红菇多糖研究进展

程仕勉 张楚君

摘 要：红菇多糖是一种具有生物活性，食药两用的天然产物，具有极高的研究与商业价值，本文对红菇多糖研究的总结与归纳，介绍了目前学界对于红菇多糖的价值的认知，为更好的对红菇多糖的开发于利用提供理论支持。

关键词：红菇多糖;生理活性;研究进展

红菇（Russula）属真菌属担子菌亚门、层菌纲、红菇目、红菇科。近年来红菇属的分类原则被重新修订[1]，将红菇科真菌被分为4个属：红菇属、乳菇属（Lactarius）、多汁乳菇属（Lactifluus）以及叉褶菇属（Multifurca）已报道的红菇属真菌有300多种，我国有记载的90余种，其中多数可食用且具有多种多样药用功能，但其人工栽培及其困难，虽有一些与植物共生关系的研究[2]，但缺乏决定性的研究成果。

红菇属真菌经过多年研究，已被证实是潜力巨大的天然产物资源库，如含有小皮伞烷（marasmane）骨架的天然抗菌化合物[3，4]，具有抗肿瘤、抗病毒、免疫促进作用的Cerebroside B[5]，此外还含有黄酮化合物，酚类化合物，抗坏血酸，β-胡萝卜素、番茄红素，具有强抗氧化活性，抗多种病原微生物的有效成分[6]，对红菇的研究又以红菇多糖研究最为深入广泛，已被证实具有具有抗炎症、抗菌、抗氧化、抗癌[7]等多种生理活性，具有极佳的商业潜力。

1 红菇多糖的提取方法

1.1 提取方法

1.1.1 水提法。红菇子实体清水冲洗，60℃烘干至恒重并粉碎;称取适量粉末，加去离子水浸提，重复2次，减压过滤后用旋转蒸发仪浓缩;再加入3倍体积乙醇，封口，静置过夜，离心分离，沉淀物经真空干燥即为粗多糖。

1.1.2 碱提法。一些特定的多糖如含有糖醛酸的多糖及酸性多糖在碱液中更易提取，将新鲜红菇使用水提法提取之后，其残渣再用NaOH提取[8]。通常为防止多糖降解，常通以氮气或加入硼氢化钠或硼氢化钾。选用碱提法要根据不同糖类的特征来选择碱溶液。某些多糖会在碱性较强时水解。使用碱提取液应迅速中和或迅速透析，浓缩与醇析而获得多糖沉淀。

1.1.3 超声波提取。按设定液料比加入蒸馏水设定超声温度超声时间，提取温度，液料比，然后按照水提法的方法提取。

1.2 提取方法的优化

常用单因素实验结合响应面法进行多因素优化设计，Ye Yuan[9]先通过单因素实验确定液料比，提取时间、提取温度、液料比三个因素对提取效率的影响，在单因素实验的基础上使用Design Expert Software（8.0.6）软件来设计实验和分析数据，最终确定了正红菇（Russula   griseocarnosa）提取多糖最佳提取条件为提取时间4h，提取温度77.3℃，液料比为42.5g/L。

2 红菇多糖的抗氧化与抗衰老研究

李碧婵[10]用热水浸提法提取红菇多糖，并研究了红菇多糖的体外抗氧化活性，并与维生素C的作用进行了比较。显示红菇多糖对·OH具有良好的清除作用，当多糖浓度达600μg/mL以上时，效果优于维生素C，达到800μg/mL时，清除率达到顶峰，即（77.66±1.33）%。红菇多糖对Fe3+的还原能力在浓度达到125μg/mL时与3.75μg/mL的维生素C相当。红菇多糖对体外模拟胃液条件下对NO2-也有清除能力，当浓度增加到375μg/mL时，清除率达到最大即（45.30±2.58）%。贾金霞[11]从铜绿红菇（Russula aeruginea Lindb.）子实体提取粗多糖RLP，又继续纯化为两种多糖RLP-1-1和RLP-2-1。RLP，RLP-1-1和RLP-2-1的DPPH自由基清除率分别为41.19%、38.97%和39.27%。銅绿红菇多糖的清除能力介于阿魏菇的两种多糖[12]（62.0%和49.8%）和羊肚菌多糖[13]（32.42%）之间。硫酸化修饰是一种能够改变多糖理化性质的常用方法[14]Hui Li[15]从R.virescens中提取纯化多糖RVP并溶解在DMSO中，按1∶5，1∶10，1∶15，1∶20，1∶25g/g的质量比与硫酸化修饰剂SO3·Pyr混合得到SRVP1-5，SRVP1-10，SRVP1-15，SRVP1-20and  SRVP1-25。与RVP相比SRVP出现了明显的理化性质的改变，相比RVP更易溶于水，且出现RVP本不具有的抗细菌活性，其中SRVP1-25的取代度DS（degree of substitution）最大，为0.73，其ABTS抗氧化活性最强，且与DS呈现正相关。甘耀坤等[16]对3隐性果蝇进行红菇多糖处理，在1mg/ml时雄、雌果蝇平均寿命分别延长6.94%、11.14%;5mg/ml时雌果蝇延长7.14%。1mg/ml时雄、雌果蝇半数死亡时间分别延长7.51%、8.45%;5mg/ml时雌果蝇延长7.38%。5mg/ml和10mg/ml时雌果蝇最高寿命分别延长13.47%和16.37%。红菇多糖有效的延迟了实验体果蝇的寿命。魏杰[17]使用D-半乳糖建立衰老模型，8周内给予小鼠红菇多糖150mg/L饮水时，小鼠肝指数、谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性得到显著提高，丙二醛含量显著下降，小鼠肝功能衰退得到了显著抑制，肝脏的衰老及损伤也得到了有效抵制。

3 红菇多糖的免疫活性作用

最新报道表明，红菇多糖具有优秀的抗炎症反应。脂多糖能够诱导促炎症因子，如TNF-α与IL-1β的过度产生从而引起炎症反应[18，19]。NO则是一种能在高浓度下促进促炎症因子产生的中间体[20，21]。Yonglu Li[22]从大红菇中纯化出分子量1029.7kDa多糖Rap-1经过预实验选择25～200μg/mL不会产生细胞毒性的安全浓度，在脂多糖诱导的小鼠巨噬细胞RAW264.7炎症模型中，经过红菇多糖处理的脂多糖诱导过的RAW264.7细胞的NO，IL-1β和TNF-α的浓度显著降低，此外，经过脂多糖诱导炎症反应RAW264.7细胞伸出伪足的形态学变化也被Rap-1抑制，体内实验使用斑马鱼胚胎模型，10μg/mL脂多糖诱发的胚胎的一系列炎症反应生理，即出现了NO浓度升高、心率上升，经过50μg/mLRap-1处理的胚胎心率恢复效果最好，100μg/mLRap-1的胚胎NO浓度抑制效果最好。Khatua[23]从Russula alatoreticula提取得到红菇多糖命名为RualaCap。光谱结果显示其中β-glu残基是RualaCap一级结构的主要组成部分，RualaCap处理RAW  264.7处理48h后，在50，100和200μg/ml的浓度下，细胞增殖率分别上升了159.83%，144.65%和124.22%，吞噬效率上升120.02%，108.88%和96.94%。说明红菇多糖具有提升免疫细胞活性的功能，其具体的作用机制并未了解，但RT-PCR结果显示，经过24h处理的RAW  264.7中9个特定基因的转录水平显著提高，且浓度在100μg/ml时对转录的激活效应达到最高。张巍[24]通过研究鳞盖红菇（Russula lepida）多糖，多糖可以对抗自然衰老引起免疫细胞数量和活性下降。20mg/g多糖组胸腺指数为3.75，脾指数为6.02，与青年对照组接近。红菇多糖能够促进淋巴细胞母细胞转化为淋巴细胞，调节T细胞合成DNA，进行积极地细胞免疫潜能。红菇多糖可以提高体液免疫为中心的免疫应答，保持免疫稳态。红菇多糖在20mg/g浓度时能显著提高衰老实验组小鼠的抗体水平，并接近健康青年组小鼠水平。红菇多糖干预后的脾淋巴细胞凋亡率从24.4%下降到12.47%，与老年小鼠对照组相比显著降低。所有多糖浓度的实验组均出现TLR4基因表达，证明了多糖对细胞的调节是通过与TLR受体发生作用而实现的。TLR抗体明显的降低了LPS组的IL-1表达，而多糖组则有微弱表达。据此推断，红菇多糖可通过以TLR4为主的多个途径进行巨噬细胞的调节作用。NF-κB改变与TLR、IL-1具有同步关系，据此推测多糖作用于巨噬细胞引起TLR-IL-1-NF-κB-连锁式反应。

4 红菇多糖的抗菌活性

李云[25]对超声波提取的红菇水溶性粗多糖再进一步分离纯化得到3个组分R1，R2和R3，组分R1具有最好的抑菌活性，对G-活性强于G+，但对真菌未表现出抑制效果;对细菌的MIC分别为金黄色葡萄球菌2.5mg·mL-1，藤黄微球菌10mg·mL-1，蜡样芽孢杆菌5mg·mL-1，枯草芽孢杆菌10mg·mL-1，大肠杆菌1.0mg·mL-1，铜绿假单胞菌1.25mg·mL-1，痢疾志贺氏菌1.25mg·mL-1。红菇多糖在80℃以下和pH6～10都能维持良好的抑菌活性。其具体作用机制尚不明确，红菇多糖抑制细菌的机制参照壳多糖这类多糖分子的机制来看主要有3种方式[26，27]：多糖这类分子量大的物质无法穿过细胞表面，只能与细胞表面的受体结合，使得细胞膜或细胞壁的通透性改变，导致细胞破裂，从而使整个细胞死亡。或是多糖形成了一层阻碍物质与细胞内部运输的膜，使得细胞无法与外界进行物质交换从而导致死亡。另外，部分水溶性小分子多糖可以穿过细胞膜或细胞壁进入内部，干扰细菌自身的大分子的合成和代谢，从而抑制细菌正常代谢。

5 展望

红菇多糖具有多种生理学功能，作为天然保健品显然具有广阔的前景，目前有少数的研究[28]关注于红菇多糖的产业化应用，但总体来看，红菇多糖的研究主要集中在主流品种的活性测定，对于产业上下游的结合并不紧密，红菇属有效的分类单元超过750种，且尚有大量品种未经过深入研究探索，但目前我国野生食用菌的栖息地在被不断破坏[29]，潜在野生食用菌资源库面临危险，需要整个食用菌产业和高校的共同协作，建立完善的菌种鉴定，菌种保存机制，分类学和命名学数据库，将这些具有潜力红菇多糖商业化生产，如制成饮料，保健品片剂，食品添加成分等，发展产学研一体化。

参考文献

[1] 王向华.红菇科可食真菌的若干分类问题[J].菌物学报，1-24.

[2] 姜清彬，仲崇禄，陈羽，et  al.红菇菌根食用菌接种马尾松苗期的共生效应研究[J].中南林业科技大学学报，2016，36（08）：6-9+38.

[3] ANKE  H，HILLEN-MASKE  E，STEGLICH  W.9-hydroxymarasmic Acid，a new natural occurring sesquiterpene[J].Planta medica，1986，52（06）： 507-.

[4] DUGAN J，DE MAYO P，NISBET M，et al.Terpenoids.XIV.The constitution and biogenesis of marasmic acid1，2[J].Journal of the American Chemical   Society，1966，88（12）：2838-44.

[5] NATORI   T，MORITA   M，AKIMOTO   K，et   al.Agelasphins，novel antitumor   and   immunostimulatory   cerebrosides   from   the   marine   sponge Agelas   mauritianus[J].Tetrahedron，1994，50（9）：2771-84.

[6] KHATUA   S，CHANDRA   S，ACHARYA   K.Expanding   knowledge on   Russula   alatoreticula，a   novel   mushroom   from   tribal   cuisine，with chemical   and   pharmaceutical   relevance[J].Cytotechnology，2019，71（1）： 245-59.

[7] 邢增威.紅菇多糖的提取及体外抗氧化抗癌性质研究[D].华南理工大学，2013.

[8] 邱龙新.正红菇子实体多糖的提取技术研究[J].食用菌，2003，25（1）： 8-9.

[9] YUAN   Y，LIU   Y，LIU   M，et   al.Optimization   extraction   and bioactivities   of   polysaccharide   from   wild   Russula   griseocarnosa[J].Saudi pharmaceutical   journal：SPJ：the   official   publication   of   the   Saudi Pharmaceutical   Society，2017，25（4）：523-30.

[10] 李碧嬋.红菇多糖体外抗氧化活性的研究[J].武夷学院学报，2010， 29（05）：36-9.

[11] 贾金霞，任晓婕，李宝花，et   al.新型铜绿菇多糖的制取、结构性质及其抗氧化活性的研究[J].食品工业科技，2020，41（05）：188-94+200.

[12] CHEN   Y，GAO   L，GAO   R.Purification，chemical   characterization and   antioxidant   activities   of   polysaccharides   of   fruiting   bodies   of Pleurotus   ferulae   mushroom[J].Journal   of   Food   Measurement   and Characterization，2019，13（1）：222-30.

[13] HE   P，GENG   L，MAO   D，et   al.Production，characterization   and antioxidant   activity   of   exopolysaccharides   from   submerged   culture   of Morchella   crassipes[J].Bioprocess   and   biosystems   engineering，2012，35（8）：1325-32.

[14] XU   Y，GAO   Y，LIU   F，et   al.Sulfated   modification   of   the polysaccharides   from   blackcurrant   and   their   antioxidant   and   α-amylase inhibitory   activities[J].International   journal   of   biological   macromolecules， 2018，109（1344-54）.

[15] LI H，WANG  X，XIONG  Q，et  al.Sulfated  modification， characterization，and  potential bioactivities  of  polysaccharide  from  the fruiting  bodies  of  Russula  virescens[J].International  journal  of biological macromolecules，2020，154（1438-47）.

[16] 甘耀坤，刘英姿，梁钧淞，et al.红菇提取液抗衰老作用初探[J].玉林师范学院学报，2011，32（05）：81-5.

[17] 魏杰，张潇，张国坤，et al.红菇多糖对小鼠肝脏衰老的抑制效果[J].食品科学技术学报，2017，35（03）：50-4.

[18] DONATH  M  Y，SHOELSON  S  E.Type  2  diabetes  as  an inflammatory disease[J].Nature  Reviews  Immunology，2011，11（2）：98-107.

[19] ELENKOV  I  J，CHROUSOS G P.Stress  hormones，Th1/Th2 patterns，pro/anti-inflammatory  cytokines  and  susceptibility  to  disease[J].Trends  in  Endocrinology  &  Metabolism，1999，10（9）：359-68.

[20] KOH  A，DE  VADDER  F，KOVATCHEVA-DATCHARY  P，et  al. From  dietary  fiber  to  host  physiology：short-chain  fatty  acids  as  key bacterial  metabolites[J].Cell，2016，165（6）：1332-45.

[21] TAPIA  LIMONCHI  R，CAHUANA  G  M，CABALLANO  INFANTES E，et  al.Nitric  oxide  prevents  mouse  embryonic  stem  cell  differentiation through  regulation  of  gene  expression，cell  signaling，and  control  of  cell proliferation[J].Journal  of  cellular  biochemistry，2016，117（9）：2078-88.

[22] LI  Y，LI  X，CHU  Q，et  al.Russula  alutacea  Fr.polysaccharide ameliorates  inflammation  in  both  RAW264.7  and  zebrafish（Danio  rerio）larvae[J].International  journal  of  biological  macromolecules，2020，145（740-9）.

[23] KHATUA  S，ACHARYA  K.Alkali  treated  antioxidative  crude polysaccharide  from  Russula  alatoreticula  potentiates  murine  macrophages by  tunning  TLR/NF-κB  pathway[J].Scientific  reports，2019，9（1）：1713.

[24] 張巍.红菇菌丝体培养多糖部分生物活性研究[D].黑龙江中医药大学，2011.

[25] 李云，黄荣城，许俊凰.红菇子实体多糖抑菌活性研究[J].福建林业科技，2015，42（02）：98-102.

[26] VINSOVA  J，VAVRIKOVA  E.Chitosan  derivatives  with antimicrobial，antitumour  and  antioxidant  activities-a  review[J].Current pharmaceutical  design，2011，17（32）：3596-607.

[27] EATON  P，FERNANDES  J  C，PEREIRA  E，et  al.Atomic  force microscopy  study  of  the  antibacterial  effects  of  chitosans  on  Escherichia coli  and  Staphylococcus  aureus[J].Ultramicroscopy，2008，108（10）：1128-34.

[28] 庞庭才，李薇，黄海，et  al.红菇多糖饮料的研制[J].中国食品添加剂，2020，31（07）：69-75.

[29] 李伯婧.野生食用菌保护的法律制度现状及改进[J].中国食用菌，2020，39（08）：218-20.