金针菇多糖生物活性研究进展*

2021-12-02 20:09王桂林李国辉赵二劳
中国食用菌 2021年12期
关键词:金针菇抗癌自由基

王桂林,杨 宇,李国辉,杨 洁,赵二劳

(忻州师范学院化学系,山西 忻州 034000)

金针菇(Flammulina velutipes),又名朴菇、金菇、智力菇等,是一种药食兼用真菌[1],素有“抗癌益智菇”之美誉,我国资源丰富。在国际市场,金针菇为世界第三大食用菌[2]。目前,我国金针菇工业化生产已达国际领先水平,但由于缺乏自主知识产权,市场上金针菇经济附加值低,且由于低价恶性竞争等原因,金针菇生产企业生存发展困难[3]。因此,研究金针菇中的生物活性成分,将其用于功能食品、药物、保健品等领域,可增加金针菇产品附加值,让金针菇生产由粗放型向精细化转变,对提高金针菇生产企业的经济效益及其生存发展具有重要的现实意义。

金针菇多糖是金针菇中的主要生物活性成分之一,具有多种显著的生物活性。为此,以近年来国内发表文献为依据,梳理概述金针菇多糖生物活性研究进展,展望金针菇多糖生物活性的研究方向,为金针菇多糖的进一步开发应用及其生物活性的深入研究提供依据和参考。

1 金针菇多糖生物活性

金针菇多糖是金针菇中重要的生物活性成分之一,其生物活性是金针菇高值化开发应用的基础,只有清楚其生物活性,才利于其开发应用。目前,国内对金针菇多糖生物活性的研究不少,主要有抗氧化活性、抗癌活性、抗疲劳功能、免疫调节作用、抑菌功能和增强学习记忆功能等。

1.1 金针菇多糖抗氧化活性

抗氧化活性是金针菇多糖重要的生物活性之一,金针菇多糖清除自由基能力间接反映了其抗氧化活性。目前,国内对金针菇多糖抗氧化活性的研究相对较多。黄琼等[4]研究了金针菇多糖对羟自由基和超氧阴离子自由基的清除作用以及抗油脂自氧化能力,结果显示,金针菇多糖对羟自由基和超氧阴离子自由基均具有一定的清除作用,且清除能力强于茶多酚和VC,表明金针菇多糖具有较强的抗氧化活性。同时,金针菇多糖也具有一定的抗油脂自氧化活性。张丽霞等[5]研究发现,无论是金针菇的水溶多糖还是碱溶多糖,对羟自由基和超氧阴离子自由基都具有很强的清除作用,且量效关系明显。傅明辉等[6]研究表明,金针菇子实体多糖具有抗氧化活性,且呈剂量效应,随金针菇多糖浓度增加而增大。姚丽云等[7]利用羟自由基法、超氧阴离子法和DPPH自由基法研究了金针菇粗多糖清除自由基能力,结果表明,金针菇粗多糖具有良好的清除自由基能力,即抗氧化活性。姜秀梅等[8-9]研究表明金针菇多糖可使衰老小鼠大脑和脾脏产生抗氧化作用。此外刘莹等[10]对乙酰化修饰金针菇多糖衍生物、袁芳芳[11]对硫酸酯化金针菇多糖和刘芳[12]对金针菇锌多糖的抗氧化活性研究均表明,经修饰后的金针菇多糖也具有较强的清除自由基能力。综上所述,金针菇多糖具有强抗氧化活性,有开发为天然抗氧化剂的巨大潜力。

1.2 金针菇多糖抗癌活性

金针菇多糖主要通过诱导肿瘤细胞凋亡等实现抗癌作用。张爱龙等[13]以细胞增殖试验(MTT法)和双染试剂盒法检测金针菇多糖对肝癌细胞HepG2增殖和凋亡的影响,研究了金针菇多糖的抗癌活性。结果发现,金针菇多糖以时效、剂效关系抑制肝癌细胞增殖,随金针菇多糖浓度的增加肝癌细胞的凋亡率提高,即金针菇多糖能抑制肝癌细胞的增殖并诱导其凋亡,表明金针菇多糖具有一定的抗癌活性。朱宴妍等[14]研究了柳生金针菇(Flammulina rossica Redhead&R.H.Petersen)胞外多糖对肝癌H22肿瘤的抑制作用,结果发现不同浓度的柳生金针菇胞外多糖均能抑制肝癌H22细胞的生长,且有剂效关系,表明柳生金针菇胞外多糖具有抗癌活性。赵姝雯等[15]通过小鼠成纤维肉瘤细胞L929培养试验,研究了金针菇多糖的抗癌活性,结果表明,金针菇多糖与金针菇多糖-Zn2+螯合物均能抑制L929肿瘤细胞增殖,但金针菇多糖螯合Zn2+后对L929肿瘤细胞抑制作用显著增强。因此,金针菇多糖中增加一些其他活性物质有助于提高其抗癌活性。邹宇晓等[16]的研究表明,3种金针菇多糖(金针菇粗多糖、脱蛋白金针菇多糖和单一组分金针菇多糖) 对4种肿瘤细胞(人喉癌细胞HEp-2、人肝癌细胞HepG-2、人皮肤癌细胞A375和小鼠黑色素细胞瘤细胞B16)均有一定的抑制作用,并呈剂量效应。以上的研究表明,金针菇多糖具有良好的抗癌活性,可用于癌症的防治,可开发为抗癌药品。

1.3 金针菇多糖抗疲劳作用

田雪文等[17]以9周递增负荷跑台训练大鼠为运动模型,研究了金针菇多糖对运动疲劳大鼠的影响,结果显示,金针菇多糖能显著提高运动疲劳大鼠的全血白细胞、血红蛋白和睾酮,降低肌酸激酶和尿素氮,帮助消除疲劳,促进机体恢复,表明金针菇多糖具有抗运动疲劳作用。冯俊[18]分别以小白鼠和运动员为试验对象,测定了金针菇多糖对运动疲劳的恢复作用,结果显示,金针菇多糖能够延缓供试机体血液中血乳酸和尿素氮的累积,调节机体的自我代谢和恢复能力,表明金针菇多糖可有效缓解运动疲劳,补充体力,促进运动疲劳的恢复。孙洪兆等[19]研究发现金针菇多糖可改善蟾蜍腓肠肌收缩性能,提高蟾蜍腓肠肌的最大收缩力,表明金针菇多糖具有延缓骨骼肌疲劳的作用。张秀玲[20]研究也发现,金针菇多糖能明显提高供试大鼠血液中白细胞和血红蛋白,降低肌酸激酶和尿素氮,表明金针菇多糖能有效缓解运动疲劳,对运动员体能训练与恢复有一定作用,可作为运动饮料或相关保健品的原材料。黄超[21]研究表明,金针菇多糖能维持运动疲劳后,大鼠T淋巴细胞转录因子T-bet mRNA、GATA-3 mRNA表达及蛋白表达处于正常水平,促进机体疲劳恢复。以上研究表明,金针菇多糖可促进机体运动疲劳恢复,具有抗疲劳作用,可作为运动保健品应用。

1.4 金针菇多糖免疫调节作用

刘肖肖等[3]研究了从金针菇子实体中分离纯化的多糖FVPB1对小鼠T细胞和巨噬细胞的免疫调节作用,发现饲喂金针菇子实体多糖FVPB1能激活小鼠T细胞,促进其分泌肝肿瘤坏死因子、干扰素-γ以及巨噬细胞释放NO,表明金针菇子实体多糖FVPB1具有良好的免疫调节功能。许晓燕等[22]在体外以促进RAW264.7巨噬细胞产NO、分泌细胞因子,促进小鼠淋巴细胞增殖等试验,考察了从金针菇子实体粗多糖中分离纯化的FVPⅠ-a多糖增强免疫的能力,结果发现,FVPⅠ-a多糖能促进RAW264.7巨噬细胞产NO,促进分泌细胞因子及淋巴细胞增殖,表明FVPⅠ-a多糖具有增殖特异性和非特异免疫反应的能力。傅亚欣[23]研究发现,金针菇菌柄基部粗多糖及其经DEAE-纤维素-52柱层析分离纯化的各组分均能促进小鼠巨噬细胞增殖,而对小鼠皮肤黑色素瘤细胞的增殖有一定的抑制作用,表明金针菇菌柄基部粗多糖及其纯化的各组分均具有免疫调节作用。闫昳姝等[24]研究了富锗金针菇多糖对巨噬细胞功能的调节作用,发现富锗金针菇多糖可显著促进小鼠腹腔巨噬细胞分泌NO,有良好的免疫调节活性。余冬生等[25]的研究也表明金针菇子实体多糖FVPB2具有良好的免疫调节活性。另外,汪雯翰等[26]研究表明,饲喂金针菇子实体多糖对鸡的免疫功能有一定增强作用。翟兆峰等[27]研究表明金针菇多糖能减缓运动过度引起的免疫力降低,增强人体免疫力。综上可见,金针菇多糖具有免疫调节作用,有助于提高机体免疫力,可用于中老年保健品的开发应用。

1.5 金针菇多糖抑菌作用

黄琼等[28]采用纸片扩散法研究了金针菇多糖对细菌(枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌)和真菌(木霉菌、青霉菌、毛菌、镰刀菌)的抑制效果,结果表明,金针菇多糖对食品具有一定的防腐作用,对常见的真菌和细菌均具有一定的抑制作用,且对真菌的抑制作用强于对细菌,最小抑菌浓度在 31 g·L-1~500 g·L-1。陈义勇等[29]研究了金针菇下脚料(加工中产生的菌柄、菌盖及畸形菇)多糖的抑菌作用,发现其对所试真菌(黑曲霉、酿酒酵母)无抑制作用,对所试细菌(金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌)均有一定的抑制作用,且呈剂量依赖性。刘莹等[30]则研究了金针菇多糖衍生物的抗菌作用,结果表明金针菇多糖衍生物对供试大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有一定抑制作用,且随多糖衍生物质量浓度的增大而增强。以上研究表明,金针菇多糖具有一定的抑菌作用,可作为天然防腐剂应用。

1.6 金针菇多糖增强学习记忆作用

姜秀梅等[31]以D-半乳糖致衰老ICR小鼠为模型,研究了金针菇多糖对衰老小鼠学习记忆能力及大脑皮层形态学的影响,结果发现,与模型组比较,饲喂金针菇多糖高剂量、中剂量、低剂量各组小鼠,避暗潜伏期均延长,错误次数明显减少,均具有统计学意义(P<0.05)。表明金针菇多糖对衰老小鼠记忆障碍有一定的改善作用,且能维持衰老小鼠神经细胞正常形态结构,对衰老模型小鼠脑组织具有保护功能。潘鸿辉等[32]研究了金针菇多糖对正常小鼠学习记忆的影响,发现饲喂低剂量金针菇多糖就可显著提高小鼠的运动达标率和大脑海马组织中蛋白质含量,显著降低其达标的训练次数和大脑海马组织中丙二醛含量,表明金针菇多糖对小鼠的学习记忆有一定的促进作用。综上表明,金针菇多糖可增强学习记忆能力,可用于开发儿童益智食品。

1.7 金针菇多糖的其他生物活性

李卉等[33]的研究表明,金针菇多糖可有效控制糖尿病大鼠的空腹血糖,调节血脂紊乱,降低胰岛素抵抗等,改善Ⅱ型糖尿病大鼠症状,具有明显的抗Ⅱ型糖尿病作用。王慧敏等[34]通过氧化型低密度脂蛋白诱导巨噬细胞RAW264.7脂质细胞积累模型和高脂饮食诱导的斑马幼鱼高脂模型,研究了金针菇菌柄基部多糖的降脂作用,发现饲用金针菇菌柄基部多糖能明显减少脂质细胞内的脂滴数量,显著抑制斑马幼鱼体内的脂质积累,表明金针菇菌柄基部多糖具有良好的降脂活性。黄民凤[35]以阿卡波糖为阳性对照,研究了经D-101大孔树脂纯化的金针菇菌渣多糖抑制α-葡萄糖苷酶活性,结果显示,金针菇菌渣多糖的IC50约为2.85 mg·mL-1,阿卡波糖的IC50约为7.5 mg·mL-1,表明金针菇菌渣多糖对α-葡萄糖苷酶的抑制作用明显强于阿卡波糖,金针菇菌渣多糖具有显著的抑制α-葡萄糖苷酶活性。叶菊风[36]的研究表明,金针菇多糖可改善葡聚糖硫酸钠诱导的大鼠结肠炎症状,其可能的作用机制是通过抑制TLR4/NF-κB信号通路实现。徐文倩等[37]的研究表明,经阳离子化修饰的金针菇多糖,可明显降低大鼠胚胎成纤维细胞毒性,显著提高转录效应,可开发成一种经济、安全、高效的非病毒基因载体。

2 总结与展望

金针菇多糖具有抗氧化、抗癌、抗疲劳、免疫调节、抑菌和增强学习记忆等多种显著的生物活性,是一种极具开发应用潜力的功能成分,金针菇多糖的研究日益受到人们广泛关注。糖生物学的发展,为金针菇多糖的研究提供了有力的技术支持;我国丰富的金针菇资源,为金针菇多糖的研究应用提供了得天独厚的资源优势。当前是金针菇多糖研究开发的最好时机,国内对金针菇多糖生物活性进行了不少研究,也取得一定成果,但总体而言还不充分,不够系统,深度有限,多为体外试验研究,缺乏金针菇多糖生物活性体内研究、作用机制研究和临床应用研究数据,难以对金针菇多糖的开发应用提供理论支撑。

因此,金针菇多糖未来的研究:1)应系统、深入地开展其生物活性研究,明晰其各种生物活性;2)应开展金针菇多糖生物活性的体内研究,体内与体外研究相结合,动物研究与人体研究相结合,明确金针菇多糖具有的各种生物活性关系及联系;3)应开展金针菇多糖生物活性构效、量效关系、作用机制的研究。由此,为金针菇多糖的开发应用提供较为全面的试验基础和基本理论依据,实现金针菇多糖产品的工业化生产,使金针菇多糖产品尽早进入人们的日常生活,促进人类健康,造福人类社会。

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