收稿日期:2008-03-13作者简介:袁媛(1978-),女,吉林人,讲师,研究方向:食品安全及食品加工。E-mail:yuan1362@163.com。
*为通讯作者:刘景圣,教授,博士生导师,研究方向:功能性食品。
第5期(总第136期)农产品加工・学刊
No.52008年5月
AcademicPeriodicalofFarmProductsProcessing
May.
文章编号:1671-9646(2008)05-0046-04
0引言
环菌[Armillariamellea(VahlexFr.)Quel]又名蜜环蕈、榛蘑,属于担子菌亚门、伞菌目、白蘑科、蜜环菌属的一种著名的药食兼用真菌。子实体为一年生,其肉质和菌盖上有细鳞片和菌环,菌髓两侧型,菌褶直生或延生,菌丝白有横隔,能形成菌索,孢子印白、无光滑,呈椭圆形。蜜环菌在世界各大洲均有分布,在我国主要分布于黑龙江、吉林、河南、山西、青海、云南、内蒙古、西藏及台湾等省(区)。
野生的蜜环菌多数生长在夏、秋两季(
6月份-9月份)的雨后,多丛生于老树或死树的基部,也能寄生于活树上,在灌木丛和草地上也可大量生长。
蜜环菌是一种著名的兼性寄生菌,以腐生为主,兼寄生生活。由于它有腐生的特性,经常腐生在林间倒木、死树根、枯枝及落叶上,同时它又是积木场的害菌,可使倒木腐烂[1],给森林牧场带来巨大的经济损失。
国内外学者对蜜环菌及其菌属的菌种进行了大量
的根腐性研究,发现了蜜环菌的根腐特性。SicoliG和AnneseV等人在意大利南部橡树上进行了4种蜜环菌属的致病性试验,接种后,获得感染程度和植物衰变的数据。通过统计学方法分析表明,蜜环菌对橡树具有较强的致病性,特别是A.mellea和A.gallica[2]。
GaoJin-Ming和YangXue等人研究了由蜜环菌引起的草木植物根部腐烂的特性,发现一些非草木植物不易受到蜜环菌这种病原体的感染,这一点可能对研究蜜环菌的致病性提供了一个新的方向[3]。
天麻(GastrodiaelataBlume
)是我国重要的一种传统中草药,我国古代医药学家均认为天麻有广泛的效果,是镇痉息风,痫搦惊悸的重要药物[4]。近年来的研究还发现,天麻具有增智、健脑、延缓衰老的作用,对老年性痴呆症有一定疗效[5]。但是,
天麻具有非蜜环菌则不能生长发育的特性,说明蜜环菌与天麻之间存在极其微妙的营养关联。近年来经大量的研究实验证明,蜜环菌的菌丝体和发酵液都具有与天麻相似的药理作用和临床疗效[4]。由于野生天麻在我国的资源有限,栽培天麻虽已获得成功,但受自然
蜜环菌化学成分与药理作用的研究进展
媛,*刘景圣,蔡
(吉林大学军需科技学院,吉林长春130062)
摘要:蜜环菌是我国一种重要的药食兼用真菌,与天麻具有密切的共生关系。大量的研究实验证明,蜜环菌的菌丝
体和发酵液都具有与天麻相似的药理作用和临床疗效。主要介绍了蜜环菌中的化学成分,包括氨基酸、微量元素、倍半萜类化合物、多糖类化合物、嘌呤类物质及其他成分,以及蜜环菌的药理作用,为今后进一步开发研究蜜环菌资源提供参考。
关键词:蜜环菌;化学成分;药理作用
中图分类号:Q819
文献标志码:ARecentResearchonChemicalCompositionandPharmacologicalFunction
ofArmillariaMellea
YuanYuan,*LiuJingsheng,CaiDan
(CollegeofQuartermasterTechnology,JilinUniversity,Changchun,Jilin130062,China)
Abstract:ArmillariamelleaisakindoffamousmedicinalfungussymbioticwithChinesemedicinalherbGastrodiaelataBlume(Tianma).ManystudiesandexperimentsshowedthatthemyceliaandfermentedliquidofArmillariamelleahavethesimilarpharmacologicalactivityandclinicallycurativeeffecttoTianma.Inthispaper,chemicalcompositionsofArmillariamellea,includingaminoacids,sesquiterpenoids,purine,
polysaccharideandothercompoundsweresummarized,andthepharma-cologicalfunctioneffectsofArmillariamelleawerealsosummarized.
Keywords:Armillariamellea;chemicalcomposition;pharmacologicalfunction
条件的影响,其生长周期很长,难以完全满足临床用药的需要[6],因此以蜜环菌代替天麻,则成为一条行之有效的资源开发之路。
1蜜环菌的化学成分
蜜环菌中含有丰富的化学成分,除了含有8种人体必需氨基酸外,还含有各种对人体有益的微量成分,例如通过对蜜环菌菌丝体化学成分的系统研究,从中分离出近40种化合物,包括赤藓醇、甘露醇和硬脂酸等。
杨峻山等人从蜜环菌人工发酵的菌丝体中分离得到17个原伊鲁烷型倍半萜醇芳香酸酯类化合物,国外学者也从蜜环菌中分离得到23个原伊鲁烷型倍半萜成分。
1.1蜜环菌氨基酸和微量元素的研究
蜜环菌含有丰富的营养成分,通过对蜜环菌子实体、菌索和发酵产物的分析测定,表明蜜环菌中含有丰富的氨基酸,其子实体、菌索、发酵产物的氨基酸总含量分别为5.9830%,8.1403%,11.3715%,其中对脑神经有益的谷氨酸、天冬氨酸含量最高,必需氨基酸含量也较高,蛋氨酸含量最低;子实体、菌索、发酵产物中的氨基酸含量分别为2.8399%,3.5936%,4.9460%,分别占总氨基酸含量的47%,44%,43%[1]。
微量元素在人体中的作用越来越受到医药界和生物化学界的重视,蜜环菌菌索中除了含有常量元素Ca,K,Mg,P等外,同时含有人体所需要的微量元素,如Fe,Ge,Cu,Mn,Zn,P等的含量较高[1]。1.2蜜环菌中的倍半萜类化合物
早在1975年,杨峻山等人就从人工发酵培养蜜环菌的菌丝体中分离出3个倍半萜成分,分别为armillarin(蜜环菌甲素),armillaridin(蜜环菌乙素)[7]和armillaricin(蜜环菌丙素)[8]。由于检测技术手段发展落后,杨峻山等人未能确定其化学结构。直到1982年,Midland从蜜环菌的菌丝体中分离得到第1个原伊鲁烷型倍半萜芳香酸酯类化合物(melle-olide),并通过X-光衍射晶体解析的方法确定其结构。杨峻山等人又开始了对蜜环菌菌丝体系统的化学成分进行了研究,从中又分离出14种倍半萜成分,分别为:armillaribin(蜜环菌丁素),melleolide(蜜环菌戊素),armillarigin(蜜环菌已素),armillarikin(蜜环菌庚素)[9],armillarilin(蜜环菌辛素),armil-larinin(蜜环菌壬素)[10],armillaripin(蜜环菌癸素)[11],
armillarisin(蜜环菌子素),armillaritin(蜜环菌丑素),armillarivin(蜜环菌寅素)[12],armillarizin(蜜环菌卯素)[13],armillaricacid(蜜环菌酸)[14],armil-latin(蜜环菌辰素)和armillasin(蜜环菌己素)[15]。这些化合物经红外吸收光谱、紫外吸收光谱、核磁共振氢谱和碳谱以及各种二维谱、质谱的解析及经化学方法推定,它们的结构为原伊鲁烷型(protoilludane)倍半萜醇的芳香酸酯类化合物[6]。
在杨峻山等人对蜜环菌菌丝体进行化学分析的同时,Donneliy等人也从蜜环菌中分离出大量的倍半萜物质,包括melleolide,4-O-methylmelleolide[16],15-hydroxy-5′-O-methylemelledonal,5′-O-mehtylmelledonal[17],armillyleverniate和arnamiol[18],armillane[19]等。与我国学者分离得到的物质相比,这些化合物有4个化合物相同,但其他化合物也属于原伊鲁烷型,这可能是由于生长环境不同和发酵条件不同,从而导致得到不同的代谢产物。
倍半萜化合物具有广泛的生理活性,如抗菌消炎、抗肿瘤、抗病毒、降血脂,具有免疫调节等多种功效。从20世纪60年代后期,人们对倍半萜的研究就进入一个活跃的领域,不断有新骨架类型、新成分、新生理活性被发掘,更是我国今后开发利用的热点方向[20]。
1.3蜜环菌多糖的研究现状
真菌多糖是真菌药物的主要活性成分之一,同时也是当今研究的热点问题之一。食用菌中的多糖,如香菇多糖、银耳多糖、灵芝多糖和云芝多糖等,绝大多数都具有调节机体免疫能力、抗肿瘤和抗辐射等作用,不少多糖已作为抗肿瘤药物应用于临床研究,并已普遍使用。真菌多糖在人体中的作用越来越受到各界人士的重视,对它的研究越来越深入和广泛,并取得了较好的效果。
国内外学者对蜜环菌中的多糖进行了各种研究,获得了多种研究结果。国外曾从蜜环菌子实体中分离出2种多糖化合物,分别为水溶性葡聚糖和多肽葡聚糖[21,22]。我国学者陈小梅等人分别研究了蜜环菌菌丝体、发酵液、菌索、子实体等各部位的多糖成分及含量,确定了蜜环菌菌丝体和发酵液多糖为单一葡萄糖组成的葡聚糖;菌索和子实体的多糖由葡萄糖和木糖所组成[23]。
洪毅等人则确定蜜环菌菌索多糖为均一组分,水解产物为D-葡萄糖,D-甘露糖,D-半乳糖,D-木糖和半乳糖醛酸。经红外光谱分析证明,蜜环菌多糖的组分单体为吡喃糖,含有乙酰氨基官能团[24]。
于敏等人对野生及液体静置培养蜜环菌菌索多糖含量进行了比较测定,其中液体培养蜜环菌菌索多糖远高于野生蜜环菌菌索多糖[25]。
孙涛
王文娟等人对蜜环菌水溶性多糖的鉴定结果为中性杂多糖[26]。各位研究学者取得的结果不完全相同,这可能与菌种差异、培养条件的差异有关。
1.4蜜环菌中的嘌呤类化合物[1,6]
应用各种谱技术,包括大孔树脂柱、离子交换谱柱、SephadexLH—20柱和HPLC等现代分析技术手段,从蜜环菌菌丝体中分离出8个嘌呤类衍生
物:①鸟苷;②腺苷;③2′-甲基腺苷;④N6-(5-羟基-2-吡啶亚甲基)腺苷(HPMA);⑤N6-二甲基腺苷;⑥N6-(5-羟基-2-吡啶甲基)嘌呤;⑦N6-甲基腺苷;⑧嘌呤等。经药理实验证明,化合物HPMA具有较强的脑保护作用[27]。
1.5蜜环菌种其他成分的研究
Obuchi等人从蜜环菌种中分离出一种新的抗菌物质,命名为蜜环菌酸,通过硅胶柱层析和SephadesLH-20柱层析法,以及制备性层析法,确定了蜜环菌酸的结构,该物质对革兰氏阳性菌和酵母都有抑制作用[28,29]。
Healy等人通过乙醇分步沉淀法和柱层析的方法,从蜜环菌子实体中分离纯化了一种核酸酶,并通过PCR进行了cDNA克隆研究[30]。该酶在双链和单链DNA中均有活性,但在RNA中却没有活性。
我国学者也对蜜环菌中的特异性成分进行了大量的研究。王秋颖等人进行了不同蜜环菌菌株酯酶同工酶及过氧化物同工酶的研究,通过对每个蜜环菌菌株不同代谢时期代谢产物的对比,对筛选优良菌种具有一定的参考价值,并且可以进行菌种鉴定[31]。
肖亚中等人研究了蜜环菌胞外漆酶合成条件和酶学性质,蜜环菌的木素分解能力与其代谢过程中合成的木素分解酶有关,而漆酶(LaccaseEC11032)是目前公认的木素分解酶之一。实验表明,该菌株在次级生长代谢阶段能合成一定量的胞外漆酶,且该胞外漆酶有较好的热稳定性。培养基初始pH值为5.5和培养温度25℃有利于菌株产酶[32]。
石磊等人在研究菌蜜环菌子实体的化学成分时,得到一种新的化合物,经鉴定为5,6-环氧-3-羟基-麦角甾醇[33]。
2蜜环菌的药用价值研究
2.1催眠镇静作用
在小鼠腹腔注射蜜环菌制剂,发现蜜环菌水提物、乙醇提取物和发酵液浓缩物,均能使小鼠自发活动明显减少,不仅能够加强钠阈下值催眠剂量的作用,而且还能显著延长钠或环己烯钠引起的小鼠睡眠时间[6,34]。
2.2抗惊厥功能
用中枢神经系统兴奋药戊四唑给小鼠尾静脉注射,能引起小鼠惊厥;腹腔注射蜜环菌制剂,发现其有一定的抗戊四唑的作用[6,34]。
2.3增加小鼠的耐缺氧能力
对小鼠皮下注射蜜环菌水提物后,结果表明小鼠存活时间明显长于对照组,说明蜜环菌制剂有提高小鼠耐缺氧的能力[1]。
2.4对小鼠全脑缺血的脑保护作用
对小鼠皮下注射不同剂量的蜜环菌制剂,30min后断头,并记录其张嘴呼吸时间,结果表明注射5g/kg的蜜环菌水剂,能极显著地延长断头小鼠的张嘴呼吸时间,而且有很好的剂量效应关系[35]。
2.5血流动力学作用
对麻醉犬静脉注射蜜环菌菌丝体制剂1g/kg,显示能增加其脑血流量47%,血管阻力下降38%;静脉注射蜜环菌菌丝体制剂1g/kg,增加冠脉血流量,降低冠状血管的阻力,结果表明蜜环菌制剂对脑血管、冠状血管和外周血管具有一定的扩张作用[6]。2.6蜜环菌多糖的药理作用
真菌多糖是从真菌的子实体、菌丝体和发酵液中分离出来的,可以控制细胞的分裂分化和调节细胞生长衰老的一类活性多糖[36]。真菌多糖作为药物研究始于20世纪50年代,在60年代以后,成为免疫促进剂而引起人们的兴趣。真菌多糖具有很强的抗肿瘤活性,对癌细胞有很强的抵抗力。有关其菌多糖的研究在国内外已有很多报道,涉及到生化、药理、临床等各个方面,阐明了它的结构、功能以及构效关系,对中药创新药的研制等方面具有十分重要的意义[
36]。
于敏等人研究了蜜环菌菌索多糖的免疫增强作用。实验证明蜜环菌多糖(AMP)能显著加快正常小鼠的生长,可增强机体的免疫作用,可作为免疫增强剂[37]。
李延平等人研究证实,蜜环菌多糖对环磷酰胺所致小鼠骨髓细胞损伤有较好的保护作用[38]。
张颖等人研究了蜜环菌多糖对低能离子束诱变作用的恢复效应,表明蜜环菌多糖对于低能离子束诱变具有一定程度的防护作用[39]。
2.7蜜环菌的安全性
蜜环菌水剂小鼠腹腔注射的半致死量(LD
50
)为(35±0.8)g/kg;犬口服蜜环菌发酵液12mL,连续服1周,其肝、肾功能无异常变化,动物食欲及活动如常,未见任何不良反应[40]。
多年以来,国内外在蜜环菌的固体发酵和液体深层发酵工艺及其发酵产物的药理活性方面作了大量的研究工作,取得了
良好的研究成果,开发出脑心舒口服液、健脑露、蜜环菌饮料、蜜环菌浸膏、蜜环菌片和蜜环菌糖浆等多种蜜环菌制剂和产品。但是,目前对蜜环菌化学成分和活性研究还不够深入细致,尤其在明确蜜环菌的主要功能活性作用的物质基础(活性部位和单体)等方面的研究尚需做大量的工作。与此同时,现有的蜜环菌制剂和产品虽然具有一定的疗效作用,但是产品的技术含量和技术手段不高,产品的种类较少,有待于今后进一步完善和提高,这也为蜜环菌的研究与开发提出了新的课题和任务。
参考文献:
徐锦堂.中国药用真菌学[M].北京:北京医科大学、中[1]
国协和医科大学联合出版社,1997:235-236.
SicoliG,AnneseV,GioiaT,etal.Armillariapathogenic-itytestsonoaksinsouthernItaly[J].JournalofPlantPathology,2002,84(2):107-111.
GaoJM,YangX,WangCY,etal.Rootrotsofherba-ceousplantscausedbyArmillariamellea[J].Mycologist,2002,16(1);21-22.
黄正良.我国天麻的药理研究及临床应用现状[J].中西医结合杂志,1985(4):251-254.
杨进林,兰进,徐锦堂.天麻的研究进展[J].中草药,2000,31(1):66-69.
中国医学科学院药物研究所.中草药现代研究[M].北京:北京医科大学、中国协和医科大学联合出版社,1995.
YangJS,ChenYW,FengXZ,etal.ChemicalCon-stituentsofArmillariamelleamycelium(1):IsolationandCharacterizationofArmillarinandArmillaridin[J].PlantaMedica,1984(50):288-290.
YangJS,ChenYW,FengXZ,etal.IsolationandStructureElucidationofArmillaricin[J].PlantaMedica,1989(55):564-565.
YangJS,SuYL,WangYL,etal.IsolationandStruc-turesofTwoNewSesquiterpenoidAromaticEsters:Armilla-riginandArmillarikin[J].PlantaMedica,1989,55:479-481.
杨峻山,苏亚伦,王玉兰,等.蜜环菌菌丝体化学成分的研究(Ⅴ)[J].药学学报,1990(1):24-28.
杨峻山,苏亚伦,王玉兰等.蜜环菌菌丝体化学成分的研究(Ⅵ)[J].药学学报,1990(5):353-356.
杨峻山,苏亚伦,王玉兰等.蜜环菌菌丝体化学成分的研究(Ⅶ)[J].药学学报,1991(2):117-122.
YangJS.TheStructureofArmillarizin,aNewProtoillu-daneSesquiterpenoidAromaticEsterFromArmillariamellea(Vahl.ExFr)Quel[J].ChineseChemicalLetters,1990,1(2):173-174.
ObuchiT,KondohH,WatanabeN,etal.ArmillaricAcid,ANewAntibioticProducedbyArmillariamellea[J].PlantaMedica,1990,56:198-201.
YangJS,SuYL,WangYL,etal.TwoN.velProtoillu-danceNorse
squiterpeneEsters,ArmillasinandArmillatinfromArmillariamellea[J].PlantaMedica,1991,57:478-480.
DonnellyDMX,AbeF,CoveneyDJ,etal.AntibacterialSesquiterpeneArylEstersfromArmillariamellea[J].J.ofNaturalProducts,1985,48(1):10-16.
DonnellyDMX,QuigleyPF,DCoveneyDJ,etal.TwoNewSesquiterpeneEstersfromArmillariamellea[J].Phy-tochemistry,1987,26(11):3075-3077.
DonnellyDMX,CoveneyDJ,FukudaN.NewSesquiter-peneArylEstersfromArmillariamellea[J].NaturalProd-ucts,1986,49(1):111-116.
DonnellyDMX,HutchinsonPM.ArmillaneH,aSaturatedSesquiterpeneEsterfromArmillariamellea[J].Phyto-chemistry,1990,29(1):179-182.
赵爱华,魏均娴.倍半萜类化合物生理活性研究进展
[J].天然产物研究与开发,1995(4):65-70.
林树钱.中国药用菌生产与产品开发[M].北京:中国农
业出版社,2000.
郭顺星,徐锦堂,肖培根,等.蜜环菌的化学成分及应
用研究[J].微生物学通报,1996(4):239-240.
陈小梅,郭顺星,王秋颖.蜜环菌不同发育阶段多糖成
分的研究[J].中国中药杂志,2001(6):381-383.
洪毅,沈业寿,樊叶杨.蜜环菌菌索多糖的分离纯化及其
部分理化性质[J].中国药学杂志,1998(9):526-528.
于敏,沈业寿.野生和人工培养蜜环菌菌索多糖含量及
免疫活性的比较[J].安徽大学学报(自然科学版),2002,26(1):107-110.
王文娟,梁忠岩,张孟文,等.蜜环菌水溶性多糖的分
离、纯化及组成分析[J].特长研究,2007(1):58-60.
WatanabeN,ObuchiT,TamaiM,etal.ANovelN6-
SubstitutedAcenosineIsolatedfromArmillariamelleaasa
Cerebral-ProtectingCompound[J].PlantaMedica,1990,56:48-52.
杨峻山,冯孝章,岳德超,等.新抗菌素蜜环菌酸的制
取方法.中国专利,1034956[P].1998.
GaoJM,YangX,WangCY,etal.Armillaramide,a
newsphingolipidfromthefungusAmrillariamellea[J].Fi-
toterapia,2001,72(8):858-864.
HealyV,DoonanS,McCarthyTV.Purification,charac-
terizationandcDNAcloningofanendo-exonucleasefrom
thebasidiomycetefungusArmillariamellea[J].Journalof
Biochem,1999,339:713-720.
王秋颖,郭顺星,樊锦艳,等.不同蜜环菌菌株酯酶同
工酶及过氧化物同工酶的研究[J].食品工业科技,2002(2):38-40.
肖亚中,王军,王怡平,等.蜜环菌胞外漆酶的合成、纯化
及性质研究[J].生物工程学报,2002,18(4):457-462.
石磊,曹瑞敏,卢士香,等.榛蘑中一种新化合物的提
取、分离及鉴定[J].白求恩医科大学学报,1998,24
(4):343.
张嘉,杨延旗,淡海,等.蜜环菌的化学成分[J].西北
植物学报,2002,22(4):952-956.
中国医学科学院药物研究所药理室新药组.天麻水剂及
蜜环菌发酵液对神经系统的药理作用[J].中华医学杂
志,1997(8):470-472.
郑建仙.功能性食品(第二卷)[M].北京:中国轻工业
出版社,1999.
于敏,沈业寿,梅一德.蜜环菌菌索多糖的免疫增强功
能的研究[J].生物学杂志,2001(4):16-18.
李延平,吴科锋,刘义.蜜环菌多糖对环磷酰胺损伤小
鼠骨髓细胞的保护作用[J].中国中药杂志,2005(2):283-286.
张颖,沈业寿,葛继志,等.蜜环菌多糖对低能离子束
诱变作用的恢复效应[J].激光生物学报,2002,11
(4):272-275.
郭嘉铭,上官舟建,陈景湖.药用真菌的研究与开发概
述[J].中国食用菌,1994(3):8-10.
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
[38]
[39]
[40]
[2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19]