桑黃多糖的藥理作用及提取方法研究進展

劉帥 莫俊愷 潘丹陽 劉高強，2

（1. 中南林業(yè)科技大學林業(yè)生物技術湖南省重點實驗室，長沙 410004；2. 中南林業(yè)科技大學森林資源生物技術湖南省國際科技創(chuàng)新合作基地，長沙 410004）

桑黃（Phellinus igniarius）屬于擔子菌亞門，層菌綱，多孔菌科，木層孔菌屬，又稱桑耳、桑黃菇，是一種珍貴的藥用真菌［1］。桑黃主要寄生于楊、柳、樺、櫟、松等樹木之上，一般生于桑屬植物上，偶爾也生長在其他被子植物上，分布較廣泛。我國桑黃主要產(chǎn)地集中在東北的長白山林區(qū)，黑龍江省東部烏蘇里江與興凱湖之間，西北地區(qū)陜西與甘肅交界的“子午嶺”自然保護區(qū)，國外主要有日本、澳大利亞、韓國、俄羅斯等國家。桑黃作為一種具有抗癌護肝等作用的真菌已經(jīng)引起了許多專家對其進行研究［2-4］。

桑黃具有廣泛的藥理活性，現(xiàn)代藥理學研究表明桑黃多糖是桑黃主要功效成分。桑黃多糖具有抗腫瘤、抗衰老、抗發(fā)炎、提高免疫力和降血糖等活性［5-6］，尤其在抗腫瘤方面，已經(jīng)被證實了比靈芝、巴西蘑菇等藥用真菌還有效［7］，且與傳統(tǒng)抗腫瘤藥物聯(lián)用可起到協(xié)同效果［8］，因此得到廣泛關注。目前主要應用于肝炎及癌癥的治療，因其效果顯著，已經(jīng)開始人工栽培并批量生產(chǎn)。正因為桑黃的藥用和保健功效，使得人們越來越重視，這也極大地推動了相關研究和產(chǎn)品的開發(fā)［9］。

1 桑黃多糖的藥理作用研究

1.1 抗腫瘤作用

桑黃是目前國際上公認的生物治癌領域中有效率排在首位的藥用真菌。溫克等［7］比較桑黃、靈芝、阿加里斯茸、PL-2，PL-5（MeSima）4種藥用真菌對小鼠S180肉瘤和胃癌的抑制作用，結果表明桑黃的抑癌率最高。桑黃的抗腫瘤作用與其多糖等物質有關［8，10-11］。Li等［12］研究了用桑黃（P. igniarius）中活性多糖PIE對小鼠肉瘤細胞S180和肝癌細胞H22的抑制作用，結果表明，桑黃多糖PIE能夠顯著抑制S180和H22細胞的生長，延長小鼠的生命周期，并可顯著提高小鼠體內(nèi)血清IL-2（白細胞介素-2，Interleukin-2）以及IL-18的水平。由此表明，多糖PIE通過依賴IL-2細胞介導的免疫應答以及刺激腫瘤壞死因子-α（TNF-α，Tumor necrosis factor alpha）相關的抗腫瘤活性來抑制腫瘤生長。Li等［13］用桑黃中蛋白多糖P1處理肝癌細胞，可以使細胞周期阻滯于S期，蛋白組學分析結果表明桑黃多糖誘導的細胞周期阻滯由鈣網(wǎng)蛋白和p27-cyclin A/D1/ECDK2信號通路介導，這也是抗腫瘤的機制。

1.2 抗氧化作用

越來越多的研究表明抗氧化是預防衰老的重要步驟。閆景坤等［14］通過實驗研究桑黃的體外抗氧化活性發(fā)現(xiàn)桑黃胞內(nèi)多糖具有較好的清除羥基自由基（·OH）、超氧自由基（O2-·）和螯合Fe2+能力，且對O2-·具有明顯的清除作用。此外，桑黃多糖能保護線粒體DNA免受活性氧基團造成的損傷，以保證線粒體功能正常完整，并對O2-·、·OH等表現(xiàn)出了很高的清除效率和還原能力［15-16］；王欽博和汪雯翰等［17-19］對桑黃子實體中的抗氧化成分進行了分離純化，將得到的化合物進行清除O2-·、DPPH·（1，1-二苯基-2-苦肼基（自由基），1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl）、·OH、NO自由基等抗氧化實驗，分離得到的一種吡喃酮類化合物（C25H18O9）在清除自由基及其它抗氧化方面均有顯著活性，對損傷的PC12神經(jīng)細胞也有很好的修復能力，并能延緩其衰老。

1.3 免疫調(diào)節(jié)作用

魏靜等［20］分別給H22荷瘤小鼠高、中、低劑量桑黃多糖，除低劑量組中的TNF-α無顯著差異外，其他各個給藥組血清細胞因子IL-6、IL-2、TNF-α均顯著升高，與對照組比較，桑黃多糖各劑量組T、B淋巴細胞的增殖能力顯著增強。結果表明桑黃多糖對H22荷瘤小鼠具有一定的抑制作用，其作用機制可能與免疫調(diào)節(jié)有關。李金鳳等［21］研究結果表明桑黃胞外多糖對膠原誘導性關節(jié)炎（CIA）大鼠有一定的治療效果，其作用機理是桑黃多糖進入人機體后抑制NF-κB（核轉錄因子κB）信號通路，降低TNF-α、IL-1β等基因的轉錄水平，并通過抑制TNF-α、IL-1β、IL-17的表達，降低輔助性T細胞（Th細胞）、巨噬細胞和成纖維細胞的免疫應答能力。

1.4 其他作用

抗疲勞和耐缺氧。郭俊平等［22］進行小鼠抗疲勞、耐缺氧能力實驗，用桑黃多糖對小鼠進行灌胃，得到結果顯示灌胃桑黃多糖可以顯著延長小鼠游泳時間，提高肝糖原儲備，延長小鼠在缺氧環(huán)境下和亞硝酸中毒環(huán)境下的存活時間。

護肝作用。Wang等［4］用硫代乙酰胺（TAA，Thioacetamide）誘導大鼠肝纖維化，發(fā)現(xiàn)共13種蛋白質的差異表達，其蛋白組學數(shù)據(jù)表明桑黃多糖通過下調(diào)鐵相關自由基的產(chǎn)生來抑制氧化應激反應、調(diào)節(jié)氨基酸和核酸代謝來增加谷胱甘肽（GSH）分泌，以達到抗肝纖維化作用。

2 桑黃多糖的提取方法

2.1 溶劑浸提法

桑黃多糖的浸提法包括熱水浸提法、稀酸提取法和稀堿提取法等。

水浸提法往往用水作為溶劑浸取多糖，將原料在恒溫水浴上回流浸提過濾后得濾液和濾渣，濾渣反復浸取幾次后合并濾液，并經(jīng)濃縮和乙醇沉淀及離心后干燥即得到粗多糖［23］。酸浸提取法主要適用于酸溶性多糖的浸提，其整個浸提過程都是在酸性條件下完成的，將原料和酸性溶液混合后在恒溫水浴中浸提一定時間，再用堿中和后進行過濾，濾渣用酸液反復浸提后合并濾液濃縮，并經(jīng)醇沉和分離及洗滌脫水干燥后即得到粗多糖［24］。堿浸提取法主要適用于堿溶性多糖的浸提，其具體操作過程與酸浸提法類似［25］。

這3種方法為桑黃多糖的傳統(tǒng)提取法，該法簡單易行、設備要求低、適合大批量生產(chǎn)，但多糖得率低、提取溫度高、時間長、易破壞多糖結構、資源耗費大［26-27］。

2.2 酶提取法

由于熱水浸提法比較費時且效率低，而酸堿提取法又極易破壞多糖的空間結構及其活性，因此目前多采用酶法進行提取。

酶解法為加入一定量的蛋白酶、果膠酶和纖維素酶等，通常與超聲波法、微波法等結合，簡稱“協(xié)同提取法”。此法是先通過超聲波或微波作用增加桑黃菌絲的破碎，之后加入酶將細胞壁進一步酶解，從而提高多糖的溶出率，對桑黃胞內(nèi)多糖的提取效果較好［28］。張嵐等［29］采用復合酶法提取干巴菌多糖，并通過響應面法分析得到最優(yōu)參數(shù)為酶解時間64 min，料液比1∶40（mg/L），復合酶濃度0.47%，在此條件下干巴菌多糖提取率為17.87%，提取效果最優(yōu)。程偉等［30］以桑黃（P. igniarius）子實體為材料，對超聲波協(xié)同纖維素酶法提取桑黃多糖工藝進行了優(yōu)化研究。結果表明，較適宜提取工藝條件為纖維素酶1%，超聲溫度54℃，pH 5.1，超聲時間39 min，超聲功率240W，在此優(yōu)化條件下，桑黃多糖得率可達5.30%。酶解法的優(yōu)點在于條件溫和、無污染、提取率高、時間短、雜質易去除、負化學反應少，但易受價格和酶解時間的影響，降低成本是影響其工業(yè)化應用的關鍵［31］。

2.3 超聲波提取法

超聲波提取法是通過振蕩、空化，促進細胞周圍形成微流，增加溶劑穿透力，破壞細胞壁結構，提高細胞膜及細胞壁的通透性以達到高效提取多糖的方法。此方法提取量大、快速高效、污染小、溫度低、成本低，能夠有效避免長時間高溫對多糖引起降解和活性變化，而且超聲波儀自動化程度高，適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)［30-32］。

徐海峰等［33］以靈芝子實體為原材料，采取溶劑浸提、超聲波法和微波法對靈芝多糖進行提取，結果表明超聲波法提取效果最佳，當料液比1∶20，提取時間30 min，提取溫度60℃，多糖提取率達1.714%。傅海慶等［34］以桑黃（P. igniarius）菌絲體為材料，采用超聲波細胞粉碎，得到多糖提取工藝的最優(yōu)參數(shù)為：超聲波功率210 W，超聲波處理時間60 min，料液比1∶50（g/mL），多糖提取率可達12.78%。上述研究結果表明超聲波法對真菌多糖的提取率較傳統(tǒng)熱水提取法明顯提高，且與熱水提取法相比具有省時、條件溫和、操作簡便、提取率高、雜質含量少等優(yōu)點。

2.4 微波提取法

微波提取法是利用微波能來提高萃取率的一種最新發(fā)展起來的新技術。其具體原理是在微波場中吸收微波能力的差異使得基體物質的某些區(qū)域或萃取體系中的某些組分被選擇性加熱，從而使得被萃取物質從基體或體系中分離，進入到介電常數(shù)較小且微波吸收能力相對較差的萃取劑中。

秦俊哲等［35］以桑黃（P. igniarius）子實體為原料，得出提取多糖最佳工藝條件為：微波處理時間5.1 min，微波功率540W，提取2次，多糖得率4.18%。還發(fā)現(xiàn)，影響多糖得率的因素按主次順序為微波功率＞液料比＞提取時間。時東方等［36］以桑黃（P. igniarius）菌絲為原材料，確定了熱水浸提法、微波輔助提取法和超聲提取法的最佳工藝。結果表明，微波輔助法與熱水浸提法相比，時間縮短且提取率提高了近1倍；與超聲提取法相比，時間縮短了1/2，但提取率提高了40%。由此可見，微波輔助提取法優(yōu)于其它兩種方法。郭樹凡等［37］以桑黃（P.igniarius）子實體為原材料，研究了微波輔助提取和熱水浸提法提取桑黃子實體多糖的最佳提取工藝條件，結果表明，微波輔助提取法提取桑黃子實體多糖所需的時間較短，且多糖得率比熱水浸提法提高了20.5%。微波輔助提取真菌多糖優(yōu)點在于提取率高、提取時間短、高效節(jié)能、操作更簡便，但仍存在局限性，目前僅適用于實驗室，不宜大批量工業(yè)生產(chǎn)［31，36］。

2.5 鹽提取法

鹽析法是在中藥水提液中加入無機鹽至一定濃度或達飽和狀態(tài)，可使某些成分在水中溶解度降低，從而與水溶性大的雜質分離的一種提取方法［38］。常作鹽析的無機鹽有氯化鈉、硫酸鈉、硫酸鎂和硫酸銨等。

3 展望

近年來，人們從香菇、銀耳、靈芝、云芝、灰樹花和姬松茸等真菌中分離出大量多糖和蛋白多糖，由于這些多糖具有較高的生物活性及較好的免疫調(diào)節(jié)和抗癌功效，愈來愈引起國內(nèi)外藥理學家、生物學家和化學家們的興趣，因此真菌多糖成為當前的研究熱點。桑黃具有多種藥用功效且毒副作用小，是目前真菌中抗癌效果非常好的藥用真菌，且桑黃的藥效成分、藥理作用及其機制通過研究也已被人們熟知［39］。因此桑黃多糖的提取顯得尤為重要，溶劑浸提法、超聲波提取法和鹽提取法都適用于批量工業(yè)生產(chǎn)，但溶劑浸提法資源耗費較大；相比而言，微波提取法和酶提取法更適合少量提取用于試驗研究，其優(yōu)點在于提取率高、操作便捷、雜質較少。

日本及韓國開發(fā)利用桑黃最早，并已開始人工栽培，批量生產(chǎn)。在日本和韓國市場，桑黃被譽為名貴的中藥材，價格昂貴。目前國外主要用于制造防癌藥品，提高人體免疫力及養(yǎng)顏保健。由于需求量大、價格高，致使國內(nèi)各產(chǎn)地對桑黃進行掠奪式開采，導致其子實體孢子無法大量形成。結果造成該資源在東北地區(qū)已經(jīng)難覓蹤影，西北也即將枯竭。再加上我國天然的桑黃數(shù)量本來就非常稀少，子實體的人工栽培尚處于起步階段，所以要形成穩(wěn)定的醫(yī)藥工業(yè)產(chǎn)品來源，就必須充分挖掘桑黃的自然資源，深入開展桑黃的人工栽培。另外，還要進行菌種的分離培養(yǎng)，利用現(xiàn)代生物技術進行深層發(fā)酵對多糖進行高效提取純化。同時，應進一步測定桑黃提取物中的有效成分，探索其與菌種、菌齡以及培養(yǎng)條件的關系，特別是多糖的分子結構、生物學活性、結構修飾、構效關系與臨床評價，藥效成分間的互用與協(xié)同效應，桑黃菌種和培養(yǎng)條件對其藥效的影響，桑黃真?zhèn)螜z測標準、特征性成分與產(chǎn)品分級標準等方面，確定桑黃有效成分在提高人體免疫機能、疾病預防和治療等方面的作用機制，使桑黃能夠早日廣泛應用于人類的醫(yī)療保健事業(yè)［40］。