金针菇多糖研究进展

金针菇多糖研究进展
刘孝永1,2*，陈蕾蕾1,2，裘纪莹1,2，孙欣1,2，王未名1,2，周庆新
1,2，杜方岭1,2†
（1山东省农业科学院农产品研究所，山东济南250100; 2 国家粮油加工技术研发分中心，山东济南
250100)
摘要：金针菇多糖是金针菇的主要活性成分之一，正日益成为功能性食品等行业研究的热点。

本文以金针菇多糖为研究对象，从多糖的结构、功能和提取方法三个方面详述了金针菇多糖的研究进展。

关键词：金针菇多糖；结构；功能；提取
Research Advance of Polysaccharides from Flarnmulina velutipes
LIU Xiao-yong,1,2 CHEN Lei-lei1,2 , QIU Ji-ying1,2 , SUN Xin1,2 ，WANG Wei-ming1,2 , ZHOU Qing-xin1,2 ,DU Fang-ling1,2 *
(1. Institute of Ago-Food Science and Technology，Shandong Academy of Agricultural Science，Jinan，Shandong 250100; 2. National Research and Development Center for Grain and Oil Processing，Jinan，Shandong 250100)
Abstract: As the main active ingredient, Flarnmulina velutipes polysaccharide is increasingly becoming one of the hot spot of the functional food industries research. The article reviewed the research advance of polysaccarides from F. velutipes, including the structure, function, and extraction methods of polysaccharides.
Key words：Flammulina velutipes polysaccharides；Structure；Function; Extraction.
金针菇[Flarnmulina velutipes(Fr)Sing.] 又名毛柄金钱菌、朴菇、冬菇、构菌、金钱菌等，在《中国植物图鉴》上称做朴蕈，在真菌分类学上属担子菌亚门(Basidiomycotina)、层菌纲(Hymenomycetes)、伞菌目(Agarieales)、口蘑科(Tficholomataceae)、小火焰菌属(Flarnmulina)。

[1]金针菇子实体由细长而质嫩的菌柄和形似铜钱的菌盖组成，呈乳白色或金黄色，其盖滑，柄脆，是目前人工栽培较为广泛的食用菌之一，在国际市场上产量仅次于白蘑菇和香菇，居食用菌第三位。

金针菇中含有丰富的多糖物质，是金针菇的主要活性成分，对提高机体的免疫功能等有显著作用，正日益成为功能性食品等行业研究的热点。

1 金针菇多糖结构研究
1.1金针菇多糖的一级结构和单糖组成
食用菌多糖可分为四类,即:杂多糖、甘露聚糖、葡聚糖、糖蛋白和多糖肽。

多糖的组成、分子量,因食用菌种类而不同,其有效成分的作用及营养价值也不同。

[2]金针菇多糖具有两种以上的多糖组分，到目前其研究结果不太一致。

Leung等[3]从金针菇细胞壁中提取出一种碱溶性多糖，它由β-（1-3）-D构成的葡聚糖，分子量约200KD。

该葡聚糖的一级结构由主要以β-（1-3）连接和少量β-（1-6）连接的葡萄糖基构成，还包括一些半乳糖基和甘露糖基。

何国庆等[4]以金针菇菌丝体作为样品用pH8～9的弱碱性水溶液于室温下提取水溶性多糖，分离得到了4个组分的多糖，采用HPLC法测得其相对分子质量分别为1.93×106、5.74×105、5.58×104和1.5×104，含量上以后两者为主，分别占66.6%和22.8%。

严
*作者简介：刘孝永（1978-），男,山东临沂人，助理研究员，从事食品微生物研究。

†通讯作者, e-mail:lxy2001mail@
茂祥等[5]金针菇子实体经热水提取三种金针菇多糖FVP1、FVP2和FVP3，3种组分均主要由葡萄糖、半乳糖、甘露糖及木糖组成，其平均分子量分别为10×1044、4×104和2×104。

秦小明等[5]采用DEAE-Cellulose柱层析对获得的粗多糖进行分离与纯化，得到FVCP-A、FVCP-B和FVCP-C3个多糖组分，并对3个多糖的构成单糖的比例进行了分析。

根据试验结果判断认为,金针菇粗多糖成分主要是葡聚糖,同时还可能混有半乳糖聚糖、木糖葡聚糖或者木糖甘露聚糖等数个多糖组分。

Pang等[7]将金针菇菌丝体中提取的粗多糖CFVP，再经DEAE- Sephadex A-50离子交换柱和Sephacryl S-400凝胶柱色谱纯化后,冷冻干燥后得精品多糖FVP1和FVP2，并对FVP-2的结构进行了深入分析。

分析认为，FVP-2是一种白色粉末状水溶性多糖，相对分子质量为1.89×104，一级结构由α-D-(1→4)-葡聚糖构成主链，有少量的α-D-(1→6)-葡聚糖侧链。

王玉峰等[8]纯化得到精品金针菇多糖FVP-1、FVP-2，运用HPGPC、,PDHPLC、IR和13C NMR等方法测定了两种多糖的结构，FVP-1相对分子质量为1.48×104，FVP-2为2.73×104。

FVP-1单糖物质的量比为：葡萄糖(Glc):半乳糖(Gal):甘露糖(Man) = 100:2.5:1.5；FVP-2为Glc:Gal:Man:岩藻糖(Fuc)=100:14:7:4。

FVP-1主要以[α-D-Glc(1→4)-]为主链，带有α-D-Glc(1→6)分支。

FVP-2结构较复杂，存在多种单糖组成，葡萄糖具有α、β两种构型。

FVP-2具有更强的免疫增强活性。

陈祥贵等[9]从水解液提取的粗多糖经DEAE-Dextran gel A25柱层析所得到四种多糖组分。

该多糖组成经纸层析证明含五种单糖。

李健等[10]将金针菇多糖分成胞外多糖和胞内多糖进行了单糖组成和比例分析。

他认为胞外多糖和胞内多糖的单糖组成和比例存在一定的差异。

根据气相色谱分析，金针菇胞外多糖是由摩尔百分比组成分别为6.04%的鼠李糖、8.78%的阿拉伯糖、14.54%的木糖、22.56%的甘露糖、21.49%的葡萄糖、26.58%的半乳糖和一种未知单糖构成。

而胞内多糖由摩尔百分比为1.88%的鼠李糖、2.82%的阿拉伯糖、5.00%的木糖、21.24%的甘露糖、69.06%的葡萄糖和两种尚未检出的单糖构成。

两种多糖的具有一般糖类物质的特征吸收峰，同时结构中存在吡喃环和呋喃环。

但是胞外多糖的单糖组成中吡喃糖有α，β构型，而胞内多糖则多为β构型。

1.2金针菇空间结构研究
谢晨等[11]通过热水提取一种多糖FVP,其分子量为1.81×104，并对其空间结构进行了初步研究。

通过实验表明该多糖FVP为3股螺旋结构不同浓度的氢氧化钠对该多糖空间构象产生不同程度的影响,低浓度的NaOH处理的多糖在除去NaOH后其空间结构可完全恢复或部分恢复并伴随着生物活性的部分恢复,高浓
度NaOH处理后其空间结构发生变化并伴随生物活性几乎完全丧失。

2 金针菇多糖的保健功能
金针菇多糖是金针菇主要活性成分之一，许多研究认为金针菇多糖不但具有提高人体免疫力，而且具有保肝、保湿、抗感染、抗氧化、辅助改善记忆和缓解体力疲劳等保健作用。

2.1免疫调节作用
金针菇多糖是一类免疫促进剂，能增强T细胞功能，激活淋巴细胞及吞噬细胞，促进抗体产生，并能诱导干扰素的产生，通过恢复和提高整个机体的免疫功能来抑制肿瘤的生长[12]。

Kamasuka等[13]、Ohkuma等[14]和Leung等[3]分别从金针菇中提取几种不同结构和单糖组分的金针菇多糖,发现它们对小鼠肉瘤S180具有明显的抑制作用,并认为是通过恢复和提高免疫力方法来达到抑制肿瘤的目的。

严茂祥等[5]研究其自己制备的FVP1、FVP2和FVP3，发现体内给药能够促进正常和荷瘤小鼠的淋巴细胞
转化、NK细胞活性及IL-2的生成，增强和恢复机体的免疫功能。

朱曙东等[15]发现FVP1对正常小鼠胸腺指数有降低趋势,能明显提高正常小鼠脾指数;对正常小
鼠外周血白细胞无明显影响,但对荷瘤小鼠则有明显的升高白细胞的作用,还能明显提高正常小鼠和荷瘤小鼠外周血淋巴细胞数;能明显提高正常小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能。

常花蕾等[16]研究证明金针菇多糖能促进正常和荷瘤小鼠脾淋巴细胞转化，增强NK细胞活性和增加IL-2的生成，增强正常小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬能力，增加正常小鼠的血清溶血素含量。

通过研究认为金针菇多糖能促进正常小鼠脾细胞代谢MTT活力和分泌细胞因子INF-a、IFN-Y、IL-2和腹腔渗出细胞代谢MTT活力和分泌细胞因子TNF-a，并进一步认为金针菇多糖的免疫作用可能与促进正常小鼠产生TNF-a有关。

2.2 保肝作用
Pang等[7]利用分离纯化的富锗金针菇精品多糖FVP1和FVP2采用0.2% CCl4
腹腔注射造成小鼠急性肝损伤模型，,检测FVP对原代小鼠肝细胞活力的影响,对CCl4损伤的原代肝细胞ALT活力的影响。

结果发现，高剂量注射FVP2血清AST 活力值,肝匀浆液MDA值,血清ALT活力较模型组有显著性差异；FVP2能显著增加小鼠原代肝细胞的活力；可使原代肝细胞培养液中的ALT活性明显低于模型组，FVP2具有很强的促进原代肝细胞活力的作用。

李怡芳等[17]研究发现金针菇多糖对CCl4所致的小鼠血浆ALT和AST活性升高有显著的降低作用,并明显升高肝脏SOD的活性,显著降低脂质过氧化产物MDA的含量,作用呈明显的量效关系。

她认为其作用机制可能是金针菇多糖能提高抗氧化酶SOD等的活性,从提高自由基清除能力,减少自由基对细胞膜的损害,防止脂质过氧化反应,可能通过诱导肝
药物代谢酶的活性,使肝脏清除自由基的能力加强，从而起到保肝的作用。

2.3 抗氧化
邵颖[18]采用DPPH酶标仪法对9种食用菌样品的甲醇提取物的自由基清除率进行了测定分析认为,金针菇和茶树菇在不同的条件下均表现出了稳定的、较强自由基清除活性.同时也通过9种食用菌甲醇提取物的自由基清除剂的薄层层析
得以验证。

李守勉等[19]通过结晶紫法测定金针菇多糖清除羟基自由基能力的试验，测得质量浓度为1%的金针菇多糖溶液清除羟基自由基的能力为5.10%。

结果表明，1％金针菇多糖有一定的清除羟基自由基的能力。

Yang等[20]进行了乙酰胆碱酯酶活性抑制和清除自由基能力实验。

0.6mol/ml的金针菇多糖能够将乙酰胆碱酯酶的活性降低18.51%，对自由基的清除率为61.24%。

2.4 辅助改善记忆
金针菇又称“增智菇”和“一休菇”对学习记忆能力的影响研究得较少。

邹宇晓等[21]研究证实，FVP高剂量治疗可延长记忆障碍模型小鼠明箱停留时间，减少小鼠避暗错误次数以及记忆障碍模型大鼠的上台前总路程和潜伏期。

进一步证明金针菇多糖能够改善氢溴酸东莨菪碱诱导的记忆获得性障碍模型小鼠和大鼠的学习记忆能力，对改善记忆能力有积极的促进作用。

2.5 抗感染作用
崔玉海等[22]采用鼠耳二甲苯致炎法研究认为FVP有较强的抗炎症作用，能显著减轻二甲苯对鼠耳造成的局部炎症。

2.6缓解体力疲劳
文镜等[23]以小鼠为对象，采用血清乳酸脱氢酶(LDH)活力、血乳酸、肌糖原、肝糖原、血清尿素氮(BUN)的含量变化等指标观察了金针菇的抗疲劳效应。

结果表明，服用金针菇一定时间的小鼠，乳酸脱氢酶活力、肌糖原、肝糖原含量均比
对照组显著增加，运动后血乳酸水平及血清尿素氮增量明显降低，运动后恢复期血乳酸清除速率显著升高。

提示金针菇有增强机体对运动负荷的适应能力，抵抗疲劳产生和加速疲劳消除方面具有明显的作用。

李守勉等[19]通过研究也认为FVP 有显著的抗疲劳作用。

2.7 保湿功能
李守勉等[19]通过抗氧化效果和保湿效果测试表明金针菇多糖具有较好的保湿能力和一定的抗氧化能力。

研究通过体外法、体内法（MMV法和TEWL法）对金针菇多糖保湿功能的评价表明，40%～60%的湿度下，在一定时间内金针菇多糖的保湿性能较好，1%的金针菇多糖保湿效果优于5%的甘油。

3 金针菇多糖提取研究
近几年对金针菇多糖提取、纯化工艺探究较多，以热水浸提法为主，近期以物理法（微波，超声波等）辅助提取优化研究较多，还有酶解法和膜分离法也有利用。

3.1 热水浸提法
多糖溶于水而不溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂，一般用热水进行提取。

刘祖同等[24]归纳了食用菌子实体多糖的提取工艺步骤：即食用菌子实体粉碎→脱脂肪→多糖的浸提→过滤（离心分离）→合并滤液→多糖沉淀→去蛋白质、脱色→多糖组分的分离纯化→多糖组成和结构的分析，其中，热水浸提的温度一般为90℃～100℃，浸提时间为1h～3h，浸提次数为2次～3次。

金针菇多糖的提取也多采用这个方法[7] [16] [21] [25]。

冯昆等[26]采用热水浸提法，探讨浸提时间、温度、固液比以及浸提次数等因素对金针菇多糖提取率的影响，通过正交实验得到金针菇多糖的优化浸提条件为提取温度95℃、固液比为1:30、浸提时间3h、浸提2次，提取率达1.54%。

李守勉等[19]通过正交试验的筛选优化，确定了提取金针菇多糖影响因素主次顺序为：料液比>浸提温度>pH值>浸提时间，最佳工艺条件为：料水比为1：5，浸取温度为95℃，浸取时间为5 h，pH为8。

在此工艺条件下，金针菇多糖得率可达1.125%。

何轩辉等[27]采用Box-Behnken组合设计,通过回归分析得出金针菇粗多糖的最佳
提取条件为:提取温度87℃,浸提时间2h,料液比1∶20,在此条件下可得最大提取率为1.38%。

王大红等[28]通过实验得出影响金针菇提取效果因素大小依次是浸提温度、料液比、酶解时间、纤维素酶量。

最佳提取条件为料液比1:3，浸泡温度80℃，纤维酶加入量0.20%，酶解时间2小时。

在此条件下提取的金针菇多糖含量大于0.48%。

蒋海明等[29]采用热水浸提法，通过正交设计，确定多糖提取条件因素的影响主次顺序依次为浸提时间、料液比、浸提温度、浸提pH值。

金针菇多糖的最佳提取条件为提取料液比1:30，提取时间2h，提取温度90℃，浸提pH值6.0。

在此条件下多糖得率为1.58%。

叶敏等[30]采用水提醇沉法研究金针菇多糖的提取工艺条件，得到金针菇多糖最佳提取条件为：提取温度80℃、料液比为1:30、提取时间3h、提取2次。

李守勉等[19]利用热水浸提法从金针菇中提取多糖，通过四因素三水平的正交试验得到金针菇多糖的最佳提取工艺为：料水比为1:5、浸取温度为95℃、浸取时间为5h、pH值为8，最高得率为1.125%。

3.2 微波辅助提取技术（MAE）
梁梓等[31]在微波条件下,通过单因素试验与正交试验研究金针菇水溶性多糖
提取的最佳条件。

结果表明:微波功率为600W,辐射时间为10min,提取料液比为1:20,水浴浸提时间为60min,有利于金针菇可溶性多糖的提取。

于沺等[32]采用微波辅助提取法对金针菇多糖进行提取，通过单因素试验及正交实验优化确定出金针
菇多糖最佳提取工艺如下：微波功率350w，水料比35:1，微波处理时间9min，提取次数为2次，其多糖提取率为1.26%，远远高于水提法。

3.3 超声波辅助提取
李志洲等[33]通过实验,探讨了浸提次数、时间、温度及pH对提取效果的影响。

结果显示:当料液比为1:20,温度为90℃,pH值为8,浸提时间为90min时,在超声仪中进行超声波提取,20min时可达到最佳效果,多糖提取率为1.250%。

李赓等[12]运用响应面设计法( RSM) 得出超声波辅助提取金针菇多糖的最适提取条件为水料比15.28:1，超声处理时间40.1min，水浴温度79.8℃。

罗登宏等[34]对超声波辅助提取金针菇多糖工艺参数进行单因素试验筛选和正交试验优化研究。

结果表明,影响金针菇多糖提取率的因素主次关系为:超声功率>料液比>处理时间;最佳工艺
条件为:超声功率110W,超声波处理时间50min,料液比1g:30ml,在此工艺条件下,
金针菇多糖的提取率为3.14%。

Yang等[20]将金针菇粉加入蒸馏水配成悬浊液，放入超声波细胞破碎仪中破碎，将处理过的溶液放至室温，离心（10000转，15分钟），取上清液在65℃,低压浓缩，浓缩液用4倍80%的乙醇在4℃提取24小时。

再离心（5000转，15分钟），沉淀物用乙醇清洗3次，然后透析冻干即得到金针菇多糖样品。

采用Box–Behn-ken组合优化金针菇多糖的提取条件。

设计了4种因素（金针菇浓度，超声波功率，超声波时间，超声温度）。

通过一个二次方程描述不同条件下的产量情况。

在水与金针菇的比率为25:1，温度为45℃, 功率为620瓦的下超声20分钟可以得到8.33%金针菇多糖的产量。

孔晓雪等[35]湿法超微粉碎处理效果与单纯沸水提取相比，湿法超微粉碎提取法获得的多糖含量提高了75%。

响应曲面法优化后的多糖提取率为3.63%。

姜宁等采用超声辅助提取金针菇菌丝体多糖，最佳工艺条件为：料液比1:100、超声强度80W、超声处理时间10min、浸提液pH8.0。

结论：水浴提取法平均提取率为1.16%，超声辅助提取金针菇菌丝体多糖的得率率平均为3.46%，提高了198.28%。

这说明超声辅助法提取金针菇菌丝体多糖明显优于水浴法。

4 酶水解浸提
陈祥贵等[9]利用维素酶水解金针菇可显著提高可溶性多糖及可溶性固形物
浸提率,最适酶解条件为50℃,PH4.5,酶浓度0.15%,水解时间6小时。

余冬生等[36]
研究认为单一酶提取金针菇多糖,比直接水提取提高了金针菇多糖的溶出率;多酶共同作用于金针菇的细胞壁,细胞壁破裂较大,多糖易从胞内释放出来,而比单一
酶作用提高了金针菇多糖的提取率,各种酶的最佳用量和反应条件为纤维素酶1.0%,菠萝蛋白酶1.0%,果胶酶1.0%,时间80min,pH值4.0,温度50℃。

李世敏等[37]利用超滤技术浓缩水浸提液，原料与水比率为1:2,在90～95℃下加热处理10～
15min，0.15%的纤维素酶在40℃、pH4.5条件下水解3小时,再加水在100℃、pH6.5条件下浸提超滤1小时,经MWCO5000的超滤膜在40℃、0.2MPa下浓缩、沉淀，得到沉淀率为97.9%的多糖。

4 结束语
随着科学技术的不断发展，物质生活水平的不断提高，人们对食品的营养保健作用的要求也在不断提高。

金针菇多糖不仅具有提高免疫力、保肝、抗氧化、抗疲劳等功能,而且还对多种致癌、促癌物有抑制作用,同时对正常细胞无毒害作用，是一种具有特殊功能的天然绿色类产品，应用于保健食品的市场潜力巨大。

金针菇多糖独特的生理特性，其保健效果非常稳定，但对其结构的研究还不深入，其一级结构的研究落后与其它食用菌如香菇多糖、黑木耳多糖、银耳多糖、灵芝多糖等。

现阶段金针菇多糖构效关系的研究还仅限于对其一级结构的研究,
还很不完善,须在现有的研究基础上,加快多糖结构研究的速度,争取在方法上有突破,深入了解其生物活性。

目前金针菇多糖提取的方法很多，其成本和产量都不太理想。

需要更加深入的研究，要根据其多糖的性质、提取成本、工艺设备等选择高效率、低能耗的提取工艺,完善的提取以获得多糖产量高同时活性成分也较高的提取物，进一步研究适合工业化生产需求的提取工艺。

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