食用菌多糖的降解技术研究进展

食用菌多糖的降解技术研究进展

王爽1  王慧宾1  邓朝阳1  方金山2  方婷2  江国志2

(1 江西省科学院应用化学研究所 江西 南昌   2 抚州市临川金山生物科技有限公司  江西 抚州）

摘要： 食用菌中的多糖是一种具有多种生物活性的天然产物，如抗氧化、抗炎、抗肿瘤和免疫调节等。然而，由于其分子量大、溶解性差等缺点，影响了其在药物、食品等领域的应用。因此，对食用菌多糖进行降解以改善其生物活性、药理作用和安全性成为当前研究的热点。本文综述了近年来食用菌多糖降解技术研究进展，包括物理法、化学法、酶解法和联合法等。分析表明，不同降解方法对食用菌多糖的结构和生物活性有不同影响，应根据具体需求选择合适的降解方法。

 关键词：  食用菌多糖；分子量；降解；生物活性 

基金项目：江西省重点研发计划项目（20192BBFL60029，20203BBFL63061）；江西省科学院包干制项目（2021YSBG22014，2022YSBZ22026）。

食用菌多糖是从食用菌中提取纯化出来的一种具有多种生物活性的天然高分子化合物，在食品、药品和化妆品等领域具有广泛的应用价值[1-2]。然而，食用菌多糖一般分子量均在几万至几百万之间，而分子量和分子结构往往是影响其生物活性的最大因素，因此需要进行适当的降解以提高其生物活性。本文介绍了食用菌多糖降解技术的研究进展，包括化学降解、酶降解、物理降解和生物降解等。其中，化学降解和酶解是最常用的降解方法，而物理降解和生物降解则具有环保和安全等优点。最后，本文总结了食用菌多糖降解技术的发展现状和未来发展趋势。

1 方法

本文通过文献综述的方法，对近年来食用菌多糖降解技术进行研究梳理和评价。文献来源于学术期刊、学术会议和学位论文等。检索关键词包括“食用菌多糖”、“降解技术”、“物理法”、“化学法”、“酶解法”和“联合法”等。检索范围为2000年至今的中文文献。

   2 化学降解法

化学降解法是一种常用的食用菌多糖降解方法，其基本原理是通过化学反应将多糖分子断裂成较小的分子片段。常用的化学试剂包括酸、碱、氧化剂等[3-5]。其中，酸碱降解是最常用的化学降解方法，通过调节pH值使多糖分子中的苷键发生断裂。酸碱降解的优点是反应条件温和、速度快、可控性好，但同时也存在一些缺点，如产生大量酸性或碱性废液、容易造成多糖分子结构和电荷的变化等。吴琼等采用盐酸降解法对水溶性银耳多糖进行降解,得到低分子水溶性银耳多糖。低分子银耳多糖的平均相对分子质量在2～10kD范围内,抗氧化活性高于水溶性银耳多糖。吴京蔚等使用等离子体与H2O2协同降解黑木耳多糖，降解处理使多糖的分子量变小、分子量分布变窄,多糖的晶面间距、晶粒大小、结晶度、热稳定性及溶液平均粒径、分散指数、分子聚集度均显著降低，并对降解多糖的抗氧化能力进行了测试。

3 酶解法

酶解法是一种常用的食用菌多糖降解方法，其基本原理是利用酶对多糖分子进行水解。常用的酶包括蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、糖苷酶等。其中，糖苷酶是最常用的酶[6]，能够专一性地断裂多糖分子中的苷键。酶解法的优点是反应条件温和、具有专一性和可选择性、不改变多糖分子结构和电荷等。但同时也存在一些缺点，如酶的价格较高、反应速度较慢等。王在贵等[7]分别对木聚糖酶、纤维素酶和β-葡聚糖酶降解茯苓多糖的能力作了研究,并对β-葡聚糖酶降解茯苓多糖的主要特性进行了进一步的研究。结果表明:β-葡聚糖酶对茯苓多糖的降解能力最强,纤维素酶的降解能力次之,木聚糖酶分解茯苓多糖的能力最差。方甜等[8]用果胶酶、糖化酶、纤维素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶对提取得到的龙须菜多糖进行降解，优化了酶解时间、温度、pH和加酶量等条件.

4 物理降解法

物理降解法是一种环保、安全的食用菌多糖降解方法，其基本原理是利用物理手段对多糖分子进行断裂。常用的物理手段包括超声波、微波、辐射等。其中，超声波是最常用的物理手段，能够通过空化作用将多糖分子中的苷键断裂。物理降解法的优点是环保、安全、不改变多糖分子结构和电荷等。但同时也存在一些缺点，如反应速度较慢、需要高能物理设备等。利用超声降解岩藻多糖来制备新型的硫酸化α-L-岩藻低聚糖(Fuc-S)，利用多角度激光散射法、气相色谱法、红外光谱法、核磁共振等明确了岩藻低聚糖的具体结构信息。

5 生物降解法

生物降解法是一种新兴的食用菌多糖降解方法，其基本原理是利用微生物或细胞对多糖分子进行分解。常用的微生物或细胞包括细菌、真菌、酵母等。其中，真菌是最常用的微生物，能够通过分泌胞外酶将多糖分子分解成较小的分子片段。生物降解法的优点是环保、安全、具有生物相容性和可生物降解性等。但同时也存在一些缺点，如反应速度较慢、需要特定的微生物或细胞等。王雯雯等[9]以玉米秸秆为底物,在发酵液中接入7#菌群为实验组,采用乙醇沉淀法得到粗多糖，并研究了降解多糖的抗氧化、降血糖等生物活性，用高效液相色谱、原子力显微镜等鉴定了纯化多糖的结构。

6 结论与展望

综上所述，化学降解、酶解、物理降解和生物降解等方法均能够用于食用菌多糖的降解。其中，化学降解和酶解是最常用的方法，而物理降解和生物降解则具有环保和安全等优点。随着人们对环保和安全的关注日益提高，物理降解和生物降解方法将成为未来研究的重要方向。此外，结合多种降解方法进行联合降解也是一个值得研究的方向。

参考文献：

[1] 高绍璞,周礼元.食用菌多糖功效的最新研究进展[J].安徽大学学报(自然科学版),2019,43(03):102-108.

[2]李依霖,姜明,谭明琪.食用菌多糖的药用价值研究进展[J].宁夏农林科技,2020,61(05):24-26+39.

[3]吴琼,代永刚,高长城等.酸降解水溶性银耳多糖及抗氧化作用研究[J].食品科学,2009,30(13):93-96.

[4]朱丽芳,陈露.山茱萸多糖的提取和多糖降解研究进展[J].现代盐化工,2022,49(05):7-9.

[5]吴京蔚. 等离子体与H2O2协同降解黑木耳多糖及其作用机理研究[D].沈阳农业大学,2019.

[6]胡彦波. 糖苷酶在多糖结构分析中的应用研究[D].东北师范大学,2019.

[7]王在贵,黄世霞,张永跃等.酶法降解茯苓多糖技术初步研究[J].中国饲料,2008(08):41-43.

[8]方甜. 龙须菜多糖的酶法降解及其酶解产物的抗氧化活性研究[D].宁波大学,2023.冯金秀. 超声降解岩藻多糖的化学结构、链构象及其抗炎活性研究[D].河北科技师范学院,2021.

[9]王雯雯. 微生物降解玉米秸秆多糖结构鉴定及其生物活性研究[D].天津理工大学,2022.