灵芝多糖液体发酵调控及药理作用研究进展

灵芝多糖液体发酵调控及药理作用研究进展

解修超;贾少杰;彭浩;邓百万

【摘要】综述了灵芝多糖的液体发酵调控及其抗氧化、免疫调节、抗肿瘤等药理作用。利用液体发酵技术是近年来获得灵芝多糖的主要途径,通过培养基优化、发酵条件优化、添加外源物质以及结合发酵动力学可对液体发酵进行调控。灵芝多糖具有抗氧化的作用,其抗氧化能力强弱与多糖分子量的大小和质量浓度存在密切关系,同时可以通过调节白细胞、T淋巴细胞、巨噬细胞等免疫细胞的应激反应,对机体的免疫功能产生影响。灵芝多糖分为α型和β型两种,前者一般不具有药理活性,而后者具有明显的药理活性。最后对灵芝多糖的代谢途径、结构及抗性机理等亟待解决的问题进行了展望和探讨,旨在为灵芝多糖的合理开发和综合利用奠定基础。【期刊名称】《陕西理工大学学报：自然科学版》

【年(卷),期】2018(034)006

【总页数】6页(P65-70)

【关键词】灵芝多糖;液体发酵;发酵动力学;药理作用

【作者】解修超;贾少杰;彭浩;邓百万

【作者单位】[1]陕西理工大学生物科学与工程学院,陕西汉中723000;[2]陕西省食药用菌工程技术研究中心,陕西汉中723000;;[1]陕西理工大学生物科学与工程学院,陕西汉中723000;;[1]陕西理工大学生物科学与工程学院,陕西汉中723000;[2]陕西省食药用菌工程技术研究中心,陕西汉中723000;;[1]陕西理工大学生物科学与工程学院,陕西汉中723000;[2]陕西省食药用菌工程技术研究中心,陕西汉中723000;

【正文语种】中文

【中图分类】TQ920.6

灵芝(Ganoderma lucidum)又名红芝、木灵芝，隶属于多孔菌科(Polyporaceae)灵芝属(Ganoderma Karst)，作为珍贵的中药材在我国已有2000多年的历史。灵芝具有养心安神、止咳平喘、延年益寿的功效，对食欲不振、心悸、神疲乏力、高血压等疑难杂症均有显著疗效，是常用的滋补强壮、扶正固本的中药[1]。

目前，从灵芝子实体、菌丝体、孢子中分离多糖已达200余种。现代研究证实，

灵芝多糖有抗氧化、调节免疫力、抗肿瘤和降血糖等药理作用[2-4]。野外采集和

人工栽培是获得灵芝的传统途径。野生灵芝极少，采集代价高昂；而人工栽培易受外界环境影响，导致灵芝品质参差不齐，且对自然环境和资源消耗巨大。近年来，液体发酵技术以其周期短、易操作、成本低等优点在植物、食品加工、大型食药用菌等领域广泛应用。液体发酵技术与发酵动力学相结合被认为是提高灵芝多糖的主要途径。

本文结合国内外对灵芝多糖的液体发酵调控及其药理作用的研究进展进行综述，旨在为灵芝多糖的合理开发和综合利用奠定基础。

1 灵芝多糖液体发酵调控

相比较液体发酵技术，灵芝传统椴木栽培和袋料栽培成本较高，对自然资源消耗和破坏极大。虽然有学者对椴木栽培和袋料栽培方式进行了改进和创新，但效果甚微。近年来，液体发酵技术以其易操作、周期短、成本低、产量大等优点迅速成为研究热点。采用液体深层发酵技术培养灵芝，可在短时间内制备大量优质菌种，可大大降低成本，有利于工业化生产，克服了灵芝栽培和野生灵芝采收的局限性。目前，对液体发酵技术研究集中在培养基和条件的优化、外源物质对代谢产物的影响和发

酵动力学等方面。

1.1 灵芝液体发酵培养基的优化

培养基的优化是灵芝产业化生产的第一步，合适的液体发酵培养基可以使菌丝生物量成倍增长。培养基的优化包括对其组分的筛选和含量的研究，不同的碳氮源对菌丝生物量和多糖含量有影响。

1.1.1 碳源优化

碳源是机体生长所必须的元素之一，按照能否水解将其分为单糖、双糖和多糖。灵芝液体培养基中一般使用的碳源有葡糖糖、蔗糖、玉米粉、可溶性淀粉等，研究发现，不同的碳源对灵芝菌丝体的生长速度、形态及胞内多糖含量有很大影响。杨静静等[5]以添加不同质量分数的玉米粉作为碳源，研究其对灵芝液体发酵菌丝体和多糖的影响，结果表明玉米粉的质量分数在4%之内时，质量分数越大菌丝球的直径越小，有利于多糖的积累，同时不同质量分数的玉米粉对灵芝多糖的分子量大小无明显影响。于海洋等[6]研究了不同碳源对灵芝液体发酵菌丝生物量和胞外多糖的影响，以可溶性淀粉为唯一碳源时，生物量达到2.805 g/L，多糖达到0.909 g/L，菌丝对可溶性淀粉的利用率最高，蔗糖最低。此外，混合碳源以及碳源的质量分数对菌丝体和多糖合成也具有促进作用，不同比例的混合碳源可增加菌丝生物量。

1.1.2 氮源优化

真菌的生长离不开氮源，有机氮源在提供给真菌合成蛋白质等生命物质的同时还能提供一些微量元素，对多糖等代谢产物的合成也有促进作用。常见的有机氮源有豆饼粉、蛋白胨、酵母等，与无机氮源相比，真菌对有机氮源的吸收利用更高。冯杰等[7]在使用葡萄糖作为唯一碳源的情况下，研究了不同氮源对灵芝菌丝生物量的影响，使用添加量为3 g/L的酵母自溶粉为氮源时，菌丝生物量最高；以鱼粉蛋白胨为氮源时，生物量次之，但容易导致培养基细菌污染。此外，不同的氮源会使多

糖的分子量有一定差异。碳源与氮源的不同比例(碳氮比)也会对灵芝液体发酵代谢产物产生影响，m(碳源)∶m(氮源)=(20～25)∶1是比较适宜的碳氮比。

1.1.3 无机盐

灵芝菌丝体的生长离不开镁、钾等无机盐离子。灵芝可以将对人体有益的无机态硒、锌元素富集和转化为人体更易吸收的有机态。不同的无机盐在灵芝菌丝体生长过程中作用不同。镁离子的缺少会导致灵芝代谢分子量较大的多糖，胞外多糖的产量与磷酸盐有关[8]。

1.2 液体发酵条件的研究

对液体发酵条件的研究主要集中在pH、时间、接种量、转速、溶氧量等方面。不同的食用菌最适pH不同，灵芝液体发酵培养基的pH一般在5～6.5之间。温度

对机体酶促反应有极大影响，因此，温度对灵芝菌丝体生长和代谢物的积累至关重要，灵芝生长温度在27～30 ℃之间。Fang Q H[9]等探究了不同pH条件下对灵芝液体发酵代谢物产量的影响，结果表明，pH在3.5～7.0之间时，对菌丝生物量和代谢产物均有显著影响。灵芝液体发酵代谢产物随着发酵时间的增加先增加后减少，时间越长越不利于代谢物的积累。Chen Y L[10]等研究了发酵时间对灵芝液

体发酵的影响，在不同的发酵时间段内，灵芝代谢产物会先增加后减少。此外，接种量也可以影响代谢产物的积累，采用保湿法可以明确灵芝发酵的最适接种量。接菌量过多不利于有机物的积累且增加耗氧量，接菌量过少会影响菌丝体的生长速率，使其速度过慢，发酵周期增长。

1.3 外源物质对液体发酵的影响

外源物质是指非机体内产生的有机物或无机物，包括金属离子、中药材提取物、生长因子、诱导剂等。研究表明，外源物质可增强机体的抗性，提高机体内有效成分的含量。近年来，外源物质不仅在植物萌发、代谢、抗逆性、生产等方面应用广泛，而且在大型真菌液体发酵中对代谢产物的影响方面起着重要作用。