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银耳多糖的提取、生物活性及其应用概述

2023-03-15马传贵张志秀

食用菌 2023年6期
关键词:银耳多糖小鼠

马传贵 张志秀 肖 宝 隋 欣

(1 北京京诚生物科技有限公司,北京 大兴 102600;2 中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所,天津 300192;3 黑龙江汤原县农业农村局,黑龙江 佳木斯 1574700)

银耳Tremella fuciformis,又名白木耳、雪耳,是人们日常生活中常见的食用菌,有“菌中之冠”的美称[1]。银耳的子实体呈凝胶状,颜色为白色或淡黄色,由10余片薄而多皱褶的扁平形瓣片组成。银耳富含蛋白质、多糖和膳食纤维,能量和脂肪含量低,是一种受欢迎的食药用菌。从银耳子实体、发酵液中提取纯化的银耳多糖,具有免疫调节、抗肿瘤及抗氧化、抗衰老等多种生物活性。笔者对银耳多糖的提取纯化方法、银耳多糖的生物活性研究及应用进行综述,以期为银耳多糖的研究及其开发应用提供参考。

1 银耳多糖的提取及纯化

银耳多糖的提取及纯化是研究和解析多糖结构、生物活性的关键步骤,对多糖的纯度、产量、结构及生物活性等有重要的影响。银耳多糖传统的提取方法有热水提取法、酸或者碱浸提法及酶解提取法等。安星亮等[2]通过响应面法优化热水提取法提取银耳多糖的工艺,得到最佳的提取工艺:料(g)液(mL)比1∶79,提取温度91 ℃,提取时间5 h,银耳多糖的提取率为20.30%。鲍会梅[3]通过优化银耳多糖酶解法提取工艺,得出最佳工艺条件:纤维素酶1.5%,中性蛋白酶2.0%,温度50 ℃,pH 4.5,提取时间60 min,多糖提取率为15.40%。安星亮等[4]采用热水提取法提取干、鲜银耳多糖,相同的提取条件为提取时间5 min,料(g)液(mL)比1∶80,提取温度100 ℃,干、鲜银耳多糖提取率分别为22%、52%。同时银耳多糖提取工艺在不断优化,新的提取方法有超声提取法、微波提取法及超高压提取法等。例如,陈婵等[5]优化超声波提取银耳蒂头粗多糖的工艺,得到最佳工艺条件:料(g)液(mL)比1∶90,超声功率50 W,提取时间100 min,提取温度为50~80 ℃,银耳多糖的提取率为36.38%。杨嘉丹等[6]优化微波辅助提取银耳多糖工艺,得到最佳的提取工艺:料(g)液(mL)比1∶50,微波功率400 W,微波提取时间2 h,提取温度为95 ℃,银耳多糖的提取率为33.25%。张闪闪等[7]研究得到最佳的加压热水提取银耳多糖的工艺条件:料(g)液(mL)比1∶80,提取温度120 ℃,提取压力1.0 MPa,提取时间40 min,银耳多糖提取率为70.25%。

上述方法提取的银耳粗多糖经过分离纯化技术去除混杂蛋白质、无机盐等杂质后,才能获得纯银耳多糖。王昭晶等[8]通过DEAE-Sepharose CL-6B和Sephadex G-100 柱色谱分离纯化银耳糖,最终得到TABW-Ⅱ、TFBW-Ⅱ、TEPW-Ⅱ和TSPW-Ⅰ四种多糖,相对分子量分别为26×103、11×103、21×103、356×103。张庆等[9]对提取的段木、代料栽培银耳粗多糖采用sevage 法脱蛋白,结果两种银耳粗多糖蛋白质残留量分别为2.65 mg/mL、0.45 mg/mL,且银耳多糖中葡萄糖的质量比为13.62∶2.43。马素云等[10]采用酶-Sevage法去蛋白、离子交换层析和凝胶过滤层析纯化后得到银耳纯多糖TFP1,主要由甘露糖、葡萄糖醛酸、木糖、岩藻糖4 种单糖组成,根据反相高效液相色谱洗脱的峰面积计算不同单糖的物质的量比为5.78∶0.7∶1.1∶1。

2 银耳多糖的生物活性

2.1 抗氧化及抗老化活性

免疫系统随着人体衰老而逐渐衰退,如循环T细胞增殖减少,则会引起促炎性白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)增加,NK 细胞活性降低等[11]。研究发现,银耳多糖可提高机体器官中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的水平,并降低丙二醛(MDA)、脂褐素(LP)含量,以实现抗氧化和抗衰老功效[12]。赵明月等[13]向D-半乳糖致衰老小鼠腹腔注射银耳多糖,结果发现银耳多糖可以提升小鼠衰老皮肤中羟脯氨酸及透明质酸含量,提高小鼠血清、肝脏、心脏部位GSH-Px、SOD 活性并降低MDA 含量,进一步表明银耳多糖的抗氧化、抗衰老活性。徐晓飞等[14]发现银耳多糖能够极显著提高血清、肝脏和心脏部位GSH-Px、SOD 活性并降低MDA 含量,且逆转D-半乳糖所致小鼠结肠部位肠道中短链脂肪酸(SCFAs)浓度的改变。徐晓飞等[15]分析两种商业化银耳多糖WSK、BETA 对小鼠抗衰老的作用,发现相比于WSK,BETA 可极显著提高小鼠皮肤中的羟脯氨酸、透明质酸含量,以及小鼠肝脏、心脏中的SOD、GSH-Px 活性,因此BETA 具有更好抗皮肤衰老的作用。

2.2 抗肿瘤及免疫调节活性

研究发现,银耳多糖具有调节机体免疫和抑制肿瘤生长的作用,其对肿瘤的抑制作用是通过中间宿主效应实现,即增强机体对肿瘤的免疫力。CHEN[16]研究发现银耳多糖可以抑制Hep G22 细胞的生长,且50 mg/mL 剂量的抗肿瘤活性就达92%。庞良芳[17]研究发现,银耳多糖可以减轻肿瘤患者化疗的副作用,并完善患者自身的免疫系统,提高其对癌症抵抗力。

多糖主要通过巨噬细胞发挥免疫功效,巨噬细胞会对感染、肿瘤、炎症做出反应。巨噬细胞通过吞噬方式直接杀死病原体,并呈现抗原以引发免疫应答。巨噬细胞产生大量生物活性分子,包括一氧化氮(NO)、活性氧(ROS)和细胞因子[瘤坏死因子TNF-α、白介素(IL)-1α、IL-1β,用于防御IL-6、IL-10]。SHI等[18]研究发现银耳多糖可以逆转铜绿假单胞菌感染的烫伤小鼠中CD4+T 细胞的增殖和极化效应,从而降低IL-10 水平。RUI 等[19]研究发现,银耳多糖可抑制环磷酰胺诱导的小鼠白细胞减少,且白细胞增加依赖剂量。王第亮[20]研究发现,篮球运动员高强度运动后服用银耳多糖,其免疫球蛋白水平显著升高,TNF-α 含量、IL-10 水平显著降低,表明银耳多糖可有效调节篮球运动员在大负荷运动之后产生的运动性免疫抑制。史振伟等[21]采用烧伤后小鼠腹腔注射铜绿假单胞菌制作脓毒症并予以银耳多糖干预,发现银耳多糖干预后小鼠IL-10、IL-4的分泌量显著降低,IFN-γ的分泌量显著增加。并且最终指出银耳多糖可以通过降低IL-10 的分泌抑制CD4+CD25 highTregs 对CD4+T 淋巴细胞增殖和极化的影响,并诱导CD4+T淋巴细胞向Th1分型,从而使机体免疫活性增强。

2.3 抗炎活性

GAO 等[22]首先报道银耳多糖的抗炎活性,指出银耳多糖能够诱导单核细胞产生白介素-1(IL-1)、IL-6、肿瘤坏死因子(TNF)。LEE等[23]研究证明银耳多糖在小鼠单核巨噬细胞白血病细胞中的抗炎作用,且指出脂多糖诱导的iNOS/NO、COX-2/PGE 2被银耳多糖有效抑制。谢玲娜[24]研究发现,银耳多糖能明显改善造模后小鼠背部皮肤特应性皮炎样症状,减少表皮层的异常增厚,且能显著降低血清中免疫球蛋白E 的含量,进一步抑制炎症因子(IL-4、IL-6、IL-13)的表达。曹铭等[25]发现银耳多糖WSK可以强化皮肤屏障,减少皮肤中炎症因子IL-1β、IL-6、IL-10、TNF-a 产生;同时进一步指出因WSK中葡甘聚糖特有的大分子结构,建议将其应用到护肤品中起到保湿、抗过敏的作用。

2.4 抗辐射活性

目前天然高效的植物多糖在防晒产品中的应用开始广受关注。银耳多糖也被发现具有显著的抗辐射活性。王晓琳等[26]发现磷酸酯化银耳多糖能够显著增高137Csγ 射线辐射损伤小鼠骨髓有核细胞数、白细胞数、脾指数、胸腺指数。韩英等(2012)[27]也发现银耳多糖可以显著减轻8Gy 伽玛射线照射小鼠的皮肤损伤,且使小鼠外周血中血红蛋白含量、白细胞数、红细胞数保持较高水平。

2.5 其他生物活性

银耳多糖除了以上生物活性外,还被发现具有降血糖、降胆固醇活性[28],修复大脑记忆障碍的作用。PARK 等[29]在研究银耳多糖对三甲基锡诱导的大鼠学习和记忆缺陷模型的影响时,发现银耳多糖以剂量依赖性方式显著增加PC12 细胞上的轴突生长,加强大脑中的葡萄糖代谢,与对照组相比,环磷腺苷效应元件结合蛋白(CREB)神经元的数量增加了134%。

3 银耳多糖的应用

首先,银耳多糖具备透明质酸和胶原蛋白的特点和功效,因此表现出极强的保湿、抗老化、抗氧化、增加皮肤弹性、抗炎、抗辐射等功效。因此银耳多糖常被应用于化妆品中,成为天然高效的化妆品添加剂。吴依娜[30]用银耳多糖乳化增稠橄榄油制备橄榄油精华液,发现其乳化体平均粒径约153 μm,且均一稳定。同时,王久莹[31]用提取的胞外粗多糖开发出三种化妆品(胞外多糖爽肤水、润肤乳及保湿面霜),进一步验证发现这三种化妆品的细胞毒性极低,且对损伤细胞具有一定的保护作用。

其次,银耳多糖含多种高分子多糖物质,具有一定的乳化和保湿作用,因此也可以作为食品添加剂应用到食品行业。刘炳莉等[32]发现添加0.5%银耳多糖能够抑制鲜湿面水分迁移,且能够获得有效改善鲜面条黏连的效果。朱艳云[33]提出基于银耳多糖的复配凝胶配方:卡拉胶-魔芋胶复配胶配比为质量比3∶2,乳清分离蛋白添加量为2%,银耳多糖添加量为0.5%,蔗糖添加量为8%,柠檬酸添加量为0.1%,CaCl2添加量为0.1%,且将优化配方的银耳多糖果冻和市售果冻进行感官和质构性能的对比之后发现其口感更好。

最后,银耳多糖表现出较强的免疫调节、抗肿瘤及抗炎,降血糖、降胆固醇等诸多生物活性,同时也能够有效改善记忆力,促进肠道中有益菌的形成。因此目前在医疗保健领域中,诸多厂商和相关研究人员将银耳多糖应用到药物研发和保健品开发,例如,制作银耳软糖、银耳多糖片应用于不同情况临床保健治疗。

4 展望

银耳是一种药食同源的食用菌,富含各类营养物质,银耳多糖作为银耳的主要活性成分,近些年被广泛关注与研究,但大多数应用都处于基础研究阶段,且对其具体作用机制的研究相对较少,限制银耳多糖的应用。因此未来一方面需要优化银耳多糖提取纯化技术,另一方面加强对其功效作用的挖掘,为银耳多糖在食品、化妆品、药品和保健品中的应用提供理论指导。

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