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香菇多糖的提取方法及其应用


香菇多糖的提取方法及应用
姓名:刘文 学号:200809102118 专业:化学工程与工艺 班号:B08091021 指导老师:彭湘红

摘要: 香菇多糖是香菇中分离出的一种重要的具有生理活性的物质,具有抗病 毒、 抗肿瘤、增强人体免疫力等多种功能。文章系统地综述了香菇多糖的几种 制备、提取的方法,以及在各方面的应用, 并展望了其今后研究方向及开发应用 前景。

关键词:香菇、多糖、提取方法、应用。 关键词:香菇、多糖、提取方法、应用。

香菇( Lentinula edodesP eg le 或 Lenti nu la edodesS ing ) ,又名香 覃、 冬菇, 是世界上著名的实用真菌之一。 它不仅素以色、 香、 味俱佳而著称, 而且营养丰富,能医治多种疾病。我国自古以来就把香菇说成是一种 肌里玉洁, 芳香韵味, 上至皇帝, 下至百姓,无人不喜!的素食, 有 素中之荤!、 菇中之王! 蔬菜之魁!等多种美称, 是食用菌家族中的宠儿。中医认为, 香菇味甘、 性平, 具有补气健脾、 和胃益肾、 滋味助食之功效。 香菇不但含有丰富的营养, 而且还有特殊的药用疗效。 据研究, 香菇体内含 有香菇多糖、 香菇多糖蛋白等多种生物活性物质, 是理想的免疫促进剂, 且有 抑制癌症和抗肿瘤效果。香菇多糖主要成分是以β1→3 键合的 D-葡聚糖, 1968 年日本人千原吴郎首先利用热水香菇子实体中浸提出 6 种胞外 LNT, 其中二种 有明显抗癌作用, 测试表明其平分子量为 100 万,是一种带分支侧链的β-葡聚 糖结构,并定商品名为 Lenti nan ; 香菇多糖自 1969 年在日本正式发现以来, 关于其抗恶性肿瘤、 抗病 毒、 感染 等 生 理 功 能 的 报 道 已 不少。 抗 1970 年 Chihard 和 Sasak i 用热水浸提结合有机溶剂沉淀从香菇中提取到另外 4 种 多糖,药理实验同样表明: Lc- 3 和 Lc- 1 两种多糖具抗癌作用; 70 年代初 Sh i da 等用三氯醋酸浸提、 甲等沉淀又从香菇中提取到三种水溶性多糖( PSA,B, C) , 其中 PSB 由 D -半乳糖, 岩藻糖和 D-甘露糖所构成。20 世纪 80 年代以来, LNT
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的研究更为深入,更加化,如: 1984 年美国专利报道用富含木糖的固体培养基培 养香菇,从菌丝体培养物中能得到一种以木糖为主成份的抗癌糖蛋白.

一 香菇多糖的几种提取方法
80 年代国内外学者对香菇多糖的制备、 提取方法等做了多方面的研究。香 菇多糖的提取已有报道,主要的多糖提取方法有如下几种: 热水浸提法、 酸浸提 法、 碱浸提法、 微波法、 复合酶解等等,但是每种方法都存在不足之处。下面 介绍几种提取方法的过程: 1 香菇多糖提取的工艺流程 1. 1 多糖提取的常规工艺 原料→水(或酸)浸提→浸提物→真空浓缩→浓缩

液→酒精沉淀→沉淀物→ 1. 2 采用复合酶解工艺

sevage 法脱蛋白→水相→丙酮洗涤→多糖粗制品 原料?复合酶解→酶解液→ 真空浓缩→ 浓缩液→

酒精沉淀→ 沉淀物→ 丙酮洗涤→ 多糖粗制品 1. 3 复合酶解、 酸处理结合热水浸提法提取香菇多糖的改进工艺 原料→

复合酶解?酶解液→ 水浸提→ 酸浸提→ 浸提物→ 真空浓缩→ 浓缩液→ 酒精 沉淀→ 沉淀物→ sevage 法脱蛋白?水相→ 丙酮洗涤→ 多糖粗制品

2 操作要点 2. 1 原料预处理 选取质量合格的干香菇若干,经植物高速磨碎机磨成粉末,

称取香菇粉末 5g 为一份, 加入适量酒精使香菇粉末成糊状。 2. 2 热水浸泡 向香菇处理物中加入 20 倍体积的蒸馏水,并在 40℃ 水浴恒

温下浸泡 4 h。放置冰箱冷冻柜中冷冻过夜。将香菇浸泡液从冰箱中取出, 解冻 后在恒温水浴箱内分别抽提 30m i n、 60m i n、90m in ,用 4 层纱布过滤后 收集滤液。向滤渣中加入 20 倍体积的蒸馏水再抽提一次, 沸煮时间同上用 4 层 纱布过滤后收集滤液,合并两次滤液。 2. 3 酸浸提 向香菇处理物中加盐酸溶液使其最终浓度分别为 0 . 3mo l/L、

0. 4mo l/L、 0 . 5mo l/L , 置于 60℃ 恒温水浴中浸提 8 h , 加适量的 NaOH 中和至中性,过滤, 浓缩。 2. 4 复合酶浸提法 向香菇处理物的中加 0 . 1g 纤维素酶和 0 . 5g 果胶酶,

目的是为了酶解细胞表面结构及细胞间连接物, 使其部分糖类物质的溶出。 往酶 解后的香菇处理物中加入 20 倍体积的蒸馏水,并在 40 水浴恒温下浸泡 80m
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in。迅速升温沸腾 90m in ,后过滤得滤液。离心沉淀,上清液浓缩,乙醇沉淀。 2. 5 复合酶解,酸与热水相结合浸提法向香菇处理物中加 0 . 1g 纤维素酶和

0 . 5g 果胶酶,目的是为了酶解细胞表面结构及细胞间连接物, 使其部分糖类物 质的溶出。加 20 倍体积的水在 40 水浴恒温下浸泡 80m i n。后再迅速升温煮 沸 60m i n,用 4 层纱布过滤后收集滤液, 再调节 pH 分别为 4 . 55 . 0、5 . 5 , 进行酸浸提, 然后再用 4 层纱布过滤后收集滤液。合并两次滤液。浓缩。 2. 6 真空浓缩 将上述滤液用旋转蒸发器在 75℃ , 0 . 09Pa 大气压下进行

浓缩, 收集浓缩液。并用高速离心机在 6000rpm 离心 15m in , 目的是去除蛋 白质和杂质,得上清液。 2. 7 酒精沉淀分离 在浓缩液中加入 4 倍体积的 95 %乙醇, 使香菇多糖呈

絮状凝胶物沉淀析出,而大部分蛋白质和其它成分保留在溶液中, 再用高速离心 机在 7000rp m 下离心 15m i n 得沉淀。 2. 8 sevage 法脱蛋白 将上述沉淀溶于适量的蒸馏水中,分别加入 20 %体积

的氯仿和 7 %体积的异戊醇生成絮状凝聚物, 用高速离心机在 5000r pm 离心 15m in 得沉淀。重复上述操作, 直至无凝聚物生成。 2. 9 丙酮洗涤脱水 将酒精沉淀物用丙酮洗涤脱水两次, 倒入放有干燥滤纸

的培养皿中 (滤纸重 0 . 98g) ,然后将培养皿放在 50℃ 的烘干箱中进行干燥 3h ,得到香菇多糖粗制品。

二 香菇多糖的功能性
研究表明,从香菇中提取的多糖具有抗肿瘤、增强免疫功能、抗氧化、抗病 毒等功能, 其生物活性与自身的理化性质及结构有关香菇多糖是从真菌中分离出 的高分子多聚物,真菌多糖据功能不同可分结构多糖和活性多糖,活性多糖有纯 多糖和杂多糖之分香菇多糖中的纯多糖含多个极性基团 (主要是羟基和其他极 性取代基),水溶性一般较好,特别是在热水中溶解度较大;多糖溶液在浓度较大 时,可通过加入极性有机溶剂(乙醇 丙醇)将其析出 Sasaki 等用香菇多糖以 2mg/kg 剂量腹腔注射已移植肿瘤的大鼠连续 5 d,结果表明它对肉瘤 S180 的 抑制率达 83 %,而相同剂量的经切支后得到的较小分子香菇多糖对肉瘤的抑制 率更高达 97 %以上我国利用真菌作为药物已有悠久历史 汉代的 神农本草经 载 有灵芝,茯苓 银耳 冬虫夏草等作为药物使用,研究表明,菇类食品中含有抗肿 瘤细胞的多糖体,呈白色结晶,对肿瘤细胞有很强的抑制作用,如香菇多糖能诱
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生干扰素,对 VSV 脑脊髓膜炎病毒, Abelson 病毒等感染有效在中国和日本抗 肿瘤的多糖制剂已经商品化, 它的作用已被世界医学生物界作了充分的肯定, 尤 其在日本,被广泛应用于药品和保健食品中,用于肿瘤患者疗效显著, 另外对提高 肝炎及艾滋病人的免疫功能等均有较好的作用。

三 香菇多糖的应用及研究发展
1 临床应用 1.1 香菇多糖的抗肿瘤作用 香菇多糖的抗肿瘤作用不是它直接的细胞毒作用,因为它没有化疗药物那样 大的毒副作用, 在临床应用时毒副作用很小,这是它与化疗药物不同的一个重要 特点。 香菇多糖进入抗体后诱导产生一种具有免疫活性的细胞因子, 在这些细胞 因子的综合作用下, 机体免疫系统增强对肿瘤细胞防御与杀伤作用。 香菇多糖促 进体免疫系统抗肿瘤作用的机制大体有下述 3 条主要途径: ( 1) 促进体内 T 淋巴细胞成熟化,诱导产生 IL 2,在 IL 2 的激活作用下, 使具有重要免疫活性 的然杀伤细胞( NK 细胞) 活性提高,直接杀伤肿瘤细胞、( 2)香菇多糖在体内诱 导巨噬细胞成为具有免疫活性的巨噬细胞产生 IL‐1( 包含 LAT) , 在 IL‐1 ‐ ‐ 及 IL ‐2 两种因子的共同作用下促进杀伤性 T 淋巴细胞成熟, 从而发挥杀伤 肿瘤细胞的作用、( 3)还有些 T 细胞辅助因子, 其作用为抗体依赖性细胞介导 细胞毒性作用,使 B 淋巴细胞分化形成浆细胞, 产生抗体,协同裸细胞,对靶细 胞产生特异性的破坏与杀伤, 这种作用被认为属于抗体依赖的巨噬细胞杀伤作 用。 1.2 香菇多糖对肿瘤放、 化疗的增疗作用 1.2.1 对肿瘤化疗的增疗作用 化疗药物杀伤肿瘤细胞的选择性较差,对正常细胞也具有杀伤作用, 产生毒 副作用; 造成化疗不能按期按量进行。 由于化疗的剂量不足, 常引起肿瘤细胞的 耐药, 成为难治性癌症, 影响疗效。 化疗过程中加用香菇多糖可以增强化疗的疗 效,并减轻化疗的毒性作用。 化疗过程中患者的白细胞下降的发生率、 胃肠毒性、 肝功能损害及呕吐的发生明显降低。充分说明了香菇多糖与化疗并用可以增效、 减毒,并增强患者机体的免疫功能。方法: 化疗前 3 d,香菇多糖 2 mg 加 5%葡萄 糖溶液 250 ml 静脉滴注, 每周 2 次, 连续 8 周,应用时配合不同病理类型的 化疗方案。
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1.2.2 对肿瘤放疗的增疗作用 同样在恶性肿瘤放疗过程中加用香菇多糖,发现它可以增强放疗的疗效, 并 减轻其毒性作用,放疗过程中的并发症大大降低, 方法同上。 1.3 香菇多糖对多种感染的治疗作用 符耀华研究表明,糖尿病并发感染的患者在口服降糖药或注射胰岛素抑制血 糖的同时, 应用香菇多糖可改善机体全身状况,增强机体免疫力,从而使感染得 到有效控制, 加快疾病的康复。应用香菇多糖冲剂治疗反复呼吸道感染患儿 60 例,临床观察总有效率达 96. 7%, 表明香菇多糖对反复呼吸道感染患儿有广泛的 免疫刺激作用。 另据资料报道,香菇多糖注射液与抗生素合用,能有效防治反复呼 吸道感染的发生。 1.4 对慢性乙型肝炎等病毒性疾病的治疗作用 慢性乙型肝炎病毒在我国的感染率非常高,其对人体的危害也非常大。干扰 素是国内外治疗慢性乙型肝炎的主要治疗药物之一,但单用干扰素仅能使 40%的 患者得到长期缓解, 且其在亚洲患者中的有效率更低。 经继生等在临床的应用中 证明香菇多糖加用干扰素控制乙肝病毒对慢性乙型肝炎的患者可达到满意的疗 效。方法为在应用干扰素的同时, 应用香菇多糖 2 mg 加入 10%葡萄糖 250 ml 中静脉滴注,每周 2 次。 其机制是香菇多糖为一种葡聚糖, 主要生化作用为增加 肝糖原合成及糖原异生作用, 促进巨噬细胞释放 H2O2 数量能力明显增加,同时 促进 T 细胞成熟, 促进抗体形成。此机制正与慢性乙肝患者均存在不同程度的 免疫功能低下相符合。

2 展望 随着分子生物学的发展和香菇多糖研究的不断深入, 科学家们已经开始在 基因水平探讨香菇多糖生物活性的机制。 多糖生物活性与结构间的关系的研究还 落后于核酸与蛋白质的研究。目前主要集中在香菇中β ―( 1→3)―D 葡聚糖的 研究上, 其他多糖组分与生物活性之间的关系还有待进一步的明确。 目前多糖的 提取率普遍不高,提高香菇多糖的提取率已成为多糖产品开发需要解决的一个关 键问题。不仅可以考虑将多种提取手段结合起来优化提取工艺,还可以通过遗传 育种、 基因重组、 物种诱变等手段选育出高产多糖的香菇菌株, 提高香菇的多 糖含量, 以增加多糖的提取率, 降低生产成本。 今后对 lentinan 和其他活性类多糖的研究主要着重于 3 个方面: ( 1) 多
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糖生物活性的生理机制的探索。 虽然研究和发表的文章很多, 但其机理还没有完 全搞清楚, 需要作进一步的探究; ( 2)多糖构效关系的研究。多糖是一种承载着 巨大构相变量的生物大分子,可以传递细胞之间海量的生物信息, 要完全阐明这 个关系, 单凭生物学的手段是远远不够的, 只有通过物理、 计算机、 数学、 化 学等综合手段的应用, 才能获得突破性的进展和成果, 这也必将对 21 世纪生 命科学产生巨大的影响; ( 3) 应用研究。通过化学手段对多糖分子进行改性, 使其具有更多的生物活性或者强化已有的生物活性, 能够更广泛地应用于临床。

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