中老人養生寶典: 真菌多醣體

食藥用真菌中多醣體鑑別之研究
Differentiation Study of Polysaccharide
in Edible-Medical Fungus
張曉莉*、薛文明、張瓊妃、李恩慈
高苑技術學院化學工程系
1. 摘要
食藥用真菌中所含之多醣體，經研究發現依分子量大小分別具有提升人體免疫力、抗炎等功效。本文針對樟芝、姬松茸、靈芝等真菌子實體及菌絲體，以熱水(或NaOH（aq）, 0.5%) 萃取其中多醣體，再以GPC測定其分子量分佈。發現不同菌株間GPC圖譜的主峰位置有相當明顯的差異；而同一菌株不論子實體或菌絲體，其GPC圖譜一致性相當高。市售產品中若添加糊精、澱粉、纖維等，試圖增加以酚－硫酸法進行的多醣體含量測定，即可以GPC圖譜比對加以分辨；若添加物為糊精、澱粉更可以碘試劑呈色法輕易檢測出。
關鍵字: 多醣體、樟芝、姬松茸、靈芝
keywords: polysaccharide, Antrodia camphorata, Agaricus blazei Murill,
Ganoderma lucidum
2. 緒論
食藥用真菌中所含之生理活性物質相當豐富，包含多醣體(polys- accharides)、三帖類(triterpenoids)、蛋白質、核酸、類固醇等，具有抗腫瘤、增強免疫力、降高血壓、降血糖、抑制血小板凝集、抗病毒等等功效[1]。其中真菌所含之多醣體是被探討最多的有效成份，常被視為“制癌劑”的原料進行開發，然而，並不是所有的多醣體都具抗腫瘤的功效，其生理活性可依多醣體之分子量大致區隔為三類：(A)分子量在3,000~5,000左右者，具有降低血糖之功能，(B)分子量在10,000~100,000之間者，具消炎的作用，(C)分子量在30,000以上者，則具有抗腫瘤作用，且分子量愈大效用愈佳[2]。
從研究報告瞭解，多醣體並非直接作用於癌細胞，而是透過人體免疫力系統的調節來發揮制癌作用。以樟芝為例，其所含之多醣體屬於雜多醣，組成除葡萄糖外，還有木糖、甘露糖、半乳糖等；文獻中指出以深層液態培養之菌絲體，濾液中多醣體分子量約1.1萬，而菌絲體中的多醣體分子量約七十六萬左右，少部分可達百萬以上[3]。而靈芝自古以來即為中國醫藥中珍貴的藥用真菌，自靈芝屬菌株的子實體或菌絲體中可萃取出許多具藥效的成份；其中以β-1，3-D-glucan為主鏈而β-1，6支鏈的多醣體，其藥效主要為抗腫瘤，增強免疫能力、降低血糖、降低血壓等[4-6]。
1
冬蟲夏草中主要含蟲草多醣、胺基酸、無機元素以及豐富的蛋白質、礦物質、維生素等，近來經專家學者研究以及臨床實驗證實，蟲草確實具有提升免疫系統功能、抑制腫瘤[7,8]等功效。姬松茸中所含之多醣體經研究發現對固形癌及腹水癌均具有療效[9, 10]，且美國前總統雷根在皮膚癌手
術後，持續長期服用姬松茸，結果癌細胞不見復發與轉移，更使姬松茸的知名度大幅提昇。猴頭菇所含之多醣體對消化有抑制作用[11]，近代醫學臨床研究中，也以科學方法證實其所含的藥理成份[12]，對消化不良、神經衰弱以及十二指腸與胃潰瘍等病症具有良好的功效。相關研究不勝枚舉，且研究結果均證實真菌中所含之多醣體確實具有抗腫瘤、增加免疫力等效用[13-14]。
多醣體可溶於熱水，微溶於冷水及低濃度的乙醇，但不溶於高濃度乙醇；利用此特性將真菌中所含之多醣萃取出來，並以透析及酒精沉澱法除去低分子量之醣類，再進行多醣體總含量及GPC分子量分佈之測定；並以碘試劑呈色法對市售產品進行檢測。
3. 材料與方法
3.1材料
˙靈芝子實體-購自中藥房
˙樟芝子實體-友人提供
˙深層液態醱酵培養之菌絲體--菌株均購自新竹食品工業研究所菌種保存中心；培養基主要組成為葡萄糖, 酵母萃出物, 硫酸鎂及磷酸氫鉀。
˙市售真菌膠囊商品。
3.2方法
˙多醣體萃取及分析
適量樣品以熱水或 0.5% NaOH 溶液進行萃取，經過濾後濾液加入四倍體積酒精(95%)，輕微混合，置於4℃冰箱隔夜後，離心或沉澱取得不溶物即多醣體，再以熱水溶解；或者將濾液以透析膜(MW>6,000)進行隔夜透析，同樣可去除分子量較小之醣類；。
˙多醣體含量及GPC圖譜分析
利用前述酒精沉澱法或透析法製備之多醣體溶液可以酚-硫酸法測定多醣體含量；多醣體溶液再經過濾處理(0.45μm)後即可進行GPC(Shodex OHPak SB-803,805 HQ)分子量分佈測定。
˙碘試劑呈色法
自膠囊中取出粉末待測樣品，溶解於適量蒸餾水中，加入碘試劑進行測試；並與自行培養之菌絲體(標準品)進行顏色變化比對。
4. 結果與討論
真菌中所含之多醣體對研究及食用者而言是重要的指標成份，因此相關的報導也最多，本文針對多種食藥用真菌多醣體之含量及組成（分子量分佈）進行探討。
4.1多醣體含量
比較樟芝及靈芝其子實體與菌絲體中多醣體之含量，發現菌絲體中所含之多醣體可利用培養基組成，培養條件改變有效的提升，而子實體相對而言多醣體含量較低。市售樟芝產品（成份為菌絲體粉末）分別以酒精沈澱法及透析法進行多醣體含量測定（見表1），可發現差異相當大甚至可達四倍之多，由此可知市售產品品質水準不一之程度。
4.2碘試劑呈色法
澱粉是由葡萄糖以α(1→4)及α (1→6)方式鏈結而成的大分子，可與碘試劑反應，將原本碘液之黃棕色轉變為藍黑色。一般真菌中所含的多醣體與澱粉、糊精組成不同，如靈芝多醣體為(1→6)(1→3)葡聚醣、阿拉伯
2
糖、木糖等，舞菇多醣則為酸性木聚醣、雜多醣等；,此類多醣體均為不會與碘液反應呈藍黑色。因此，市售真菌產品若為降低成本或其他因素，以澱粉、糊精為填充劑，便可以此呈色法，輕易地檢驗出(參考圖1)。
4.3 GPC分子量分佈圖譜
將熱水萃出之多醣體溶液經過濾(0.45μm)後進行GPC分析。首先，比較靈芝之子實體與菌絲體圖譜(圖2, 3)，可發現同一物種多醣體分子量分佈區域相同，以靈芝為例大約有六群，但子實體與菌絲體中各分子量多醣體之含量百分比則有明顯差異(表2)。再與其他真菌菌絲體之圖譜進行比對(表3)，即可發現不同物種，其多醣體分子量分佈確實有明顯之差異，故可視為物種之特性。因此亦可利用多醣體GPC分子量分佈之圖譜比對分辨粉末狀真菌產品其主要組成。
5. 結論
食藥用真菌中所含多醣體依分子量之不同各有功效，且分子量分佈區域亦依菌種而有明顯差別，因此可利用此特性進行成分之比對與確認。依筆者之經驗，可經由調整培養基組成及改變培養條件有效影響多醣體分佈各區域之百分比，藉此可提供更符合需求之真菌產品。近期嚴重急性呼吸道症候群肆虐，已經研究證明可提升人體免疫力之真菌多醣體，建議應可推廣為長期服用之保健食品。
6. 參考文獻
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3
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真菌─牛樟芝．
表1 市售樟芝產品多醣體含量分析
多醣體(1%)
廠商A
廠商B
廠商C
廠商D
酒精沈澱法
3.20
2.25
4.16
8.11
透析法(MW≧6000)
2.72
2.20
4.60
8.91
表2 靈芝多醣體分子量分佈百分比(%)
分子量
(2.77-1.83)*106
(5.20-1.65)*105
(2.10-1.11)*104
(4.2-3.1)*103
MW<300 菌絲體 30.89 7.97 15.79 10.30 35.04 子實體 7.83 37.45 21.11 12.53 21.07 表3 真菌中多醣體分子量之分佈真菌分子量分佈主要區域(MW*104,MW≧6000 樟芝 258.9~375.2 63.2~79.1 22.2~26.7 1.27~1.92 0.38~0.41 0.12~0.17 姬松茸 32.1~73.3 6.59~9.26 1.60~2.07 0.16~0.45 冬蟲夏草 45.51~197.04 1.26~3.33 圖1 碘試劑呈色法，左管為含澱粉之填充膠囊產品，右管為不含澱粉之標準品。 4 0 15.09 19.43 24.41 25.13 27.82 30.29 20 ti Retention me 0 mV(Response) 4 5 6 Log M.W. 廠牌A 151.9 │ 217.3 9.3 │ 26.4 0.90 │ 1.37 0.08 │ 0.33 (右列分子量單位為： ×104) 圖3 子實體之多醣體分子量分佈圖 14.5019.4923.8325.3328.4730.02020Retention time01mV(Response)456Log M.W. 菌絲體 (右列分子量單位為：×104) 圖2 菌絲體多醣體分子量分佈圖 0.32 │ 0.39 1.13 │ 2.10 12.1 │ 18.1 143.6 │ 276.6 八種標準品之分子量：78.8×104，40.4×104，21.2×104，11.2×104 4.73×104，2.28×104，1.18×104，0.59×104 5 黃藥師專欄 - 多醣體對人體的功效(摘自台生技綠能公司網址黃藥師專欄 - 多醣體對人體的功效 http://www.taibio100.com.tw/index.php?option=com_content&view=article&id=94&Itemid=186&lang=zh-TW
(A) 多醣體(β-D-glucan)
1. 目前國際上對多醣體的免疫活性評估，主要以含β-D-glucan(葡聚糖)的多少而定。
2. 日本醫學界在菇蕈類效用的研究過程中特別肯定β-D-glucan(葡聚糖）。
3. 結構式如下：

4.多醣體分子量與疾病關係：

(a) 生理活性可依多醣體之分子量大致區隔為三類：
(1)分子量在3,000~5,000左右者，具有降低血糖之功能，

(2)分子量在10,000~100,000之間者，具消炎的作用，

(3)分子量在30,000以上者，則具有抗腫瘤作用，

且分子量愈大效用愈佳。

文獻來源：

王伯徹、陳啟楨、華傑．1998．食藥用菇類的培養與應用．食品工業發展研究所報告．第M-87-019號．187頁．新竹．台灣．

(4)分子量在 5,8000Da ~ 230,000Da 具有抗癌及降血糖的功效

文獻來源：劉英俊，1990

(b) 牛樟芝主要成分β-1，3-D-glucan為主鏈而β-1，6支鏈的多醣體，其藥效主要為抗腫瘤，增強免疫能力、降低血糖、降低血壓等。
文獻來源：

1. Gao, B., and Yang, G. 1991. Effects of Ganoderma applanatum polysaccha- ride on cellular and humoral immunity in normal and sarcoma 180 transplanted mice. Phytother. Res. 5(3):134-138.

2. Hyun, J. W., Choi, E. C., and Kim, K. B. 1996. Studies on sonstituents of higher fungi of Korea (LXVII). Antitumor components of the basidiocarp of Ganoderma lucidum. Han’guk Kyunhakhoechi 18(2): 721-727

3. Tomoda, M., Gonda, R., Kasahara, Y., Hikino H. 1986. Antidiabetes drugs. Glucan structure of ganoderans B and C, hypoglycemic glucans of Ganoderma lucidum fruit bodies. Phytochem. 25(12):2817-2820

多醣體乃是由單糖分子互相以醣鍵(glycosidic linkages)連接聚合而成的大分子物質，若是聚醣類中單醣分子皆為葡萄糖者，則稱為葡聚醣(glucans)(Hassid 等，1969)。聚醣類可由相關植物、黴菌、細菌、酵母菌、蕈類或是海藻等細胞壁，經熱水及酸鹼等方法萃取而得，聚醣類具有刺激無脊椎及脊椎動物體體的特異性免疫系統，增強生物對抗細菌、黴菌和病毒之感染及癌症之功用等(王渭賢，1996)。多醣體不僅能提高巨噬細胞的如吞噬能力，亦可以增加免疫系統的溶菌功能。
高分子多醣體在調節免疫系統方面的研究就更多了，能有效地刺激活化T細胞並促進增生且能刺激活化專一性免疫細胞（如淋巴活化殺手細胞）及非專一性免疫細胞（如自然殺手細胞）。以上的免疫細胞都與毒殺不正常腫瘤細胞有關；也即其所引發的免疫調節反應可促進自身免疫系統毒殺腫瘤細胞的活性，達到抗癌活性。

生物體外試驗(in vitro)及生物體內試驗(in vivo)已經有相當多的文獻發表，並且對於不同食藥用菇的多醣體都有良好的免疫效果。樟芝多醣，主要的成份為β-1-3/β-1-6 glucan，經學者確認此結構具有抗癌、抗腫瘤療效。而且經體外試驗證實能有效地提高其免疫機能，活化巨噬細胞的吞噬能力。
樟芝成份中含有的多醣體能活化細胞、改善體質，增進人體內的免疫調節，除了能早期預防病毒的感染、提高免疫力外，更能在流行性感冒、腸病毒大行其道時，增加一層防護網。

多醣類是一種重要的生物聚合物，β-D-glucan是以β-1,3主鍵結和β-1,6 側鍵結的葡萄糖聚合物(如下圖) 。

多醣體(β-D-glucan)：
目前國際上對多醣體的免疫活性評估，主要以含β-D-glucan(葡聚糖)的多少而定。
也是日本醫學界在菇蕈類效用的研究過程中特別肯定β-D-glucan(葡聚糖）。

β-D-葡聚糖生理作用：
β-(1→6)分枝的β- (1→3)-D-葡聚糖它能夠活化巨噬細胞、嗜中性白血球等，因此能提高白細胞素、細胞分裂素和特殊抗體的含量，全面刺激機體的免疫系統。那麼，機體就有更多的準備去抵抗微生物引起的疾病。β-葡聚糖能使受傷機體的淋巴細胞產生細胞激素（IL-1及IL-2）的分泌能力，達到T細胞之數目與功能增進之作用，能活化細胞仲介性免疫反應，並可增強自然殺手細胞的分化，促進IFN-γ產生，使人類周邊血液淋巴細胞中CD8+的比例上升，有效調節機體免疫機能。
大量實驗表明，β-葡聚糖可促進體內IgM抗體的產生，以提高體液的免疫能力。這種葡聚糖活化的細胞會激發宿主非專一性防禦機制，故應用在腫瘤、感染病和治療創傷方面深受矚目。經特殊步驟萃取且不含內毒素的β-1,3-葡聚糖在美國FDA已認定是一種安全的物質，可添加在一般食品，許多報導顯示老鼠口服酵母β-1,3-葡聚糖，可增加強腹膜細胞抗菌之吞噬作用。此外，葡聚糖尚有清除游離基、抗輻射、溶解膽固醇，預防高脂血症作用及抵抗濾過性病毒、真菌、細菌等引起的感染。
ß-D-葡聚醣可刺激巨噬細胞與 T淋巴細胞增強免疫功能，活化的巨噬細胞會引發補體的活化反應，巨噬細胞扮演相當重要角色，巨噬細胞不但會吞噬入侵者，還會將吞入之物分解，再送到細胞表面，呈現給另外一種白血球 ( 輔助型 T 淋巴細胞 ) 。如此，當巨噬細胞與輔助型 T 淋巴細胞結合後，就會引發一連串的反應，進而產生特異性的免疫反應，來對抗入侵者。這些活化的補體與活噬細胞表面的受體結合後會使吞噬細胞食能力提昇，因而可視菇類多醣為一種良好的「免疫增強劑」。

增強免疫力：
許多菇類中均含有多醣體，只是成分含量的多寡及多醣體構造之微小差異，而多醣體最主要的功效即是可以刺激免疫系統產生細胞激素，甚至增強巨噬細胞的吞噬能力。換言之，也就是免疫系統的提升。其實當我們人體的免疫系統一旦提升後，自然而然地身體變的更具抵抗力，疾病也就不輕易纏身了。所以服用樟芝，不僅是能促進免疫力的提升，更是身體保健的重要利器。

以樟芝為例，其所含之多醣體屬於雜多醣，組成除葡萄糖外，還有木糖、甘露糖、半乳糖等；文獻中指出以深層液態培養之菌絲體，濾液中多醣體分子量約1.1萬，而菌絲體中的多醣體分子量約七十六萬左右，少部分可達百萬以上；其中以β-1，3-D-glucan為主鏈而β-1，6支鏈的多醣體，其藥效主要為抗腫瘤，增強免疫能力、降低血糖、降低血壓等。

食藥用真菌中所含多醣體依分子量之不同各有功效，且分子量分佈區域亦依菌種而有明顯差別，因此可利用此特性進行成分之比對與確認。依筆者之經驗，可經由調整培養基組成及改變培養條件有效影響多醣體分佈各區域之百分比，藉此可提供更符合需求之真菌產品。近期嚴重急性呼吸道症候群肆虐，已經研究證明可提升人體免疫力之真菌多醣體，建議應可推廣為長期服用之保健食品。

參考來源：

張曉莉等人，高苑技術學院化學工程系，食藥用真菌中多醣體鑑別之研究 Differentiation Study of Polysaccharide in Edible-Medical Fungus.

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