食藥用菌多糖抑菌作用研究進(jìn)展

蔡小雨，李雪晗，于美翠，巫小慧，王玉青，李夢(mèng)瑤

（河北農業(yè)大學(xué)理工學(xué)院，河北滄州 061100）

摘 要：食藥用菌多糖由于具有降血糖、降血脂、抗腫瘤、抗病毒，抑菌等多種天然的生物活性功能，一直以來(lái)都是研究熱點(diǎn)。通過(guò)查閱相關(guān)文獻，本文對于食藥用菌多糖抗菌功能進(jìn)行整理概述，分別闡述了食藥用菌多糖的提取工藝與抑菌原理，靈芝、香菇、黑木耳、杏鮑菇、竹蓀與孔菌6大類(lèi)具體的食藥用菌多糖的抑菌能力與其多糖提取優(yōu)化工藝，為應用食藥用菌多糖抑菌功能到農業(yè)、醫藥業(yè)與食品工業(yè)提供一定的科學(xué)依據。

關(guān)鍵詞：食藥用菌；多糖；抑菌活性；提取工藝

 

“無(wú)葉無(wú)芽無(wú)花，自身結果；可食可補可藥，周身是寶。”描寫(xiě)的就是食藥用菌。食藥用菌從廣義上可以認為是可以食用的真菌，狹義上認為是可食藥用的大型真菌?？偟膩?lái)說(shuō)可食藥用菌屬于真菌的一類(lèi)分支，屬于微生物的范疇。如今食藥用菌的菌體培養多用液體培養的方法，食藥用真菌在液體中進(jìn)行發(fā)酵，在此過(guò)程發(fā)酵液中會(huì )產(chǎn)生豐富的多糖。由于真菌多糖具有多種生物活性，國內外對于食藥用菌多糖提取方法與功能的研究一直在進(jìn)行，綜述食藥用菌多糖抑菌作用相關(guān)研究進(jìn)展，為抑菌功能更好的利用提供一定的科學(xué)依據。菌體多糖名稱(chēng)見(jiàn)表1。

1 食藥用菌多糖抑菌作用機理

有關(guān)食藥用菌多糖的抑制作用的研究有很多，但大多是以一種菌為研究對象進(jìn)行抑制作用機理的研究。通過(guò)查閱國內外相關(guān)文獻，本文將不同種菌的抑菌機理進(jìn)行匯總，大致可以分為3種，即阻止有害菌進(jìn)入細胞，破壞有害菌的細胞膜與細胞壁與影響有害菌的基因表達。

1.1 阻止有害菌進(jìn)入細胞

當有害菌還未接近宿主細胞時(shí)，一些多糖會(huì )與有害菌所必需的營(yíng)養物質(zhì)鐵進(jìn)行結合，進(jìn)而影響了有害菌的活性，鐵與多糖結合能力越強，有害菌體得到的鐵越少,對于菌體的抑制能力越強[1],到達宿主細胞的有害菌就越少。一些食藥用菌多糖可以代替某些細菌宿主的受體結構，與細菌的黏附素結合，阻止細菌侵染宿主細胞[2]。

1.2 破壞有害菌的細胞膜與細胞壁

一些食藥用菌多糖可以破壞微生物的細胞壁與細胞膜。例如呈現正電荷的殼聚糖可以與呈現負電荷的革蘭氏陰性菌（G-）外膜上的脂多糖和革蘭氏陽(yáng)性菌（G+）特有的脂磷壁酸（磷壁酸與脂類(lèi)分子）發(fā)生靜電反應。G-的外膜-與G+細胞壁會(huì )有不同程度的損壞，使其內容物流出，進(jìn)而影響細菌的活性，甚至造成細菌的死亡[3]。有一些細菌群體被某些生物大分子（多為糖蛋白復合物）組成的生物膜包裹著(zhù)，生物膜使細菌的環(huán)境適應性更強，食藥用菌多糖可以抑制細菌的活性、破壞細菌的生物膜。如食藥用菌中提取的半乳聚糖[4]。還有一些多糖易于吸附在微生物的細胞表面，形成抑菌膜，影響微生物的新陳代謝與活性[5]。

1.3 影響有害菌的基因表達

從可食用菌提取低分子量的多糖可以進(jìn)入微生物的細胞核中，靶向作用于細胞核中的帶負電荷的遺傳物質(zhì)，影響遺傳物質(zhì)的復制，轉錄，翻譯等過(guò)程，進(jìn)而達到抑菌的效果[6]。小分子的多糖可以通過(guò)某些微生物的多孔細胞壁進(jìn)入到微生物的內部，改變微生物的內部膠體狀態(tài)，使其絮凝，變性，影響微生物的存活狀態(tài)。如果多糖分子繼續裂解，有可能會(huì )失去抑菌的作用。如果是分子量過(guò)大的多糖，會(huì )通過(guò)復雜的卷曲與纏疊，影響微生物活性的有效基因的表達，抑菌作用會(huì )因此減弱。

2 食藥用菌多糖提取方法

不同種類(lèi)的食藥用菌多糖的提取是以提取多糖的含量與提取多糖的活性為綜合考慮因素，確定最優(yōu)提取方案。提取方法不是亙古不變的，是推陳出新的。因此，相關(guān)人員需要不斷進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗，獲取更好的多糖提取方案。目前，食藥用菌多糖的提取方法有水提醇沉法、酶提取法與超聲波輔助法等多種方法[7]。本文對水提醇沉法、堿浸提取法、超聲波輔助溶劑浸提法、復合酶提取菌體多糖、微波輔助極性溶劑萃取與亞臨界水提取菌體多糖6種方法進(jìn)行綜述。

2.1 水提醇沉法

水提醇沉法是根據提取的多糖易溶于水（尤其是熱水）,不溶于極性的乙醇溶液中的特點(diǎn)，設計而成。此方法簡(jiǎn)便，成本小，易操作。但是水提中的水一般為熱水，熱水會(huì )影響多糖的活性，造成多糖的損失。張麗等[8]利用水提醇沉法對于杏鮑菇的子體進(jìn)行多糖的提取。試驗得到，當料液比為1∶20，提取溫度保持在80 ℃左右條件下，提取時(shí)間為2 h的杏鮑菇粗多糖產(chǎn)率最優(yōu)。

2.2 堿浸提取法

堿浸提取法由于某些菌體多糖為酸性，這些菌體的細胞壁與細菌在堿性環(huán)境中可以更好的吸水破裂，讓菌體多糖流出。由于這種方法需要用到堿液，堿液對于提取設備具有腐蝕性，維護成本高。堿液pH的調控也是一個(gè)難題，pH太高破壞多糖的結構，影響多糖的性質(zhì)，如果pH太低，達不到提取菌體多糖產(chǎn)率高的效果。王琪[9]利用此方法進(jìn)行靈芝多糖的提取，提取效果較好。

2.3 超聲波輔助溶劑浸提法

應用超聲波的空化作用、機械作用和熱作用[10]，會(huì )產(chǎn)生高強度的微射流與沖擊波，可以起到破壞菌體細胞的細胞壁結構的作用，但提高浸提劑的提取效率的同時(shí)，也會(huì )影響多糖的結構與性質(zhì)，故仍有待改進(jìn)?？傮w看來(lái)此方法所用的設備普遍，操作簡(jiǎn)單，適應多種菌類(lèi)的多糖提取。趙夢(mèng)瑤等[11]采用水提法與超聲提取法兩種方法分別進(jìn)行黑木耳多糖的提取，應用超聲提取法提取的黑木耳多糖對于大腸桿菌的抑制效果更好。許瑞等[12]對于杏鮑菇多糖的超聲波提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，確定最優(yōu)的提取條件是提取溫度95 ℃，超聲波功率213 W，提取劑的用量20 mg/mL，提取82 min.

2.4 復合酶提取法

第4種方法是應用復合酶提取菌體多糖，酶具有專(zhuān)一性，所以在破壞細胞壁與細胞膜時(shí)，不會(huì )對提取的多糖結構有影響，但是此方法與其他方法相比，提取的多糖有更多的蛋白質(zhì)雜質(zhì)，需要進(jìn)行去蛋白的操作。由于復合酶本身的獲取與保藏成本較高，所以該種提取方法的應用范圍小，多用于對熱異常敏感的菌體多糖的提取[13]。

2.5 微波輔助法

第5種方法為微波輔助法，利用微波使菌體內部溫度迅速升高，由于熱脹冷縮，使菌體內部的壓強迅速大于環(huán)境中的大氣壓，使菌體的內容物流出。該方法可與極性溶劑進(jìn)行配合使用，該方法中有兩個(gè)作用：①浸提多糖；②吸收傳遞微波熱量，也可以與微波協(xié)同作用。此方法提取速度快，但是熱敏感的菌體不易用此方法進(jìn)行提取[14]。趙有偉等[15]比較3種不同的粗毛纖維孔菌粗多糖的提取工藝，最終確定利用超聲微波協(xié)同提取的方案最佳。當料液比為1∶33 g/mL，在微波功率為500 W，持續時(shí)間50 s，超聲時(shí)間51 min的條件下，提取效率最高。

2.6 亞臨界水提取法

亞臨界水提取法現在僅為試驗階段，即利用亞臨界水提取菌體多糖的方法。亞臨界水提取法綜合了前5種方法的所有優(yōu)點(diǎn)，如能耗低，操作簡(jiǎn)便，綠色環(huán)保，保護多糖的結構，亞臨界水可以使菌體細胞中的蛋白質(zhì)、淀粉變性，還方便于后續純化多糖的步驟。但是該方法如果大規模應用于工業(yè)上，因為該方法所需的條件為高溫高壓，這種條件下菌體多糖非常容易裂解。故其在實(shí)際生產(chǎn)的應用中還需進(jìn)一步的

研究[16]。

3 食藥用菌多糖抑菌活性

3.1 靈芝多糖

白丹等[17]應用紙片瓊脂法測定靈芝多糖對于胡蘿卜歐氏菌，指狀青霉，灰葡萄孢，枯草芽孢桿菌，蠟狀芽孢桿菌，大腸桿菌，黑根霉與黑曲霉8種微生物的抑制程度，最終發(fā)現靈芝多糖對于前兩種植物病原菌與蠟狀芽孢桿菌，枯草芽孢桿菌的抑制效果最為明顯，對于大腸桿菌抑制效果一般，但是對于黑根霉與黑曲霉的抑制效果幾乎沒(méi)有。王琪[18]試驗發(fā)現靈芝多糖對于大腸桿菌（G-）、枯草芽孢桿菌與金黃色葡萄球菌（G+）沒(méi)有抑制效果。原因可能是由于靈芝多糖的空間結構過(guò)大，不能夠沖破細胞壁的阻礙。趙成萍等[19]的試驗結果表示，在酸性環(huán)境中，靈芝多糖對枯草芽孢桿菌的抑菌效果優(yōu)于堿性環(huán)境，可能是由于酸性環(huán)境促進(jìn)菌體細胞壁與細胞膜的瓦解。根據蘇玲等的[20]研究，靈芝發(fā)酵液浸膏多糖（靈芝胞外多糖與胞內、多糖混合）對于大腸桿菌具有良好的抑制效果。根據潘明等對[21]靈芝發(fā)酵液多糖的研究發(fā)現，靈芝發(fā)酵液多糖對于金黃色葡萄球菌的抑菌效果最優(yōu)，對于枯草芽孢桿菌也有明顯的抑菌效果，但是對于釀酒酵母菌與黑曲霉沒(méi)有抑菌圈的產(chǎn)生。同一種類(lèi)食藥用菌的多糖，由于提取多糖的位置與方法不同，對于菌的抑制效果也具有選擇性。

王紅艷等[22]通過(guò)溫室盆栽試驗探究靈芝多糖對于尖孢鐮刀菌的影響。結果發(fā)現，200 mg/mL靈芝多糖溶液處理棉花幼苗葉片，使過(guò)氧化物酶的活性大于對照組，增加了棉花對于尖孢鐮刀菌的抗性。寧玉波[23]發(fā)現用經(jīng)過(guò)靈芝多糖溶液處理過(guò)的番茄葉片感染番茄灰霉菌的幾率下降。這是由于經(jīng)過(guò)靈芝多糖處理的番茄葉片，提升了植株體內過(guò)氧化物酶的活性，多酚氧化酶與過(guò)氧化氫酶等防御酶的活性顯著(zhù)提高。靈芝多糖在抑制植物病菌方面具有良好的作用。

3.2 香菇多糖

雷莉輝等[24]從奶牛的乳房炎病例中分離出金黃色葡萄球菌與大腸桿菌兩種細菌，用香菇多糖進(jìn)行體外抑菌試驗，利用平板擴散法發(fā)現，香菇多糖對于金黃色葡萄球菌的抑菌圈要小于大腸桿菌的抑菌圈；對于前者的MIC為37.5 mg/mL,對于后者的MIC為18.75 mg/mL。綜合看出，香菇多糖對于兩種菌都有良好的體外抑制效果，但是對于大腸桿菌的抑制效果最優(yōu)。王嘉銘[25]發(fā)現未純化的L2P20組分具有更好的抗氧化效果，但L2P20A組分對金黃色葡萄球菌具有更好的抑菌效果。

3.3 木耳多糖

羅敬文等[26]研究發(fā)現玉木耳對于大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的抑菌能力較強，毛木耳和黑木耳對于三者的抑菌能力相同，且抑菌能力一般。3種多糖對于大腸桿菌的抑菌效果要優(yōu)于其他兩種菌種。蔡銘等[27]利用牛津杯進(jìn)行抑菌試驗的探究。研究發(fā)現木耳多糖對于金黃色葡萄球菌與大腸桿菌具有抑制作用，對于枯草芽孢桿菌、藤黃微球菌、啤酒酵母與黑曲霉沒(méi)有抑制效果。張廷婷等[28]在黑木耳多糖對于小鼠腸道菌群調節的研究試驗中，高油脂飲食的小鼠體內的擬桿菌門(mén)升高，厚壁菌門(mén)降低。小鼠同時(shí)攝取黑木耳多糖后，乙肝菌門(mén)降低，厚壁菌門(mén)相對升高，表明黑木耳多糖可調節小鼠的腸道菌群。

3.4 杏鮑菇多糖

張麗等[29]采用濾紙片法探究杏鮑菇多糖對8種微生物的抑菌作用，發(fā)現杏鮑菇多糖只對白色鏈球菌與產(chǎn)氣桿菌有抑制作用。許瑞[30]應用紙片法進(jìn)行抑菌探究，發(fā)現提取的杏鮑菇多糖對于大腸桿菌、變形桿菌和黑霉菌具有良好的抑制作用，但對于白色鏈球菌與產(chǎn)氣桿菌（兩者都是產(chǎn)孢菌）幾乎沒(méi)有抑菌作用。這兩個(gè)研究結果完全是相反的，原因應該是由于杏鮑菇多糖的提取方法不同，而導致的結果不相符。

3.5 竹蓀多糖

黃慶斌等[31]以吸光度代表青春雙歧桿菌菌體濃度的大小。當竹蓀粗多糖達到0.25 mg/mL后，2 mg/mL青春雙歧桿菌菌體隨著(zhù)多糖濃度的提升顯著(zhù)下降，菌體在多糖環(huán)境中產(chǎn)酸得到抑制。白新偉[32]應用瓊脂濾膜法進(jìn)行抑菌試驗，發(fā)現粗多糖及3種多糖組分對乳酸菌的抑制作用顯著(zhù)強于對金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和根瘤菌的抑制作用。

3.6 孔菌多糖

鄒麗等[33]從樺褐孔菌的菌絲體中提取粗多糖，用平板表面涂抹法對于楊樹(shù)爛病菌與落葉松枯梢病菌進(jìn)行抑菌效果的探究，粗多糖對于前者病菌的抑菌率只有3.64％，而對于后者病菌的抑菌率達到了29.52％。用不同濃度的乙醇對從發(fā)酵液中提取的多糖進(jìn)行分級純化，結果發(fā)現，體積分數為70％乙醇洗脫后的多糖組分的抑菌效果最佳，對于楊樹(shù)爛皮病菌、落葉松枯稍病的抑菌率分別提升為54.65％，67.41％。對于楊樹(shù)爛皮病菌與落葉松枯稍病的最小抑菌濃度（MIC）分別為65 g/mL、60 g/mL。褐孔菌分級純化過(guò)的抑菌能力提升。

唐玉琴等[34]從榆生擬層孔菌子實(shí)體中提取粗多糖，然后用濾紙片法進(jìn)行粗多糖抑菌能力的探究。結果發(fā)現粗多糖對于青霉、毛霉、根霉和黑曲霉這4種真菌沒(méi)有抑制效果，對大腸桿菌、四聯(lián)球菌、金黃色葡萄球菌與谷草芽孢桿菌這4種細菌有抑制作用，其中對于大腸桿菌的抑制效果最佳。對于酵母菌的抑菌效果與對大腸桿菌的抑菌效果相差不大?？赡苁怯捎诩毎诮Y構的不同帶來(lái)抑菌效果的差異，前4種真菌細胞壁厚，酵母菌的細胞壁中的葡聚糖與甘露聚糖容易受到外界環(huán)境的破壞，4種原核細菌的細胞壁主要由較薄的肽聚糖組成，容易受到菌體多糖的影響。

趙有偉等[35]試驗發(fā)現，經(jīng)過(guò)環(huán)磷酰胺處理過(guò)的小鼠與正常小鼠相比，發(fā)現變形菌門(mén)與ε-變形菌門(mén)在總腸道菌群中的占比升高，經(jīng)過(guò)粗毛纖維孔菌粗多糖灌腸處理后的小鼠變形菌門(mén)與ε-變形菌門(mén)在總腸道菌群中的占比下降，說(shuō)明其對于這兩門(mén)的菌群有抑制作用。唐少軍等[36]提取粗毛纖菌胞外粗多糖，用牛津杯法進(jìn)行體外抑菌試驗，結果顯示，其對于金黃色葡萄球菌、白色念珠菌與酵母菌有明顯的抑菌圈生成，對于大腸桿菌，副溶血性弧菌沒(méi)有抑制圈形成，粗毛纖菌胞外粗多糖對于微生物的抑制具有選

擇性。

4 結語(yǔ)

從6種食藥用菌抑菌方面，發(fā)現食藥用菌多糖在抑制植物病菌上有很好的效果，可以結合植物抗菌劑一起使用，作用抗菌誘導劑，減少植物抗菌劑的使用，保護環(huán)境，減緩植物耐藥性的出現。還可以作為調節腸道菌落的藥物使用，因為食藥用菌多糖可以調節腸道菌群，抑制有害菌門(mén)比例的升高，改善腸道菌群環(huán)境，恢復體內正常的糖脂代謝機制[37]。天然菌類(lèi)提取無(wú)化學(xué)合成藥品的毒性。由于食藥用菌對于一些細菌有著(zhù)良好的抑菌效果，目前可以聯(lián)合某些特定的抗生素達到共同抑菌的效果，可以有效地緩解某些細菌耐藥性對人們的健康造成的不良后果[38]。但在食藥用菌多糖成分既可以抑菌，又可以做成食品防腐劑方面，目前沒(méi)有相關(guān)研究。原因可能是因為提取技術(shù)還未成熟、提取效率低、抑菌能力不足以代替市面上已經(jīng)存在的化學(xué)防腐劑且成本高，因此，有關(guān)這方面的研究還有待進(jìn)一步加強。

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