桑黄的生物活性及深层发酵

桑黄的活性成分及深层发酵

1.形态特征及产地分布

桑黄子实体无柄，菌盖扁半球形或马蹄形，2-12*3-21厘米，厚1.5-10厘米，木质，浅肝褐色至暗灰色或黑色，老时常龟裂，无皮壳，初期有细微绒毛，后变无毛，有同心环棱.边缘钝，深肉桂色至浅咖啡色，下侧无子实层.菌肉深咖啡色，硬，木质.菌管与菌肉近同色，多层，但层次不明显，年老的菌管层充满白色菌丝.管口锈褐色至酱色，圆形，每毫米4-5个.孢子近球形，光滑，无色，5-6*3-4微米.刚毛顶端尖锐，基部膨大，10-25*5-7微米.菌丝不分枝，无横隔，直径3-5微米。

桑黄主要分布在东亚地区，包括中国、日本、韩国、朝鲜、俄罗斯等国家。我国主要分布在东北、华北、西北及四川、云南等地。我国桑黄主要分布区在黑龙江省东部乌苏里江与兴凯湖之间，西北地区陕西与甘肃交界的子午岭自然保护区，东北的长白山林区、哈尔滨与吉林市之间的老爷岭、张广才岭有少量野生出产。另外，西南各省区亦出产少量的野生桑黄，但产量极少，难以形成商品。

2.桑黄的活性成分及其分子结构

桑黄主要寄生于桑、杨、暴马丁香、松、白桦等树干上。桑黄的化学成分有多糖、黄酮、香豆素、麦角甾醇、落叶松覃酸、脂肪酸、三菇类、芳香酸和多种氨基酸，以及木糖氧化酶、脲酶、醋酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、乳糖酶、纤维素酶等多种酶类。有研究统计，桑黄的药理学功能有20多种，包括抑菌、消炎、抗氧化、抗肿瘤、加强机体免疫、保肝护肝、降血糖、降血脂、抗肺炎等，其有效成分主要是多糖、黄酮、三萜和酚类物质

3.桑黄的主要功效及作用机制

3.1 免疫调节

研究表明，免疫调节是多糖类物质最基本的药理作用，桑黄多糖的许多活性作用如抗肿瘤、保护肝损伤、降血糖、抗氧化等都与其免疫调节功能有关。桑黄蛋白

多糖可以激活蛋白激酶C（PKC）和蛋白酪氨酸激酶（PTK）信号通路从而激活机体B淋巴细胞的增殖，增强巨噬细胞的吞噬功能，并提高对自然杀伤细胞（natural killer cell，NK）和LAK（lymphokine activated killer）的活性。傅海庆等用桑黄口服液饲喂小鼠，发现高剂量组小鼠的脾脏和胸腺重量显著增加，吞噬细胞的吞噬能力提高；桑黄多糖还能够显著提升Th1细胞的功能，Th1细胞属于辅助性T淋巴细胞，在正向调节细胞免疫中发挥重要作用。

3.2 抗氧化、防衰老作用

人体内的自由基是衰老和一些疾病发生的原因之一，当体内自由基产生过多或清除过慢时，各种细胞、组织和器官就会受到损伤，进而加速机体的衰老并诱发各种疾病。而桑黄的酚提取物hispidin对超氧阴离子、羟基自由基和DPPH 都具有一定的清除作用；桑黄多糖能保护线粒体DNA免受活性氧基团造成的损伤，防止线粒体功能紊乱；Yuan等从P. ribiis中提取多糖，发现能降低血液中丙二醛（MDA）含量，同时加强血清中超氧化物歧化酶（SOD）及谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性。

3.3 抗肿瘤作用

桑黄具有明显优越的抗癌能力，其提取物能够有效抑制包括人类结肠癌细胞系SW480等细胞的增殖，可以显著提高机体免疫能力，并能降低化疗药物造成的免疫系统损伤，对环磷酰胺起着增效减毒作用，延长小鼠存活时间。比较了桑黄，灵芝，阿加里斯茸，PL-2.PL-5 4种药物对小鼠移植性胃癌和S180肿瘤的抑制作用，结果显示桑黄在4类药物中具有较好的肿瘤抑制效果。

3.4 保肝、抗肝硬化

在2002年，桑黄能减轻肝细胞损伤，预防大鼠肝纤维化的发生；随后研究发现桑黄能显著改善肝脏微循环，增加肝细胞营养补给；提高肝组织SOD活性，降低脂质过氧化产物MDA；促进肝细胞再生；抑制肝星状细胞（HSC）和成纤维细胞增殖及胶原合成；提高大鼠血清γ-干扰素水平，并且促进了外周血单个核细胞和淋巴细胞生成γ-干扰素，抑制炎症因子IL-4水平，且呈浓度依赖性特征。

4.桑黄的深层发酵

桑黄，俗称桑黄菇、桑臣、桑耳等，是一种大型珍稀药用真菌，现代药理研究表明桑黄具有抗肿瘤、抗氧化、抗肝纤维化、增强免疫等作用。目前大多研究以桑黄野生子实体多糖及蛋白聚糖为主，而对其所含的类黄酮等其它成分研究较少。研究发现，桑黄菌丝体含有与子实体相似的活性成分，采用深层发酵培养桑黄菌丝体提取活性物质，生产周期短，生产工艺简单，材料易得、生产成本低，因而利用液体深层发酵是开发桑黄药用价值的又一新途径。对收集到的桑黄菌株进行鉴定、筛选，并对筛选到的菌株进行发酵条件的优化以期获得最佳发酵条件为规模化生产提供技术支持，同时对获得的桑黄菌丝体提取物进行了活性试验，为深层发酵生产活性物质提供理论支持。本论文共分三部分，分别研究了菌株的鉴定、筛选、桑黄深层发酵培养条件的优化、菌丝体提取物体外生物活性等，主要结果如下：

4.1菌耕鉴定及优良菌株的筛选

以菌丝生长速度、生物量、菌丝总黄酮含量、多糖含量为主要试验指标对四菌株进行筛选，各菌株菌丝体提取物抗氧化、抑制小鼠L1210细胞增殖、刺激淋巴细胞增殖试验表明：PB-10菌株菌丝体乙醇提取物清除活性氧能力大大强于其它试验菌株，在250μg/mL下对L1210细胞增殖的抑制率达82％，高于其它试验菌株，菌丝体粗多糖刺激淋巴细胞增殖能力亦强于其它试验菌株。PB-10 菌株适宜作为桑黄产黄酮或多糖发酵试验用菌株。

4.2桑黄PB-10菌株深层发酵条件的优化

通过营养因子及非营养因子单因素、正交试验，分别确定了PB-10菌株深层发酵生产多糖、黄酮的最佳培养条件。产黄酮最优培养条件为：葡萄糖10g/L，玉米粉40g/L，豆饼粉5g/L，KH<,2>PO<,4> 3g/L，MgSO<,4> 1.5g/L；培养温度28℃，摇床转速160r/min，pH值自然，接种量8～10％，装液量100mL (250mL，三角瓶)，发酵周期144hrs，在此条件下粗黄酮产量达26.25mg/100mL。产多糖最优培养条件为：葡萄糖5g/L，玉米粉40g/L，豆饼粉20g/L，KH<,2>PO<,4>1.5g/L，MgSO<,4> 1g/L；培养温度28℃，摇瓶转速140r/min，pH值自然，接种量10％，装液量

100mL(250mL三角瓶)，发酵周期132brs；此条件下多糖产量可达118.5mg/100mL。对产黄酮、多糖培养条件的综合分析表明：葡萄糖5～10g/L，玉米粉40g/L，豆饼粉5～20g/L，KH<,2>PO<,4> 1.5～3g/L，MgSO<,4> 1～1.5g/L。最适发酵条件为：培养温度28℃，摇床转速140～160 r/min，pH值自然，接种量8～10％，装液量100 mL(250mL 三角瓶)，发酵周期132～144hrs；在此条件下获得黄酮的同时得到大量多糖是可能的。