灰树花化学成分及质量标准研究进展
2021-03-30郑传奇支永明
◎ 郑传奇,王 勋,陈 华,王 秋,支永明,刘 波
(贵州黔西南喀斯特区域发展研究院,贵州 兴义 562400)
灰树花(Grifola frondosa (Fr.) S. F. Gray)是一种极具开发前景的高档珍稀食、药两用菌[1],属担子菌亚门,层菌纲,无隔担子菌亚纲,非褶菌目,多孔菌科,灰树花属,性甘、味平,具有益气健脾,补虚扶正的功效[2]。灰树花属于中温型、喜光、好氧的木腐菌[3]。其子实体肉质脆嫩,由匙状、扇状或舌状的菌盖叠生而成[4],因含有与鲜味有关的天门冬氨酸与谷氨酸含量较高,所以味如鸡丝,有“食用菌王子”和“华北人参”的称呼[5]。灰树花因生长环境不同,别名多样,如河北称其栗蘑,浙江称其云蕈,四川称千佛菌,日本则叫舞茸。其主要分布于俄罗斯、日本与中国。因其较高的食用价值及显著的药理作用,近年来,作为保健食品及抗癌药物,风行于日本和北美市场[6]。
灰树花营养丰富,其子实体干品含脂肪1.7%,蛋白质31.5%,粗纤维10.7%,灰分6.41%,碳水化合物49.69%,蛋白含量比其他多种菌物要高,是香菇的2倍[7]。其化学成分种类较多,主要包括多糖、多酚、肽类等,且各成分均有显著的药理活性,特别是多糖,具有明显的抗肿瘤、抗病毒、改善免疫系统等功能[8]。随着灰树花药理活性及保健功能日益显现,市场需求量逐渐增加,因此,国内多地均加大了对灰树花的研究和种植,使得灰树花产量有所提高,但是其质量差异也比较大,突出了灰树花质量标准制定的重要性,笔者在查阅大量文献的基础上,对灰树花的化学成分及质量标准研究进行综述,为进一步深入研究灰树花的化学成分、药理作用、质量标准等方面提供研究资料和方向。
1 化学成分
1.1 多糖
多糖是灰树花的主要化学成分及活性成分,可分为结构多糖和胞外多糖两类,且不同地域或不同提取方法所得到的多糖存在差异,汪维云等[9]研究结果显示,灰树花胞外多糖分子量小于胞内多糖,相对分子质量大于45 000 的胞外多糖具有生物活性,小于 10 000 的则几乎没有活性。灰树花多糖为杂多糖,其单糖有葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖等,以D-葡萄糖为多见,结构多含β-1,6 及β-1,3 糖苷键的葡聚糖[10]。日本神户药科大学的Nanba 最早提出了多糖的D-组分和MD-组分,D-组分分子结构为β-1,3 支链的β-1,6- 葡聚糖与β-1,6 支链的β-1, 3-葡聚糖,MD-组分分子结构含β-1,3 和β-1,6 糖苷键的β-葡聚糖,继MD-组分分离提取之后,Nanba 又分离出MZ-组分,分子结构为β-1,3 及β-1,6 支链的β-D-葡聚糖,随后,Zhuang 等[11]又从灰树花中分离到SX-组分,β-1,3 分支或α-1,4 分支的β-1,6-葡聚糖。Hiroaki 与Nanba 等对灰树花中多糖或蛋白聚糖的D-组分、MD-组分、MZ-组分、X-组分进行了结构分析及相关药理实验[12-13]。MD-组分的分子结构与MZ-组分相似,在体内和体外均能活化巨噬细胞[14], X-组分多糖分子结构为α-1,4 分支的β-1,6-葡聚糖。X-组分、SX-组分均具有较好的抗糖尿病作用,而 D-组分是具有很强生物活性的蛋白聚糖,为酸不溶性热水提取物,可以激活NK 细胞,达到机体免疫的作用[15],此外,Mizuno 等[16]从灰树花子实体中分离出具有抗肿瘤作用的5 种多糖组分,Yang 等[17]从灰树花菌丝体中分离出GFPS1b 组分,经过结构分析,表明该组分与先前D-组分的多糖结构有差异,GFPS1b组分主链含α-1,4 和α-1,3 的糖苷键,另外,从灰树花菌丝体中分离出EX-GF-Fr.1、2、3 三种组分。Ohno 等[18]利用水提法从灰树花中提取到多糖Grifolan(GRN),具有显著抗肿瘤作用。Ying 等[19]从灰树花子实体中得到具有明显抑制内皮细胞增殖作用的多糖GFPW,其组成包括三部分,α-1,6-吡喃半乳糖残基骨干、α 末端的甘露糖和α-O-2 的1,3-岩藻糖残基。Mao 等[20]从灰树花分离到1 种既有免疫调节作用又有抗肿瘤作用的多糖GP11,GP11 由D-葡萄糖、D-甘露糖、和D-半乳糖三种组成。Li 等[21]从富硒灰树花中分离到1 种与GP11 具有相同药理活性的富硒多糖,称为Se-gp11,通过结构分析表明,Se-gp11 以随机线圈结构的球形存在,由n(葡萄糖):n(甘露 糖):n(半乳糖)=1 ∶2.41 ∶4.91 组成。灰树花多糖种类繁多,具有多种药理活性,在抗肿瘤、抗糖尿病、抗病毒、抗高血脂及免疫调节等方面具有显著的疗效[22],具有广阔的开发利用前景。
1.2 多酚类
目前从灰树花中分离出的酚类化合物较少,主要有阿魏酸、2-羟基丁二酸、二羟基苯乙酸、4-羟基苯甲酸、咖啡酸、香豆酸、3-羟基白藜芦醇、白藜芦醇[23]、表儿茶素没食子酸酯、对香豆酰奎尼酸、对香豆酰基酒石酸[24]等,酚类化合物主要具有抗氧化的药理 作用。
1.3 甾类成分
目前,国内外研究者从灰树花中分离出甾类化合物20 余种,主要是甾醇类及其衍生物,主要有5α,8β-过氧麦角甾-6,22-二烯-3β-醇、麦角甾醇、3β,5α,6β-三羟基麦角甾醇[25]、麦角甾醇过氧化物,此外还有麦角甾-4,6,8,22,-四烯-3-酮等。
1.4 其他类成分
除以上提及成分外,灰树花还含蛋白质、微量元素以及香豆素[25]、生物碱、烟酸、肽类、琥珀酸、甘露醇、甘菊蓝、2-甲酚及脂肪酸等成分。杨生兵等[26]对灰树花发酵菌丝体与子实体进行分离鉴定,从发酵菌丝体中鉴定出挥发性成分94 种,多以酮类、醛类和酯类为主,而从子实体中鉴定出挥发性成分62 种,主要以醇类、酮类和醛类为主。
2 质量标准
目前,《中国药典》未收载灰树花药材,其质量标准研究较少,因此,对目前已有灰树花质量标准研究的相关文献进行归纳总结,旨在为灰树花药材的开发利用、保证中药材质量、推动中药现代化研究提供方向。
2.1 性状鉴别
2.1.1 灰树花鲜品性状鉴别
灰树花子实体呈肉质,有柄或无柄,多分支,具匙形或扇形菌盖,重叠成丛,宽达40~60 cm、厚2~7 mm, 菌盖直径2 ~7 cm,菌盖有灰色、灰白色、淡褐色等[27-28];嫩菌表面有细毛,老后光滑,具放射状条纹,边缘薄,有一圈不规则尖凸,菌肉白色,内卷;菌管延生,孔面白色至淡黄色,管口呈多角形;孢子无色,光滑,卵圆形至椭圆形;菌丝壁薄,无锁状联合,具分枝与横隔[29-30]。
2.1.2 灰树花干品性状鉴别
子实体干品呈珊瑚状,质地脆而坚;菌盖表面较鲜品深,为浅褐色或灰褐色,背面孔状,折断时粉尘散落;具浓郁的香气,手触碰后有特殊的香气残留在手指间;将干品浸在水中,灰树花体积膨胀,水被染成淡黄色。将其进行火试,燃烧时有白色烟雾飘散,菌柄有木材燃烧的味道,烧完略有油状物残留[10]。
2.2 显微鉴别
隆毅等[31]对不同生境的灰树花子实体粉末性状进行鉴别,结果为子实体粉末呈类白色或浅灰黄色,光滑,易在手上粘附,气微、味淡。显微镜下可见众多菌丝,多弯曲成团或平行呈束密集排列,少有分枝、壁较薄,无锁状联合,具横隔,直径5.5 ~10 μm;担孢子椭圆形至卵形,光滑、偶见棕色块状结晶及子实体层等。刘佳[10]对灰树花进行显微研究,结果为灰树花菌丝无色壁薄,直径2 ~4 μm,多数具分枝,无锁状联合,有横隔。孢子椭圆形,一端稍尖,光滑,无色,与隆毅的研究有少许差异。
2.3 薄层鉴别
2.3.1 薄层层析鉴别
灰树花薄层鉴别方法基本属于空白,隆毅[31]按照薄层色谱方法,以精氨酸为对照品溶液,吸取灰树花供试品溶液点于硅胶G 薄层板上,以正丁醇-冰醋酸-水(3 ∶2 ∶1)为展开剂,用茚三酮显色,在日光下检视,在同对照品相应的位置上,可见紫红色斑点出现。
2.3.2 全息薄层色谱鉴别
隆毅[31]研究表明,以麦角甾醇为对照品溶液,将供试液点于硅胶GF254 薄层板上,以环己烷-乙酸乙酯-甲酸(8 ∶4 ∶0.5)为展开剂,在紫外灯254 nm、365 nm 下检视,再喷以2%香草醛-硫酸乙醇溶液,日光下检视,均可见与对照品相同的斑点。
2.4 主要成分含量测定
2.4.1 多糖的测定
灰树花多糖是灰树花的主要活性成分,也是目前研究的热点,以灰树花多糖为主要成分制成的剂型较多,如保利生胶囊、舞茸精滴剂、麦特消胶囊等,因此,灰树花多糖能在一定程度上反映出其药材质量,可作为质量控制的指标之一。隆毅等[32]采用蒽酮-硫酸法,结合正交试验确定最佳提取工艺,测定不同产地灰树花粗多糖与可溶性糖的含量,结果18 批不同产地灰树花粗多糖含量为8.17%~34.82%,可溶性糖为27.46%~55.65%。樊懿娜等[33]采用热水法提取灰树花多糖,以葡萄糖为对照品,用苯酚-硫酸法,于490 nm波长处测定标准品和3 个供试品溶液的吸光度,结果3 个供试品葡萄糖含量分别为21.7%、21.3%和20.9%。孙耀[34]采用正交试验确定灰树花多糖水提醇沉最佳工艺条件,测定中性糖含量为43.68%,并对提取到的灰树花粗多糖理化性质进行了研究。顾华杰等[35]采用蒽酮-硫酸法、费林滴定法、苯酚-硫酸法、3,5-二硝基水杨酸法4 种方法,测定发酵液中灰树花菌丝体的胞外多糖和胞内多糖,结果显示,3,5-二硝基水杨酸法测定胞外多糖较好,最佳吸收波长为490 nm,而苯酚-硫酸法测定胞内多糖较好,最佳波长为485 nm。
2.4.2 蛋白质的测定
灰树花所含蛋白质较高,且不同海拔生长的灰树花所含蛋白含量存在差异[36],李怡彬等[37]用不同废弃培养料栽培白灰树花和灰树花,并对其子实体中蛋白质进行测定,灰树花和白灰树花子实体含蛋白质量较高,平均含量22.95%,氨基酸总量均值为17.51%,二者的蛋白含量均高于香菇子实体。隆毅[31]对不同产地18 批灰树花中蛋白质含量进行了测定,采用考马斯亮蓝染色法测定蛋白含量,结果为全国18 批不同规格与产地的灰树花蛋白质含量无明显差异,建议拟定灰树花蛋白含量限度不得低15%。冯猛等[38]在液体培养条件下,测定了8 个灰树花菌株发酵液中蛋白质含量,结果显示,在接种后第7 d 发酵液中产生的蛋白质含量达高峰,最高含量为0.485 0 mg·mL-1,最低为0.308 9 mg·mL-1。
2.5 指纹特征图谱
指纹图谱技术是中药鉴别的重要手段,中药色谱指纹图谱是指不同产地中药及其制剂所共有的、具有特异性组分群,经色谱测定得到的特征图象或图谱。有关灰树花指纹图谱研究的文献报道较少,李小定[39]等采用糖腈乙酸酯气相色谱法,利用OV-1701 毛细管色谱柱对灰树花中7 种单糖的糖腈乙酸酯及内标肌醇六乙酰酯进行分离,并测定其多糖粗品及4 种等级的单糖组成。兰蓉等[40]采用超声波法提取灰树花中挥发油成分,利用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术分析鉴定,经NIST 谱库检索,鉴定出17 种化合物,主要为含酯类的挥发油成分,包括油酸酯和亚油酸乙酯等。贾瑞博等[41]构建了灰树花多酚高效液相色谱的分析测定法,采用液相色谱-质谱联用技术对多酚组分进行分离鉴定。
隆毅[31]对不同产地的18 批灰树花进行了系统的HPLC 指纹图谱研究,归纳其共有特征,并首次建立了不同规格灰树花水与甲醇提取液的HPLC 指纹图谱,对18 批灰树花指纹图谱数据进行相似度分析评价,结果相似度均大于0.9。杨海[15]建立了反映活性成分灰树花β-葡聚糖的药材指纹图谱,采用示差折光检测器(RID)进行检测时,可检出较为明显的指纹图谱峰7 个,且10 批药材的相似度均在0.95 以上;采用二极管阵列检测器(DAD)检测时,可检出共有峰 16 个,10 批药材的相似度在0.90 以上。
3 结语
灰树花是近年来开发的珍稀食药用真菌之一,除了具有丰富的营养物质可以作为菜肴食用外,其还含有多种活性成分,具有显著的药理活性。目前,对灰树花药理活性成分的研究主要集中在多糖,而对其他活性成分,如多酚、甾体、肽类等相对较少,希望后续研究者可以从这方面再进行深入研究。此外,随着灰树花药理作用及保健功能的日益显现,市场需求量逐渐增加,使得灰树花栽培日益增多,很多研究者对灰树花栽培技术进行了较为详细的研究,但是不同生境下生长的灰树花,其性状、营养成分、化学活性成分等存在差异,缺乏分级研究。对灰树花质量标准研究的文献报道较少,且存在少许差异,因此,可以扩大样品,选取灰树花鲜品与干品同时进行研究,质量标准的制定有利于保证中药材质量、推动中药产业化发展。因此,中药材质量标准的制定对推动中药产业现代化具有重大的意义。