黑木耳多糖提取方法及生物活性的研究進(jìn)展

于海洋，王延鋒，史磊，王金賀，潘春磊，盛春鴿，劉姿彤，董雪梅，張鵬

(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江分院，黑龍江牡丹江157041)

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黑木耳多糖提取方法及生物活性的研究進(jìn)展

于海洋，王延鋒*，史磊，王金賀，潘春磊，盛春鴿，劉姿彤，董雪梅，張鵬

(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江分院，黑龍江牡丹江157041)

黑木耳多糖是黑木耳中重要的活性成分之一，具有降血脂、降血糖、提高機(jī)體免疫力、抗氧化等功能。系統(tǒng)闡述了黑木耳多糖的不同提取方法及多糖的生物功能，為黑木耳多糖的進(jìn)一步研究及應(yīng)用提供借鑒。

黑木耳；多糖；提取；生物活性

黑木耳(AuriculariaheimuerF. Wu, B.K. Cui & Y.C. Dai)[1]又名木耳、耳子、云耳等，主要分布東亞地區(qū)，多長在我國北方，闊葉樹、死樹、倒木及腐朽木表面，子實體為半透明膠質(zhì)，干燥后收縮呈深褐色或黑色，屬藥食兼用真菌。黑木耳營養(yǎng)豐富，含有鈣、鐵、磷等多種微量元素；富含纖維素、多糖等大量活性物質(zhì)，具有良好的保健效果和藥用功效。

黑木耳多糖(polysaccharides ofAuriculariaheimuer)是黑木耳中最有效的活性成分之一，具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力、抗氧化、抗衰老、抗動脈粥樣硬化、增強(qiáng)心臟、防癌、抗癌等生物學(xué)功能[2-4]。多糖的結(jié)構(gòu)比蛋白質(zhì)和核酸更加復(fù)雜，利用水提法，酸、堿浸提法、酶提取法、微波提取法、超聲波輔助提取法、復(fù)合提取法等方法都能夠從黑木耳中提取出多糖。不同的提取方式提取的多糖類物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)不同，不同的分子結(jié)構(gòu)所決定的生物學(xué)功能也不同。

1 黑木耳多糖的提取方法

1.1 傳統(tǒng)提取法

1.1.1 熱水浸提法。熱水浸提法是應(yīng)用比較廣泛的一種傳統(tǒng)提取食用菌多糖的方法，利用水作為溶劑在恒溫水浴上回流浸提最終獲得粗多糖。樊黎生[5]利用熱水對黑木耳多糖進(jìn)行提取，確定最佳提取條件為：料水比(V/W)1∶15，提取溫度75℃，每次浸提2h，提取5次，多糖得率最高；陸雯[6]等利用熱水浸提法提取黑木耳多糖，確定黑木耳多糖的最佳提取工藝條件為：料水比(V/W)1∶40，提取溫度60℃，浸提2.5h。熱水浸提法工藝簡單、成本低、易于推廣，但耗時長，提取次數(shù)多、提取率較低。

1.1.2 酸、堿浸提法。酸、堿浸提法提取黑木耳多糖，主要是通過酸液或堿液在恒溫水浴中充分浸提一定時間，促使食用菌細(xì)胞壁大量吸水，最終細(xì)胞膨脹、破裂，食用菌多糖充分游離出來，之后再利用堿液或酸液進(jìn)行中和、過濾。包?；╗7]等以1 mol/L NaOH溶液作為提取劑提取黑木耳多糖，80℃提取3 h，多糖含量為3.52%，高出熱水提取法提取的多糖含量近3倍，且用時少。酸、堿提取法相對傳統(tǒng)提取法，多糖得率加大，但酸提法可能引起多糖中糖苷鍵的斷裂，降低多糖活性；堿提法導(dǎo)致溶液粘度增大，過濾困難增加多糖提取難度。

1.2 現(xiàn)代提取技術(shù)

1.2.1 酶法。酶法提取黑木耳多糖是利用纖維素酶、果膠酶、中性蛋白酶等幾種酶提取多糖，此方法在確定溫度、pH之后進(jìn)行提取，提取條件相對溫和。韓春然[8]等以中性蛋白酶和纖維素酶復(fù)合提取黑木耳多糖，可得到兩種非淀粉類的多糖組分。張麗娟[9]等利用酶法提取黑木耳多糖，確定相比傳統(tǒng)黑木耳多糖的提取工藝能夠獲得更高的多糖得率；姜紅[10]等對黑木耳多糖提取條件進(jìn)行單因素等實驗，確定果膠酶與纖維素酶最適合作為酶法提取，為今后的酶法提取提供力理論依據(jù)。

1.2.2 微波輔助提取。利用微波輔助提取技術(shù)提取黑木耳多糖，是將規(guī)定頻率的電磁波作用于細(xì)胞，細(xì)胞吸收電磁波之后溫度升高，壓力增大，最終破裂，多糖溶出。李超[11]等利用560W微波處理原料45s后進(jìn)行多糖提取，發(fā)現(xiàn)破壁效果更加明顯，多糖的平均得率可達(dá)5.62%，這樣不僅節(jié)省成本，在生產(chǎn)中具有快速、節(jié)能、安全等優(yōu)點。王曉軍[12]等利用微波輔助提取黑木耳多糖，確定最佳提取工藝為：微波功率700W、提取40s，后用水浸提4.5h，多糖得率可達(dá)6.38%。利用微波提取黑木耳多糖具有用時少、加熱快、穿透力強(qiáng)、節(jié)能、易于控制等優(yōu)點，同時利用微波提取能夠提高多糖得率。

1.2.3 超聲波輔助提取。超聲波輔助提取黑木耳多糖是利用超聲波輻射細(xì)胞，細(xì)胞壓強(qiáng)增大、產(chǎn)生機(jī)械、空化及熱學(xué)作用而導(dǎo)致細(xì)胞破裂，溶出多糖。具有用時少、效率高、較新型等特點。唐娟[13]等利用超聲波提取技術(shù)提取黑木耳多糖確定在提取功率為40 W、pH值4.5、45℃提取2.5 h多糖得率最大。吳小燕[14]利用超聲波頻率為70 kHz、料液比為1∶30( g∶mL) 、70℃超聲時間15min，粗多糖得率可達(dá)6.15%。利用超聲波法進(jìn)行多糖提取，提取溫度較低，所得的多糖顏色較淺，利于后續(xù)多糖的分離、純化。

1.2.4 復(fù)合提取法。復(fù)合提取法是將兩種或者兩種以上多糖的提取方式相結(jié)合，以提高多糖得率。婁在祥[15]利用超聲波與中性蛋白酶、纖維素酶等復(fù)合酶協(xié)同作用提取黑木耳多糖，相比傳統(tǒng)提取工藝有所提高，多糖得率可達(dá)10.41%。王辰龍[16]采用添加果膠酶利用超聲波協(xié)同提取，升溫滅菌后繼續(xù)添加纖維素酶后利用超聲波進(jìn)一步提取黑木耳多糖的方法，多糖得率可達(dá)19.14%。吳瓊[17]等利用果膠酶對黑木耳預(yù)處理2h后進(jìn)行超聲波輔助提取，相比單獨提取多糖得率明顯提高，可達(dá)19.84%。結(jié)果表明：利用復(fù)合提取法提取黑木耳多糖，多糖得率能夠明顯提高。

2 黑木耳多糖的生物活性

2.1 降血脂

黑木耳多糖通過提高各個器官參與酶的活性，降低血液中血脂的堆積量，抑制血小板聚集的腺昔類物質(zhì)降低血脂含量[18]。韓春然[19]等將六組大鼠進(jìn)行不同高脂飼料喂食4周，誘導(dǎo)大鼠高脂血癥，高劑量組和陽性對照組各項指標(biāo)之間均無明顯差異，黑木耳多糖顯著提高高脂血癥大鼠HDL-C/TC 水平，說明黑木耳多糖對小鼠發(fā)生高脂血癥具有預(yù)防作用。楊春瑜[20]等在研究超微粉碎后黑木耳多糖降血脂時發(fā)現(xiàn)，黑木耳超微粉多糖比黑木耳粗粉多糖在降低高血脂小鼠的甘油三酯的效果明顯，同時能夠更有效的提高血清高密度脂蛋白含量，血清中總膽固醇的含量降低。Ma[21]等通過Box-Behnken實驗制備的黑木耳多糖喂食高脂肥胖鼠，發(fā)現(xiàn)小鼠血液中高密度脂蛋白膽固醇(HDL-c)、心肌和血液的SOD、CAT和GSH-Px等值水平明顯升高；血液總膽固醇(TC)，低密度脂蛋白膽固醇(LDL-c)、甘油三酯(TG)水平明顯降低，表明黑木耳多糖可以在一定程度上降低血脂含量。

2.2 降血糖

黑木耳子實體多糖能夠調(diào)節(jié)患糖尿病小鼠的胰島素，使四氧嘧啶糖尿病小鼠的血糖明顯降低，達(dá)到降血糖的效果[22]。宗燦華[23]等通過四氧嘧啶糖尿病小鼠實驗研究結(jié)果表明，黑木耳多糖對正常血糖小鼠的降糖效果不明顯，對四氧嘧啶糖尿病小鼠降血糖效果明顯，說明黑木耳多糖具有一定調(diào)節(jié)血糖作用。尹紅力[24]等通過比較不同黑木耳多糖對α-葡萄糖苷酶的抑制作用，發(fā)現(xiàn)黑木耳多糖能夠抑制α-葡萄糖苷酶的活性，其中80%乙醇醇沉片段酸性多糖的抑制效果最明顯。此外酸性多糖能夠緩解己糖激酶、降低琥珀酸脫氫酶的活性，說明黑木耳多糖能夠降低血糖。

2.3 提高免疫力

具有生物活性的多糖能夠識別某些白細(xì)胞的免疫細(xì)胞受體、白細(xì)胞介素等，進(jìn)而增強(qiáng)細(xì)胞間的免疫應(yīng)答。張才擎[25]等進(jìn)行小鼠3H-亮氨酸實驗時，摻入一定量木耳多糖比對照組淋巴細(xì)胞酯酶明顯提高，表明黑木耳多糖對血清蛋白生物合成具有促進(jìn)作用。張會新[26]等通過小鼠灌胃的方法，發(fā)現(xiàn)連續(xù)喂食黑木耳多糖的小鼠脾臟及胸腺發(fā)育，巨噬細(xì)胞的吞噬活性提高，小鼠的體液免疫功能增強(qiáng)。

2.4 抗衰老

范亞明[27]等通過45只新西蘭白兔動物實驗表明，黑木耳多糖能夠抗脂質(zhì)過氧化，脂質(zhì)過氧化與衰老有關(guān)，說明黑木耳多糖能夠延緩衰老。周國華[28]等利用水溶性黑木耳多糖對小鼠進(jìn)行抗衰老試驗，對小鼠建立D-半乳立衰老模型，測定生化指標(biāo)結(jié)果表明，黑木耳多糖能夠提高促進(jìn)機(jī)體代謝解毒功能，增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，大大延長平均壽命。王雪[29]等通過對黑木耳多糖進(jìn)行超聲波輔助提取，分別得到3個多糖組分：AAPⅠ-a、AAPⅡ-a及AAPⅢ-a。其中AAPⅠ-a組分能夠提高小鼠胸腺指數(shù)、脾指數(shù)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)的活力，說明黑木耳多糖具有一定抗衰作用。

2.5 抗凝血

黑木耳多糖在體內(nèi)、體外均可延長凝血時間[30]。實驗表明，木耳多糖具有明顯抗凝血作用，用30μmol/L多糖溶液與0.9mL兔血混合可延長近2倍的凝血時間；給家兔靜脈注射一定量多糖溶液也可延長凝血活酶時間[31-32]。王辰龍[15]等將超聲波協(xié)同復(fù)合酶提取的黑木耳多糖進(jìn)行體外抗凝血實驗，通過單因素和正交實驗最終確定，10%濃度的黑木耳多糖溶液，在35℃的條件下、pH為7.4凝血酶原時間(PT)可達(dá)41.8s。吳小燕[13]等采用超聲波輔助提取黑木耳多糖，分別得到4個多糖組分：AAP-1、AAP-2、AAP-3 和 AAP-4，進(jìn)行體外凝血活酶時間(APTT) 實驗，結(jié)果表明多糖組分AAP-2、AAP-3 具有顯著的抗凝血活性，其中AAP-2的抗凝血活性延長30.82% 。

2.6 抗腫瘤

黃濱南[33]等將黑木耳多糖對昆明種H22荷瘤小鼠生命延長率和S180荷瘤小鼠瘤重的影響進(jìn)行實驗，結(jié)果表明：高劑量黑木耳多糖組、中劑量黑木耳多糖組均能延長H22荷瘤小鼠的生存時間，黑木耳多糖高劑量組效果明顯，但受試小鼠出現(xiàn)明顯泄瀉等毒副反應(yīng)。黑木耳多糖中劑量組和高劑量組對S180小鼠均表現(xiàn)較好的抑瘤作用，同樣高劑量組毒副作用較強(qiáng)。李公斌[34]等采用MTT法研究硫酸酯化黑木耳多糖對人胃癌細(xì)胞823的抑制實驗，結(jié)果表明，黑木耳多糖經(jīng)過硫酸化修飾對人胃癌細(xì)胞823具有一定的抑制作用，并且隨著時間的增加抑制作用不斷增強(qiáng)，72h達(dá)到最大值。蔡潤[35]等采用不同劑量黑木耳多糖對大鼠腦膠質(zhì)瘤生長的抑制實驗，觀察各組腫瘤生長情況結(jié)果表明，黑木耳低劑量多糖組對腫瘤的抑制率為33.9%；黑木耳高劑量多糖組對腫瘤的抑制率可達(dá)40.7%，說明黑木耳多糖可著抑制大鼠顱內(nèi)膠質(zhì)瘤的生長且高劑量多糖的抑制效果明顯。

2.7 其他生物功能

黑木耳多糖還具有抑菌、抗原性、抗輻射、抗疲勞、清除活性氧及保護(hù)線粒體等其他生物功能，黑木耳多糖的其他生物功能見表1。

表1 黑木耳多糖其他生物功能

3 展望

多糖是繼蛋白質(zhì)、核酸之后生命科學(xué)領(lǐng)域的又一里程碑，對黑木耳多糖構(gòu)效關(guān)系和量效關(guān)系的研究已從原有的生物領(lǐng)域逐漸延伸到化學(xué)、醫(yī)學(xué)等不同領(lǐng)域。今后，對黑木耳多糖的研究將集中在如何篩選黑木耳多糖高產(chǎn)菌株、增強(qiáng)多糖原有活性、優(yōu)化液體深層發(fā)酵、臨床應(yīng)用安全性、可靠性等研究。目前，黑木耳多糖的提取方法很多，但得率較低；對多糖的藥理機(jī)制研究大多集中在功能方面。對于如何在原有的工藝基礎(chǔ)上提高多糖得率，完善多糖的提取工藝、深入研究多糖的作用機(jī)理等亟待更深入的研究。隨著黑木耳多糖的開發(fā)不斷完善，多糖將應(yīng)用到食品、藥品、保健品、添加劑、化妝品等更多領(lǐng)域。

[1]吳芳，戴玉成.黑木耳復(fù)合群中種類學(xué)名說明[J].菌物學(xué)報，2015,34(4):604-611.

[2]劉雅靜，袁延強(qiáng)，劉秀河，等.黑木耳化學(xué)成分的研究[J].中國食物與營養(yǎng)，2011 (4):69-71.

[3]宗燦華，于國萍.黑木耳多糖對糖尿病小鼠降血糖作用[J].食用菌，2007(4): 60-61.

[4]趙夢瑤，孔學(xué)瓊，張擁軍，等.不同處理工藝對黑木耳多糖抑菌活性影響研究[J].中國食用菌，2011(2):34-36.

[5]樊黎生，張聲華 .黑木耳粗多糖(CAAP)的分離提取工藝及其理化性能研究[J].食品科學(xué)，2004,25(8):100-103.

[6]陸雯，蔡振優(yōu)，鮮喬，等.黑木耳多糖提取工藝條件的研究[J].中國食品添加劑，2010(6):99-102.

[7]包?；ǎ哐┝?，祖國美.一種改良的黑木耳多糖提取方法[J].中國林副特產(chǎn)，2005(3):29.

[8]韓春然，唐娟，馬永強(qiáng) .黑木耳多糖的酶法提取、純化及性質(zhì)研究[J].食品科學(xué)，2007,28(2):53-55.

[9]張麗娟，于國萍，周國華，等.黑木耳多糖酶法提取條件的研究[J].食品研究與開發(fā),2005,6(26):89-91.

[10]姜紅，孫宏鑫，李晶.酶法提取黑木耳多糖[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2005,31(6):131-133.

[11]李超，王磊，任遙，等.黑木耳多糖的微波提取及含量的測定.食品工業(yè)[J].2012,33(8):128-130.

[12]王曉軍，李穎.微波輔助提取黑木耳多糖的研究.紡織高?；A(chǔ)科學(xué)學(xué)報[J],2010,(1):95-98.

[13]唐娟，馬永強(qiáng).超聲波技術(shù)在黑木耳多糖提取中的應(yīng)用[J].食品與機(jī)械,2005,21(1):28-29.

[14]吳小燕，蔡為榮，周迎.超聲波提取黑木耳多糖及其體外抗凝血活性[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2015,41(12):219-223.

[15]婁在祥，張有林，王洪新.超聲波協(xié)同酶法提取黑木耳多糖[J].食品工業(yè),2007,1:29-31.

[16]王辰龍，張子奇，王曼,等.黑木耳多糖的提取分離及體外抗凝血作用研究[J].食品工業(yè)科技，2013,9(9):238-241.

[17]吳瓊，于淑艷，鄒險峰,等.超聲波協(xié)同果膠酶提取黑木耳粗多糖[J].食品研究與開發(fā),2014.35(10):33-36.

[18]M.Witvrouw,D.Schols,G.Andrel,et al.Antiviral activity of low- MW dextrin sulphate (derived from dextrin MW 1000) compared to dextrin sulfate sample of higher MV.Antiviral Chem Chemotherapy. 1989,23 (SA):35-46.

[19]韓春然，徐麗萍.黑木耳多糖的提取、純化及降血脂作用的研究[J].中國食品學(xué)報，2007(10):54-58.

[20]楊春瑜，姜啟興，夏文水.黑木耳超微粉多糖相對分子質(zhì)量分布及降血脂功能研究[J].中國食品學(xué)報，2008,8(6):23-32.

[21]Ma J W,Qiao Z Y,Xiang X. Optimisation of extraction procedure for black fungus polysaccharides and effect of the polysaccharides on blood lipid and myocardium antioxidant enzymes activities[J]. Carbohydrate Polymers，2011，84(3):1061-1068.

[22]Yuan Z , He p , Cui J , and Takeuchi H .Hypoglycemic effect of water-soluble polysaccharide from woody ear (Auricularia auricula-judae Quel.) in genetically diabetic KK-Ay mice. Journal of nutritional science and vitaminology, 1998 , 44(6):829-40.

[23]宗燦華，于國萍.黑木耳多糖對糖尿病小鼠降血糖作用[J].食用菌，2007(4):60-61.

[24]尹紅力，趙鑫，佟麗麗.黑木耳多糖體外和體內(nèi)降血糖功能[J].食品科學(xué)，2015,36(21):221-226.

[25]張才擎.黑木耳藥用研究的進(jìn)展[J].中國中醫(yī)藥科技，2001,8(5):339.

[26]張會新，劉洪雨，劉暢.黑木耳多糖對小鼠免疫功能的影響[J].動物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，2009,7(36):23-25.

[27]范亞明，王朋.黑木耳抗脂質(zhì)過氧化的初步探討[J].心肺血管病雜志，1995,14(4):236-238.

[28]周國華.黑木耳多糖抗衰老及降血脂生物功效的研究[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2005,21-31.

[29]王雪．AAPⅠ-a黑木耳多糖的分離純化及其抗衰老功能的研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2009．

[30]Y00NA S J，YUB M.A，PYUNB Y R， et al.The non-toxic mushroom Auricula contains a polysaccharide with anti coagulant activity mediated by anti thrombin[J].Thrombo Res，2003,112:151-158.

[31]張才擎.黑木耳藥用研究的進(jìn)展[J].中國中醫(yī)藥科技，2001,8(5):339.

[32]CuiJ,Chisti Y.Polysaccharopeptides of Coriolus versieolor:physiological activity,uses,and production[J].Biotechnol Adv,2003,21(2):109

[33]黃濱南，張秀娟，鄒翔,等.黑木耳多糖抗腫瘤作用的研究[J].2004,20(6):648-651..

[34]李公斌.黑木耳多糖分子修飾及功能與應(yīng)用研究[D] .哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué).2006.

[35]蔡潤，朱雪松，屈洪艷.黑木耳多糖的提取及其對腦膠質(zhì)瘤的抑制作用[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版)，2013,42(5):80-83.

[36]蔡銘等，羅印龍，孫培龍.黑木耳多糖的抑菌活性與單糖組分分析[J]浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2014,42(5):533-538.

[37]齊曉彥，李春，張微,等.黑木耳多糖-乳清蛋白復(fù)合物的制備及其抗原性的研究[J].食品工業(yè)科技，2012,33(19):232-235.

[38]白海娜，王振宇，李輝,等.五種漿果多酚與黑木耳多糖復(fù)合物的輻射防護(hù)作用[J].食品工業(yè)科技，2016,34(16):117-124.

[39]朱磊.黑木耳多糖分離純化、理化性質(zhì)及抗疲勞功能的研究[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2008.

[40]李興泰，高明波.黑木耳多糖清除活性氧及保護(hù)線粒體[J].食品科學(xué)，2004,1(25):171-173.

Advances on Polysaccharide Extraction fromAuriculariaheimuerand its Biologic Activity

Yu Haiyang,Wang Yanfeng,Shi Lei,Wang Jinhe,Pan Chunlei,Sheng Chunge, Liu Zitong,Dong Xuemei,Zhang Peng

(Mudanjiang Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Mudanjiang Heilongjiang 157041)

Polysaccharides ofAuriculariaheimuer, a very important active ingredient ofAuriculariaheimuer, which have the functions of reducing blood fat, lowering blood sugar, enhancing immunity and anti-oxidation et al.. This paper presents different extraction methods and biological functions ofAuriculariaheimuer, it can provide reference for the further research and application ofAuriculariaheimuerpolysaccharides.

Auriculariaheimuer; Polysaccharides; Ultrasound; Biologic activity

2016-09-30

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項經(jīng)費項目(201303080)；國家級星火計劃重點項目(2015GA670002)

于海洋，碩士，研究實習(xí)員，從事食用菌遺傳育種及液體菌應(yīng)用，E-mail : haiyang234@126.com； *通訊作者：王延鋒，博士，研究員，從事食用菌遺傳育種、栽培技術(shù)及產(chǎn)品保鮮精深加工研究，E-mail : mdjnks@126.com。

TS201.1

A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2017.01.024