固醇(LDL-c)、甘油三酯(TG)水平明显降低，表明黑木耳多糖可以在一定程度上降低血脂含量。

2.2 降血糖

黑木耳子实体多糖能够调节患糖尿病小鼠的胰岛素，使四氧嘧啶糖尿病小鼠的血糖明显降低，达到降血糖的效果[22]。宗灿华[23]等通过四氧嘧啶糖尿病小鼠实验研究结果表明，黑木耳多糖对正常血糖小鼠的降糖效果不明显，对四氧嘧啶糖尿病小鼠降血糖效果明显，说明黑木耳多糖具有一定调节血糖作用。尹红力[24]等通过比较不同黑木耳多糖对α-葡萄糖苷酶的抑制作用，发现黑木耳多糖能够抑制α-葡萄糖苷酶的活性，其中80%乙醇醇沉片段酸性多糖的抑制效果最明显。此外酸性多糖能够缓解己糖激酶、降低琥珀酸脱氢酶的活性，说明黑木耳多糖能够降低血糖。

2.3 提高免疫力

具有生物活性的多糖能够识别某些白细胞的免疫细胞受体、白细胞介素等，进而增强细胞间的免疫应答。张才擎[25]等进行小鼠3H-亮氨酸实验时，掺入一定量木耳多糖比对照组淋巴细胞酯酶明显提高，表明黑木耳多糖对血清蛋白生物合成具有促进作用。张会新[26]等通过小鼠灌胃的方法，发现连续喂食黑木耳多糖的小鼠脾脏及胸腺发育，巨噬细胞的吞噬活性提高，小鼠的体液免疫功能增强。

2.4 抗衰老

范亚明[27]等通过45只新西兰白兔动物实验表明，黑木耳多糖能够抗脂质过氧化，脂质过氧化与衰老有关，说明黑木耳多糖能够延缓衰老。周国华[28]等利用水溶性黑木耳多糖对小鼠进行抗衰老试验，对小鼠建立D-半乳立衰老模型，测定生化指标结果表明，黑木耳多糖能够提高促进机体代谢解毒功能，增强机体免疫功能，大大延长平均寿命。王雪[29]等通过对黑木耳多糖进行超声波辅助提取，分别得到3个多糖组分：AAPⅠ-a、AAPⅡ-a及AAPⅢ-a。其中AAPⅠ-a组分能够提高小鼠胸腺指数、脾指数、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)的活力，说明黑木耳多糖具有一定抗衰作用。

2.5 抗凝血

黑木耳多糖在体内、体外均可延长凝血时间[30]。实验表明，木耳多糖具有明显抗凝血作用，用30μmol/L多糖溶液与0.9mL兔血混合可延长近2倍的凝血时间；给家兔静脉注射一定量多糖溶液也可延长凝血活酶时间[31-32]。王辰龙[15]等将超声波协同复合酶提取的黑木耳多糖进行体外抗凝血实验，通过单因素和正交实验最终确定，10%浓度的黑木耳多糖溶液，在35℃的条件下、pH为7.4凝血酶原时间(PT)可达41.8s。吴小燕[13]等采用超声波辅助提取黑木耳多糖，分别得到4个多糖组分：AAP-1、AAP-2、AAP-3 和 AAP-4，进行体外凝血活酶时间(APTT) 实验，结果表明多糖组分AAP-2、AAP-3 具有显著的抗凝血活性，其中AAP-2的抗凝血活性延长30.82% 。

2.6 抗肿瘤

黄滨南[33]等将黑木耳多糖对昆明种H22荷瘤小鼠生命延长率和S180荷瘤小鼠瘤重的影响进行实验，结果表明：高剂量黑木耳多糖组、中剂量黑木耳多糖组均能延长H22荷瘤小鼠的生存时间，黑木耳多糖高剂量组效果明显，但受试小鼠出现明显泄泻等毒副反应。黑木耳多糖中剂量组和高剂量组对S180小鼠均表现较好的抑瘤作用，同样高剂量组毒副作用较强。李公斌[34]等采用MTT法研究硫酸酯化黑木耳多糖对人胃癌细胞823的抑制实验，结果表明，黑木耳多糖经过硫酸化修饰对人胃癌细胞823具有一定的抑制作用，并且随着时间的增加抑制作用不断增强，72h达到最大值。蔡润[35]等采用不同剂量黑木耳多糖对大鼠脑胶质瘤生长的抑制实验，观察各组肿瘤生长情况结果表明，黑木耳低剂量多糖组对肿瘤的抑制率为33.9%；黑木耳高剂量多糖组对肿瘤的抑制率可达40.7%，说明黑木耳多糖可著抑制大鼠颅内胶质瘤的生长且高剂量多糖的抑制效果明显。

2.7 其他生物功能

黑木耳多糖还具有抑菌、抗原性、抗辐射、抗疲劳、清除活性氧及保护线粒体等其他生物功能，黑木耳多糖的其他生物功能见表1。

表1 黑木耳多糖其他生物功能

3 展望

多糖是继蛋白质、核酸之后生命科学领域的又一里程碑，对黑木耳多糖构效关系和量效关系的研究已从原有的生物领域逐渐延伸到化学、医学等不同领域。今后，对黑木耳多糖的研究将集中在如何筛选黑木耳多糖高产菌株、增强多糖原有活性、优化液体深层发酵、临床应用安全性、可靠性等研究。目前，黑木耳多糖的提取方法很多，但得率较低；对多糖的药理机制研究大多集中在功能方面。对于如何在原有的工艺基础上提高多糖得率，完善多糖的提取工艺、深入研究多糖的作用机理等亟待更深入的研究。随着黑木耳多糖的开发不断完善，多糖将应用到食品、药品、保健品、添加剂、化妆品等更多领域。

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Advances on Polysaccharide Extraction fromAuriculariaheimuerand its Biologic Activity

Yu Haiyang,Wang Yanfeng,Shi Lei,Wang Jinhe,Pan Chunlei,Sheng Chunge, Liu Zitong,Dong Xuemei,Zhang Peng

(Mudanjiang Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Mudanjiang Heilongjiang 157041)

Polysaccharides ofAuriculariaheimuer, a very important active ingredient ofAuriculariaheimuer, which have the functions of reducing blood fat, lowering blood sugar, enhancing immunity and anti-oxidation et al.. This paper presents different extraction methods and biological functions ofAuriculariaheimuer, it can provide reference for the further research and application ofAuriculariaheimuerpolysaccharides.

Auriculariaheimuer; Polysaccharides; Ultrasound; Biologic activity

2016-09-30

公益性行业(农业)科研专项经费项目(201303080)；国家级星火计划重点项目(2015GA670002)

于海洋，硕士，研究实习员，从事食用菌遗传育种及液体菌应用，E-mail : haiyang234@126.com； *通讯作者：王延锋，博士，研究员，从事食用菌遗传育种、栽培技术及产品保鲜精深加工研究，E-mail : mdjnks@126.com。

TS201.1

A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2017.01.024