竹荪多糖的提取工艺及其体外抗氧化性研究进展

李宇浩，马宇轩，罗婷，靳海松，韩伟

（华东理工大学药学院制药工程与过程化学教育部工程研究中心，上海市新药设计重点实验室，上海200237）

竹荪（Dictyophora Indusuata）又名竹笙、网纱菌、竹姑娘等，属于担子菌亚门（

Basidiomycotina

）、鬼笔科（

Phallaceae

），适合生长在含有大量枯竹残体和腐殖质的竹林里，我国常见的有长裙竹荪、短裙竹荪、红托竹荪、棘托竹荪4个品种，主要分布在四川、云南、福建等地。竹荪营养价值高，在我国食用、药用历史悠久，其在唐代《酉阳杂俎》中就有详细记载，是“色、味、香、形”四绝的“草八珍”之一，“菌中四珍”之首，素有“山珍之王”“菌中皇后”之称。在传统中医理论中，竹荪性温、味甘微苦，对活血益气、健脾胃、助消化有理想的疗效，是食疗的重要材料之一。竹荪含有多糖等多种有效物质。本文论述了竹荪多糖的提取工艺及其体外抗氧化性，以期为多糖类化合物提取和抗氧化类保健食品的研发提供帮助。

1 竹荪多糖的药理作用

在中国传统中医药学理论中，竹荪性凉，味甘微苦，十二经脉中属手太阴肺经与足厥阴肝经。《菌谱》《中华本草》等中医著作记载其有“宁神健体、益气补脑、润肺养阴、消炎止痛、清热利湿”的功效，对于肺虚、热咳、咽喉炎、风湿、痢疾等症有明显的缓解效果。现代科学研究表明，广泛存在于竹荪子实体细胞壁中的多糖等具有高活性的大分子物质，在抗肿瘤、抗氧化、抗血栓、增强免疫力等方面具有一定的功效。国外在二十世纪七八十年代就有竹荪多糖的相关报道。

1.1 抗肿瘤作用

国内外学者对于竹荪的研究发现，其提取物对肿瘤有一定抑制作用，其主要活性物质为竹荪多糖。林玉满等从短裙竹荪子实体中分离得到多糖Dd、Dd-S3P、Dd-2DE，从长裙竹荪子实体中纯化分离得到多糖DI、DiA、Di-S2P，从棘托竹荪中分离得到多糖DE2-2，经动物试验表明，其中Dd、Dd-S3P和DE2-2对小鼠肉瘤S180具有一定的抑制作用，抑制率分别为44.93%、31.3%、38.93%。赵凯等从红托竹荪子实体菌提取得到组分DRVP1和DRVP2，其中DRVP1在含量为1.0 mg/mL时，在体外对小鼠S180肿瘤的抑制率高达70%。杜昱光等在对竹荪深层发酵菌丝提取液进行实验时发现，其对小鼠S180肿瘤抑制率为40.63%。UKAI等研究发现，竹荪多糖T-4-N、T-5-N在小鼠体内5 mg/kg用量下即可抑制S180皮下移植瘤的生长，其抑制率为58%。Zhong等发现竹荪多糖PDI在体外直接抑制S180细胞生长，用5 mg·mL处理S180细胞72 h后，对S180抑制率为13.9%。

1.2 抗氧化作用

关于竹荪多糖抗氧化性的研究证明，竹荪多糖不仅在实验室体外化学体系中具备抗氧化活性，而且在动物实验中的抗氧化活性也表现良好。Deng等发现长裙竹荪多糖DIP具有较强的体外还原能力，能够有效清除DPPH自由基、羟自由基和超氧阴离子自由基。王蓓蓓等证明在0.2～1.2 mg·mL红托竹荪子实体粗多糖和Deng等发现的DIP效果类似，且其体外抗氧化性比BHT稍强，但较维生素C稍弱。Yu等发现棘托竹荪多糖溶液能够缓解双氧水所介导的PC12大鼠肾上腺嗜铬瘤细胞活力下降症状，并减少促凋亡蛋白Bax、半胱天冬酶Caspases-3和细胞色素水平，同时增加抗凋亡蛋白Bcl-2的含量，表明其抗氧化活性可能与抑制细胞凋亡等因素密切相关。

由于氧化胁迫与机体衰老以及神经退行性疾病、癌症等多种疾病的发生发展有关，并且已经证实某些抗氧化剂的确能够延缓衰老和防治氧化胁迫相关疾病，因此可以推知竹荪多糖存在某些和抗衰老、缓解氧化胁迫相关疾病的生物活性。

1.3 免疫调节作用

现代研究表明竹荪多糖具有免疫调节作用。上世纪UKAI等就已经从长裙竹荪子实体中得到具有免疫调节作用的直链甘露聚糖和葡聚糖。熊彬、郭渝南等经对照研究分别发现，竹荪菌托菌盖提取液能修复辐射损伤，促进免疫细胞分化，提高T细胞生长因子指数，激活免疫细胞，修复辐射损伤后的免疫抑制状态。推测其作用机理，可能是提取液中存在竹荪多糖，由多糖对生物机体的免疫作用进行调节。徐方等认为真菌多糖参与免疫的功能可能与其对白细胞介素、干扰素的促诱生作用及肿瘤坏死因子有关，也可能与多糖激活T细胞和B细胞的作用有关。杜昱光等则认为是竹荪多糖作用于免疫系统，明显提高了大鼠外周血T淋巴细胞的比例，增强了中性白细胞的吞噬能力，同时促进脾脏抗体的合成，从而增强动物的免疫功能。此外，民间传闻里还有红托竹荪可以治疗白血病，棘托竹荪能缓解脚气的偏方。

1.4 抑菌作用

黄庆斌等实验发现，竹荪多糖乙醇醇沉组分对青春双歧杆菌的增殖有明显抑制作用，随着分级醇沉浓度的不断上升，培养基中青春双歧杆菌的浓度图像呈现增大后持续减小的上凸曲线，当分级醇沉浓度达到80%时，抑制青春双歧杆菌体外增殖的作用最为显著。卢惠妮、蓝蔚青等分别发现棘托竹荪子实体提取物对单增李斯特菌和副溶血性弧菌有较好抑制作用。罗盛莲等研究结果证明，棘托竹荪子实体干粉乙酸乙酯浸膏对沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、蜡状芽孢杆菌等8种细菌都有明显的抑制效果。郝景雯等研究表明，长裙竹荪子实体粉乙醇提取物对细菌有很明显的抑制作用，而对酵母和霉菌的抑制作用较弱，究其抑菌机理，推测可能是由于竹荪内多糖物质对细菌细胞的细胞膜的破坏能力较强，从而导致细菌胞膜受损和细胞质溶出，致使其死亡。

2 竹荪多糖的提取工艺

如何提高竹荪多糖的得率，降低生产成本，并且不破坏多糖的生物活性，这对于减缓细胞衰老，延长细胞寿命，最终惠及人类、保护人体健康有着不可忽视的意义。竹荪多糖的提取方法总体有水提醇沉法、酶提取法、超声波辅助法、压力辅助法、微波辅助法等。

2.1 水提醇沉法

多糖类物质易溶于水，一般不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。水提醇沉法即为用水为溶剂将多糖进行萃取，再经历浓缩、乙醇结晶等步骤得到竹荪多糖。水提醇沉法是多糖提取的基本方法，本文介绍的多糖提取辅助方法均需要与水提醇沉法进行配合使用。

水提醇沉法的本质是将样品中的有效物质通过浸泡的方法进行提取，是天然物质成分由固至液提取最常见的方法。由于提取剂pH不同，其大致可分为热水浸提法和酸碱浸提法。热水浸提法主要提取结合态和非结合态的多糖，本质是萃取技术；酸碱浸提法是通过破坏多糖与其他物质结合的化学键，使多糖变为游离态后再进行提取。这其中以热水浸提法使用较为普遍，但由于成本较高、得率较低且存在污染问题，现在大多不单独使用水提醇沉法进行多糖提取。

在初中数学学习过程中，由于很多概念和知识都是初次接触，所以往往会唐学生在内心产生恐惧的心理，例如初中中刚接触的方程。因此对于方程这个知识点的教授应该采用数形结合的方式。将方程的知识与数形结合紧密联合起来，就可以将一道复杂难懂的方程题完美解答。例如方程中常见的追击等问题，都可以采用这种思维模式简答出来。

2.2 酶解提取法

对于竹荪多糖的提取，使用传统的水提醇沉法，多糖难以从细胞内释放出来，从而导致多糖得率低且成本高。而将酶解技术应用于天然产物的提取制备，不仅技术成熟、操作简便，而且成本较为低廉。叶敏将纤维素酶、果胶酶、蛋白酶等组成复合酶进行试验提取竹荪多糖，发现最佳工艺条件为复合酶浓度1.5%，酶解时间120 min，酶解温度50℃，pH值4.5，在此条件下多糖得率为7.98%，相较于单一使用水提醇沉法有明显增加。

2.3 超声波辅助法

超声波辅助法是利用频率在20～50 kHz的机械波，产生空穴效应、热效应和机械效应而实现的。当其作用于细胞壁，空穴作用产生的效果使液体微粒间发生猛烈的撞击作用，从而达到破坏细胞壁，加速细胞内容物溶解，使有效物质扩散后进行提取的目的，用以缩短提取时间和提高提取效率。

超声波辅助法是通过物理因素破坏细胞壁，因此其不对所提取物的结构、活性产生影响，且不受成分极性和分子量大小的限制，适用于绝大多数有效成分的提取，又因为其具有操作简单易行且提取料液杂质少，有效成分易于分离纯化等优点，在各类有机化合物的提取中应用广泛。

2.4 压力辅助法

当前文献中，有关竹荪多糖压力辅助提取的研究并不多见，更缺少该法下所得多糖的抗氧化活性的报道。王荣坤等通过压力辅助提取法，发现粗多糖提取率低，而纯度高达81.46%，纯多糖提取率介于水提醇沉法和超声波辅助法二者之间。在压力辅助条件下，竹荪多糖提取时间短、纯度高，对于多糖类物质的提取研究有所帮助。

2.5 微波辅助法

微波辅助提取法是指使用适当的溶剂在微波反应器中，使用频率在300 MHz至300 GHz的电磁波，利用电磁场的作用从样品中提取各种化学成分的技术。微波辅助提取是通过高频电磁波穿透萃取介质到达样品内部，使其吸收微波携带的能量或由于激发和瞬时极化释放的能量，导致细胞内部温度迅速上升，使细胞破裂，有效成分扩散至提取介质中，便于之后分离纯化。

微波辅助法具有加热迅速、节能高效、控制简便、环境友好、安全可靠等显著优点，并能够较好地完成存在于固体或半固体物质中的有机物提取，可有效使其与原有基体分离且保持原有结构等状态，尤其在热敏物质提取等方面具有特殊意义。

3 竹荪多糖体外抗氧化性研究

近年来，抗氧化作用是真菌多糖的重要研究方向之一。相比于其他外源性抗氧化剂，真菌多糖所具有的毒性低、副作用小、来源广等显著优点备受研究者们青睐。现有研究表明，多种真菌多糖能够清除自由基、提升抗氧化酶活性和抑制脂质过氧化性活性，从而起到延缓衰老的作用。从国内研究结果得知，竹荪多糖体外抗氧化性主要通过研究其对ABTS自由基、DPPH自由基、超氧阴离子等物质的清除能力来判定。

3.1 ABTS自由基清除活性作用

敢小双等通过实验发现，ABTS自由基会受到竹荪多糖的抑制作用，当竹荪多糖的浓度达到0.6 mg·mL时，ABTS自由基的清除率达到92.76%，抗氧化能力较好，故其可作为抗氧化剂进行储备。

3.2 DPPH自由基清除活性作用

DPPH自由基是在517 nm附近有强吸收(显深紫色)且溶于有机溶剂呈紫色的自由基。当与具有抗氧化性的样品反应后，DPPH自由基的褪色程度与其被清除程度成定量关系，因此可通过分析其褪色程度来检测样品的抗氧化性强弱。其常用于定量测定药品、食品和生物式样的抗氧化能力。

王荣琨等通过研究不同提取方法的竹荪多糖对DPPH自由基清除率的影响发现，超声波辅助提取的多糖对于DPPH自由基的清除能力是最强的，在竹荪粗多糖浓度为2 mg·mL时可以达到60.69%。敢小双等研究浓度对DPPH自由基清除率的影响时证明，随着质量浓度的增加，竹荪多糖对DPPH自由基的清除率逐渐增大，且当竹荪多糖浓度为25 mg·mL时，对DPPH自由基的清除率达到70.55%。林陈强等在实验中分别用水、乙醇和乙酸乙酯等溶剂对棘托竹荪菌盖破碎物进行浸泡提取，发现其中醇提物清除DPPH自由基的能力最强。韩乐等通过研究表明，棘托竹荪发酵菌丝体和发酵液的醇提物抗氧化活性均较好，并且其中菌丝体20%醇提物的抗氧化性最强，清除DPPH自由基的IC为0.012 mg·mL。

3.3 超氧阴离子基清除作用

巩贵丽等通过实验发现，不同浓度酶提所得的菌裙（柄）多糖对超氧阴离子有不同的清除能力：当多糖浓度从0.4 mg·mL增加到2.0 mg·mL时，各多糖对超氧阴离子的清除率逐渐增加，且增幅逐渐趋于缓和。当各种多糖浓度为2.0 mg·mL时，DIPs2对超氧阴离子基的清除率达到最高33.41%，其余依次为DIPs1(31.76%)、DIPs4(29.23%)及DIPs3(27.72%)。相比发现，各多糖均表现出较低的超氧阴离子清除水平。

综上所述，竹荪多糖对于以上自由基均表现出了较好的清除作用和还原作用，可见对竹荪多糖还原功能的探索还具有极大的空间。

4 展望

竹荪在我国有着丰富的资源和悠久的历史，其作为一种珍贵的食用菌，在食用、药用、工业等方面均有广泛的利用价值和全方位开发应用前景，尤其在保健食品和中医药领域存在良好的应用潜力。然而，我们看到竹荪多糖在综合利用方面还存在一些问题。竹荪菌体价格较为昂贵，致使其研究和产业化成本较高，但科学研究大部分仅仅使用菌盖或者子实体部分，而同样含有多糖类物质的菌托、菌柄则被视作废弃物遗弃，造成大量自然资源浪费。下一步有关竹荪多糖的科学研究应集中在综合利用竹荪，提高产品附加值和探索改良提取竹荪多糖相关工艺，提高产率，降低成本等方面，使竹荪多糖相关研究真正应用于人民生活。