桑黄类真菌抑菌活性研究

周洪英 孙 波 王卓仁 刘启燕 赵会长 吴洪丽

(湖北省农业科学院经济作物研究所，武汉 430064)

药用真菌桑黄Sanghuangporussanghuang是担子菌门Basidiomycota、蘑菇纲Agaricomycetes、锈革菌目Hymenochaetales、锈革菌科Hymenochaetaceae 的大型多孔菌，在我国多个古籍中流传逾两千年。1968年日本学者发现其显著的抗肿瘤活性[1-2]，开启了桑黄研究的热潮。由于形似桑黄的真菌种类众多，不易从形态学进行鉴别，因而对桑黄种类的认知经历了长期而复杂的过程，在民间使用经验与现代生物技术手段相结合后，学术界对桑黄种类的认识和拉丁学名日渐清晰。

除了常规的抗肿瘤、抗氧化、抗炎症活性外，桑黄类真菌抑菌活性也受到越来越多的关注。WTO 统计发现，耐药性微生物可造成呼吸道疾病、脑膜炎等多种传播疾病[3]。桑黄类真菌中的抑菌活性物质丰富多样，是缓解微生物耐药性问题的宝贵资源，有着巨大的开发前景。桑黄类真菌抑菌活性与其浓度正相关，且受活性物质提取工艺影响。本文简述桑黄及其与形似真菌的关系，整理了现有桑黄类真菌抑菌活性的研究结果，以期为桑黄类真菌抑菌活性物质的开发利用提供参考。

1 桑黄属及其形似真菌

自古以来东亚民间使用经验以及日本学者二十世纪60 年代的研究表明，桑黄为生长在桑树上、质地较硬、背面黑褐色、腹面黄色的一种多孔菌。

形态学研究和系统发育分析表明，真正的桑黄是一个新种，命名为InonotussanghuangSheng H. Wu, T. Hatt. & Y.C. Dai，只生长在桑属Morus活立木上，主要分布于中国、日本、韩国和缅甸等。随后多基因片段分析结果表明，桑黄及相近种类在系统发育中形成了一个独立的分支，是新属桑黄孔菌属SanghuangporusSheng H. Wu, L.W. Zhou & Y.C.，桑黄的拉丁名也调整为Sanghuangporussanghuang，对应的中文学名为桑树桑黄，是该属唯一生长在桑树上的真菌。桑黄孔菌属目前共有14个种，还包括漆树桑黄S.toxicodendri、栎树桑黄S.quercicola、杨树桑黄S.vaninii、暴马桑黄S.baumii(即P.baumii)、环区桑黄S.zonatus、小孔忍冬桑黄S.lonicericola、锦带花桑黄S.weigelae、高山桑黄S.alpinus、韦尔桑黄S.weirianus，以及四个中国未发现的种：皮氏桑黄S.pilatii、木质桑黄S.ligneus、大孔忍冬桑黄S.lonicerinus、小囊桑黄S.microcystideus。

木层孔菌是桑黄属的形似真菌。Phellinuslinteus(裂蹄木层孔菌)或P.baumii曾被普遍用作桑黄的学名。系统发育分析表明，和桑树桑黄近缘的P.linteus等种类，也是一个新属热带孔菌属TropicoporusL.W. Zhou, Y.C. Dai & Sheng H. Wu。我国学者也把火木层孔菌P.igniarius当做桑黄，广义的火木层孔菌目前已知有15 种，但火木层孔菌生长于阔叶树上，未见寄生桑树的报道。木层孔菌属为二系菌丝系统，子实体同桑黄属一样质地坚硬，早期依据形态特征分类曾将桑黄属的真菌列为木层孔菌属。

粗毛纤孔菌Inonotushispidus(Bull.) P. Karst.被认为生境、形态特征和药用功效等方面与古籍中的中药桑黄特征相符，生长于阔叶树和桑树上，在新疆南部，该种主要寄生在40年以上的古老桑树上，当地人民将其作为“桑黄”采集入药。因古人认知能力和鉴别技术水平差异，古籍难以作为确定桑黄种类的依据。且纤孔菌属为一系菌丝系统，质地较软，桑黄属为二系菌丝系统，子实体坚硬，两者差异明显，且系统发育分析表明粗毛纤孔菌与桑黄属亲缘关系并不相近。[4]

2 桑黄类真菌单一成分抑菌活性

2.1 多糖

多糖是食药用菌的主要活性物质，是食药用菌研究的热点，抑菌活性的报道相应较多。

桑黄类真菌多糖具有一定的抑菌效果。杨树桑黄多糖对金黄色葡萄球菌Staphylococcusaureus、大肠杆菌Escherichiacoli的MIC均为 4 mg/mL；暴马桑黄多糖对金黄色葡萄球菌的MIC为4 mg/mL，对大肠杆菌的MIC为8 mg/mL，上述3种8 mg/mL内对白色念珠菌Candidaalbicans效果不明显；松木层孔菌Phellinuspini多糖对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、表皮葡萄球菌的MIC分别为 4 mg/mL，8 mg/mL，4 mg/mL。[5]

2.2 黄酮

桑黄类真菌黄酮类化合物具有一定的抑菌效果。杨树桑黄总黄酮对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、表皮葡萄球菌S.epidermidis、铜绿假单胞菌Pseudomonasaeruginosa的MIC均为4 mg/mL；暴马桑黄总黄酮对大肠杆菌和铜绿假单胞菌的MIC均为8 mg/mL，对金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌的MIC分别为 4 mg/mL和2 mg/mL；松木层孔菌总黄酮对金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌的MIC均为4 mg/mL，对大肠杆菌和铜绿假单胞菌的MIC均为8 mg/mL。[5]

2.3 培养物粗提物抑菌活性

桑黄类真菌抑菌活性研究中，子实体、菌丝体粗提物以及发酵液是常用的样品。

暴马桑黄子实体1～10 mg/mL水提物、0.1～5 mg/mL乙醇提取物，都对牛乳中有害细菌、真菌抑制效果明显,控制巴杀牛乳中菌群总数变化的同时，对有益菌无显著影响,与乳制品中应用最广的乳酸链球菌肽Nisin等抑菌剂相比，具有广谱抑菌性，可用于生产乳品抑菌剂[6-7]，其子实体乙醇提物的正丁醇萃取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和异常汉逊酵母Hansenulaanomala都具有较强的抑菌效果，最小抑菌浓度分别为0.3125 mg/mL、0.6250 mg/mL和0.3125 mg/mL[8]。

暴马桑黄子实体有机提取物浓度为40.96 mg/mL时，对指示菌大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽胞杆菌Bacillussubtilis有抑菌活性，石油醚提取物对指示菌抑制率分别为35.33%、40.49%和10.96%，各浓度均对枯草芽胞杆菌有抑制作用，对各指示菌的MIC为2.048～4.096 mg/mL；氯仿提取物对指示菌抑制率分别为15.09%、44.22%、10.13%，对大肠杆菌的MIC为2.048 mg/mL，对金黄色葡萄球菌和枯草芽胞杆菌的MIC均大于4.096 mg/mL；乙酸乙酯提取物对各指示菌抑制率分别为37.7%、32.04%和8.90%，对各菌的MIC分别为1.024 mg/mL、4.096 mg/mL和4.096 mg/mL；丙酮提取物对各指示菌抑制率分别为32.98%、33.50%和11.34%，对各指示菌的MIC分别为0.512 mg/mL、1.024 mg/mL和2.048 mg/mL；甲醇提取物对指示菌抑制率分别34.69%、2.37%～9.48%和6.81%，低浓度下对金黄色葡萄球菌没有抑制作用，对各指示菌的MIC分别为2.048 mg/mL、4.096 mg/mL和大于4.096mg/mL。[9]暴马桑黄子实体正丁醇提取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和异常汉逊酵母都具有较强的抑菌效果,对各指示菌的MIC分别为0.3125 mg/mL、0.625 mg/mL、0.3125 mg/mL。[10]

火木层孔菌液体发酵菌丝体6种提取物(甲醇提取物、70%乙醇提取物、乙酸乙酯提取物、石油醚提取物、正丁醇提取物和水提物) 和发酵液均对测试菌株金黄色葡萄球菌、枯草芽胞杆菌、大肠杆菌、普通变形杆菌Proteusvulgaris、肠炎沙门氏菌Salmonellaeenteritidis和鼠伤寒沙门氏菌S.typhimurium具有较好的抑菌活性，其MIC为0.156 3～0.625 mg/mL，正丁醇提取物MIC仅为0.156 3～0.312 5 mg/mL，具有广谱抑菌活性，且对金黄色葡萄球菌的抑菌活性有较好的热稳定性。其中甲醇提取物抑菌活性显著，甲醇提取物乙酸乙酯萃取部的抑菌活性最强。热处理及紫外线照射对提取物抑菌活性没有明显影响；随着介质pH值的增大，提取物抑菌活性呈下降趋势。表明该种抑菌活性物质的主要存在部位为菌丝体甲醇、正丁醇提取物及发酵液。[11-12]火木层孔菌正丁醇提取物抑制白念珠菌生物膜的形成，50%生物膜形成的最低浓度SMIC50为1 024 μg/mL；形态学观察和显微观察结果表明白念珠菌菌落受到影响白念珠菌生物膜的形态和活性被抑制，生物膜相关基因HWP1的表达水平明显下调，而ALS1基因的表达水平明显上调。[13]

泰山桑黄菌丝体多糖对金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门氏菌、大肠杆菌和福氏志贺氏菌Shigellaflexneri均存在一定抑制作用，80 mg/mL以内浓度下对白假丝酵母菌Candidaalbicans和黑曲霉Aspergillus没有明显的抑制作用[14]。

淡黄木层孔菌Phellinusgilvus子实体水提取物醇沉后的上清，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和白色念珠菌具有一定抑菌效果：10%的提取物对所有试验菌的抑菌环均大于 8 mm，75%的提取物作用1 h，对上述供试菌的抑菌率均值分别为64.8%、50.2%、51.2%和45.2%[15]。

粗毛纤孔菌70%乙醇提取物高剂量(40.96 mg/mL)对大肠杆菌的抑制率达40.35%，但对金黄色葡萄球菌、枯草芽胞杆菌均没有明显活性，其主要化合物Hispidin对供试菌株无抑菌活性[16]。

椭圆嗜蓝孢孔菌Fomitiporiaellipsoidea在福建中北部地区当做桑黄来使用，其子实体甲醇提取物(20 mg/mL)对大肠杆菌ATCC8099抑制率为25.36%[17]。

3 桑黄抑菌活性的深入开发研究

银纳米粒子(AgNPs)广泛用于抗菌敷料以解决抗生素耐药性问题。但传统还原银纳米粒子的方法通常有毒性，为了克服毒性问题，桑树桑黄多糖用作绿色还原剂制备3～35 nm银纳米粒子。桑树桑黄银纳米粒子(FSHPs-Ag)与壳聚糖溶液混合后冻干，制得壳聚糖桑黄银纳米粒子多孔海绵敷料(CS-FSHPsAg)，其内部空洞在50～100 μm，具有良好的溶胀和保水性，为伤口提供湿润环境。一定银纳米粒子浓度下可抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，且几乎没有细胞毒性。用于动物伤口涂敷时，促进伤口收缩和内部组织生长的效果优于Aquacel Ag，表明该材料用作理想的伤口敷料具有巨大潜力。[18]

4 展 望

抗生素滥用导致的微生物耐药性已成为全球性问题，我国是抗生素生产、使用大国，抗生素使用量是其他国家的几倍，是抗生素滥用的重灾区，严重威胁人类健康[19]。 微生物耐药性问题亟待解决，挖掘自然资源中的抗菌物质是解决微生物耐药性的重要途径之一，挖掘新的高效绿色抗菌成分迫在眉睫。

上述研究表明，桑黄类真菌抑菌活性良好，食药用菌源抑菌成分与抗生素联合使用可提高抑菌活性，减少耐药性产生，具有广泛的应用前景。目前的研究样品以培养物粗提物为主，缺乏单一成分的研究，不利于主要抑菌活性物质及其机理等深入研究工作的开展。使用多组学联合、活性物质分离鉴定等技术手段，有望发掘出更多抑菌活性物质资源，并深入理解其代谢和抑菌机理。此外，由于桑黄类真菌种类极具多样性，在其种类已经明晰的背景下，桑黄类真菌各研究工作开展前应清楚样品的种属，并规范使用拉丁文学名。

桑枝栽培的桑黄类真菌，因其子实体活性成分高和功效好受到推崇，桑枝栽培桑黄类真菌规模随之扩大。每年子实体采收后产生相当规模的菌糠，常规食用菌菌糠仅少部分用作畜禽饲料、有机肥料，大部份常作为农业废弃物丢弃或燃烧，造成大量浪费和污染环境。但菌糠中留有大量菌丝体，同样富含丰富的抑菌活性成分。桑黄类真菌菌糠中抑菌物质的发掘利用，为绿色抗菌成分生产提供资源和原料，可进一步丰富蚕桑行业的内涵，延长产业链，还可提高食药用菌生产中菌渣的利用效率，进一步推动绿色循环农业的发展。