靈芝多糖研究進展

葉志能，李德遠，王斌，胡杰

（軍事經(jīng)濟學院軍需系，湖北 武漢 430035）

靈芝（Ganodetma lucidum）是一種名貴藥用真菌，在系統(tǒng)分類上隸屬于菌物界，擔子菌門，層菌綱，靈芝目，靈芝科。靈芝富含靈芝多糖、三萜類化合物、核苷、氨基酸、甾醇、生物堿等多種活性成分，具有多種生理功能，是一種不可多得的高級營養(yǎng)食品。靈芝多糖是靈芝主要活性成分之一，具有抗腫瘤、抗氧化自由基、抗衰老、提高免疫力、活血化瘀等作用。本文就近年來國內(nèi)外對靈芝多糖的主要研究進展，包括其提取及純化、結構特征、生物活性等做一綜述。

1 靈芝多糖的提取及純化

1.1 水提醇沉法

傳統(tǒng)提取靈芝多糖的方法多為水提醇沉法。利用多糖溶于熱水而不溶于醇、醚、丙酮等有機溶劑的特點，從靈芝中進行提取。提取時一般先將原料物質(zhì)脫脂、脫游離色素，然后用水或稀酸、稀堿、稀鹽溶液進行提取，提取液經(jīng)濃縮后即以等重或數(shù)倍的甲醇或乙醇、丙醇等沉淀析出，得粗多糖。其工藝流程為選擇清潔干燥、無霉變、無蟲蛀的靈芝，破碎成顆粒狀，過40目篩→浸提→離心→濾渣→離心→離心液→真空濃縮→有機溶劑沉淀→烘烤→干品[1]。

1.2 膜分離法

膜分離技術是近幾十年來發(fā)展起來的高新技術，是指在分子水平上，不同粒徑的混合物質(zhì)在通過半滲透膜時，實現(xiàn)機械分離的技術[2]。膜分離技術利用多糖分子量大小，在通過半透膜時，實現(xiàn)機械分離。然后再低溫濃縮、干燥，得粗多糖。工藝流為程選擇清潔干燥、無霉變、無蟲蛀的靈芝，破碎成顆粒狀，過40目篩→水浸提→粗濾除雜→去除大分子物質(zhì)→去除小分子物質(zhì)→多糖濃縮液→真空濃縮→冷凍干燥→粗多糖。

1.3 其他提取方法

當前也有利用冷凍預處理法與協(xié)同酶法、超聲波催化纖維素酶法等方法。超聲提取是一種物理破碎過程，利用超聲波輻射產(chǎn)生的空化作用、機械作用及熱學作用。超聲提取可極大地提高提取效率、節(jié)約溶劑、避免高溫對提取物的影響。胡斌杰等利用超聲波法和傳統(tǒng)熱水法提取靈芝多糖，研究發(fā)現(xiàn)，超聲波法的提取時間比水提法縮短3/4，多糖提取率提高30%[3]。

1.4 靈芝多糖的純化

由于提取的靈芝粗多糖中常含有色素、低聚糖、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)，需要把粗樣適當提純，采用如下提純工藝：粗多糖→脫色→脫蛋白→柱層析及色譜分離→純多糖。目前一般用Savage法和蛋白酶法結合除去蛋白，用20%的H2O2進行脫色[4]。

2 靈芝多糖的結構分析

靈芝多糖目前已分離到的有200多種，是靈芝的最有效成分之一，其中大部分為β-型的葡聚糖，少數(shù)為α-型的葡聚糖。靈芝多糖是一種大分子化合物，大多為異多糖，即除含有葡萄糖外，大多還含有少量阿拉伯糖、木糖、巖藻糖、鼠李糖、半乳糖、甘露糖等其他單糖。

何晉浙等采用沸水回流法從赤靈芝子實體中提取多糖，經(jīng)Sevage法除蛋白，乙醇沉淀，離心、流水透析、濃縮、凍干后得靈芝多糖，單糖經(jīng)乙酰化處理進行外標法定量，并利用苯酚—硫酸法、紫外、紅外及X衍射光譜法、凝膠分子排阻色譜—蒸發(fā)散射檢測器法、氣相和氣質(zhì)譜色譜法進行多糖組分、含量、結構和分子量分析研究，結果表明靈芝多糖為米黃色，得率為2%左右，其含量≥43%，紅外光譜顯示靈芝多糖結構主要為β-糖甘鍵連接的吡喃型葡聚糖，其多糖的主要單糖組分為葡萄糖，含量為89%左右，并含有其他少量的單糖組分D-阿拉伯糖、D-木糖、D-甘露糖、D-半乳糖。其多糖主要為同均糖，多糖為非晶型結構，分子量主要分布在8×104u～2×105u之間，分子質(zhì)量主要為2×105u的生物大分子[5]。經(jīng)HIO4氧化、Smith降解及甲基化反應，并利用多糖及剛果紅混合液在堿性溶液中波長的紅移變化，通過 UV-VIS，IR，GC，GC-MS，NMR 對靈芝水提多糖的結構特征及三螺旋體結構進行分析研究。結果表明靈芝多糖含有三螺旋體構型，GC-MS分析靈芝多糖的主要單糖組分為葡萄糖，還有少量的半乳糖、甘露糖、木糖和艾杜糖，IR及1H NMR分析多糖為β-構型，HIO4氧化、Smith降解和甲基化分析表明多糖主要為（1→3）糖苷鍵連接構型，并伴有少量的1→6位支鏈鍵連接的結構，靈芝多糖是由D-葡萄糖單元通過β-（1→3）糖苷鍵連接葡聚多糖，其主要構型特征為（1→3）β-D-線性連接的骨架結構[6]。

用不同的菌種、不同的方法提取的靈芝多糖，其結構不盡相同，活性也有差異?；钚詮娙跖c相對分子質(zhì)量、溶解度、黏度、多糖鏈的分支程度及支鏈上羥基取代的數(shù)量、糖苷鍵的類型、以及多糖的立體構型有關[7]。據(jù)報道，靈芝多糖具有刺激宿主非特異性抗性、免疫特異反應以及抑制移植腫瘤生理活性的特性。多糖分子量大于1×104u時顯示強抑制腫瘤活性，活性強弱還與多糖鏈分叉的程度及支鏈上羥基的數(shù)量有關[8]。活性不僅與初級結構有關，還在更大程度上受二級、三級結構的影響。

3 靈芝多糖的生物活性

3.1 抗氧化

靈芝多糖是抗衰老、扶正固本等保健食品的主要有效成分之一，它能增強細胞、體液的免疫調(diào)節(jié)作用，調(diào)節(jié)核酸和蛋白質(zhì)的代謝平衡，清除氧自由基，延長體外傳代細胞分裂代數(shù)的能力。靈芝多糖能提高白細胞介素Ⅱ產(chǎn)生，增強細胞毒T細胞的功能，對小白鼠細胞內(nèi)的SOD的活性有明顯的增強作用，可增強老年小鼠脾細胞內(nèi)DNA多聚酶α活性，具有一定的抗衰老能力[9]。

余強等研究黑靈芝多糖對D-半乳糖誘導的衰老小鼠的抗衰老作用，發(fā)現(xiàn)與模型組比較，黑靈芝多糖可拮抗小鼠體重的降低和肝臟的萎縮、增強肝臟組織和腦組織SOD、GSH-PX和CAT活性、減少MDA含量。表明黑靈芝多糖具有延緩衰老的作用，其作用機制可能與抑制自由基，增加體內(nèi)抗氧化酶的活性，減少過氧化脂質(zhì)的生成，提高機體抗氧化能力有關[10]。

邵華強等通過研究表明，靈芝能增強老齡小鼠血中超氧化物歧化酶（SOD）活性，具有清除自由基、抗氧化、抗衰老作用[11]。

3.2 增強調(diào)節(jié)免疫能力

靈芝多糖的免疫調(diào)節(jié)作用是廣泛的，不僅包括提高抗原提呈細胞（antigen presenting cell，APC）、單核細胞吞噬系統(tǒng)的活性，而且包括增強細胞免疫和體液免疫功能，作用位點涉及從免疫前體細胞增生、分化到效應細胞的各個過程[12]。其主要通過4個途徑作用于免疫系統(tǒng)：（1）激活巨噬細胞，促進T淋巴細胞轉(zhuǎn)化為Tc細胞，提高B淋巴細胞和NK細胞數(shù)量與活性；（2）激活網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)和補體系統(tǒng)，誘生多種免疫因子。（3）影響神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫系統(tǒng)網(wǎng)絡；（4）促進細胞中核糖核酸、脫氧核糖核酸和蛋白質(zhì)合成，提高細胞內(nèi)環(huán)核苷酸（cGMP、cAMP）含量[13]。

李文娟等采用環(huán)磷酰胺建立免疫抑制小鼠動物模型，分析黑靈芝多糖對小鼠免疫功能的影響。結果發(fā)現(xiàn)黑靈芝多糖可增加脾臟和胸腺指數(shù)，促進T、B淋巴細胞增殖，提高血清中IL-2和TNF-α含量。表明黑靈芝多糖具有明顯增強免疫抑制小鼠的免疫功能的作用[14]。

3.3 抗腫瘤

靈芝多糖是靈芝的主要抗癌活性成分?，F(xiàn)有的研究表明，具有抗癌活性的靈芝多糖大多是β－（1→3）－D-葡聚糖。β-葡聚糖中分支度高的有較高的活性，分子量高的也較分子量小的活性大。但近年來的一些研究發(fā)現(xiàn)，含有其它結構的靈芝多糖和某些小分子量的靈芝多糖也具有免疫調(diào)節(jié)和抗癌活性。因此，這些靈芝多糖在靈芝抗癌中的作用不可忽視。現(xiàn)已知通過免疫介導作用發(fā)揮抗癌作用是靈芝多糖抗癌的主要機制之一。新近的研究發(fā)現(xiàn)，膜Ig和TLR-4為靈芝多糖激活機體B細胞的免疫受體，TLR-4也與靈芝多糖激活機體巨噬細胞有關。此外，靈芝多糖抗癌的可能機制還包括活化促分裂原活化蛋白（MAP）激酶，以及抑制腫瘤血管新生等[15]。

呂岫華等采用免疫酶的方法，研究了中藥多糖對EB病毒早期抗原激活的抑制作用。結果發(fā)現(xiàn)靈芝多糖在一定的劑量范圍內(nèi)均有其抑制作用，而且具有明顯的量效關系，表明其具有抗病毒、抗腫瘤作用[16]。

李穎博等研究靈芝多糖對腫瘤細胞與內(nèi)皮細胞相互作用的影響，發(fā)現(xiàn)靈芝多糖通過抑制腫瘤細胞黏附并遷移穿過內(nèi)皮細胞發(fā)揮其抗腫瘤作用[17]。

3.4 降血脂

根據(jù)損傷反應學說，動脈粥樣硬化首先是由高血脂使動脈膜受損引起，其產(chǎn)生和發(fā)展與血清TC、TG水平有關。解躍華等通過給予大鼠高脂飼料，造成脂質(zhì)代謝紊亂模型-預防型。分別以0.3、0.6、0.9 g/kg體重灌喂靈芝多糖，為期28 d，采尾血測定TC、TG、HDL－C，并解剖觀察大鼠體內(nèi)脂肪沉著情況。結果發(fā)現(xiàn)3個劑量的靈芝多糖TC、TG水平分別低于陽性組10%、15%以上，HDL－C明顯高于陽性組4 mg/dL以上，達到統(tǒng)計學顯著差異水平，但各劑量組差異無顯著性。表明靈芝多糖對高血脂癥有較好的預防作用[18]。

3.5 其他生物活性

靈芝多糖還具有增強機體耐缺氧能力、抗疲勞、抗輻射、增加記憶力等作用。邱玉芳等研究靈芝多糖口服液對小鼠微循環(huán)及耐缺氧能力，結果表明，口服液具有改善微循環(huán)、增加耐缺氧能力[19]。

史亞麗等對小鼠灌胃靈芝多糖（2.502 mg/kg/d），20 d后測定耐缺氧時間、力竭游泳時間、血紅蛋白（Hb）、肝糖原、定量負荷運動后血乳酸及血尿氮。結果發(fā)現(xiàn)靈芝多糖可明顯延長小鼠力竭游泳時間及耐缺氧時間，提高肝糖原水平，降低大強度定量負荷運動后血乳酸及血尿氮水平。表明靈芝多糖具有抗疲勞、提高機體運動能力的功效[20]。

楊睿悅等研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)口給予小鼠MPP，GLP及二者混合物后，可顯著提高輻射小鼠的30 d存活率和存活時間，促進外周血白細胞和DNA損傷的恢復，提高血清抗氧化酶SOD的活性。并提高輻射引起的受抑制的T、B淋巴細胞增殖能力，提示對細胞免疫和體液免疫功能均有一定的恢復作用，可能通過減少炎癥因子IL-1α和免疫抑制因子IL-10的分泌，以及促進免疫刺激因子IL-2和IFN-γ的分泌而實現(xiàn)。表明海洋蛋白肽及其與靈芝多糖配伍劑具有對輻射危害有輔助保護功能的作用[21]。

張躍平等研究靈芝多糖（GLP）對阿爾茨海默?。ˋD）大鼠海馬組織半胱氨酰天冬氨酸特異性蛋白酶－3（caspase－3）和FasL基因以及空間學習記憶能力的影響。發(fā)現(xiàn)靈芝多糖能明顯改善AD模型大鼠低下的空間學習記憶能力。顯著降低模型大鼠海馬組織caspase－3和FasL的表達，而且靈芝多糖能明顯改善模型大鼠腦組織海馬CAI區(qū)神經(jīng)元的退行性變化。表明靈芝多糖能降低海馬組織內(nèi)FasL和caspase－3表達量，改善海馬CA1區(qū)神經(jīng)元的退行性變化。對老年性癡呆大鼠學習記憶能力可能有增強和提高作用[22]。

4 發(fā)展展望

靈芝多糖具有保健和藥用價值已得到研究人員和學術界普遍認可。21世紀，醫(yī)學模式將從治療型向預防型轉(zhuǎn)變，人類將志向回歸自然，目前市面上已出現(xiàn)名目繁多的靈芝產(chǎn)品。因此，國際上正掀起天然產(chǎn)物研究高潮，以靈芝多糖為功能因子藥品及保健產(chǎn)品將具有廣闊的開發(fā)和應用前景。

[1]李艷,趙海燕,呂建寧.靈芝多糖提取工藝研究[J].中成藥，2006，28(7):1052-1054

[2]周家春.食品工藝學[M].北京：化學工藝出版社，2003：239-241

[3]胡斌杰，陳金鋒，王宮南.超聲波法與傳統(tǒng)熱水法提取靈芝多糖的比較研究[J].食品工業(yè)科技，2007，28(2):190-192

[4]劉建華，張志軍，李淑芳，等.靈芝多糖制備新技術及產(chǎn)業(yè)前景[J].天津農(nóng)林科技，2006(1):18-20

[5]何晉浙，邵平，倪慧東，等.靈芝多糖結構及其組成研究[J].光譜學與光譜分析，2010，30(1):123-127

[6]何晉浙，邵平，孟祥河，等.靈芝多糖的結構特征分析[J].分析化學，2010，38(3):372-276

[7]YE Libin,ZHANG Jingsong.Structural elucidation of the polysac-charide moiety of a glycopeptide（GLPCW－1I）from Ganoderma lucidum fruiting bodies[J].Carbohydrate research,2008,343(4):746-752

[8]LI Y Q,FANG L,ZHANG K C.Structure and bioactivities of a galactose rich extracellular polysaccharide from submergedly cultured Ganoderma lucidum[J].Carbohydrate polymers,2008,77(2):323-328

[9]牛君仿，方正，王紅庚，等.靈芝有效化學成分研究進展[J].河北農(nóng)業(yè)大學學報，2002，25(5):51-53

[10]余強，聶少平，李文娟，等.黑靈芝多糖對D-半乳糖致衰老小鼠的作用研究[J].食品科學，2009，30(17)：305-308

[11]邵華強,盧連華.靈芝抗衰老作用的實驗研究[J].山東中醫(yī)藥大學學報，2002，26(5):385-386

[12]劉媛，耿越.靈芝多糖抗腫瘤的細胞機制及作用通路研究[J].食品與藥品，2008，10(7):48-51

[13]郭靜，趙丹.靈芝多糖保健作用及其在功能性食品中的應用[J].糧食與油脂，2006(10):47-50

[14]李文娟，聶少平，余強，等.黑靈芝多糖對免疫抑制小鼠的免疫調(diào)節(jié)作用[J].食品科學，2009，30(19)：297-300

[15]劉高強，王曉玲.靈芝多糖的抗癌構效關系及其抗癌作用機制[J].菌物學報，2006，25(3):430-438

[16]呂岫華，劉偉，郝冬梅,等.中藥多糖對EB病毒早期抗原激活的抑制作用[J].北京工業(yè)大學學報，2010，36(1):92-95

[17]李穎博,李宇華,王瑞，等.靈芝多糖對腫瘤細胞與內(nèi)皮細胞相互作用的影響[J].中國藥理學通報，2008，24(2):250-253

[18]解躍華，陳躍輝，劉義彬,等.靈芝多糖對實驗大鼠高血脂癥的預防作用[J].食品研究與開發(fā)，2006，27(6):141-143

[19]李榮芷，何云慶.靈芝抗衰老機理與活性成分靈芝多糖的化學與構效研究[[J].北京醫(yī)科大學學報，1991,23(6):473

[20]史亞麗，劉運祥，張昌言.靈芝多糖對小鼠運動能力的影響[J].沈陽體育學院學報，2005，24(5)：59-61

[21]楊睿悅，裴新榮，張召鋒,等.海洋蛋白肽及其與靈芝配伍的防輻射作用的實驗研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2008，34(5):1-4

[22]張躍平，袁華，黎莉,等.靈芝多糖對AD模型大鼠海馬組織Caspase-3和FasL表達的影響[J].中國組織化學與細胞化學雜志，2008，17(5):484-488