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1、 生物工程毕业论文-声波辅助大豆低聚糖提取条件的优化 南 阳 理 工 学 院 本科生毕业论文 学院（系）： 生物与化学工程学院 专 业： 生物工程 学 生： 指导教师： （教授） 完成日期 2010 年 5 月 南阳理工学院
2、本科生毕业论文 超声波辅助大豆低聚糖提取条件的优化 Ultrasonic extraction of soybean oligosaccharides Optimization 总计： 毕业设计（论文）37页 表 格： 25 个 插 图 ： 8 幅 南 阳 理 工 学 院 本 科 毕 业 设 计（论文） 超声波辅助大豆低聚糖提取条件的优化 Ultrasonic extraction of soybean oligosacchar
3、ides Optimization 学 院（系）： 生物与化学工程学院 专 业： 生物工程 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师（职称）： 评 阅 教 师： 完 成 日 期： 2010年2月~5月 南阳理工学院 Nany
4、ang Institute of Technology 灵芝多糖提取条件优化 超声波辅助大豆低聚糖提取条件的优化 生物工程专业 [摘 要] 本文采用传统的醇提法和超声波辅助法提取大豆粕中的低聚糖，并找出其最佳提取工艺条件，从而增加低聚糖的提取效率，降低成本。醇提取法：利用单糖和多糖不溶于乙醇而低聚糖溶于乙醇的方法，并通过正交试验研究了浓度、温度、时间、料液比、超声波功率、超声波时间对大豆粕中低聚糖提取率的影响，从而确定了提取大豆低聚糖的最佳提取条件：浓度为40%乙醇、温度60℃、时间100min、料液比1：15。超声波法：采用正交试验，以灵芝提取物中多糖含量为指标，对超声波法影
5、响多糖提取效果的主要因素进行研究。结果表明，超声波法中各因素对灵芝多糖含量的影响程度依次为提取温度、提取时间、超声处理时间、超声功率、料液比。最佳提取条件是提取温度100℃、提取时间3h、超声处理时间5min、超声功率100W、料水比1：10。 [关键词] 大豆粕；低聚糖糖；提取条件；超声波 Optimization of extraction of Ganoderma lucidum polysaccharides Bio-engineering Major HU Zhi-guang Abstract: In this
6、paper, the traditional aqueous alcohol and Ultrasonic Extraction of fruiting bodies of Ganoderma lucidum polysaccharides, and to identify the optimum extraction conditions, thus increasing the extraction of polysaccharides efficiency and reduce costs. hot water extraction method: the use of hot wate
7、r decoction extracted from the fruiting bodies of Ganoderma lucidum polysaccharides, were studied by orthogonal test temperature and time, liquid than the fruiting bodies of Ganoderma lucidum polysaccharides on the rate of extraction in order to determine the extract of Ganoderma lucidum polysacchar
8、ide the best process parameters: temperature 100 ℃, time 4h, liquid ratio 1:10.ultrasonic method: the use of orthogonal experiment to extract of Ganoderma lucidum polysaccharide content as an indicator of the impact of ultrasonic extraction of polysaccharides to study the main factors. The results s
9、howed that the ultrasonic method in the content of Ganoderma lucidum polysaccharides on the extent of the impact followed by extraction temperature, extraction time, ultrasonic processing time, ultrasonic power, ratio of material to liquid. Extraction of the best extraction conditions of temperature
10、 100 ℃, extraction time 3h, ultrasonic processing time for 5min, ultrasonic power 100W, feed water ratio 1:10. Key words: Ganoderma lucidum; polysaccharide; extraction conditions; ultrasonic 目 录 1 绪论 1 1.1 多糖的生物活性 1 1.1.1 活性多糖的抗肿瘤作用 1 1.1.2 活性多糖的免疫功能 1 1.1.3 多糖中元素含量与生物活性的关
11、系 2 1.1.4 多糖的抗病毒活性及其作用机制 2 1.1.5 多糖的抗凝血活性及作用机制 3 1.1.6 多糖的降血糖降血脂功能 3 1．2 多糖的来源 3 1.2.1 植物多糖 3 1.2.2 微生物多糖 4 1．3 多糖的构效关系 5 1.3.1 多糖的一级结构对生物活性的影响 5 1.3.2 高级结构与生物活性的关系 6 1.3.3 活性的决定部位与生物活性的关系 7 1.3.4 其它因素 7 1.4 现状与展望 7 1.5 灵芝多糖的研究概况 8 1.5.1 灵芝多糖 8 1.5.2 灵芝酸 8 1.5.3 各种元素 9 1.5.4 生物碱 9
12、1.5.5 其它成分 10 1.5.6 灵芝多糖的生物活性研究 10 1.6 灵芝多糖的提取 12 1.6.1 水提法 12 1.6.2 超声波提取法 13 1.6.3 微波提取法 13 1.6.4 超临界萃取法 14 1.6.5 酸碱提取法 14 1.6.6 酶法与仿生法 14 1.6.7 其它方法 15 1.7 本论文研究的内容、目的和意义 15 2 水提醇沉法提取灵芝多糖工艺研究 16 2.1 仪器和材料 16 2.1.1 材料 16 2.1.2 仪器 16 2.1.3 药品 16 2.2 检测方法 16 2．2．1原理 17 2．2．2 标准曲线的绘
13、制 17 2．2．3 样品检测 17 2.3 试验方法 17 2.3.1 材料处理 17 2.3.2 提取方法 17 2.3.3 评价指标 18 2.4 试验结果与讨论 18 2.4.1单因素试验 18 2.4.2 正交试验 24 3 超声波法提取灵芝多糖工艺研究 26 3.1 超声波提取的原理 27 3.1.1 超声波的吸收特性 27 3.1.2 超声波的功率 27 3.1.3 超声波的声压作用 27 3.1.4 超声波的空化作用 28 3.2 试验方法与步骤 28 3.2.1 超声波提取灵芝多糖单因素研究 28 3.3 超声波法最佳提取条件的确定 31
14、 3.3.1 试验水平因素表 31 3.3.2 试验方案及结果分析表 31 3.3.3 验证试验 34 结束语 34 参考文献 36 致谢 37 V 灵芝多糖提取条件优化 1 绪论 大豆低聚糖是大豆籽粒中可溶性寡糖的总称,主要成分是水苏糖( stachyose) 、棉子糖(raffinose) 和蔗糖(sucrose) 等。 长期以来,由于人们把食用大豆制品引的肠胃气胀现象归咎于大豆中所含的低聚糖,从而否定了大豆低聚糖的利用价值. 而最新研究表明,大豆低聚糖并非是鼓肠作用的物质,更为重要的是,人们通过研究发现,大豆低聚糖是与人体的生长、机体的新陈代谢乃至生老病死都息息
15、相关的双歧杆菌的最好增殖物质。 在人体内双歧杆菌一旦得到增殖即能发挥一系列独特的生理功能,如减少有毒发酵产物及有害细菌酶的产生、防止腹泻、防止便秘、改善血清脂质、降低血压、增加免疫力、抗肿瘤等,是一类非常有利于人体健康的具有特殊生理活性的物质。 本研究从实际出发,对大豆低聚糖的提取工艺进行探索,提出了一种较为可靠、经济实惠的提取大豆低聚糖的方法。 1 ：大豆低聚糖的概述 1.1.1 大豆低聚糖的组成和结构 大豆低聚糖是大豆可溶性寡糖的总称，它主要是由棉子糖、水苏糖、蔗糖组成。此外大豆低聚糖还含有少量的其他糖类如：葡萄糖、果糖、右旋肌醉甲醚、半乳糖肌醇甲醚等。各糖的百分含量（干
16、重）为：水苏糖24%、棉子糖8%、蔗糖39%、果糖葡萄糖16%、其他糖13%。大豆低聚糖主要汤的结构如下： 1.1.2 活性多糖的免疫功能 在一般情况下，多糖对机体特异性免疫与非特异免疫，细胞免疫与体液免疫皆有影响。免疫多糖作为生物效应调节剂，主要影响机体的网状内皮系统（RES）、巨噬细胞、淋巴细胞、白细胞、NK细胞、补体系统以及RNA、DNA、蛋白质的合成，体内cAMP与cGMP的含量，结果是抗体的生成，淋巴因子及干扰素的诱导增强。现已证实不同的多糖具有不同的免疫促进作用。香菇多糖是T细胞特异性免疫佐剂。从活性T细胞开始，通过T辅助细胞再作用于B细胞。其免
17、疫促进作用是因为增强了胸腺细胞对辅助因子的敏感而增加了杀伤性T细胞的分化，香菇多糖还可间接激活巨噬细胞，对实体瘤有抑制作用。灵芝子实体多糖能增强巨噬细胞的吞噬能力，诱导细胞色素P-450形成，有利于增强机体的防御功能，提高机体保持稳定状态的能力。 活性多糖在促进和调节机体免疫功能方面的研究，近年来有较大的进展，同时对它们所含的化学组成与结构也报道了不少。但是目前难以搞清多糖结构与具体免疫活性的确切关系，但这并不是一点规律也没有，在构效关系上，一般有具有不同类型不同组分的苷键连接的多聚糖，多聚糖键上的β糖苷键多为活性所必需，支链存大对活性有益，存在三级结构，分子量在2万以人。 就目前所研究的
18、各类免疫多糖来说，它们的化学组成、性质和药理特性都有一些差别，因此，各类多糖的作用机制，构效关系规律问题还有待进一步研究。 1.1.3 多糖中元素含量与生物活性的关系 新近研究结果表明，人体内必需元素对机体免疫系统、免疫细胞的结构和功能具有调节作用，增强机体抗病能力。白润红报道，机体内Ca缺乏，可降低机体免疫功能，当归多糖、党参多糖、香菇多糖均能增加小鼠血液Ca的含量，补充机体对Ca的需要，保护免疫细胞，使MO吞噬功能增强，T细胞的E花环化形成和淋巴细胞的转化增强B细胞生成增多等。铜对免疫细胞中线粒体功能具有促进作用，当归多糖、党参多糖、香菇多糖可增强小鼠血清中的铜的含量来增强机体免疫。最
19、近，陈小川等[2]（1998）研究发现半合成有机硒剂4-硒化卡拉胶（Se-Carrageenam）作为一种免疫调节剂，可间接对抗化疗所致的白细胞减少，对化疗所致的骨髓毒性有明显的保护作用。担子菌纲多孔菌科真菌中有机锗的含量高达0.8～2g/kg，它有抑制多种肿瘤的生长，调节免疫功能等作用，因此有人认为灵芝中的有机锗有某种生理活性。 1.1.4 多糖的抗病毒活性及其作用机制 Goultet等人（1960）首次指出，在蘑菇中存在抗病毒物质。Tsunoda和Ishida（1969）发现从香菇的菌丝体和孢子中水溶液的提取物对病毒A/SW15所引起的感冒有一定的疗效。Tochilura等人[3]（1
20、987）发现香菇多糖与3-叠氮-3’-脱氧胸嘧碇（AZT）的联合使用对抑制HIV抗原表达比单独使用AZT更强。近年来，对于多糖衍生物的抗病毒活性的研究，主要集中硫酸脂多糖（Sulfacted polysaccharide）或称硫酸多糖，在研究中发现硫酸酯多糖在抗HIV病毒方面有着特殊的功能，香菇多糖硫酸盐当通过被HIV-III感染的MT-4细胞验证时表现出了对HIV的活跃的抗性。从海洋海藻（Aghadhiella tenera）分离的硫酸半乳糖能在体外抑制HIV-1和HIV-2引起的细胞病变，同时也能抑制合胞体的形成。 1.1.5 多糖的抗凝血活性及作用机制 Hokama(1981)[4]
21、了发现从一些香菇中能提取高剂量的对血小析的凝集有抑制作用的抑制剂，这种抑制剂是一种核苷和核酸的衍生物，具有抗凝血作用。由六糖或八糖重复单位组成的肝素，可控制凝蛋白酶原转变为凝血酶，也有抗凝血作用。银耳多糖具有体内外抗凝血作用，还可以明显的延长部分凝血酶活性时间。另外，研究人员从掌状昆布（Caminaria digitata）中提取到的昆布多糖，经硫酸化后衍生物有肝素一样作用。 1.1.6 多糖的降血糖降血脂功能 Kaneda和Tokuda（1966）[3]首次报道，香菇具有降低血液中胆固醇的能力。他们发现在喂食小鼠中，在食物中添加已干燥的香菇孢子体可以平均的降低原生质中的胆固醇。具有降血
22、糖活性的多糖比较多，有些学者认为黏性多糖中乙酰基的存在是降血糖活性的重要抑制因子。药理试验证明，多糖具有使血清澄清，较好降低血脂患者血清胆固醇、苷油三脂、减少冠心病患者发病率和死亡率。 多糖的生理功能联系到许多重要的生命进程。除了具有上述功能外还具抗溃疡、抗衰老和类似肾上腺皮质激素和促肾一腺皮质激素等作用。虽然只有少数应用临床，但是通过对多糖活性的研究，对多糖的临床使用提供了一个好的开始。 1．2 多糖的来源 多糖的来源很广泛，大多来源于动物、植物、微生物（细菌和真菌）和海藻中。不同多糖具有不同的生物活性，一般来主，真菌多糖具有较高的抗肿瘤活性，高等植物多糖的免疫促进作用较好。藻类多糖
23、却因具有磺酸基而具有较强的抗凝血活性。 1.2.1 植物多糖 植物多糖来源于植物的树皮、根部、叶片、种子和花朵。从各种中草药和其它植物都可以提取分离出多糖。作者列出部分植物多糖见表1。 表1 部分植物多糖 Table1 Part of plant polysaccharides 多糖名称 来源 组成单糖 主要生物活性 茶叶多糖 Tea sinence 鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖 降血脂、抗凝血 当 归 Angelica aculitoba 6位分支的α-（1→4）葡聚糖 促进免疫 黄芪多糖 Astraglcus
24、 mongholicus 6位分支的α-（1→4）葡聚糖 促进免疫、抗辐射 红花多糖 Carthamustinctorius 葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖、木糖 活血，促进免疫 人参多糖 Panax ginseng 葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖、鼠李糖 抗肿瘤、抗病毒、 魔芋多糖 Amorphopballus Rorjac 葡萄糖、甘露糖 降血糖、降血脂、抗肿瘤 刺五加多糖 Acanthopans senticsous 主链β-（1→4）木聚糖、侧链阿拉伯糖4-甲基葡萄糖酸 抗肿瘤、促免疫 党参多糖 Codonopsis pilosula 葡萄糖
25、果糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖和木糖 促免疫、抗辐射、抗溃疡 猕猴桃多糖 Actinidio Chinese 多聚糖 抑制病毒、肿瘤等 枸杞子多糖 Tycium barbarum L. 阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、主链β-（1→4）或β-（1→6）半乳糖 提高免疫 1.2.2 微生物多糖 习惯上把细菌和真菌（包括霉菌和酵母）来源的多糖称为微生物多糖。比较起动物多糖，微生物多糖具有动物、植物相似的性质，而且产量和质量不受自然条件影响，微生物多糖这一优越性，使得它的发展较动植物多糖快，研究的更深入一些。目前国内外从微生物中获得部分多糖种类，如表2所示。
26、 表2部分微生物多糖种类[5] Table2 Part microbe polysaccharide species 多糖名称 真菌来源 多糖来源 多糖类型 主要生物活性 虎乃菌多糖 Pleurotus taber-regium 菌核 葡聚糖 抗肝损伤 灵芝多糖 Ganoderma lucidum 子实体、培养液 杂多糖、甘露葡聚糖、葡聚糖肽 降血糖、免疫调节、抗肿瘤、抗衰老、抗氧自由基 黑木耳多糖 Auricularia auricular 子实体 葡聚糖 降血糖、免疫调节、抗肿瘤、抗炎症、抗辐射 猴头多糖 Bericium
27、 erinacevs 子实体、菌丝体 杂多糖、杂多糖肽 降血糖、免疫调节 银耳多糖 Tremella funiforrnis 子实体、菌丝体、培养液 杂多糖 降血糖、降血脂、免疫调节、抗肿瘤、抗衰老、 香菇多糖 Lentinus 培养液、子实体 甘露葡聚糖、蛋白质 免疫调节、抗肿瘤、抗病毒 裂褶多糖 Schizoohyllium 菌丝 结合多糖、葡聚糖 抗肿瘤 核盘菌多糖 Sclerotinia sclerotiorum 菌核 葡聚糖 抗肿瘤 猪苓多糖 Polypours umbrellatus 菌丝体 葡聚糖 抗肿瘤、免疫调节 竹黄多
28、糖 Shiraia berabusicola 子实体 杂多糖 抗肝炎 斜顶菌多糖 Clicopilus caespi 子实体 葡聚糖 抗肿瘤 金顶侧耳 Pleurotus citrinopileatus 子实体 半乳糖甘露聚糖 降血脂 槐耳多糖 Trametes robiniophila 菌丝体 蛋白多糖 免疫调节、抗肿瘤 云芝多糖 Corilus verslcolar 子实体、培养液、菌丝体 杂多糖、糖肽 1．3 多糖的构效关系 多糖复合物有多种多样的生物活性，多糖结构不同，生物活性必有差异。如果找 它们之间的规律性，这样就可以更全面的解
29、释多糖化学结构和生物活性之间的关系，这样对于寻找具有生物活性多糖和多糖药物及多糖果功能性食品开发奠定了基础。 1.3.1 多糖的一级结构对生物活性的影响 多糖的一级结构包括单糖的组成连接方式、糖苷键类型、分支度心脏一些官能团等，每一因素对多糖的生物活性都有不同程度的影响。 ⑴ 主键结构与生物活性的关系 就真菌多糖而言，一级结构主链主要有三种：（1）葡聚糖（glucan）β（1→3）糖苷键连接为主，并兼有少量β（1→4）或其它糖苷键，香菇多糖、茯苓多糖、云芝多糖都属于这种连接。（2）β（1→6）糖苷键连接的低聚葡萄糖。（3）β（1→3）糖苷键连接的低聚葡萄糖。长期的试验表明，在多糖骨架链
30、上占优势交替（1→3）连接的β-D-葡聚糖，往往具有抗肿瘤活性。小核菌葡聚糖、香菇多糖、裂褶葡聚糖都是该骨架的葡聚糖，对小白鼠移植肉瘤180有强抑制作用。β-D-葡聚糖主要由（1→6）连接的抗肿瘤活性就很低。而1→2、1→4等连接方式的多糖很少具有活性。至于完全均匀（1→3）-β-D葡聚糖，是水不溶的。所以茯苓多糖不具活性。在测定小核菌多糖结构时，发现它具有分支（1→3）-β-D葡聚糖，具有抑瘤活性，而（1→3）-α-D葡萄糖没有抑瘤活性。 ⑵ 侧链基团与生物活性的关系 一些多糖的活性与其中所含的某些化学基团有密切关系。如硫酸基、羟基、乙酰基等。含有硫酸根的天然海藻多糖对抗HIV病毒是经过
31、证实的，并且抑制HIV的作用同分子中硫酸盐的含量有关。将多糖进行衍化，如降解、硫酸化、磺酰化、乙酰化、烷基化等，有可能大大提高多糖的生物活性。例如，均一型的β（1→3）-D-葡聚糖的茯苓多糖没有活性。但是经过化学修饰后，得到含有β（1→6）分支的新多糖，具有很强的抑制肿瘤活性。而与此相反的是，具有抗肿瘤活性的香菇多糖，如果水解去掉β（1→6）分支合，抗肿瘤活性将消失。 ⑶ 分支度与生物活性之间的关系 支链的分支度（degree of branch,DB）是指平均每个糖单位所具有的分支数目，也称取代度（degree of substitute,DS）。分支度大小与多糖生物活性紧密相关，分支度
32、过大或过小都无法使多糖生物活性达到理想状态。真菌多糖（pestalotan）是一种高度分化的葡聚糖，DB为2.8时活性低，经过氧化还原处理将部分葡聚糖分支还原成羟基后的DB降至1.0，在大鼠体内的抑瘤率从50%提高到92.3%。 ⑷ 多糖的活性也受支链长度的影响 从真菌phytophthora parasttica中分离的具有(1→3)-β-D 葡聚糖结构的多糖，通常具有葡聚二糖支链，但是从中提取出的另一种具有葡聚三糖支链的组分，其抑瘤活性大大高于前者。而水溶性多糖如糖原、淀粉、糊精无活性，可能与它们有过长支链，易被酶解有很大关系。 1.3.2 高级结构与生物活性的关系 多糖的高级结构
33、与功能的关系还不十分清楚。多糖的结构研究目前多限于一级结构的测定，而多糖的一级结构本身就很复杂难以得出完全正确的结构式。这也给高级结构分析造成了很大难度。Ohno[6]等人(1986)研究发现含有(1→6)分支的(1→3)-β-D葡聚糖刺激免疫与抗肿瘤的作用的活性构象为三股螺旋结构，而Saito等(1988)则发现(1→3 )-β-D葡聚糖的单螺旋构象是其生物活性的基础。但是科学家己经确定高级结构对功能的影响比一级结构还重要。 1.3.3 活性的决定部位与生物活性的关系 活性多糖发挥作用都需要特定部位同受体结合。有人参照酶学研究提出活性多糖的活性中心概念，即多糖本身存在一定的活性中心，多糖
34、通过该活性中心同受体结合，该活性中心为多糖发挥活性所必须，与受体结合需要多糖合适的构象，多糖的其它部分为其提供构象支持，这些在一些多糖的研究中已经得到验证。如从和圆酵母得到的甘露聚糖能够识别和处理抗原阶段的细胞，致使敏淋巴细胞对肿瘤细胞发生特异性免疫反应。菌类多糖良好的生理活性作用来源于它的结构分子与靶向分子或靶向细胞具有良好的识别作用，这种识别作用就是其中的特异性寡搪片断与受体结合，因此，推测多糖分子中存在一个或几个寡糖片断的活性中心。 1.3.4 其它因素 多糖的活性作用的强弱，与其本身的分子量，溶解度、薪度、剂量、给药时间有关，也受机体本身的免疫功能状态和抗原等因素的影响。为使多糖活
35、性发挥作用，还需要注意其选择性和特异性，分析它们对免疫应答各个环节和各个水平的作用，以使它们之间的平衡向需要的方向发展。 1.4 现状与展望 在多糖的开发和应用上，食用真菌占有相当大的比例。我国食用菌的栽培已有1400多年的历史，是世界上香菇、草菇、获等等人工栽培的发祥地。多年的研究证实，各种食药用菌具有不同的生物活性，对人体有着极佳的保健作用。然而，我国食用菌产品与日本、欧美的产品尚有明显差距，比如我国一些食用菌品质低，加工的产品品质不稳定，产品科技含量偏低，多数产品属粗提取物，还不符合中药现代制剂的要求。在保健食品领域，国际上现在开发的多为第三代健康食品，即功能因子明确的保健食品，而我
36、国绝大部分保健食品仍然功能因子不明确，产品质量难以控制，造成这种现象的主要原因是与科研的实力有关。在我国，目前对多糖研究侧重于分离、纯化、化学组成及生物活性等方面，对多糖溶液构象、空间结构和结构与功能的关系都未及深入，对各种真菌多糖的作用机理的解释还不完善，尚有许多种类不能栽培，加之环境不同、培养条件不同，提取分离技术不同都会造成多糖结构上的差异，因而影响其活性。因此，这就需要以企业为主导，企业与科研院所、高校相结合，走产、研、学协作开发之路成功开发一些保健食品或功能性产品，从而使之在国际市场上占有更大份额。 产业应用与基础研究是相辅相成的，随着生物学、分子生物学、药学、免疫学的发展，生物活
37、性多糖的构效研究和糖生物学的研究将是糖类研究领域的重要课题。由于糖类结构携带巨大信息量的生物分子，在生物体内发挥多方面的生物作用，参与许多生理和病理过程，而糖生物学重要研究内容就是研究作为信息分子的糖如何在生物体内的通讯识别中发挥作用，从而揭示糖类化合物参与生命过程的奥秘，这样对多细胞生物的高层次生命现象的解释提供了可靠的依据。 21 世纪是一个人们回归自然注重健康的世纪，开发疗效好、无污染、具有竟争力的天然绿色药品是一项紧迫的工作，我国有丰富的植物、真菌资源，多糖作为一种重要的生命物质，具有丰富的生物活性，且无毒副作作，因此，临床开发前景广阔。相信随着研究的深入，将有更多的多糖成为药品和保
38、健品进入市场，它将会为人类的健康和安全提供有力的帮助。 1.5 灵芝多糖的研究概况 灵芝(Ganoderma lucidum)又名瑞草，芝草，是我国传统的药食两用的珍贵保健药。祖国医学对灵芝的药效研究源远流长，是多贵药村中的极品。关于灵芝的药效作用，历代本草学家都有所论述，早在2千多年的春秋战国时期。《列子汤问》列御寇中云“朽壤之一，有菌之者”并总结当时利用灵芝治病保键经验“煮百沸，其味、清芳、饮之明目脑清心静肾坚，其定物也”。[7] 1.5.1 灵芝多糖 灵芝多糖(Glucidum polydaccharide)是灵芝的主要活性成分，其种类很多，主要有葡聚糖、杂聚糖、半乳糖、甘露糖、
39、甘露岩半乳聚糖、阿拉伯糖、木糖等。灵芝中多糖的含量因灵芝品种、提取方法与多糖的纯度等不同而有较大差异。灵芝多糖目前已分离到的有200多种，其中大部分为β-型的葡聚糖，少数α-型的葡聚糖，多糖链由三股单糖链构成，是一种螺旋状立体构形物，其立体构形和DNA, RNA相似，螺旋层之间主要以氢键固定定位，分子量从数百到数十万，除一小部分小分子多糖外，大多不溶于高浓度的酒精中，在热水中溶解，大多存在于灵芝细胞壁内壁，胞内多糖胞外多糖都是有效多糖。灵芝多糖大多为异多糖，即除有葡萄糖外，大多还含有少量阿拉伯糖、木糖、岩藻糖、鼠李糖、半乳糖、甘露糖等其他单糖。单糖间糖苷键连接有(1～3), (1～4), (1
40、～6)数种。多数有分枝，部分多糖含有肤链，多糖分枝密度高或含有肤链的其药理流活性 一般也比较高。灵芝多糖结构中含有较多的糖苷键可能是使其具有强烈药理活性的原因。灵芝 多 糖 是灵芝中最有效的成分之一，因此，也特别受到医药科技工作者的重视，研究报导也最多。现知灵芝多糖有广泛的药理活性，能提高机体免疫力，能提高机体耐缺氧能力，消除自由基，抑制肿瘤，抗辐射，提高肝脏、骨髓、血液合成DNA, RNA,蛋白质能力，延长寿命筹。灵芝的多种药理活性大多和灵芝多糖有关。 1.5.2 灵芝酸 灵芝酸(Ganodenicacid)是灵芝的另一主要活性成分。灵芝酸是一种
41、三菇类物质，基本构造为数个异戊烯首尾相连构成，大部分为30个碳原子、部分为27个碳原子，灵芝酸有四环三菇和五环三菇二类，各种灵芝中已分离到的灵芝酸已达100多种。灵芝酸是灵芝的苦味形成的主要来源，其含氧功能团对苦味的产生起重要作用。各种赤灵芝中的三菇类具有品种特异性，可以作为鉴定灵芝品种的依据之一。灵芝酸在不同种的灵芝中或同一品种的灵芝不同培养基培养的及不同生长阶段的子实体中，其含量是不同的，所以其苦味程度也不所不同，一般味苦的灵芝其灵芝酸含量往往较高，日本对灵芝商品灵芝制成品的灵芝酸含量十分重视，认为灵芝酸含量高，灵芝产品质量就好。 灵芝酸有强烈的药理活性，有止痛、镇静、抑制组织胺释放、解
42、毒、保肝、毒杀肿瘤细胞等功能，是灵芝的主要有效成分之一。灵芝酸还能抑制大鼠肝细胞从24, 25-二 氢羊毛甾醇合成胆固醇，可以用来防治动脉粥样硬化和心脏病。从赤芝提取的几种灵芝酸具有细胞毒性，能杀伤体外培养的肝癌细胞。 1.5.3 各种元素 灵芝中含有多种元素。不同品种灵芝中元素的种类和含量略有差异，人工培养的灵芝与野生灵芝的元素种类和含量也不一致。等离子体发射光谱分析(IPC)结果表明:灵芝侵膏粉中含有25种元素，其中Ca, Mg, P, Fe, Zn, Cu, Cr, Mo, Li, B, V,Sr, Ti, Se等19种为人体必需或有益的常量或微量元素。原子吸收光谱分析(AAS )
43、结果表明:灵芝浸膏粉中含有丰富的钙(2330ppm)、镁(2440ppm),磷(45000ppm)及铁(390ppm),锰(156ppm)、锌(55.3ppm)锗(25.Oppm)等，这些元素为人体正常生长发育所必需或在人体内起重要的保健作用。己知Fe, Ga, Zn, Mn等有养血益肝、补肾之功效:Zn, Cu, Mn, Li等微量元素与活血化淤、益气安神等功效有关;微量元素Ti对预防心血管系统疾病起重要作用;此外Ge, Se, Mn, Cu, Mo, Gr, Ni等微量元素 与人体抗衰老、抗癌等密切相关。在灵芝地位菌丝体和发酵液中，磷的含量相当丰富，灵芝对神经衰弱和顽固失眠的疗效与磷的作用
44、有着密切关系。据报道担子菌纲多孔菌中有机锗的含量高达0.8～2g/kg，它有抑制多种肿瘤的生长，调节免疫功能等作用，因此 有人认为灵芝中的有机锗有某种生理活性。但文献报道灵芝中的有机锗含量差异很大，不同产地的野生灵芝，人工培养与野生灵芝的有机锗含量均不相同.野生灵芝中有机锗的含量一般都很低，有的甚至不能检出。这证明，灵芝水提物的生物学作用与锗无关。中国医学科学院药物研究所有人将有机锗加入深层发酵培养菌丝体的培养液中，可使菌丝体中有机锗的含量显著增高。由此可见，对于人工培养的灵芝，无论是子实体还是菌丝体，都可以根据人们的需要认为的在培养基中加入某种成分，而使灵芝中该成分的含量显著提高。 1.5
45、4 生物碱 灵芝腺苷是一种活性很强的物质，是灵芝的主要有效成分之一。灵芝含有腺嘌吟和腺嘌吟核苷，尿嘧啶和尿嘧啶核昔。灵芝有多种腺苷衍生物，都有较强的药理活性，能降低血液黏度，抑制体内血小板聚集，能提高血红蛋白2, 3-二磷酸苷油的含量，能提高血液供氧能力和加速血液循环，提高血液对心，脑的供氧能力。Akira Shimizu (1986)等报道，腺嘌呤核苷是赤芝水提取物抑制血小板凝集的有效成分，动物试验表明，尿嘧啶和尿嘧啶核苷对试验性肌强直症小鼠血清醛缩酶有降低作用。紫芝中含有五种生物碱，一种为r-三甲胺基丁酸，在窒息性缺氧模型中，有提高存活时间的作用，并能使离体豚鼠心脏冠状动脉流量增加。
46、 1.5.5 其它成分 灵芝中含有少量蛋白质、多肤、氨基酸。赤芝孢子内脂A有降胆固醇的作用。赤孢子酸A有降解转氨酶作用。灵芝、紫兰、薄树芝中的薄醇醚，灵芝孢子中的孢醚，可使部分切除肝脏的小鼠的肝脏再生能力增强。灵芝纤维素能降胆固醇，预防动脉粥样硬化、便秘、糖尿病、高血压、脑血栓等。佘竟光等从薄盖灵芝深层发酵菌丝体中分离到4种吠喃衍生物，药理试验表明其中5-羟甲基呋喃甲醛有抑制血小板聚集的作用。曾惜春[8]等人(1998)从当归分离得5-羟甲基吠喃甲醛，认为可能是扩张冠状动脉、提高小鼠心肌摄取铆的有效物质。 此外，灵芝还含有多种长链脂防酸、长链烷烃、甾类及多种酶类等.这些成分是参与各种生理活
47、性尚不清楚。 1.5.6 灵芝多糖的生物活性研究 灵芝多糖在免疫调节和抗肿瘤、清除氧自由基、抗血栓血凝、降血糖及护肝等方面地位生理活性近几年进一步得到验证，具体表现在: ⑴ 抗肿瘤和免疫调节作用 灵芝多糖能防止肿瘤定位发生和抑制肿瘤的生长，大量试验研究表明，灵芝多糖无 直接毒性，在管内均不能抑制肿瘤细胞生长。那么它是如何实现抗肿瘤作用的呢?其抗癌机理目前尚无定论，比较有代表性的力量使免疫功能论、端粒酶论、促分化等三种机理所谓免疫功能论就是通过增强机体免疫功能而实现的，这是已被许多专家学者所证实的。林志彬[9](2000)通过血清药理学试验、灵芝与巨噬细胞脾细胞共同培养，结果均表明，灵
48、芝多糖确能直接作用于巨噬细胞和T淋巴细胞促其产生肿瘤坏死因子-α(TNFα)和干扰素γ（IFNγ)等细胞因子进一步抑制肿瘤细胞或促使其调亡。林教授还和张群豪采用体内体外试验相结合方法，MTT法测肿瘤细胞增殖层度，流式细胞仪测细胞凋亡，同时采用生物法测定TNF α，ELISA测定IFN γ，并用逆转录酶链反应(RT-PCR )方法检测mRNA表达。得出结论:灵芝多糖无直接的抗肿瘤作用，其抗肿瘤作用是通过促进TNFa、IFN γ mRNA表达增加TNF a、IFN γ的分泌而实现的。端粒酶论是最近几年由上海药物研究所试验研究后提出的以种新的灵芝抗癌机理。灵芝提取物能造成癌细胞端粒酶失去活性，促使癌
49、细胞在促分化剂作用下可以重新向正常细胞分化、逆转，开辟了一条非杀伤性治疗肿瘤的新思路、新途径。 国外的学者也对灵芝的抗癌特性进行了一定的研究，试验表明用酒精提取灵芝的有效成分对胸腺癌患者进行临床试验表明，灵芝的提取物对癌症的疗效能达到50%的转化率。在日本专门用于化疗与放疗的配合治疗中，能增强疗效和加快病情的恢复。 灵芝多糖也是一种生物免疫调节剂，能增强机体的细胞免疫与体液免疫，表现在:(1)对免疫的调节作用:GLP能直接刺激人脐血单个核细胞CBMC增殖，并能协同植物凝血素(PHA)刺激CBMC增殖，在rLL-2诱导人脐血LAK细胞(简称CB-LAK)早期加入GLP，能明显增强CB-MC-
50、LP-2R表达。(2)影响细胞免疫功能:雷林生等[10](1993)采用(3H-TdR )渗入法检测赤芝多糖对混合淋巴细胞增养MLCP模型中的T淋巴细胞增殖的促进作用，证明赤芝多糖GLA, GLB, GLC均能明显促进T淋巴细胞的增殖。(3)影响体液免疫功能:研究证明灵芝多糖BN，可显著增加羊红细胞PFC的数目。BNA、BNB、BNC还能显著增加免疫低下的老年小鼠脾细胞中PFC的产生。(4)拮抗免疫抑制剂的作用:灵芝多糖在50、 100和200ml/kg时，可完全对拮抗环抱素A、丝裂素C、氟尿咙和阿糖孢制(抑制50%以下)作用，部分拮抗氨化可的松对MLR的严重抑制(抑制50%以上)作用。(5)
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