真菌多糖抗氧化活性的研究进展

阿燕

（包头轻工职业技术学院乳品工程系，内蒙古包头014035）

摘要真菌多糖的抗氧化作用目前正成为国内外众多学科领域研究的热点之一，对真菌子实体多糖、菌丝体多糖和胞外多糖的抗氧化活性研究现状进行了综述，并对其研究前景进行了展望，旨在为真菌多糖的进一步研究和利用提供参考。

关键词真菌多糖；自由基；抗氧化活性

中图分类号Q939．9文献标识码A文章编号1005－7021（2012）04－0083－04

Research Progress of Antioxidant Activities of Fungal Polysaccharides

A Yan

（Dept．of Dairy Engin．，Baotou Light Indust．Vocat’l Tech．Coll．，Baotou014035）

Abstract Fungal polysaccharides（FP）are presently becoming one of the research hot spots among numerous scien-tific fields both home and abroad due to their antioxidant effects．The status quo of the study on FP antioxidant activi-ties from fungal sporocarp，mycelium，and fungal extracellular polysaccharides was summarized and forecasted in this paper aiming at providing references for further research and exploitation of FP．

Keywords fungal polysaccharides；free radical；antioxidant activities

真菌多糖是从真菌子实体、菌丝体、发酵液中分离出的由10个分子以上的单糖通过糖苷键连接而成的高分子多聚物，目前研究证明真菌多糖具有抗氧化［1］、抗肿瘤［2］、提高免疫力［3］、抑菌［4］等多种生物活性。真菌多糖是一种非细胞毒性物质，对正常细胞无毒副作用，已经成为生命科学、医药科学研究的热点。国内外已从高等担子菌中筛选到上百种有生物活性的多糖类物质，一些真菌多糖类保健品已经投放市场，如林芝多糖片、香菇多糖片、猴头菇多糖片等。自由基是生物体新陈代谢过程中产生的一类可单独存在，具有高度氧化活性，带有1个或几个未配对电子的分子或原子，其化学性质相当活泼［5］。人体在正常情况下自由基处在不断产生和不断消除的动态平衡中，但是一旦这个平衡被打破，就会对机体组织产生危害，进而引发一系列相关疾病，包括肿瘤、衰老、心脑系统损伤等。为防止或减轻自由基造成的危害，需要合适的抗氧化剂。由于化学合成的抗氧化剂大多有毒副作用，近年来国内外对自由基及自由基清除剂的研究日趋活跃，一些能够清除自由基的纯天然抗氧化剂的研究和开发也成为科研工作者研究的热点。国内外大量的研究表明［6-9］，绝大部分真菌多糖具有提高谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性，以及清除自由基、抑制脂质过氧化作用、螯合Fe2+的能力等抗氧化作用。真菌多糖主要来源于子实体、菌丝体和发酵液中，分泌到发酵液中的多糖一般称作胞外多糖，因此，真菌多糖可以初步划分为子实体多糖、菌丝体多糖和胞外多糖3大类。同一真菌的这3种多糖的抗氧化活性大小一般存在差异［10-11］，本文对这3类多糖的抗氧化活性研究进展进行了简要概述。

作者简介：阿燕女，讲师。主要从事食品相关的教学与科研工作。E-mail：yan．yan_4@163．com 收稿日期：2012-01-08；修回日期：2012-01-1038

微生物学杂志2012年7月第32卷第4期JOURNAL OF MICROBIOLOGY July2012Vol．32No．4

1子实体多糖的抗氧化活性研究

现状

由于真菌子实体的采集和后续处理比较方便，目前国内外对真菌子实体多糖的研究较多，一些具有较强抗氧化活性的子实体多糖也得到了科研工作者的验证。张强等［12］通过测定双孢菇多糖的还原力，对二价铁离子的螯合能力和对DP-PH自由基、羟基自由基及超氧阴离子自由基的清除能力等实验，结果表明双孢菇多糖具有较强的还原力和螯合能力，对DPPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基具有不同程度的清除活性，表明双孢菇多糖具有良好的体外抗氧化活性，作为天然抗氧化剂具有很好的开发潜力，在食品、医药领域有广泛的应用前景。范柳萍等［13］从林芝子实体中分离出3种多糖，测定了它们清除超氧阴离子自由基、羟基自由基和DPPH自由基的能力，以及对二价铁离子的螯合能力和还原力，结果证实这3种多糖均有较强的体外抗氧化活性。胡晓倩等［14］对热水浸提的茶树菇多糖的体外抗氧化活性进行了研究，发现茶树菇多糖具有良好的抗氧化性能：在试验浓度范围内，其总还原能力和对羟自由基、超氧阴离子自由基、脂过氧自由基的清除能力随多糖浓度的升高而增强，且其在酸性条件下对亚硝酸根离子具有良好的清除能力。张娅等［15］研究了松茸多糖提取物对Fenton反应产生羟基自由基、光照核黄素产生超氧阴离子自由基的清除作用及对羟基自由基诱发卵磷脂脂质过氧化损伤的抑制作用，结果表明松茸多糖具有良好的抗氧化活性，其抗氧化能力与茶多酚相近。

一些国内研究者对野生食用菌子实体多糖的抗氧化活性进行了相关研究，结果表明野生食用菌子实体多糖均不同程度地具有抗氧化活性，不同的食用菌子实体多糖抗氧化活性能力不同。例如，魏磊等［16］利用DPPH自由基清除法、羟基自由基（OH·）清除法、铁离子螯合能力测定还原能力等方法对鸡油菌、变绿红菇、蜜环菌和棕灰口蘑4种食用菌的粗多糖进行了抗氧化活性评价，结果表明棕灰口蘑和蜜环菌对DPPH自由基和羟基自由基的清除能力较其他2种野生真菌强，棕灰口蘑的铁离子螯合能力明显优于其他3种测试菌，在还原力方面同样是棕灰口蘑活性最强，蜜环菌次之；孙娟等［17］对4种野生珍稀食用菌美味牛肝菌、羊肚菌、松茸和印度块菌的粗多糖进行了抗氧化活性测定，结果显示，4种真菌粗多糖均不同程度地具有抗氧化活性：印度块菌对DPPH自由基的清除活性和铁离子螯合能力最高，羊肚菌对羟基自由基的清除活性最高，美味牛肝菌的还原力最高，松茸清除DPPH及羟基自由基的能力最低，铁离子螯合能力也较低。

此外，竹荪子实体多糖、血红铆钉菇子实体多糖、滑菇子实体多糖、白灵菇子实体多糖、杏鲍菇子实体多糖等均具有抗氧化活性［18-21］。

2菌丝体多糖的抗氧化活性研究

现状

真菌菌丝体一般需要液态发酵培养获得，菌丝体多糖的大量获取较子实体多糖复杂，因此，对菌丝体多糖的抗氧化活性研究的报道较子实体多糖少，但是采用深层发酵培养的菌丝体提取多糖，不受气候、环境的影响，容易控制，便于大规模工业化生产。相关研究表明，真菌菌丝体多糖一般表现出较高的抗氧化活性。刘剑利等［22］采用DPPH自由基、超氧阴离子自由基和羟自由基清除实验及血浆丙二醛的生成抑制作用和抑制H

诱导红细胞氧化溶血检测香菇菌丝体多糖的抗氧化性，结果显示纯化的香菇菌丝体多糖具有较强的抗氧化作用，纯化后的多糖具有清除超氧阴离子自由基和羟自由基活性的能力，能够抑制血浆丙二醛的生成，抑制H2O2诱导红细胞氧化溶血，且呈现一定效量关系。杨立红等［23］采用化学比色法测定黄伞菌丝体多糖在体外的总抗氧化能力、抑制活性超氧阴离子自由基的能力、清除羟自由基的能力及对小鼠肝组织中脂质过氧化产物丙二醛（MDA）含量的影响，结果表明黄伞菌丝体多糖在一定浓度范围内具有抗氧化作用，不同纯度的黄伞菌丝体多糖均有总抗氧化能力，能清除超氧阴离子自由基和羟自由基，抑制MDA的生成，且呈现一定剂量关系。Wang Li等［24］对液态发酵培养的冬虫夏草菌丝体多糖的体内和体外抗氧化活性进行了研究，体内试验结果表明小鼠血液中谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性分别为（2．36?0．17）U

48微生物学杂志32卷

和（477．92?35．14）U，丙二醛含量为（0．65?0．04）μmol/L；体外抗氧化活性试验表明，冬虫夏草菌丝体多糖对超氧阴离子自由基的能力和羟自由基均有较强的抑制作用。

3胞外多糖的抗氧化活性研究现状

真菌胞外多糖是真菌在液态培养过程中分泌到细胞外的多糖，属于真菌的次级代谢产物。由于真菌胞外多糖的提取无需进行细胞破碎处理，提取工艺简单，目前对其提取和活性的研究日益受到研究者的重视，尤其是对胞外多糖的抗氧化活性的研究日趋广泛。一些名贵的真菌由于种植难度高、产量低、价格昂贵，科研工作者一般对菌丝体进行液态发酵培养，进而研究胞外多糖的抗氧化活性。如Meng Fanyun等［25］通过液态发酵培养分离羊肚菌胞外多糖并对其体内抗氧化活性进行了研究，结果显示羊肚菌胞外多糖在一定程度上可以提高小鼠的血液、脾脏、肝脏、心脏和肾脏中的谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和超氧化物歧化酶（SOD）活性，同时还可以降低这些器官中的丙二醛含量。在胞外多糖体外抗氧化方面，Gao Chanjuan等［26］通过红菇胞外多糖体外清除DPPH自由基、超氧阴离子自由基、羟自由基以及还原力实验，证实红菇胞外多糖具有很强的体外抗氧化能力，在测定浓度范围内其清除3种自由基能力和还原力均强于BHT。也有学者同时研究了菌丝体多糖和胞外多糖的抗氧化能力，如祝子坪等［27］采用化学模拟体系测定桑黄菌丝体胞内多糖与胞外多糖体外抗氧化能力，结果表明菌丝体胞内多糖清除DPPH自由基的能力强于胞外多糖，但是胞外多糖清除超氧阴离子自由基和羟自由基的能力明显强于菌丝体胞内多糖，菌丝体胞内多糖螯合Fe2+的能力略强于胞外多糖，可见桑黄胞外多糖与胞内多糖的抗氧化能力不同。

除了对真菌的子实体多糖、菌丝体多糖和胞外多糖的抗氧化活性进行研究外，目前已有科研工作者对具有抗氧化活性的真菌多糖进行结构化修饰以提高抗氧化活性，例如硫酸化［28］、硒化［25］、锌化［29］等。

4展望

人体内缺少清除过量自由基的酶系或生理防御系统，一般需要外界获取自由基清除剂来维持体内自由基的平衡。由于化学合成的抗氧化剂一般具有毒副作用，人们渴望得到安全高效、经济实用的天然抗氧化剂，而抗氧化真菌多糖的发现无疑给天然抗氧化剂的开发带来了希望。目前，有关真菌多糖的抗氧化活性的具体机制还不清楚，主要停留在猜测阶段，其抗氧化作用机理可能有以下两大类型：①多糖分子直接作用于自由基［30］；②多糖分子间接作用于自由基，如提高体内抗氧化酶活性和减少体内脂质过氧化［31］或者多糖分子络合产生活性氧所必须的金属离子［9］。

目前应用于抗氧化活性研究的真菌多糖类物质大多都是混合物，而多糖作为一种活性大分子物质，其生物活性必然受其结构的影响，已有研究表明一些真菌的抗氧化活性与其空间结构有关［32］，但其具体机制有待进一步研究。因此，对真菌多糖抗氧化活性与其结构的关系有待于研究者以后的进一步深入研究。对真菌多糖进行结构化修饰以提高其抗氧化活性也越来越受到科研工作者的重视，结构化修饰后的多糖抗氧化活性提高的原因可能在于增加了多糖在体内外的溶解性或者改变其空间结构。多糖抗氧化活性的研究目前也主要停留在体外实验中，由于体外和体内环境存在差异，一些在体外表现较强抗氧化活性的真菌多糖在体内试验未必会表现出较强的活性，在后续的研究中科研工作者应同时进行体外和体内抗氧化研究才能确保全面客观的评估真菌多糖的抗氧化活性。

参考文献：

［1］Chatchai T，Saranyu K，Khajeelak C，et al．Antioxidant prop-erties and cytotoxicity of crude polysaccharides from Lentinus

polychrous Lév［J］．Food Chemistry，2011，128（3）：634-639．［2］Zhang BZ，Yan PS，Chen H，et al．Optimization of production conditions for mushroom polysaccharides with high yield and

antitumor activity［J］．Carbohydrate Polymers，2012，87（4）：

2569-2575．

［3］Han XQ，Wu XM，Chai XY，et al．Isolation，characterization and immunological activity of a polysaccharide from the fruit

bodies of an edible mushroom，Sarcodon aspratus（Berk．）S．

Ito［J］．Food Research International，2011，44（1）：489-493．［4］辛英姬，方绍海，王筱凡，等．茶树菇多糖抑菌效果的试验［J］．食用菌，2011，（4）：64-65．

4期阿燕等：真菌多糖抗氧化活性的研究进展

［5］刘凤，叶淑红，王际辉，等．海洋假单胞菌pf-6胞外多糖吸湿保湿和抗氧化性研究［J］．食品工业科技，2011，11：68-71．

［6］Hua YL，Yang B，Tang J，et al．Structural analysis of water-soluble polysaccharides in the fruiting body of Dictyophora in-

dusiata and their in vivo antioxidant activities［J］．Carbohydrate

Polymers，2012，87（1）：343-347．

［7］Wang Q，Li H，Chen TT，et al．Yield，polysaccharides con-tent and antioxidant properties of Pleurotus abalonus and Pleu-

rotus geesteranus produced on asparagus straw as substrate［J］．

Scientia Horticulturae，2012，134（1）：222-226．

［8］Zhou LB，Chen B．Bioactivities of water-soluble polysaccha-rides from Jisongrong mushroom：anti-breast carcinoma cell and

antioxidant potential［J］．International Journal of Biological

Macromolecules，2011，48（1）：1-4．

［9］Chen HL，Ju Y，Li JJ，et al．Antioxidant activities of polysac-charides from Lentinus edodes and their significance for disease

prevention［J］．International Journal of Biological Macromole-

cules，2012，50（1）：214-218．

［10］盛伟，方晓阳．杏鲍菇菌丝体胞内与胞外多糖体外抗氧化活性研究［J］．中国林副特产，2009，98（1）：7-10．

［11］邓鹏．黄伞胞内与胞外多糖提取优化与抗氧化活性研究［D］．泰安：山东农业大学，2011．

［12］张强，宫璐婵，孟凡荣，等．双孢菇多糖抗氧化活性的研究［J］．中国林副特产，2010，（1）：16-19．

［13］Fan LP，Li JW，Deng KQ，Ai LZ．Effects of drying methods on the antioxidant activities of polysaccharides extracted from Gan-

oderma lucidum［J］．Carbohydrate Polymers，2012，87（2）：

1849-1854．

［14］胡晓倩，唐洪华，程安阳．茶树菇多糖提取及其抗氧化性能的研究［J］．湖北农业科学，2011，50（21）：4465-4468．［15］张娅，李宝才，项朋志，等．松茸多糖超声提取物抗氧化活性研究［J］．化学与生物工程，2011，28（9）：75-77．

［16］魏磊，郑朝辉，侯成林，等．4种野生食用菌粗多糖的抗氧化活性［J］．微生物学通报，2011，38（10）：1533-1539．

［17］孙娟，郑朝辉，刘磊，等．4种珍稀食用菌粗多糖的抗氧化活性研究［J］．安徽农业大学学报，2011，38（3）：404-409．［18］庄永亮，孙丽平，尚小丽．红托竹荪菌盖多糖的提取及抗氧化能力的研究［J］．林产化学与工业，2011，31（3）：45-49．［19］Sun YX，Li X，Yang JF，et al．Water-soluble polysaccharide from the fruiting bodies of Chroogomphis rutilus（Schaeff．：

Fr．）O．K．Miller：Isolation，structural features and its scav-

enging effect on hydroxyl radical［J］．Carbohydrate Polymers，2010，80（3）：720-724．

［20］于淑池，侯金鑫，李明艳，等．滑菇多糖的超声波辅助提取工艺及抗氧化活性研究［J］．食品科学，2010，31（04）：59-62．［21］马淑凤，陈利梅，徐化能，等．白灵菇多糖的分离纯化及清除自由基研究［J］．食品科学，2009，30（19）：109-113．

［22］刘剑利，曹向宇，芦秀丽，等．香菇菌丝体多糖的分离纯化和抗氧化作用［J］．食品科学，2011，32（12）：19-23．

［23］杨立红，黄清荣，冯培勇，等．黄伞菌丝体多糖的分离鉴定及其抗氧化性研究［J］．食品科学，2009，30（23）：131-134．［24］Wang L，Wang GY，Zhang JJ，et al．Extraction optimization and antioxidant activity of intracellular selenium polysaccharide

by Cordyceps sinensis SU-02［J］．Carbohydrate Polymers，2011，86（4）：1745-1750．

［25］Meng FY，Zhou B，Lin RS，et al．Extraction optimization and in vivo antioxidant activities of exopolysaccharide by Morchella

esculenta SO-01［J］．Bioresource Technology，2010，101（12）：

4564-4569．

［26］Gao CJ，Wang ZY，Su TT，et al．Optimisation of exopolysac-charide production by Gomphidius rutilus and its antioxidant ac-

tivities in vitro［J］．Carbohydrate Polymers，2012，87（3）：2299-

2305．

［27］祝子坪，李娜．桑黄菌多糖体外抗氧化作用［J］．食品科学，2011，32（19）：92-95．

［28］Cinthia BST，Diego A S，Jailma AL，et al．Sulfation of the ex-tracellular polysaccharide produced by the edible mushroom

Pleurotus sajor-caju alters its antioxidant，anticoagulant and an-

tiproliferative properties in vitro［J］．Carbohydrate Polymers，2011，85（3）：514-521．

［29］李志洲．猪苓多糖的提取及其锌配合物抗氧化性研究［J］．食品研究与开发，2011，32（2）：45-50．

［30］Kong FL，Zhang，MW Kuang RB，et al．Antioxidant activities of different fractions of polysaccharide purified from pulp tissue

of litchi（Litchi chinensis Sonn．）［J］．Carbohydrate Polymers，2010，81（3）：612-616．

［31］Ma JW，Qiao ZY，Xiang X．Optimisation of extraction proce-dure for black fungus polysaccharides and effect of the polysac-

charides on blood lipid and myocardium antioxidant enzymes

activities［J］．Carbohydrate Polymers，2011，84（3）：1061-

1068．

［32］刘娜女，张静，孙润广，等．鸡腿菇多糖WCP3a的抗氧化活性与空间结构的关系［J］．食品科学，2011，32（19）：66-69．

68微生物学杂志32卷