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食用菌中黄酮类化合物的最新研究进展

2016-03-09刘月芹贺晓龙任桂梅

贵州农业科学 2016年10期
关键词:桑黄黄酮类食用菌

刘月芹,贺晓龙,任桂梅

(延安大学生命科学学院,陕西延安716000)

食用菌中黄酮类化合物的最新研究进展

刘月芹,贺晓龙,任桂梅*

(延安大学生命科学学院,陕西延安716000)

黄酮类化合物是广泛存在于植物体中的一类重要次级代谢产物,具有抗菌、抗癌、抗氧化等生物活性,目前其已成为次级代谢产物研究的热点之一。为给食用菌黄酮类化合物的进一步开发利用提供理论依据,更好地开发和利用黄酮类化合物,对食用菌黄酮类化合物的药理作用、提取工艺和分离纯化方面的研究进展进行综述。

食用菌;黄酮类化合物;药理作用;提取工艺;分离纯化

黄酮类化合物又称为黄碱素、黄酮体和类黄酮,其广泛存在于各种食用菌中,是一种具有生物活性的次级代谢产物。人体自身不能合成黄酮类化合物,食物是人们获取黄酮类化合物的唯一来源。黄酮类化合物具有多种生物活性,如抗氧化[1-2]、抗癌[3]、抗肿瘤[4]、抗病毒[5]、增强免疫能力[6]、降血脂[7]以及治疗心脑血管、阿尔茨海默、冠心病等多种疾病的作用[810]。中国的食用菌资源丰富,也是最早栽培、利用食用菌的国家之一。食用菌不仅味美,营养丰富,而且因含有黄酮类、多糖类、三萜类化合物等多种生理活性物质而具有重要的药用价值,常被人们称作健康食品。特别是对于当代全球日渐蔓延的“高能量、高蛋白、高脂肪”饮食结构所带来的癌症、心血管等疾病,黄酮的生物功效对人体健康的影响尤为重要。近年来,随着人们健康意识的增强,以食用菌为原材料来提取黄酮类化合物的研究兴趣和研究力度都在不断增加,成为近期营养学领域最重要、最具意义的研究课题之一。为给食用菌黄酮类化合物的进一步开发利用提供理论依据,更好地开发和利用黄酮类化合物,笔者对食用菌来源的黄酮类化合物的药理作用、提取工艺和分离纯化方面进行了总结,旨在为进一步开发利用食用菌黄酮奠定基础。

1 黄酮类化合物的药理作用

1.1 抗氧化作用

黄酮类提取物是一种很强的抗氧化剂,能够将活泼、有害的自由基还原为稳定、无害的产物,有效清除体内的氧自由基。大量研究表明,食用菌黄酮类化合物具有普遍的抗氧化活性。缪钱江等[11]通过自由基清除法和铁还原法比较了榆黄菇、秀珍菇、黑木耳和平菇4种食用菌总黄酮的抗氧化能力。结果表明,平菇中黄酮的总抗氧化能力明显高于其他品种。许远等[12]的研究表明,长裙竹荪黄酮提取物有很好的还原性,对超氧阴离子(O2-·)、DPPH·和羟基自由基都有较好的清除能力,具有良好的抗氧化性。孙琼[13]对杏鲍菇黄酮类化合物的抗氧化活性也进行了研究,通过测定总黄酮清除自由基的能力、还原力、清除过氧化物等指标,探究其在体外模拟系统中抗氧化活性。结果表明,不同极性部位均有一定的抗氧化作用,且其抗氧化能力随着浓度的增加而增大。除此以外,从虫草花、鸡油菌、金针菇、长白山美味牛肝菌、桑黄等食用菌中提取的黄酮类化合物都表明具有明显的抗氧化性[1419]。

1.2 其他活性

目前,对食用菌黄酮类化合物的生物活性报道主要集中在其抗氧化方面,其他生理活性如抗肿瘤、降血脂、抗菌、抗过敏作用的研究较少。缪钱江等[11]利用乳腺癌细胞株(MCF7)检测了榆黄菇、秀珍菇、黑木耳和平菇4种食用菌黄酮提取物的抗肿瘤活性。结果显示,平菇黄酮的活性最高。陈君琛等[20]采用大球盖菇黄酮类化合物对大肠杆菌、青霉菌、啤酒酵母进行抑菌试验。结果表明,40g/L的大球盖菇黄酮类化合物溶液对大肠杆菌和青霉菌有抑制作用,且对大肠杆菌的抑制作用要强于对青霉菌的抑制作用。刘方方等[21]以8种食用菌为研究对象,对食用菌的抗过敏及抗氧化性进行了研究。结果表明,草菇、海鲜菇、秀珍菇有强抗过敏作用,且食用菌的抗过敏性与抗氧化性之间具有一定的相关性。夏国华[22]的研究表明,桑黄总黄酮具有明显的降血脂作用。总的来说,加强对食用菌黄酮类化合物其他抗性的研究,可为进一发挥食用菌的药用价值奠定基础。

2 黄酮类化合物的提取

2.1 溶剂浸提

通过加入不同溶剂对材料中有效物质进行提取,如热水提取、有机溶剂提取、碱性稀醇提取等。王广慧等[23]采用高压热水浸提法对金针菇总黄酮提取的最适条件进行研究。结果表明,高压热水浸提法提取金针菇总黄酮的最适条件为料液比为1∶40(g/mL)、高压热水浸提温度为121℃、高压热水浸提60min,在此条件下,金针菇总黄酮的提取率为12.7%。使用有机溶剂提出黄酮时,使用最多的是乙醇,该方法目前已被广泛应用于食用菌黄酮类化合物的提取工艺中[15,2426]。戈延茹等[27]将亲水性离子液体氯化-1-丁基-3-甲基咪唑和K2HPO4形成的双水相体系与溶剂浮选结合,建立了分离/富集桑黄中总黄酮类成分的方法。碱性稀醇或碱性水可让黄酮结合酸性的酚羟基生成盐而易溶于水,浸提液经酸化就可得到黄酮类化合物。郭兴等[28]以小兴安岭林区常见的野生桦褐孔菌为试验材料,采用超声波辅助碱提酸沉法,研究了桦褐孔菌黄酮类化合物的提取工艺。

2.2 酶辅助提取

目前,利用酶辅助提取更有利于食用菌中有效成分的充分释放,从而提高其提取率。酶法提取过程温和,有效避免因提取过程中温度过高而导致黄酮类化合物结构的破坏。王广慧等[29]采用复合酶法从金针菇中提取总黄酮,其最适条件为料液比1∶20(g/mL),酶反应80min,酶反应温度60℃,酶反应pH 5,在此条件下金针菇总黄酮的提取率为4.76%。

2.3 微波辅助提取

微波辅助萃取主要是使细胞内部的温度升高,压力变大,当内部压力大于细胞壁的承受力时细胞破裂,黄酮类化合物快速的从细胞内部释放出来。此外,微波可使固体表面的液膜变薄,减少了黄酮扩散阻力,从而有效地提高黄酮类化合物的浸出,起到了辅助效果。于翠翠[30]分别研究醇提、超声波辅助和微波辅助三种浸提方法对桑黄总黄酮浸提效果的影响,确定最佳提取方法为微波辅助浸提法。赵爽等[31]选取毛木耳为研究对象,以总黄酮含量为指标,采用响应面法分别考察微波处理时间、料液比、乙醇浓度对提取率的影响。结果表明,微波时间110s,料液比为1∶15,乙醇体积分数为70%时,毛木耳总黄酮提取率最高,可达0.138%。

2.4 超声波辅助提取

超声波主要是运用超声空化产生的极大压力破碎细胞壁,有效地提高了浸提液中黄酮的含量,起到了辅助的效果。超声波辅助浸提法具有操作简便、时间短、效率高、节能等特点。崔福顺等[32]利用超声波辅助提取元蘑中总黄酮,结果表明,超声提取元蘑总黄酮的最佳工艺条件为乙醇体积分数85%、超声提取功率350W、料液比1∶35(g/mL),该条件下的总黄酮提取率为0.20%。许远等[33]通过响应面分析对超声波辅助乙醇提取长裙竹荪总黄酮的最佳工艺条件进行了优化,使长裙竹荪总黄酮得率达3.03mg/g。黄敏[34]探讨了蟹味菇总黄酮的超声提取工艺条件,通过单因素与正交试验确定了最佳提取条件,并在此提取条件下得到的总黄酮含量为0.061%。李善姬等[35]的研究结果表明,正交试验获得的长白山野生桑黄总黄酮提取的最佳工艺为乙醇浓度60%,料液比1∶50(g/mL),超声功率80W,提取时间40min。该条件下总黄酮含量为84.51mg/g,提取率为8.45%。此外,利用超声波辅助方法提取牛肝菌、黑木耳、杏鲍菇中的黄酮化合物都达到了较高的提取率[13,3637]。

2.5 萃取法

萃取法是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把溶质从另一溶剂所组成的溶液里提取出来的操作方法。刘晨[38]经过2次90%乙醇提取,乙酸乙酯萃取得到桑黄黄酮的粗提物。许远等[12]采用响应面分析法确定超临界CO2萃取长裙竹荪总黄酮的最佳工艺条件为萃取温度40℃,CO2流量10L/h,萃取压力35.5MPa,萃取时间122min。

3 食用菌黄酮类化合物的分离纯化

目前,对于食用菌黄酮类化合物的进一步分离纯化的研究较少,且主要集中在桑黄的研究上。刘晨[38]利用比色法和氨水反应对桑黄黄酮的粗提物进行定量和定性分析。然后利用薄层层析对粗提物中量大的组分进行富集,利用高效液相色谱法对这一组分进行分离纯化,得到两个分子量相近的较纯的化合物组分。并对得到的组分利用紫外全谱和质谱分析法进行结构鉴定。夏国华[22]研究桑黄总黄酮各种纯化方法对抗氧化活性的影响。结果显示,大孔吸附树脂纯化的精制黄酮的纯度较高,抗氧化活性也高。胡金霞等[39]研究4种大孔吸附树脂对桑黄黄酮类物质的吸附和解吸特性,筛选出吸附解吸率较高且耗时较短的树脂DM-301。

4小结

目前,国内对于食用菌黄酮类化合物的研究,不管是药理作用还是提取工艺方面主要是针对总黄酮的研究,对其活性的研究大多停留在宏观生理指标的研究模式,且作用机制的研究较少。在提取工艺方面,大多数也只停留在粗提层面,食用菌黄酮类化合物的分离纯化方面及结构鉴定的研究也很少。未来,针对食用菌中黄酮化合物的研究将集中于明确特色食用菌中黄酮类的特定组分结构,确定特定组分的最优提取制备条件以及这些功能组分的结构与生物活性的相关性,并分析这些特定组分在其表现生物活性过程的作用机理,这些工作将为深入发掘我国食用菌资源,倡导健康消费食用菌,拓展食用菌中黄酮化合物组分的应用领域等方面奠定关键的研究基础。

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(责任编辑:孙小岚)

Latest Research Progress of Flavonoids in Edible Fungi

LIU Yueqin,HE Xiaolong,REN Guimei*
(School of Life Sciences,Yan’an University,Yan’an,Shanxi 716000,China)

Flavonoids are an important secondary metabolites with the biological activity of antibacterial,anticancer and antioxidant,which are widely existed in plants.It has become one of research hotspots in secondary metabolites.In order to provide theoretical basis for further development and utilization of flavonoids and better develop and utilize the flavonoids,in this paer the recent research advances on the pharmacological action,extraction technology and separation and purification of the edible fungi flavonoids were reviewed.

edible fungi;flavonoids;pharmacological action;extraction technology;separation and purification

S567.3;Q939.99

A

1001-3601(2016)10-0438-0119-04

2016-03-21;2016-09-10修回

延安大学博士研究基金“过表达CYP450基因对灵芝三萜生物合成的影响”(21176029)

刘月芹(1980-),女,讲师,博士,从事应用微生物学及食用菌资源的开发与利用等研究。E-mail:liuyue811223@126.com

*通讯作者:任桂梅(1955-),女,教授,从事食用菌资源的开发与应用研究。E-mail:ydrgm@163.com

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