桦褐孔菌多糖的研究进展

常 晨 包怡红

(东北林业大学林学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

桦褐孔菌多糖的研究进展

常 晨 包怡红

(东北林业大学林学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

桦褐孔菌多糖是桦褐孔菌的主要活性成分，在抗氧化、抗肿瘤等方面起到重要作用，是一种潜在的保健成分。文章阐述了桦褐孔菌多糖的提取、分离纯化、生物活性以及结构等方面的研究进展，并展望桦褐孔菌多糖进一步研究以及活性开发应用的趋势。

桦褐孔菌；多糖；研究进展

桦褐孔菌[Inonotusobliquus(Fr.)Pilat]属于真菌门、担子菌亚门、层菌纲、非褐菌目、锈革孔菌科、褐卧孔菌属真菌[1]，又被称为白桦茸、褐多孔菌、斜管纤孔菌、桦癌褐孔菌[2]。桦褐孔菌多分布于北纬45°和50°之间的地理位置，中国主要生长桦褐孔菌的省份有黑龙江和吉林省，国外包括俄罗斯的西伯利亚和远东地区、北美北部以及芬兰等地[3]。16世纪，俄罗斯和北欧在没有进行任何毒理学试验下，已将桦褐孔菌作为一种民间药物使用，用于治疗多种疾病，如糖尿病等[4]。桦褐孔菌中含有丰富的多糖物质，是其主要的活性成分[5]。有研究[6]表明，桦褐孔菌多糖具有抗肿瘤、抗氧化、降血糖和血脂以及调节免疫等生物活性。文章综述桦褐孔菌多糖的提取分离、纯化方法、生物活性、结构以及开发前景等方面的研究进展，旨在为桦褐孔菌多糖的深入研究提供参考。

1 桦褐孔菌多糖的提取、分离纯化

1.1 桦褐孔菌多糖的提取

常用的多糖提取方法见表1。

表1 常见的多糖提取方法[7]Table 1 Comparison of different extraction methods

1.1.1 热水浸提法 热水浸提法是一种应用普遍的方法。郭宇等[8]采用三因素三水平的正交试验优化桦褐孔菌的多糖得率，结果表明水浴温度80℃、时间3.5 h、料液比1∶15(g/mL)时，达到多糖最高提取率。在研究的温度范围内，桦褐孔菌粗多糖的得率和纯度与提取温度呈正相关。李青等[9]设计了正交试验，经方差分析得出影响桦褐孔菌多糖提取效果因素从大到小分别是温度、提取时间、料液比。结果显示料液比1∶40(g/mL)、提取时间2.5 h、提取温度90℃时，多糖达到最高提取率1.82%，多糖纯度21.1%。朱晓丽等[10]采用正交试验，研究了料液比、水浴温度、时间对桦褐孔菌多糖提取率的影响，结果表明当料液比为1∶30(g/mL)、水浴温度95℃、时间2.5 h，多糖达到最高得率17.53%。高愿军等[11]通过响应面优化试验表明，当水浴温度80℃、时间2.25 h、料液比1∶40(g/mL)时，桦褐孔菌多糖得率达到最高，此时多糖含量为17.39%。可见，热水浸提法桦褐孔菌多糖的提取率与温度和提取时间有着直接的关系。

1.1.2 超声辅助提取法 胡涛等[12]以蒸馏水和异丙醇为提取剂，通过单因素试验确定桦褐孔菌多糖的最佳提取工艺为超声功率400 W、超声20次、超声10 min，多糖得率最高为11.62%。张慧丽等[13]采用超声辅助提取法确定了桦褐孔菌多糖最佳提取条件：料液比1∶15(g/mL)、超声时间1 h、温度95℃、频率20 kHz，此时多糖达到最高提取率1.822%。张丽霞等[14]采用正交试验法，结果表明，当超声时间20 min，料液比1∶50(g/mL)，温度60℃时，多糖提取率最高。与热水浸提法相比，超声波辅助法，明显降低了提取时间，由于原料和试验系统的不同，提取率暂时不好比较。

1.1.3 微波辅助提取法 刘琳等[15]以乙醇和碳酸钾为提取剂，微波辅助提取桦褐孔菌多糖，当碳酸钾质量分数25%，乙醇质量分数24%时，达到最优双水相配比；当料液比为1∶50(g/mL)、微波功率为540 W、时间为120 s时，多糖达到最高提取率为(98.34±0.83)%。高愿军等[16]在微波辅助下，响应面分析3个因素对桦褐孔菌多糖含量的影响，影响效果从大到小分别是：微波功率、水料比、时间，最佳工艺条件为：微波功率720 W、提取时间32 min、料液比1∶80(g/mL)，多糖提取率最高，此时多糖含量为22.66%。与热水浸提法相比，微波辅助提取法明显降低了提取时间。

1.1.4 酶提取法 王艳波等[17]采用正交试验优化纤维素酶辅助提取桦褐孔菌多糖提取率，结果表明，当料液比1∶40(g/mL)、酶解时间60 min、酶解温度50℃、加酶量0.15 g、酶解pH 5.0，多糖达到最大提取率2.57%。利用生物酶解技术破坏细胞壁进而提高活性物质的浸出率，是近年来采用较多的提取方法，但目前关于桦褐孔菌多糖的酶法辅助提取多糖的文献报道还较少，因为酶提取法生产成本相对较高，试验中不常采用。

1.1.5 高压脉冲电场辅助提取法 殷勇光等[18]采用高压脉冲电场辅助提取桦褐孔菌多糖，结果表明，当料液比为1∶25(g/mL)、pH 10、电场强度30 kV/cm、脉冲数为6时，多糖达到最大提取率49.8%。与微波辅助法和超声辅助提取作比较，高压脉冲电场辅助法提取多糖明显优于微波辅助法和超声辅助法。由于脉冲方波电源发生器造价较高，无法大规模应用，目前关于高压脉冲电场辅助提取法的研究较少，仍需要进一步的研究。

1.2 桦褐孔菌多糖的分离纯化

桦褐孔菌中含有多种成分，对桦褐孔菌多糖进行提取时需要除去其中的蛋白质、色素等杂质，以获得高纯度的桦褐孔菌多糖。

1.2.1 桦褐孔菌多糖的脱蛋白 常用的多糖脱蛋白方法有Sevag法、酶法、盐酸法、反复冻融法、三氯乙酸法(TLA)、三氟三氯乙烷法等方法[19]。张丽霞等[20]对比了Sevag法、三氯乙酸法、蛋白酶法对桦褐孔菌粗多糖脱蛋白的效果，Sevag法蛋白脱除率最高，多糖得率92.5%。韩耀玲等[21]对比了Sevag法、三氯乙酸法和酶法对桦褐孔菌粗多糖的脱蛋白效果，三氯乙酸法的蛋白脱除率最高。二者研究结果存在的差异，是由脱蛋白次数不同引起，前者重复了12次，直至蛋白除尽，而后者仅重复了6次。

1.2.2 桦褐孔菌多糖的脱色 常用的多糖脱色方法有活性炭、H2O2、树脂、AL2O3柱层析、聚酰胺、壳聚糖等[22]。陈义勇等[23]分别对比了粉末活性炭、聚酰胺、树脂对桦褐孔菌粗多糖的脱色效果，聚酰胺效果最好，多糖保留率最高为89.7%。玄光善等[24]比较研究了活性炭、壳聚糖、聚酰胺层析柱、过氧化氢对桦褐孔菌粗多糖的脱色率，脱色率从大到小依次是聚酰胺、活性炭、过氧化氢、壳聚糖，但壳聚糖和活性炭的多糖保留率相对较低，综合比较，聚酰胺层析柱脱色率可达到89.3%，脱色效果较好，此时多糖保留率91.7%。以上研究对桦褐孔菌多糖脱色的效果表明，聚酰胺脱色效果最好，多糖保留率高。

1.2.3 桦褐孔菌多糖的纯化 常用的多糖纯化方法有色谱法，包括离子交换和凝胶色谱等[25]。范柳萍等[26]将水提醇沉得到的桦褐孔菌粗多糖，通过DEAE-SepharoseCL-6B离子交换柱，再分别采用磷酸盐缓冲液和氯化钾溶液进行线性梯度洗脱，通过苯酚—硫酸法测得收集液中的多糖含量，合并洗脱液，并依次经过透析、浓缩、冷冻干燥后，得到4个组分IP1、IP2、IP3、IP4，分别占桦褐孔菌粗多糖的24.1%，33.6%，11.2%，11.3%，总回收率为80.2%。

1.2.4 桦褐孔菌多糖含量的测定 常用的测定多糖含量的方法可分为以下几种[27]，其一化学法，包括苯酚—硫酸法、3，5-二硝基水杨酸(DNS)法、滴定法(斐林氏滴定法、间接碘量滴定法、氧化还原滴定法等)、蒽酮—硫酸法。其二色谱法，包括气相色谱法、液相色谱法等。其三高效毛细管电泳法等。通常桦褐孔菌多糖含量采用苯酚—硫酸法测定[28]。

2 桦褐孔菌多糖的生物活性

2.1 抗肿瘤的作用

张慧丽等[29]研究发现桦褐孔菌多糖对肝癌HEPG2细胞株存在抑制作用，多糖浓度1.44 μg/mL时，抑制率可达到70%。桦褐孔菌多糖还抑制小鼠S180肉瘤的生长，并可增强其免疫作用。灌胃剂量100 mg/kg时，抑制率达到35.01%。Kim等[30]研究发现，桦褐孔菌菌丝体多糖FⅡ-1可提高试验组肿瘤小鼠的存活率，FⅡ-1是通过刺激机体免疫活性而产生抑制肿瘤作用。金光等[31]研究发现桦褐孔菌子实体多糖能抑制试验小鼠的S-180肉瘤的生长，试验组小鼠的状态良好，肝脏指数及胸腺指数与正常对照组相近，试验组小鼠的NOS含量、NO含量、SA浓度均比阴性对照组低，与正常组相近。桦褐孔菌大剂量组对肿瘤抑制率达到56.31%。综上可得，桦褐孔菌多糖能够较好抑制小鼠的S-180 肉瘤生长。Song等[32]研究发现桦褐孔菌菌丝体多糖可抑制肝癌SMMC7721细胞株的增殖。当多糖浓度达到150 μg/mL时，抑制率可达到60%，与阳性对照的抑制率相当。Chen等[33]研究发现，通过超声微波辅助提取的桦褐孔菌子实体多糖具有显著的体外抗肿瘤作用。可见，桦褐孔菌多糖有显著的抗肿瘤作用。

2.2 抗氧化能力

吴艳玲等[34]试验发现，桦褐孔菌多糖能够使运动后小鼠体内的BUN、MDA、CK、LDH的含量降低、并且使SOD活性和运动耐力增加，在一定浓度范围内，浓度增加，桦褐孔菌多糖对DPPH·的清除率也增加，因此桦褐孔菌多糖存在较好的抗氧化能力。回晶等[35]研究发现桦褐孔菌多糖具有清除·OH的能力，在一定浓度范围内，浓度增加，桦褐孔菌多糖对·OH的清除率也增加，当多糖的浓度达到1.25 mg/mL时，·OH清除率为87%，达到最高水平；进一步研究发现桦褐孔菌多糖还有抑制过氧化脂质(LPO)生成的作用，且在一定浓度内，对脂质过氧化抑制作用随浓度增加而增加。综上可得，桦褐孔菌多糖存在较好的抗氧化能力。Ma等[36]研究发现桦褐孔菌多糖有较高的三价铁还原能力、较高的抗脂质过氧化作用和清除DPPH·能力。Xu等[37]研究发现，桦褐孔菌液体发酵的胞外和胞内多糖比子实体多糖具有更好的清除羟基自由基和DPPH·的能力。可见，桦褐孔菌多糖有显著的抗氧化作用。

2.3 降血糖、降血脂的作用

付玲玲等[38]研究了桦褐孔菌多糖对糖尿病小鼠的降血脂作用，发现试验组糖尿病小鼠的总胆固醇和总甘油三酯的含量降低，高密度脂蛋白胆固醇的含量提高，总体来说有一定的降血脂作用。崔鹤松等[39]研究发现桦褐孔菌多糖对试验组高脂血症大鼠血清总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、丙二醛含量有降低作用，且高密度脂蛋白胆固醇含量及SOD活性升高。综上所述，桦褐孔菌多糖能够有效降低试验大鼠的血脂。高愿军等[40]研究了桦褐孔菌多糖口服液的降血糖效果，选用糖尿病小鼠为试验组，发现试验组小鼠血糖、血乳酸含量降低，胰岛素、肝糖原含量增加，可以显著降低糖尿病小鼠的血糖。Mizuno等[41]试验发现，桦褐孔菌的水溶性多糖、水不溶性多糖都可以有效降低糖尿病小鼠的血糖，给小鼠注射后可抑制3～4 h。可见，桦褐孔菌多糖有显著的降血糖、降血脂作用。

2.4 增强免疫活性

真菌多糖被称为“免疫增强调节剂”。Kim等[30]研究发现桦褐孔菌多糖能够激活巨噬细胞和B淋巴细胞有关的体液免疫。1 100 kDa的胞外多糖似乎是其有效成分，并且高分子量的β-葡聚糖比低分子量具有更好的活性。李娟[42]55-65研究了桦褐孔菌子实体多糖和发酵多糖对TNF-α、IFN-γ、1L-1β和1L-2的促生作用，结果表明子实体多糖和发酵多糖都能够明显促进细胞因子的分泌，促生作用与多糖浓度呈正相关性。相同的条件下，发酵多糖的效果更强。综上可得，桦褐孔菌多糖具有免疫调节活性，且桦褐孔菌发酵多糖比子实体多糖具有更好的免疫调节作用。张泽生等[43]研究发现桦褐孔菌的水提多糖和碱提多糖对BALb/c小鼠的淋巴细胞有增殖作用。并能提高小鼠免疫器官指数、吞噬指数和血清溶血素含量，因此具有增强免疫活性的作用。王伟等[44]研究了桦褐孔菌子实体多糖对正常小鼠的免疫调节功能，发现多糖可增加小鼠抗体分泌细胞的数量，提高腹腔巨噬细胞的吞噬功能，总的来说提高了小鼠的免疫调节功能。武永德等[45]研究发现，桦褐孔菌子实体多糖FSPSⅠ和FSPSⅡ对外周血单个核细胞的增殖率分别达到120%，140%。增殖率越高，机体的免疫水平越高。可见，桦褐孔菌多糖有调节免疫活性的作用。

2.5 其他

张如平等[46]研究发现桦褐孔菌子实体多糖能够显著减轻哮喘小鼠肺组织的病理学改变，进而起到保护哮喘小鼠的作用。

3 桦褐孔菌的多糖分析

多糖的活性与其结构相关，包括一级结构和二级结构等[47]。常用的多糖结构分析方法有两种：① 化学法，包括酸水解法、Smith法等；② 仪器分析法，包括高效液相色谱、气相色谱等。

许泓瑜等[48]将热水浸提得到的粗多糖，采用气相色谱法分析其主要单糖组成，包括半乳糖、葡萄糖、阿拉伯单糖、甘露糖，其质量分数分别为2.44%，10.75%，0.53%，0.48%。Ma等[36]采用气相色谱法分析桦褐孔菌粗多糖的单糖组成，结果为鼠李糖、半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖、甘露糖。李娟[42]65-73利用气相色谱法分析桦褐孔菌多糖的单糖组成，从大到小依次为葡萄糖、甘露糖、半乳糖、木糖。发酵产胞外多糖中含量最高的是半乳糖。采用红体积排阻与激光光散色法联用测多糖分子量，结果表明多糖提取物EPS组分分子量在28～58 kDa，IPS的分子量在89～120 kDa，FSPS组分1重均分子量为32 kDa。Kim等[32]研究桦褐孔菌发酵菌丝体的胞外多糖，发现该多糖是α型糖苷键。范柳萍等[28]通过CG、HPLC及IR等方法分析桦褐孔菌多糖IP2a的组成、相对分子质量和结构。研究表明其单糖组成为鼠李糖、阿拉伯糖、葡萄糖和半乳糖，摩尔比为2.3∶4.5∶1∶2.5，它的相对分子质量为86 053 U，主要由α型糖苷键构成。

4 展望

桦褐孔菌多糖具有提高抗肿瘤、降血糖、降血脂、抗氧化、增强免疫活性等功能，应用于食品和医药产业的市场具有广大的前景。

对桦褐孔菌多糖的进一步研究，可以从以下几个方面进行：① 加强对桦褐孔菌多糖结构的深入研究，包括高级结构、结构和生物活性之间的构效等方面；② 桦褐孔菌多糖有降血糖、免疫调节等功能，但目前研究多是对小鼠或大鼠的毒理学实验，应进一步从医学方面研究其对人体的作用；③ 确定适合桦褐孔菌多糖提取的工业化生产工艺技术和生产中的关键控制点；④ 对桦褐孔菌多糖分子进行改性，以强化其生理活性。

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Research progress of inonotusobliquus polysaccharides

CHANG ChenBAOYi-hong

(CollegeofForestry,NortheastForestryUniversity,Harbin,Heilongjiang150040,China)

Inonotusobliquuspolysaccharide is one of the major constituents of active components inInonotusobliquus, which has important function on antioxidant, anti-tumor etc. and is one kind of potential health ingredients. Study the progresses ofInonotusobliquuspolysaccharide, including the extraction, isolation, purification, identification, bioactivity and composition, and offer the futher researchs and prospects ofInonotusobliquuspolysaccharide.

Inonotusobliquus; polysaccharide; research progress

中央高校基金(编号：2572016CG02)

常晨，女，东北林业大学在读博士研究生。

包怡红(1970—)，女，东北林业大学教授，博导。 E-mail：baoyihong@163.com

2016—11—10

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.01.044