黑木耳(Auricularia
Auricular)又稱木耳、耳子、光木耳,屬真菌門擔(dān)子菌綱的食藥用菌,它是生長在朽木上的一種腐生菌,由菌絲體和子實(shí)體兩部分組成。菌絲體為無色透明,生長在朽木里面;子實(shí)體則生長在朽木的表面,為食用部分。我國是世界上主要的黑木耳生產(chǎn)國,年產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的90%以上,它在我國多數(shù)地區(qū)都有生產(chǎn),這就為黑木耳的開發(fā)應(yīng)用提供了有利條件。
黑木耳脆嫩可口,營養(yǎng)極為豐富,有"素中之葷"的美譽(yù)。專家對黑木耳的營養(yǎng)成分作了全面的分析,發(fā)現(xiàn)它富含大量的糖類和蛋白質(zhì),同時也是一種鈣和鐵含量較高的食品。大量研究表明,黑木耳作為"生物應(yīng)答效應(yīng)物"(Biological
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Modifier,簡稱BRM)具有多種生理功能,而這些重要的生理功能都是與其多糖組分密切相關(guān)的。因此,黑木耳多糖備受人們青睞,對其的研究也已成為近年來分子生物學(xué)、醫(yī)藥、食品科學(xué)等領(lǐng)域的研究和開發(fā)應(yīng)用的熱點(diǎn)。本文就黑木耳多糖的提取、結(jié)構(gòu)和藥用保健功能的研究進(jìn)展作一綜述。
1 黑木耳多糖的提取
黑木耳多糖是一種天然藥物活性成分,為細(xì)胞內(nèi)容物,提取時需要進(jìn)行細(xì)胞破碎,從而使細(xì)胞壁將多糖成分釋放出來。因而細(xì)胞破壁技術(shù)也就成了提取生物活性成分的關(guān)鍵。目前從黑木耳子實(shí)體中提取黑木耳多糖的技術(shù)常用的主要有:熱水浸提法、堿浸提法、酶法、超聲波法、微波法以及復(fù)合法。
1.1 熱水浸提法
熱水浸提法是一種國內(nèi)外常用的用于提取真菌類多糖成分的傳統(tǒng)方法。
陳艷秋等[3]采用熱水浸提法對黑木耳子實(shí)體水溶性多糖的提取工藝進(jìn)行了深入研究,并得出如下結(jié)論:黑木耳子實(shí)體干粉與水之比為1∶50,在90℃水浴中抽提3.5h,提取液用70%乙醇醇析,在此工藝條件下多糖得率最高。之后,林敏等[4]同樣采用此法提取黑木耳中的水溶性多糖,探索熱水提取黑木耳多糖的最佳工藝條件,得出了與陳艷秋等人相近的結(jié)果。此法所需提取劑蒸餾水經(jīng)濟(jì)易得,但是需經(jīng)多次浸提,得率仍然很低,而且費(fèi)時費(fèi)料。
1.2 稀堿浸提法
包?;ǖ龋?]采用黑木耳粉用不同的提取劑(蒸餾水和1mol/L
NaOH溶液)在其它條件相同的情況下對黑木耳進(jìn)行提取時發(fā)現(xiàn),后者的多糖含量比前者的高出近三倍,且能節(jié)省時間和減少原材料及試劑的消耗。雖然堿處理使多糖含量增加,但寡糖含量則相對減少,且提取后液體需要中和,程序繁瑣[6]。
1.3 酶解提取法
近年來,一些學(xué)者致力于酶法提取食藥用真菌多糖的研究。所謂酶法即采用酶與熱水浸提法相結(jié)合的方法,酶多采用一定量的果膠酶、纖維素酶及中性蛋白酶,此法具有條件溫和、雜質(zhì)易除和得率高等優(yōu)點(diǎn)。主要的方法有單一酶法、復(fù)合酶法和分別酶法。
姜紅等[7]研究了纖維素酶和果膠酶各自分別作用提取黑木耳多糖的最佳工藝條件,發(fā)現(xiàn)在兩種酶反應(yīng)體系中,各最適工藝參數(shù)較為接近,為黑木耳雙酶水解提供了依據(jù)。張立娟等[8]通過單因素和正交試驗(yàn)研究了細(xì)胞破壁酶(纖維素酶、果膠酶和木瓜蛋白酶)在黑木耳多糖提取中的最佳作用條件,他們先加入復(fù)合酶(纖維素酶與果膠酶)作用,再加入蛋白酶反應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用此法提取率高達(dá)16.83%,提取時間縮短到140min,較以往的熱水浸提法和堿法提取具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。
1.4 超聲波提取法
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,超聲波技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于天然植物及真菌活性成分的研究。研究表明,利用超聲波產(chǎn)生的高頻震蕩、高的加速度和強(qiáng)烈的"空化效應(yīng)"及攪拌作用,可加速有效生物活性成分進(jìn)入溶劑,從而提高提取率、縮短提取時間、節(jié)約溶劑,并可在低溫下提取,有利于有效成分的保護(hù)。此法在黑木耳多糖的提取中也得到了很好的應(yīng)用。
唐娟等采用超聲波協(xié)同纖維素酶法提取黑木耳多糖,確定了此法的最佳工藝條件,并發(fā)現(xiàn)由于作用溫度低,所得到的多糖顏色淺,有利于多糖產(chǎn)品的進(jìn)一步精致。
1.5 微波輔助提取法
利用微波強(qiáng)化固液浸取過程是一種頗具發(fā)展?jié)摿Φ男滦洼o助提取技術(shù)。它具有設(shè)備簡單、適用范圍廣、提取率高、節(jié)省溶劑、節(jié)省時間、節(jié)能、不產(chǎn)生噪音和污染等眾多優(yōu)點(diǎn)[10~12]。
樊黎生等將常規(guī)水提法和近年來出現(xiàn)的先進(jìn)的萃取技術(shù)微波提取、超臨界萃取、超聲波萃取用于提取黑木耳多糖,進(jìn)行了對比試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)微波輔助萃取法提取黑木耳多糖的平均得率為13.26%,比常規(guī)水提法的得率提高約51%,而時間也縮短了將近5/7。超臨界流體萃取法雖然在得率(16.82%)上稍高于微波輔助萃取法,但設(shè)備復(fù)雜,需要高壓力容器,投資成本較高。超聲波萃取雖然所需時間(0.5h)大大縮短,又無需加熱(21℃)且得率(15.43%)也接近于微波輔助提取法,但目前僅處于小規(guī)模試驗(yàn)階段,工程設(shè)備放大問題有待解決。所以綜合看來微波輔助萃取技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。
2 黑木耳多糖的結(jié)構(gòu)分析
黑木耳多糖的結(jié)構(gòu)分析包括單糖的組成、連接點(diǎn)類型、單糖與糖苷鍵的構(gòu)型、分子量范圍等。
M
isaki.等從黑木耳子實(shí)體中分離得到了4種多糖:FⅠA、FⅠB、FⅡ和FⅢ,并指出FⅠA及FⅡ均為酸性雜多糖,二者均由D-木糖、D-甘露糖、D-葡萄糖、D-葡萄糖醛酸組成。FⅠA的組成摩爾比依次為1.0∶4.1∶1.3∶1.3,F(xiàn)Ⅱ依次為1.0∶2.1∶1.0∶0.6。它們的結(jié)構(gòu)是主鏈為α-(1→3)甘露聚糖,在部分甘露糖2,6位上被D-木糖、D-甘露糖或D-葡萄糖醛酸取代。另外兩種多糖FⅠ
B、FⅢ主鏈均為β-(1→3)-D-葡聚糖,側(cè)鏈與主鏈以β-(1→6)鍵接而成,二者的區(qū)別在于側(cè)鏈的數(shù)目和類型不同:
FⅠB在主鏈上約有2/3的葡萄糖殘基被單個葡萄糖基取代,這種多羥基基團(tuán)的存在使其在水中的溶解度較高,為水溶性。而FⅢ在主鏈上約有3/4的葡萄糖殘基被短鏈葡聚糖殘基取代,其分支度比FⅠB高,這種復(fù)雜的多分支結(jié)構(gòu)使其在水中的溶解性很差,為水不溶性。同時他們測得FⅡ的分子量為50×104,F(xiàn)ⅠB的分子量為140×104。
Ukait等用熱水和熱乙醇從黑木耳子實(shí)體中分離得到兩種酸性雜多糖:MEA和MHA。并證明了它們均由D-葡萄糖醛酸、D-木糖和D-甘露糖組成,MEA的組成摩爾比為1.0∶0.5∶2.8,MHA為1.0∶0.6∶1.0,兩者都含有少量的D-葡聚糖,MEA和MHA的主鏈均為α-(1→3)鍵接的D-甘露吡喃糖,在部分甘露糖的2位上被β-D-葡萄糖醛酸取代,還有一些2和6位上被短鏈β-D-木糖取代。他們用沉降法測得MEA和MHA的分子量分別為30×104,37×104。
以上兩者的結(jié)果不盡相同,這可能是由于試驗(yàn)方法和條件的不同或由于試驗(yàn)所選用的黑木耳存在種屬差異。但總的說來,黑木耳多糖所含有的多糖組分主要有D-木糖、D-甘露糖、D-葡萄糖、D-葡萄糖醛酸。其酸性雜多糖的分子量范圍在30×104~50×104之間。
3 黑木耳多糖的藥用保健功能
黑木耳多糖具有多種生物活性,而且不同化學(xué)結(jié)構(gòu)和不同構(gòu)象的黑木耳多糖組分表現(xiàn)不同的生理活性。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),黑木耳多糖對細(xì)胞免疫和體液免疫功能具有良好的促進(jìn)作用,具有抗白細(xì)胞降低、抗腫瘤、抗輻射、抗突變、抗炎癥等細(xì)胞保護(hù)作用;具有降低血脂、膽固醇、血液粘度,抗血栓形成作用;具有降低血糖、抗糖尿病以及降低脂褐質(zhì)含量,增強(qiáng)SOD活力,減少有害物質(zhì)自由基產(chǎn)生的功能;同時還能促進(jìn)核酸、蛋白質(zhì)的生物合成和防治多種老年性疾病。
4 展望
目前,對多糖的研究已經(jīng)成為分子生物學(xué)、藥物學(xué)和食品科學(xué)中不可缺少的一部分。在我國,對食藥用真菌多糖的開發(fā)利用尤為引起人們的關(guān)注。真菌多糖在一定劑量時可治療疾病,少劑量時可以強(qiáng)身健體預(yù)防疾病。所以黑木耳多糖作為食藥用真菌多糖中的一種,不僅可以作為藥物進(jìn)行研究,還可作為功能性食品添加劑和保健品進(jìn)行開發(fā)。
黑木耳多糖同其它的食藥用真菌多糖一樣,其研究的熱點(diǎn)主要集中在:多糖高產(chǎn)菌株的篩選和選育;優(yōu)化多糖的提取方法;通過研究多糖活性與結(jié)構(gòu)的關(guān)系來有效改造天然多糖,使之增強(qiáng)原有活性;深層發(fā)酵生產(chǎn)多糖工藝的優(yōu)化;多糖藥理機(jī)制及多糖藥品臨床應(yīng)用的有效性和安全性研究等。
綜上所述,隨著對黑木耳多糖研究的不斷深入,利用黑木耳多糖開發(fā)的功能性食品添加劑、保健品或藥品的市場前景為人們所看好。為研究出有利于人民身體健康的、經(jīng)濟(jì)效益高的黑木耳多糖的深加工產(chǎn)品,需要廣大的生物學(xué)家、食品科學(xué)家和醫(yī)學(xué)家的共同努力,來帶動整個多糖研究的快速發(fā)展。
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