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南京财经大学胡秋辉教授等：不同提取工艺对杏鲍菇多糖结构特征及免疫活性的影响

2022-11-18作者：来源：食品科学杂志责任编辑：食品界字体A+AA-

食用菌多糖是近年来研究较多的一种活性高分子，在治疗代谢综合征和作为营养膳食补充剂方面疗效好且应用前景广阔。杏鲍菇是我国广泛栽培的一种食用真菌，具有多种活性物质（如多糖、多酚、蛋白质、矿物质和维生素），营养价值丰富。杏鲍菇多糖的营养活性已得到广泛研究，主要包括降压、抗菌、抗炎、抗病毒、抗糖尿病、降血脂、抗肿瘤、免疫调节和抗氧化等活性。然而，目前对不同提取方法获得的多糖结构和免疫活性进行比较并阐明其构效关系的研究较少。

综合考虑提取成本、提取率等因素，南京财经大学食品科学与工程学院，江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心的马高兴、王晗、胡秋辉*等采用热水法、超声波法和超声波辅助热水法提取杏鲍菇多糖。测定总糖、蛋白、糖醛酸和硫酸基质量分数等理化指标。采用高效液相色谱法、傅里叶变换红外光谱法和紫外光谱法分别对杏鲍菇多糖的单糖组成、分子质量、特征官能团进行分析。最后，探究杏鲍菇多糖对RAW264.7细胞的增殖作用和吞噬作用。本研究旨在比较不同提取方法得到的杏鲍菇多糖结构和活性差异，初步阐释杏鲍菇多糖的结构特征与活性之间的相关性，为制备具有特定营养活性的杏鲍菇多糖提供理论依据。

1、3 种杏鲍菇多糖基本理化指标分析结果

如表1所示，3 种杏鲍菇多糖的提取率分别为3.13%、3.65%和4.57%。结果表明，3 种提取方法提取率无显著性差异。在提取率无显著差异的情况下，与热水提取法相比，超声波提取时间短、提取温度低，这是因为超声波能破坏真菌细胞壁，促进多糖的溶解。U+H的蛋白和总糖质量分数分别为4.44%和46.79%，高于U和H。超声波具有机械作用，从而促进了蛋白质的溶解，超声处理后再用热水提取，进一步促进了杏鲍菇中多糖和蛋白质的溶解。3 种多糖中均存在糖醛酸，表明多糖中存在酸性多糖。此外，U、H和U+H的硫酸基含量无明显差异。

2、3 种杏鲍菇多糖紫外光谱分析结果

核酸和蛋白质分别在260 nm和280 nm波长处有特征吸收峰。U、H和U+H的紫外吸收光谱如图1所示。3 种多糖在280 nm波长处有吸收峰，表明多糖中存在蛋白质，与蛋白质量分数分析结果相印证。

3、3 种杏鲍菇多糖傅里叶变换红外光谱分析结果

如图2所示。所得峰均为多糖的典型吸收峰。多糖的红外光谱在3 400 cm^-1附近有1 个宽而强的峰，表明多糖中存在羟基。在3 500 cm^-1附近较宽的吸收峰为羟基的O—H伸缩振动所引起，因此，红外光谱在该区域存在吸收说明U、H和U+H含有羟基，表明这些物质是多糖。2 930 cm^-1和2 360 cm^-1附近的特征峰是由C-H伸缩振动引起的。在1 650 cm^-1处的强吸收对应羰基的伸缩振动。然而，1 405 cm^-1处宽而强的吸收峰可以归因于蛋白质—CH3和—CH2的对称变形。1 260 cm^-1处的吸收峰可能由C—O—C拉伸振动所引起。此外，在1 150 cm^-1和950 cm^-1之间的吸收峰可归因于磷酸盐的拉伸振动。3 种多糖在1 100～1 010 cm^-1处有强吸收峰，表明存在吡喃糖环结构。

4、3 种杏鲍菇多糖单糖组成分析结果

3 种杏鲍菇多糖样品单糖组成如图3所示。当保留时间为29 min时，3 种多糖均有较大的吸收峰，与标准品进行比较，证实该物质为葡萄糖，说明U、H和U+H主要由葡萄糖组成。保留时间为13 min时的吸收峰为甘露糖，保留时间为34.18 min时的吸收峰为半乳糖，保留时间为37.80 min时的吸收峰为木糖，保留时间为42.16 min时的吸收峰为岩藻糖。根据单糖组成分析，3 种多糖均由甘露糖、葡萄糖、半乳糖、木糖和岩藻糖组成，但物质的量比不同。如图3所示，U中甘露糖、葡萄糖、半乳糖、木糖和岩藻糖的物质的量比为8.60∶80.90∶7.41∶2.68∶0.57。而另外两种多糖H和U+H的甘露糖、葡萄糖、半乳糖、木糖和岩藻糖物质的量比分别为9.36∶79.72∶8.18∶2.60∶0.42和6.75∶82.66∶7.14∶2.30∶1.12。其差异可能与提取方法不同有关。

5、3 种杏鲍菇多糖的分子质量分析结果

结果如图4所示。U、H和U+H的洗脱峰均为多重峰，但都不是单一的对称峰，说明3 种多糖都不是均匀多糖。根据标准分子质量拟合葡聚糖的线性回归方程为lg mw＝-3.392 5 t+29.413（R²＝0.993 3）。U在5.26、10.90 min和13.21 min处出现色谱峰，分子质量分别为13 152、281、53 kDa，分子质量分布比例分别为83.61%、3.02%、13.37%。H在5.62、10.89 min和13.16 min处出现色谱峰，分子质量分别为10 232、281、61 kDa，分子质量分布比例分别为93.15%、1.94%、4.90%。U+H在5.59 min和13.17 min处出现色谱峰，分子质量分别为10 471 kDa和60 kDa，分子质量分布比例分别为98.59%、1.40%。

6、3 种杏鲍菇多糖对RAW264.7细胞的增殖作用

由图5可知，U在低质量浓度（5、10 μg/mL）条件下对巨噬细胞有毒性作用，可能因为在超声作用下，不断有较大分子质量的多糖被提取出来，而随着超声时间的延长，部分大分子质量多糖会被降解为小分子质量多糖。不同分子质量多糖对巨噬细胞表现出不同的受体亲和力，而大分子质量多糖通常表现出较强的刺激活性。U在50～200 μg/mL范围内对巨噬细胞增殖有促进作用。H在实验质量浓度范围内对巨噬细胞均无毒性作用，H在高质量浓度（50～200 μg/mL）范围内对巨噬细胞增殖有显著促进效果（P＜0.05）。U+H在测试质量浓度范围内均能显著促进巨噬细胞增殖，且在0～25 μg/mL范围内呈剂量-效应关系，在25 μg/mL时达到最大值，在50～200 μg/mL范围内有增殖效果但不呈浓度依赖性。本研究中3 种多糖对RAW264.7细胞的影响均表明U、H和U+H可以激活免疫细胞。

7、3 种杏鲍菇多糖对RAW264.7细胞吞噬能力的影响

由图6可知，与培养基中未添加多糖的巨噬细胞相比，3 种多糖对巨噬细胞吞噬能力均有显著的促进效果（P＜0.05）。U在25、200 μg/mL条件下吞噬率分别为173.87%、193.45%，吞噬效果最佳。H在低质量浓度（5～50 μg/mL）条件下吞噬率最大为127.27%，在高质量浓度（100、200 μg/mL）下吞噬率分别为151.34%、163.64%。即H在低质量浓度条件下对吞噬率的影响显著低于高质量浓度（P＜0.05）。U+H在低质量浓度（5～25 μg/mL）下吞噬效果最佳，最高可达到187.62%，在50、100、200 μg/mL条件下，吞噬效果显著下降（P＜0.05）。相同质量浓度的3 种杏鲍菇多糖对巨噬细胞吞噬率的影响有明显差异，推测吞噬率的差异与多糖的结构差异相关。

结论

本实验采用不同方法制备杏鲍菇多糖，并对多糖的结构进行了初步表征，最后通过杏鲍菇多糖对增殖和吞噬作用的影响评价了杏鲍菇多糖的免疫活性。研究表明，不同提取工艺对多糖的结构特征和营养活性有显著影响。本实验结果表明3 种方法提取的多糖理化特性无明显差异，但单糖组成的物质的量比和分子质量有明显差异。在超声作用下，杏鲍菇中大分子质量多糖会被提取出来，随着超声时间的延长，部分大分子质量多糖会被降解为小分子质量多糖，所以超声提取多糖与水煮提取、超声辅助水煮提取多糖分子质量与分布比例有明显差异。而不同分子质量的多糖对巨噬细胞的刺激活性也有差异，大分子质量多糖通常表现出较强的刺激活性，所以超声提取多糖在低质量浓度下会表现出轻微毒性，水煮提取多糖和超声辅助水煮提取多糖在所有实验质量浓度范围内对RAW264.7细胞无毒性作用，并能激活细胞吞噬活性。综上，3 种杏鲍菇多糖均具有一定的免疫活性，可以激活巨噬细胞并增强其吞噬活性，但作用效果差异明显。免疫活性的差异可能与多糖的单糖组成和分子质量有关。未来关于3 种杏鲍菇多糖增强免疫活性的机理有待进一步研究。

通信作者简介

胡秋辉，博士，南京财经大学食品科学与工程学院二级教授，享受国务院政府特殊津贴专家。主持科研项目10余项，发表学术论文200余篇，授权发明专利30余项。以第一完成人身份分别获得教育部技术发明二等奖（2007年）、教育部科技进步二等奖（2014年）、江苏省教学成果一等奖（2017年）、江苏省科学技术进步一等奖（2019年）。入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”（2004年）、江苏省高校青蓝工程科技创新团队带头人（2010年）、江苏省“六大人才高峰”计划（2012年）和江苏省有突出贡献中青年专家（2014年）。2014-2021入选Elsevier中国农业和生物科学领域高被引学者榜单

第一作者简介

马高兴，博士，南京财经大学食品科学与工程学院讲师、硕士生导师，主要研究方向为食品营养与功能，从事食用菌及其他农产品中多糖、蛋白等功能成分绿色高效制备、分离纯化及相关功能组分健康促进作用机理研究工作。主持江苏省科技计划专项资金-现代农业重点项目1项，国家自然科学基金青年基金项目1项，江苏省高等学校自然科学研究面上项目1项，参与国家自然科学基金面上项目、国家十三五重点研发计划子课题，江苏省成果转化基金等多项国家及省部级科研项目。发表学术论文数40余篇，相关成果获得2019年江苏省科学技术进步一等奖1项。

本文《不同提取工艺对杏鲍菇多糖结构特征及免疫活性的影响》来源于《食品科学》2022年43卷17期42-49页，作者：马高兴，王晗，杨文建，苏安祥，裴斐，马宁，胡秋辉。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220316-196。点击https://www.spkx.net.cn/article/2022/1002-6630/2022-43-17-005.html即可查看文章相关信息。