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李 磊，王卫国* ，郭彦亮，何泓良，郭家瑞
(河南工业大学生物工程学院，河南郑州 450001)
摘 要:灰树花多糖因其独特的生物活性而日益引起人们的广泛关注，尤其在抗肿瘤、改善免疫系统功能、抗辐射和抗
HIV等方面，现已被开发成多种保健品。本文综述了近年来国内外关于灰树花多糖的制备、构效关系及其生物活性的
研究现状，并结合当前实际分析了灰树花多糖的应用与发展前景，旨在为灰树花多糖的相关研究和开发提供参考。
关键词:灰树花多糖，制备，结构分析，构效关系，生物活性
Research progress of preparation and bioactivity of
polysaccharides of Grifola frondosa
LI Lei，WANG Wei－guo* ，GUO Yan－ liang，HE Hong－ liang，GUO Jia－rui
(School of Bioengineering，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China)
Abstract:Polysaccharides of Grifola frondosa aroused people＇s widespread attention increasingly because of their
unique bioactivity，especially in anti－ tumour，increasing immuno－modulation，anti－ radiation and anti－HIV，were
developed to many kinds of healthy products.This paper outlined the research progress of polysaccharides of
Grifola frondosa on their preparation，structure－activity dependence as well as their bioactivity at home and abroad
in recent years.And the applications and prospects of polysaccharides of Grifola frondosa were discussed.The aim
of this paper was to offer some references to correlated research and development of polysaccharides of Grifola
frondosa.
Key words:polysaccharides of Grifola frondosareparation;structural analysis;structure － activity dependence;
bioactivity
中图分类号:TS201.2 文献标识码:A 文 章 编 号:1002－0306(2009)11－0327－05
收稿日期:2008－11－20 * 通讯联系人
作者简介:李磊(1985－) ，男，硕士研究生，研究方向:微生物与生化
药学。
基金项目:河南工业大学引进人才专项(2007BS023)。
灰树花［Grifola frondosa(Dicks.Fr.)S.F.Gray］隶
属担子菌亚门、层菌纲、非褶菌目、多孔菌科、树花菌
属，又名贝叶多孔菌、千佛菌、栗子菌、云蕈、莲花菌
等，日本称之为舞茸，美国称之为林鸡［1］。其肉质脆
嫩，味如鸡丝，能烹调成多种美味佳肴，且含有多种
生理活性物质，是一种极具开发和研究价值的食、药
兼用蕈菌。灰树花多糖(Polysaccharides of Grifola
frondosa，PGF)是灰树花众多生物活性物质中最主要
的一类活性成分，它系从灰树花的子实体或菌丝体
与发酵液中分离得到的一类富含 β－1，6－及 β－1，3－
糖苷键的真菌多糖。研究表明，灰树花多糖具有非常
广泛的生物学活性，在抗肿瘤、降血糖、抗肝炎、抗
HIV(艾滋病病毒)以及改善免疫系统功能等方面均
有很好的作用［2］;并且在某些方面(如抗肿瘤作用) ，
灰树花多糖具有明显高于其它食药用真菌多糖的医
疗效果，同时还具有用药方便(如口服有效)的优越
性［3］，为此，人们对灰树花多糖的研究兴趣愈来愈浓，
不断有关于其生物活性及药理功能的动物实验和临
床研究报道产生［2，4－5］，众多科研工作者也都积极投入
到其制备、结构分析、构效关系及生物活性等相关性
质的研究中去，使灰树花多糖的相关性质研究已成
为当前该领域的研究热点之一。
1 灰树花多糖的制备
1.1 灰树花多糖的制备工艺
灰树花多糖的制备工艺流程如图 1 所示。
1.2 灰树花多糖的原料来源
1.2.1 灰树花子实体 灰树花子实体是制备灰树花
多糖的传统原料来源，我国从 80 年代初开始对其进
行人工栽培驯化，90 年代开始商品化生产，发展势头
强劲。但是，灰树花子实体的人工栽培周期长、占地
面积大、受自然气候条件的影响大、且暴露在环境中
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2009.11.009
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图 1 灰树花多糖的制备工艺流程图
易被杂菌污染，大规模的人工栽培难以推广，而天然
灰树花子实体产量有限，难以满足灰树花及其系列
产品的市场需求，故目前已倾向于利用不受自然条
件限制的、可大规模工业化生产的液态深层发酵技
术来培养灰树花菌丝体，进而从其菌丝体或发酵液
中提取、纯化灰树花多糖。
1.2.2 灰树花液态发酵培养的菌丝体和发酵液 由
于灰树花生物转化率较低，生产周期长，一直未得到
全面开发，直到 20 世纪 90 年代，通过液态深层发酵
获得灰树花菌丝体的研究才得以开展。在该研究领
域，许多科研工作者做了大量的工作，也取得了丰硕
的成果。
杜巍等［6］所进行的优化实验表明，灰树花液态培
养基以玉米粉 +麸皮、蛋白胨及牛肉膏为较好的碳
源和氮源，无机盐 MgSO4、KH2PO4、FeSO4、ZnSO4、
CuSO4 的组合有利于灰树花菌丝的生长;最佳培养条
件:发酵温度 25℃、起始 pH6.5、搅拌转速 150r /min、
接种量 10%，并确定 pH在 5.50～6.50，通气量体积比
(V /V)在 1.00～1.40 时，菌丝生物量积累最多。
在灰树花液态发酵的过程中，多项指标可反映
其发酵特征，如发酵液的 pH、残糖浓度、溶氧及菌丝
量的动态变化等，其中 pH 的变化(是一个不断下降
的过程)基本反映了菌体生长状况，可考虑将 pH 指
标作为判断灰树花菌体生长阶段及发酵终点的依据
之一［7］。另外，王卫国等［8］通过连续的动态监测，发
现莲花菌菌株 Sd 在液态发酵过程中具有明显的适
应期、对数生长期、稳定期和衰落期，这与传统微生
物学教科书上介绍的只有细菌和酵母菌具有典型的
对数生长期而其它真菌则没有明显的四期不同，丰
富了微生物教科书内容。
1.3 灰树花多糖的提取
利用灰树花多糖溶于水而不溶于乙醇等有机溶
剂的特点，常规的提取方法主要是采用热水浸提后
用乙醇沉淀，即所谓的“水提醇沉”法;另外，还可根
据多糖组分的不同性质采用稀酸或稀碱进行浸提，
再用乙醇进行沉淀。张士国等［9］利用灰树花子实体
进行多糖的提取时，发现热水浸提法(提取率 5.6%)
要优于酸法(提取率 4.4%)和碱法(提取率 5.0%)提
取，分析认为是由于稀酸、稀碱在提取过程中易使多
糖的糖苷键断裂，形成了较多单糖而降低了多糖的
提取率。
但是，热水浸提法同时也存在耗时、提取效率不
太高等缺点;另外，由于高等真菌多糖主要是细胞壁
多糖，多糖组分主要存在于其形成的小纤维网状结
构交织的基质中，故灰树花多糖的提取可考虑采用
酶法或超声波法对灰树花的子实体或菌丝体进行预
处理，这样将会有利于多糖物质的溶出，提高多糖得
率。陈石良等［10］利用复合酶法处理并结合热水浸提
对灰树花菌丝体进行实验研究，结果表明，酶法浸提
要明显优于常规的热水浸提、酸浸提和碱浸提，且反
应条件温和，杂质易除，能保持多糖的立体结构和生
物活性。
1.4 灰树花多糖的纯化
1.4.1 灰树花多糖的除杂 利用乙醇等有机溶剂沉
淀所获得的灰树花粗多糖常混有较多的蛋白质、色
素及低聚糖、氨基酸等杂质，对灰树花多糖作进一步
研究时，必须先将其除去。
经典的蛋白质分离方法是 Sevag法，王卫国等［11］
在利用该方法对灰树花多糖进行除蛋白质时，通过
正交实验得出:样品 /氯仿 +正丁醇(V∶V)为 1∶1，氯
仿 /正丁醇(V∶V)为 1∶0.25，萃取时间为 60min，去除
杂蛋白达 97.4%，取得了良好的效果。
色素的分离对于灰树花多糖的纯化及鉴定具有
十分重要的意义，灰树花粗多糖呈黄褐色，色素较
多，它不仅对分光光度法测多糖有很大影响，而且还
严重影响成品的品质;但由于灰树花多糖分子量大、
粘度大、水溶性小，其脱色方法也一直是个技术难
题。王卫国等［12］分别从脱色剂的种类、脱色剂用量、
脱色时间、温度、pH、脱色次数等不同角度对灰树花
多糖的脱色技术进行了较为系统的研究，得出了一
条较为理想的脱色方法。
而对于低聚糖、氨基酸等小分子化合物，可采用
半透膜逆向流水透析法、离子交换柱色谱法及纤维
滤器透析法将其除去。
1.4.2 灰树花多糖的分离精制 经除杂后的灰树花
多糖液一般是由不同相对分子质量大小或不同级分
的多糖混合物所组成，欲得到单一多糖就要对多糖
液进行分级分离。
常用于真菌多糖分级分离的方法主要有乙醇分
级沉淀法、季铵盐沉淀法、纤维素阴离子交换柱层
析、凝胶柱层析、膜分离法等［13］。李小定等［14］取纯化
后的灰树花多糖 20mg 上 DEAE－Sephadex A－25 柱，
分别用水、2mol /L 尿素和 2mol /L 尿素 + 0.2mol /L
NaCl阶段洗脱，分步收集洗脱液，用硫酸－苯酚法检
测多糖，合并多糖高峰部分，浓缩后透析，冻干，得 4
个多糖级分。
1.4.3 灰树花多糖的纯度鉴定 多糖的纯度鉴定一
般可采用纸层析法、比旋度法、凝胶柱层析法、高压
电泳法、超离心分析法、高效液相色谱法和光谱扫描
法等［15］。
“多糖纯度”不能用通常化合物的纯度标准来衡
量，最好的纯度标准是建立多项指标，每一项指标测
定一种不同的特性［16］，并且一般要求有三种以上方
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表 1 几种常见的灰树花多糖及其相关性质
灰树花多糖 来源 相对分子量 基本结构
D－组分(即 MT－1) 灰树花子实体 1.4 × 106 高度分支化的 β
－1，3－支链的 β－1，6－葡聚糖和
β－1，6－支链的 β－1，3－葡聚糖组成的蛋白聚糖
MD－组分 灰树花子实体或菌丝体 1 × 106 与 D－组分具有相同的 β－葡聚糖结构
grifolan 灰树花子实体或菌丝体 5 × 106 具有 β－1，6－支链的 β－1，3－葡聚糖
X－组分 灰树花子实体 5 × 105 具有 α－1，4－分支的 β－1，6－葡聚糖
E－组分(即 MT－2) 同 D－组分 2 × 106 具有 β－1，3－支链的 β－1，6－葡聚糖
法的鉴定结果才能确定。李小定等［14］分别采用了纸
层析、Sephadex G－200 凝胶柱层析、聚丙烯酰胺凝胶
电泳等方法对经纯化得到的 4 种灰树花多糖级分进
行纯度鉴定，结果显示，4 种多糖级分经纸层析鉴定
均为单一斑点，经 Sephadex G－200 凝胶柱层析法鉴
定均为单一对称峰，经聚丙烯酰胺凝胶电泳显示为
单一谱带，表明 4 种级分为均一多糖。
2 灰树花多糖的结构分析与构效关系
灰树花多糖是一类富含 β－1，6－及 β－1，3－糖苷
键的真菌多糖，生理活性显著，自 20 世纪 80 年代始
国内外学者对其进行了大量研究，从灰树花子实体
和菌丝体中提取了几十种活性多糖，其中包括 D－组
分、MD－组分、grifolan、X－组分、MT－2 和 LELFD等具
有显著生理活性的组分［16］。
2.1 灰树花多糖的结构分析
多糖的结构分析包括对多糖的一级结构和高级
结构的分析。资料显示［1］，目前能有效分析多糖的一
级结构的方法有化学方法(甲基化分析、Smith 降解、
过碘酸氧化、三氧化铬氧化法、部分酸水解等)、物理
方法(红外光谱、核磁共振波谱、气相色谱、质谱、气
质联用、快原子轰击质谱、毛细血管电泳等)和生物
方法(利用特异性糖苷酶进行的酶法分析) ;而目前
用于多糖高级结构分析的方法主要是物理方法，诸
如 X射线衍射、核磁共振、电子衍射等。
Nanba等［17］曾用 IR(红外光谱)及 NMR(核磁共
振波谱)法研究了子实体灰树花多糖的结构;Tada
等［18］则用 NMR 法阐明了液态培养灰树花菌丝体多
糖的初级结构。另外，于广利等［19］分别采用高碘酸
氧化、Smith降解、甲基化、IR 以及 NMR 法对一种水
溶性菌丝体多糖进行结构分析，结果表明该多糖是
一种 β － 1，3 /1，6 －葡聚糖;雷德柱等［20］则分别用
HPLC(高效液相色谱)、IR 以及 NMR 方法对灰树花
胞外多糖的结构进行了分析，最终确定该灰树花胞
外多糖的一级结构为 β－1→3－D－葡聚糖，每 3 个主
链糖基上有一个 C6 分支，分支的长度为一个单糖。
此外，研究表明，不同原料来源及通过不同的提
取工艺得到的灰树花多糖在分子量与结构上也有一
定的差异，Okazaki等［21］指出有活性的灰树花多糖的
相对分子量一般大于 45000，而小于 10000 的灰树花
多糖则没有生物活性。几种常见的灰树花多糖及其
相关性质如表 1 所示。
2.2 灰树花多糖的构效关系
多糖的构效关系就是指多糖的一级结构和高级
结构与其生物活性的关系，这也一直是当前糖化学
和糖生物学共同关注的焦点问题。边杉等［22］指出，
具有生物活性的灰树花多糖的基本结构为带有
β－1，6侧链的 β－1，3－D－葡聚糖，分支度约为 33%，
其基本结构对于灰树花药理活性具有重要的意义;
而灰树花多糖的空间结构(螺旋型和天然型)对其药
理活性则没有太大的影响，它们均具有较高的生物活
性。Ohno等［23］通过分析灰树花子实体中 β－1，3－D－
葡聚糖的13C核磁共振谱，发现其在固体状态下表现
为两种构象，即螺旋型和天然型，而在子实体中为天
然型，并且两种构象的多糖均具有抗肿瘤活性。
另外，Ohno等［24］从液体发酵的灰树花菌丝体中分
离纯化得到具有抗肿瘤活性的结构为每隔 3个糖基的
C6 上具有一个支链的 β－1，3－葡聚糖;Okazaki 等
［21］研
究证明灰树花多糖诱导 TNF(肿瘤坏死因子)－α的作
用与多糖的分子量及分支度有关，高分子量低分支
度的多糖可以诱导 TNF－α表达上调。
但是，由于灰树花多糖的结构非常复杂，目前从
总体上看，对灰树花多糖构效关系的研究还不是很
完善，这是一个有待加强的研究领域。
3 灰树花多糖的生物活性
3.1 免疫调节作用
灰树花多糖是一种有效的生物免疫调节剂，其
不同组分均含有 β－1，3－及 β－1，6－葡聚糖的结构，
能极大地激活细胞免疫功能，提高机体免疫力［16］。
Inoue等［25］对灰树花 D－组分的细胞免疫活性进
行了研究，结果表明，灰树花 D－组分可调节 T 淋巴
细胞亚群 Th－1 和 Th－2 之间的平衡，抑制 B 细胞活
性，加强辅助 T细胞的活性，诱导脾和淋巴细胞分泌
γ－IFN(干扰素) ，IL(白细胞介素)－12p70 和 IL－8，但
抑制 IL－4 的产生;李海花［26］也在实验中发现，灰树
花多糖在 180mg /kg 和 120mg /kg 剂量下，可明显增
强小鼠吞噬细胞的吞噬功能，增强小鼠的体液免疫
能力，并能提高小鼠免疫器官的重量，从而说明灰树
花多糖具有提高机体免疫力的作用。
3.2 抗肿瘤作用
Nanba［3］认为在所有真菌生物活性物质中，灰树
花多糖的抗肿瘤活性最强，且绝大多数真菌多糖制
剂口服无效，而灰树花多糖例外。其抗肿瘤机制与
其他真菌多糖相似，即通过激活机体免疫系统来防
止正常细胞癌变、抑制肿瘤的生长和转移，通过与放
化疗的协同作用，提高治疗效果，降低放化疗的毒副
作用［16］。
Kodama等［27］的临床研究表明，灰树花 MD－组分
通过刺激免疫细胞的活性呈现出强劲的抗癌作用，
其中 58.3% 的肝癌患者、68.8% 的乳房癌患者和
62.5%的肺癌患者的肿瘤缩小或临床症状显著改善。
330
另外，侯晓青等［28］所进行的灰树花多糖抗荷瘤小鼠
S180 的实验结果也表明灰树花多糖具有抗肿瘤作
用，并推测 TNF－α、IL－2 的释放可能是其抗肿瘤作
用的机制之一;刘安等［29］进行的临床观察实验则表
明灰树花多糖具有直接、迅速改善晚期恶性肿瘤患
者临床症状和体征的作用，应用灰树花多糖辅助治
疗晚期恶性肿瘤是安全有效的。
3.3 抗病毒作用
真菌多糖的抗病毒作用与调节机体免疫系统功
能相关，与体内激活巨噬细胞功能也有一定的关系。
项哨等［30］研究发现，灰树花多糖口服给药对于流行
性感冒病毒和Ⅰ－型单纯疱疹病毒(分别代表 RNA病
毒和 DNA病毒)感染的小鼠有较好的保护作用，且
促进病毒诱生干扰素，表明灰树花多糖具有对抗流
行性感冒病毒和Ⅰ－型单纯疱疹病毒的作用，并推测
其机制是通过增强小鼠机体免疫力发挥作用的。
而对于使机体免疫功能丧失、从而促进并发卡
他性肺炎和卡波奇恶性肿瘤的 HIV 病毒，灰树花多
糖还具有抑制 HIV 病毒以及改善艾滋病(AIDS)相
应症状的能力［1］。艾滋病是由于人体感染了 HIV 病
毒而导致机体免疫功能下降，辅助 T 淋巴细胞减少，
有时并发卡他性肺炎和卡波奇恶性肿瘤，最终导致
死亡的疾病。20 世纪 80 年代，日本学者首先发现灰
树花 D－组分能增加 HIV 病毒靶细胞———辅助 T 细
胞的量，从而揭示了灰树花多糖治疗 AIDS 的可能
性［31］。Nanba等［32］采用灰树花 MD－组分治疗 AIDS
患者，结果辅助 T 细胞增加者 20 人，减少者 8 人，稳
定者 4 人;病毒负荷减少者 10 人，增加者 9 人，稳定
者 2 人，说明灰树花多糖对 HIV 病毒有一定的抑制
作用。
3.4 其它生物活性
除上述作用外，灰树花多糖在治疗肝炎、抗辐射
以及抗氧化等方面也具有较为显著的生物活性。
Kubo等［33］报道灰树花、灰树花 D－组分和灰树花 X－
组分可有效减少实验性肝炎向自身免疫性慢性肝炎
的转化，显示了较好的保护肝脏的功效。而汪维云
等［34］曾采用 8Gy60Co－γ 射线照射经口灌胃的灰树花
多糖组小鼠来考察灰树花多糖的抗辐射作用，结果
表明，受辐射的小鼠在 200mg·kg －1·d －1剂量以上，
可以提高平均存活时间和 30d 存活率，增加骨髓的
DNA含量，说明灰树花多糖有很好的辐射保护作用。
另外，Lee等［35］研究发现，灰树花发酵菌丝体多糖还
具有一定的抗氧化活性，同时能促进纤维原细胞的
增殖(23%～25%) ，并能显著增加胶原质的生物合成
(80%) ，因此对于以后应用于化妆品工业也有一定
的前景。
4 灰树花多糖的应用与展望
近年来，随着分子生物学的发展，人们逐渐认识
到多糖与蛋白质、核酸一样，是涉及生命活动本质的
三类生物大分子之一。当前国内外对多糖的研究可
谓方兴未艾，多糖科学作为后基因组时代异军突起
的学科已纳入前言研究领域［36－37］。
这也为灰树花多糖的应用与开发提供了难得的
发展机遇。目前，灰树花多糖已被开发成多种保健
品，其中包括我国的保力生胶囊和维吉尔胶囊、日本
的 MAIEXT 以及美国的 Grifron 系列产品，显示了很
好的市场发展前景。然而，由于多糖类物质的分离
纯化非常复杂，且难以得到均一组分，目前灰树花多
糖的分离纯化、药理作用及机制研究还停留在粗多
糖的水平上，而需要进一步加强灰树花多糖提取纯
化工艺的研究;同时，如果能更深一步的了解灰树花
多糖的化学结构、构效关系及其作用机制，那么灰树
花多糖作为一种高效的“生物反应调节剂”将会在
食品工业、发酵工业、医疗保健行业、甚至化妆品行
业等工业领域得到更广泛的应用。
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