香菇及香菇柄的研究进展

张 茜，李 超，崔 珏，冯 拓，单 培，虞世帅

（徐州工程学院食品工程学院，江苏徐州 221018）

0 引言

香菇（Lentinus edodes），又名冬菇、香蕈、北菇、厚菇、花菇等，是一种药食两用的真菌[1]。我国是世界香菇生产第一大国，香菇栽培至今已有800年以上的历史。香菇柄是香菇在加工中产生的副产品，一般占香菇总质量的30%左右，香菇柄中含有丰富的纤维素，但由于纤维素结构致密造成其口感较差，除少量用于制作成汤料和酱制品外，绝大部分香菇柄资源都没有得到很好的开发利用。对香菇及香菇柄中营养功能成分及其含有的多糖、多酚和黄酮等的生物活性研究进展进行综述，旨在为香菇功能性食品开发、药用价值研究和资源的综合利用提供理论依据。

1 营养成分

1.1蛋白质与氨基酸

香菇的蛋白质组成不同于一般的粮食组成，其主要成分为白蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白，这3种蛋白质的比例为100∶63∶2。李波等人[2]采用碱提法制备香菇蛋白，测得得率13.1%，凯氏定氮法测得其蛋白含量47.5%。香菇蛋白经DEAE Sepharose CL-6B型柱层析分级并收集分级产物。香菇蛋白的分子量主要集中在20～40 kDa，提取的蛋白都属于酸性蛋白质，红外光谱分析发现，香菇蛋白的二级结构主要为α-螺旋和无规卷曲。郝瑞芳等人[3]对香菇进行加热处理，发现加热3～11 h后分子量为28～43 kU和10～17 kU的蛋白条带全部消失，分子量为50 kU的带变粗，还出现了分子量为24 kU的带，说明香菇蛋白具有一定的热不稳定性。

香菇中的氨基酸包括组成蛋白的氨基酸和游离氨基酸。香菇盖与香菇柄中氨基酸种类为18种，缺少谷氨酰胺和天冬酰胺，其中氨基酸含量最高的是谷氨酸（香菇柄为11.03 mg/g，香菇盖为12.57 mg/g)。香菇盖与香菇柄中含必需氨基酸、半必需氨基酸10种，必需氨基酸的含量与非必需氨基酸的含量相似（比例为1.00∶1.04），但香菇盖中总氨基酸含量和必需氨基酸含量均高于香菇柄中的含量[4]。

1.2 碳水化合物

香菇中含有丰富的碳水化合物，在香菇干品中含量高达50%左右，以半纤维素居多，此外主要是香菇多糖。纤维素是组成香菇柄的主要成分，占香菇柄含量的70%，香菇纤维素分为水溶性和水不溶性2种。水不溶性纤维素具有较强的持水力，水溶性纤维素持油力较强；2种纤维素在肠道中对胆固醇吸附力明显优于胃环境，且两者均能刺激有益菌的生长。郑建仙等人[5]将提取的纯净纤维素分级成不同组分的多糖，并对多糖的化学本质进行了剖析，建立了结构模型，结果表明这些多糖大多是β-葡聚糖或由β-葡聚糖与葡糖醛酸木糖甘露聚糖组成的复合多糖。上个世纪70年代，日本学者从香菇子实体中提取出香菇多糖，并证明该多糖具有明显的抗肿瘤作用，将这种多糖命名为Lentinan。直至今日，香菇多糖的研究十分活跃，包括香菇多糖分离纯化的研究、多糖的理化性质和药用价值研究。香菇多糖是一种白色或微黄色粉末状物，对光、热较为稳定，相对分子质量较大，数量级约为1×104，是具有β-糖苷键以葡萄糖为主的单一水溶性多糖。香菇多糖的单糖组成主要是葡萄糖、葡萄糖醛酸、甘露糖、木糖、半乳糖和鼠李糖。提取出的抗肿瘤多糖为多糖线性B-（1→3）-D-葡聚糖和带（1→6） 糖苷链接的支链B-D-葡聚糖[6]。虽然目前对香菇多糖的理化性质、药用价值研究、多糖结构等都有一定的研究，但许多研究都缺少定论，因此香菇多糖仍需深入研究。

1.3 多酚

目前，对香菇及香菇柄中活性成分研究多集中于多糖，对于具有抗氧化、抑菌等生理活性多酚的研究少有报道。然而，食用菌子实体的酚类成分含量与其抗氧化能力明显相关。到目前为止，国内对香菇酚类的提取常用微波辅助提取法、超声波提取法、和酶法等提取方法。刁小琴等人[7]优化酶法辅助提取香菇多酚，研究发现香菇多酚类物质含量约为49.13±3.52 mg/g。缪彬彬等人[8]比较了不同大孔树脂对香菇柄中多酚的吸附率和解析率，把NKA-9型大孔树脂作为最佳树脂，优化纯化工艺，纯化的香菇柄中多酚得率为51.71%±0.95%，纯度也较未纯化时提高了3.71倍。

杨萌等人[9-10]利用超声波辅助酶法对香菇柄中黄酮提取、纯化工艺进行优化，得到最优提取条件为乙醇体积分数75%，超声时间20 min，超声功率280 W，酶用量0.012 mg，最优纯化条件为洗脱剂体积分数65%，树脂质量1.5 g，洗脱剂体积25 mL，在该最优提取条件下黄酮提取率为1.673 mg/g，最优纯化条件下黄酮回收率为65.61%±0.24%，纯化后回收液中黄酮纯度为75.60%，是纯化前粗提液纯度的3.58倍。香菇中黄酮类化合物对清除自由基有一定的作用，且黄酮类化合物的添加量在试验范围内与其抗氧化性呈正相关。到目前为止，国内外对香菇黄酮的研究较少，绝大部分因素可能是香菇中黄酮含量低。目前对香菇黄酮的研究仅停留于表面，对香菇黄酮的结构、组成、分子量等都没有过多研究。

1.4 脂肪

香菇中脂肪含量为干质量的2%～4%，其主要由不饱和脂肪酸组成。徐金森等人[11]对香菇进行脂类研究，发现香菇中有4种脂肪酸，经定量计算，这些脂肪酸在含量上存在着较大的差异，总的来说由十六碳和十八碳链构成，棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸等占绝大部分，其余的脂肪酸含量则相对较少。

1.5 维生素

香菇中具有丰富的维生素，其中VB1的含量大约为0.07 mg/100 g，VB21.13 mg/100 g，尼克酸约18.9 mg/100 g，VC的含量较少[12]。除此之外，香菇中VD含量较少，但是香菇中含有一般蔬菜中缺少的麦角甾醇（即VD原），经阳光或紫外照射后，能够产生丰富的VD2，能促进血液中磷和钙的正常代谢。

1.6 矿物质

香菇中含有人体所必需的钙、铁、镁、锌、铜、锰、钾等7种矿物质。张文等人[13]用原子吸收分光光度法对香菇中的Fe，Cu，Zn，Mn，Cd，Pb，Se等7种矿物质含量进行测定。测得其中铁离子含量最高，锌离子次之，因此香菇可作为补铁、锌的良好来源。

2 生物活性

2.1 抗氧化

香菇中含有多种生物活性成分，具有抗氧化活性，其中研究最为广泛的就是香菇多糖。国内外学者研究证明，香菇多糖的含量与其抗氧化能力呈正相关，香菇多糖能有效清除O2-·，·OH，DPPH·和ABTS·，并具有Fe+螯合能力[14-17]。钟耀广等人[18]发现，香菇多糖清除自由基的能力随着多糖分离纯化的步骤增多而减弱，清除自由基能力由强到弱依次为粗多糖、脱蛋白后的多糖和纯化后的多糖单体。Zhu H等人[19]发现香菇柄中提取的多糖，经Sephadex G-150纯化后冻干多糖SLSP-F对DPPH·，ABTS·和O2-·的EC50值分别为0.051，0.379，0.719 mg/mL，都显著低于冻干香菇多糖。

马洪娟[20]发现，香菇酚类提取液对3种自由基都有明显的清除能力，其中对DPPH·清除能力较强，对O2-·和·OH清除能力较弱。香菇多酚能够阻断自由基反应形成，抑制氧化作用。香菇中黄酮类化合物对O2-·，·OH的清除有一定的作用，且黄酮类化合物的添加量在试验范围内与其抗氧化性呈正相关。黄酮类与O2-·和·OH的反应相当于一个连锁反应在终结段的反应，在清除O2-·和·OH的反应中起着氢供体的作用，使具有高度氧化性的自由基还原，从而达到清除的目的。

2.2 抗肿瘤

香菇子实体中分离纯化出的多糖进行体内和体外抗肿瘤试验，结果显示纯化出的多糖对体外和体内肿瘤细胞繁殖均有抑制作用。王玉娟[21]将纯化后得到的3种多糖用MTT法进行体外抗肿瘤试验，发现它们对试验的肿瘤细胞均有抑制作用，但是不同种类多糖抑制能力和抑制的肿瘤细胞种类不同。纯化出的多糖对S-180荷瘤小鼠进行体内抗肿瘤研究。结果表明，香菇多糖对S-180细胞具有较强的抗肿瘤活性，香菇多糖提取物对S-180细胞的抑制率高达95%左右[22-24]。目前，香菇多酚及黄酮类物质的抗肿瘤能力的研究少有报道，植物多酚、黄酮类物质生理活性的研究是近年来多酚研究的热点之一，关于香菇多酚黄酮类物质抗肿瘤的研究会逐步深入。

2.3 免疫调节

Zheng R等人[25]分离纯化香菇多糖，荷瘤小鼠S-180细胞免疫功能研究，发现香菇多糖不能直接攻击癌细胞，而是通过激活机体免疫反应而产生抗肿瘤活性，香菇多糖不仅对异体肿瘤具有抑制作用，且对各种原发肿瘤也具有抑制作用。香菇多糖是一种非特异免疫刺激剂，可直接激活人体的T淋巴细胞，增强抗体形成细胞的功能，提高机体抗肿瘤功能。香菇多糖的免疫调节活性是生物活性的基础，体内外均能促进细胞毒T淋巴细胞（CTL）产生，提高CTL的杀伤活力，增强正常或免疫功能低下的小鼠的迟发型超敏反应，提高抗体依赖型细胞毒细胞（ADDC）活性。香菇多糖在体内首先诱导巨噬细胞产生急相蛋白诱导因子（APPIF），随后血清中出现血管膨胀出血诱导因子（VDHIF）、白细胞介素Ⅰ诱导因子（IL-1PF）、IL-3（CSF） 等。这些因子再作用于淋巴细胞、肝细胞、血管内皮细胞等，导致与免疫和炎症有关的许多免疫应答的产生。香菇多糖是一种胸腺依赖型T细胞导向，并有巨噬细胞参与的免疫调节剂。另外，香菇多糖还能激活补体系统，促进抗体形成，使巨噬细胞容酶体酶和IL-1分泌量增加，而抑制巨噬细胞释放PGE，PGF。其中，PGS是免疫系统抑制剂。

2.4 抑菌

孟俊龙等人[26]发现，香菇多糖对4种菌的抑制作用由强到弱依次为金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、沙门氏菌。对金黄色葡萄球菌的抑制作用在pH值为6时最大，对其他菌的抑制作用均在pH值为5时最大。香菇多酚类物质除上述所说的能够清除自由基，具有抗氧化能力外，王廷河等人[27]提取香菇中多酚类物质进行抑菌研究，发现该多酚对枯草杆菌、嗜肉菌、大肠杆菌、沙门氏菌有比较明显的抑制作用。

2.5 抗突变

DNA在复制及转录过程中发生差错，这些差错的不断积累最终导致不可修复的损伤，引起DNA结构上的改变，称为基因突变。香菇多糖在加与不加微粒体酶活化系统（S9）的条件下，均能抑制由敌克松（Dexon）、甲基甲烷磺酸酯（MMS）、2-乙酰氨基芴（2-AAF） 所引起的TA98，TA100回变菌落数的增加；抑制率分别为37.7%，69.8%，70.3%，78.1%，39.0%，78.1%，83.0%和88.6%。抑制由环磷酰胺（CP）引起的小鼠微核率的增加，抑制率分别为31.80%，52.80%和63.10%[28]。郑建仙[29]对香菇柄中提取出的多糖PJF1多糖进行研究，利用姐妹染色单体互换和微核双指标生物试验法说明该多糖具有明显的抗突变作用，并具有保护机体免遭肿瘤侵害的生理功能。

2.6 其他

除具有上述生物活性外，香菇多糖能够抑制水泡性口炎病毒、阿拉伯耳氏病毒和十二型腺病毒[30]。除此之外，香菇多糖硫酸化修饰后具有了抗HIV病毒的新活性[31]。王慧铭等人[32]通过小鼠试验发现香菇多糖具有降低血清总胆固醇，提高酶活性作用，除香菇多糖外香菇中含有的香菇嘌呤也有降血脂的作用。

3 结语

香菇是一种具有高蛋白、低脂肪、多糖、多种氨基酸和多种维生素的菌类食物。除了可以增加营养物质外，还可以提高免疫力，有很好的保健作用。目前，香菇多糖已经证实在抗肿瘤临床医药方面具有重大的研究价值，在此方面不断探索研究一定会造福于人类。除此之外，香菇中还含有的其他营养物质及生物活性物质未被进行深入研究，所以在今后相当一段时间内，香菇中营养物质的研究会更加深入，成为今后研究的热点。另外，之前香菇柄资源常常因为纤维组织质地粗糙而被浪费掉，随着研究人员证实香菇柄中有与香菇多糖相似的多糖，或将可能应用于临床医药方面。相信在不久的将来，香菇产业能够实现无弃渣排放。总之，随科学技术的发展，人们对香菇中营养价值了解将逐步加深，香菇的综合开发技术将越来越先进，香菇的新产品越来越丰富，香菇及其产品的市场潜力将不断扩大，自然香菇开发利用的前景也越广阔。