灵芝多糖研究进展

2012-08-15叶志能李德远王斌胡杰

食品研究与开发 2012年1期

叶志能，李德远，王斌，胡杰

（军事经济学院军需系，湖北武汉 430035）

灵芝（Ganodetma lucidum）是一种名贵药用真菌，在系统分类上隶属于菌物界，担子菌门，层菌纲，灵芝目，灵芝科。灵芝富含灵芝多糖、三萜类化合物、核苷、氨基酸、甾醇、生物碱等多种活性成分，具有多种生理功能，是一种不可多得的高级营养食品。灵芝多糖是灵芝主要活性成分之一，具有抗肿瘤、抗氧化自由基、抗衰老、提高免疫力、活血化瘀等作用。本文就近年来国内外对灵芝多糖的主要研究进展，包括其提取及纯化、结构特征、生物活性等做一综述。

1 灵芝多糖的提取及纯化

1.1 水提醇沉法

传统提取灵芝多糖的方法多为水提醇沉法。利用多糖溶于热水而不溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂的特点，从灵芝中进行提取。提取时一般先将原料物质脱脂、脱游离色素，然后用水或稀酸、稀碱、稀盐溶液进行提取，提取液经浓缩后即以等重或数倍的甲醇或乙醇、丙醇等沉淀析出，得粗多糖。其工艺流程为选择清洁干燥、无霉变、无虫蛀的灵芝，破碎成颗粒状，过40目筛→浸提→离心→滤渣→离心→离心液→真空浓缩→有机溶剂沉淀→烘烤→干品[1]。

1.2 膜分离法

膜分离技术是近几十年来发展起来的高新技术，是指在分子水平上，不同粒径的混合物质在通过半渗透膜时，实现机械分离的技术[2]。膜分离技术利用多糖分子量大小，在通过半透膜时，实现机械分离。然后再低温浓缩、干燥，得粗多糖。工艺流为程选择清洁干燥、无霉变、无虫蛀的灵芝，破碎成颗粒状，过40目筛→水浸提→粗滤除杂→去除大分子物质→去除小分子物质→多糖浓缩液→真空浓缩→冷冻干燥→粗多糖。

1.3 其他提取方法

当前也有利用冷冻预处理法与协同酶法、超声波催化纤维素酶法等方法。超声提取是一种物理破碎过程，利用超声波辐射产生的空化作用、机械作用及热学作用。超声提取可极大地提高提取效率、节约溶剂、避免高温对提取物的影响。胡斌杰等利用超声波法和传统热水法提取灵芝多糖，研究发现，超声波法的提取时间比水提法缩短3/4，多糖提取率提高30%[3]。

1.4 灵芝多糖的纯化

由于提取的灵芝粗多糖中常含有色素、低聚糖、蛋白质等杂质，需要把粗样适当提纯，采用如下提纯工艺：粗多糖→脱色→脱蛋白→柱层析及色谱分离→纯多糖。目前一般用Savage法和蛋白酶法结合除去蛋白，用20%的H2O2进行脱色[4]。

2 灵芝多糖的结构分析

灵芝多糖目前已分离到的有200多种，是灵芝的最有效成分之一，其中大部分为β-型的葡聚糖，少数为α-型的葡聚糖。灵芝多糖是一种大分子化合物，大多为异多糖，即除含有葡萄糖外，大多还含有少量阿拉伯糖、木糖、岩藻糖、鼠李糖、半乳糖、甘露糖等其他单糖。

何晋浙等采用沸水回流法从赤灵芝子实体中提取多糖，经Sevage法除蛋白，乙醇沉淀，离心、流水透析、浓缩、冻干后得灵芝多糖，单糖经乙酰化处理进行外标法定量，并利用苯酚—硫酸法、紫外、红外及X衍射光谱法、凝胶分子排阻色谱—蒸发散射检测器法、气相和气质谱色谱法进行多糖组分、含量、结构和分子量分析研究，结果表明灵芝多糖为米黄色，得率为2%左右，其含量≥43%，红外光谱显示灵芝多糖结构主要为β-糖甘键连接的吡喃型葡聚糖，其多糖的主要单糖组分为葡萄糖，含量为89%左右，并含有其他少量的单糖组分D-阿拉伯糖、D-木糖、D-甘露糖、D-半乳糖。其多糖主要为同均糖，多糖为非晶型结构，分子量主要分布在8×104u～2×105u之间，分子质量主要为2×105u的生物大分子[5]。经HIO4氧化、Smith降解及甲基化反应，并利用多糖及刚果红混合液在碱性溶液中波长的红移变化，通过 UV-VIS，IR，GC，GC-MS，NMR 对灵芝水提多糖的结构特征及三螺旋体结构进行分析研究。结果表明灵芝多糖含有三螺旋体构型，GC-MS分析灵芝多糖的主要单糖组分为葡萄糖，还有少量的半乳糖、甘露糖、木糖和艾杜糖，IR及1H NMR分析多糖为β-构型，HIO4氧化、Smith降解和甲基化分析表明多糖主要为（1→3）糖苷键连接构型，并伴有少量的1→6位支链键连接的结构，灵芝多糖是由D-葡萄糖单元通过β-（1→3）糖苷键连接葡聚多糖，其主要构型特征为（1→3）β-D-线性连接的骨架结构[6]。

用不同的菌种、不同的方法提取的灵芝多糖，其结构不尽相同，活性也有差异。活性强弱与相对分子质量、溶解度、黏度、多糖链的分支程度及支链上羟基取代的数量、糖苷键的类型、以及多糖的立体构型有关[7]。据报道，灵芝多糖具有刺激宿主非特异性抗性、免疫特异反应以及抑制移植肿瘤生理活性的特性。多糖分子量大于1×104u时显示强抑制肿瘤活性，活性强弱还与多糖链分叉的程度及支链上羟基的数量有关[8]。活性不仅与初级结构有关，还在更大程度上受二级、三级结构的影响。

3 灵芝多糖的生物活性

3.1 抗氧化

灵芝多糖是抗衰老、扶正固本等保健食品的主要有效成分之一，它能增强细胞、体液的免疫调节作用，调节核酸和蛋白质的代谢平衡，清除氧自由基，延长体外传代细胞分裂代数的能力。灵芝多糖能提高白细胞介素Ⅱ产生，增强细胞毒T细胞的功能，对小白鼠细胞内的SOD的活性有明显的增强作用，可增强老年小鼠脾细胞内DNA多聚酶α活性，具有一定的抗衰老能力[9]。

余强等研究黑灵芝多糖对D-半乳糖诱导的衰老小鼠的抗衰老作用，发现与模型组比较，黑灵芝多糖可拮抗小鼠体重的降低和肝脏的萎缩、增强肝脏组织和脑组织SOD、GSH-PX和CAT活性、减少MDA含量。表明黑灵芝多糖具有延缓衰老的作用，其作用机制可能与抑制自由基，增加体内抗氧化酶的活性，减少过氧化脂质的生成，提高机体抗氧化能力有关[10]。

邵华强等通过研究表明，灵芝能增强老龄小鼠血中超氧化物歧化酶（SOD）活性，具有清除自由基、抗氧化、抗衰老作用[11]。

3.2 增强调节免疫能力

灵芝多糖的免疫调节作用是广泛的，不仅包括提高抗原提呈细胞（antigen presenting cell，APC）、单核细胞吞噬系统的活性，而且包括增强细胞免疫和体液免疫功能，作用位点涉及从免疫前体细胞增生、分化到效应细胞的各个过程[12]。其主要通过4个途径作用于免疫系统：（1）激活巨噬细胞，促进T淋巴细胞转化为Tc细胞，提高B淋巴细胞和NK细胞数量与活性；（2）激活网状内皮系统和补体系统，诱生多种免疫因子。（3）影响神经-内分泌-免疫系统网络；（4）促进细胞中核糖核酸、脱氧核糖核酸和蛋白质合成，提高细胞内环核苷酸（cGMP、cAMP）含量[13]。

李文娟等采用环磷酰胺建立免疫抑制小鼠动物模型，分析黑灵芝多糖对小鼠免疫功能的影响。结果发现黑灵芝多糖可增加脾脏和胸腺指数，促进T、B淋巴细胞增殖，提高血清中IL-2和TNF-α含量。表明黑灵芝多糖具有明显增强免疫抑制小鼠的免疫功能的作用[14]。

3.3 抗肿瘤

灵芝多糖是灵芝的主要抗癌活性成分。现有的研究表明，具有抗癌活性的灵芝多糖大多是β－（1→3）－D-葡聚糖。β-葡聚糖中分支度高的有较高的活性，分子量高的也较分子量小的活性大。但近年来的一些研究发现，含有其它结构的灵芝多糖和某些小分子量的灵芝多糖也具有免疫调节和抗癌活性。因此，这些灵芝多糖在灵芝抗癌中的作用不可忽视。现已知通过免疫介导作用发挥抗癌作用是灵芝多糖抗癌的主要机制之一。新近的研究发现，膜Ig和TLR-4为灵芝多糖激活机体B细胞的免疫受体，TLR-4也与灵芝多糖激活机体巨噬细胞有关。此外，灵芝多糖抗癌的可能机制还包括活化促分裂原活化蛋白（MAP）激酶，以及抑制肿瘤血管新生等[15]。

吕岫华等采用免疫酶的方法，研究了中药多糖对EB病毒早期抗原激活的抑制作用。结果发现灵芝多糖在一定的剂量范围内均有其抑制作用，而且具有明显的量效关系，表明其具有抗病毒、抗肿瘤作用[16]。

李颖博等研究灵芝多糖对肿瘤细胞与内皮细胞相互作用的影响，发现灵芝多糖通过抑制肿瘤细胞黏附并迁移穿过内皮细胞发挥其抗肿瘤作用[17]。

3.4 降血脂

根据损伤反应学说，动脉粥样硬化首先是由高血脂使动脉膜受损引起，其产生和发展与血清TC、TG水平有关。解跃华等通过给予大鼠高脂饲料，造成脂质代谢紊乱模型-预防型。分别以0.3、0.6、0.9 g/kg体重灌喂灵芝多糖，为期28 d，采尾血测定TC、TG、HDL－C，并解剖观察大鼠体内脂肪沉着情况。结果发现3个剂量的灵芝多糖TC、TG水平分别低于阳性组10%、15%以上，HDL－C明显高于阳性组4 mg/dL以上，达到统计学显著差异水平，但各剂量组差异无显著性。表明灵芝多糖对高血脂症有较好的预防作用[18]。

3.5 其他生物活性

灵芝多糖还具有增强机体耐缺氧能力、抗疲劳、抗辐射、增加记忆力等作用。邱玉芳等研究灵芝多糖口服液对小鼠微循环及耐缺氧能力，结果表明，口服液具有改善微循环、增加耐缺氧能力[19]。

史亚丽等对小鼠灌胃灵芝多糖（2.502 mg/kg/d），20 d后测定耐缺氧时间、力竭游泳时间、血红蛋白（Hb）、肝糖原、定量负荷运动后血乳酸及血尿氮。结果发现灵芝多糖可明显延长小鼠力竭游泳时间及耐缺氧时间，提高肝糖原水平，降低大强度定量负荷运动后血乳酸及血尿氮水平。表明灵芝多糖具有抗疲劳、提高机体运动能力的功效[20]。

杨睿悦等研究发现经口给予小鼠MPP，GLP及二者混合物后，可显著提高辐射小鼠的30 d存活率和存活时间，促进外周血白细胞和DNA损伤的恢复，提高血清抗氧化酶SOD的活性。并提高辐射引起的受抑制的T、B淋巴细胞增殖能力，提示对细胞免疫和体液免疫功能均有一定的恢复作用，可能通过减少炎症因子IL-1α和免疫抑制因子IL-10的分泌，以及促进免疫刺激因子IL-2和IFN-γ的分泌而实现。表明海洋蛋白肽及其与灵芝多糖配伍剂具有对辐射危害有辅助保护功能的作用[21]。

张跃平等研究灵芝多糖（GLP）对阿尔茨海默病（AD）大鼠海马组织半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶－3（caspase－3）和FasL基因以及空间学习记忆能力的影响。发现灵芝多糖能明显改善AD模型大鼠低下的空间学习记忆能力。显著降低模型大鼠海马组织caspase－3和FasL的表达，而且灵芝多糖能明显改善模型大鼠脑组织海马CAI区神经元的退行性变化。表明灵芝多糖能降低海马组织内FasL和caspase－3表达量，改善海马CA1区神经元的退行性变化。对老年性痴呆大鼠学习记忆能力可能有增强和提高作用[22]。

4 发展展望

灵芝多糖具有保健和药用价值已得到研究人员和学术界普遍认可。21世纪，医学模式将从治疗型向预防型转变，人类将志向回归自然，目前市面上已出现名目繁多的灵芝产品。因此，国际上正掀起天然产物研究高潮，以灵芝多糖为功能因子药品及保健产品将具有广阔的开发和应用前景。

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