《Food Chemistry》:A novel heteropolysaccharide from
Lentinula edodes residue: Structural characterization and anti-inflammatory properties
编辑推荐:
摘要在这项研究中,从香菇残渣中分离出一种新型杂多糖,命名为LEHP,并通过现代仪器分析方法对其结构进行了表征。。LEHP的平均分子量为21.7 kDa,由(1,2), (1,3)-α-阿魏糖,(1,2), (1,2,4)-α-木酮糖,(1,2)-α-葡萄糖醛酸,(1,6)-β-葡
摘要
在这项研究中,从香菇残渣中分离出一种新型杂多糖,命名为LEHP,并通过现代仪器分析方法对其结构进行了表征。。LEHP的平均分子量为21.7 kDa,由(1,2), (1,3)-α-阿魏糖,(1,2), (1,2,4)-α-木酮糖,(1,2)-α-葡萄糖醛酸,(1,6)-β-葡萄糖,(1,3)-β-半乳糖,(1,3,4)-β-甘露糖单元组成,同时含有(1,4)-β-木酮糖和(1,4)-β-甘露糖的分支结构。LEHP通过降低炎性介质(包括NO、TNF-α、IL-1β和IL-6)的水平,减轻了RAW264.7巨噬细胞中的LPS诱导的炎症损伤。LEHP通过调节JNK磷酸化和STAT1表达,抑制了JNK/MAPK和JAK1/STAT1信号通路。动物实验表明,LEHP通过减少中性粒细胞数量并促进尾部侧线神经突触中的杯状细胞增殖,显著减轻了TNBS诱导的斑马鱼的炎症和组织病理损伤。总体而言,LEHP具有抗炎活性,可以作为功能性食品和膳食补充剂中的天然抗炎剂。
引言
香菇由于其高营养价值和健康促进作用,在中国是最广泛栽培和最受欢迎的可食用真菌之一,2023年的年产量达到了1304万吨(Xu等,2025年)。然而,随着香菇产业的快速发展,在收获和加工过程中产生了大量的香菇残渣。大部分香菇残渣被丢弃,导致资源浪费。仅有少量残渣被用于生产饲料(Li等,2020年)、生物肥料(Afagh、Saadatmand、Riahi和Khavari-Nejad,2019年)以及动物生物修复剂(Dabrowska、Debiec-Andrzejewska、Andrunik、Bajda和Drewniak,2021年)。因此,迫切需要更有效地利用可食用蘑菇残渣,以保护环境,实现废物资源的循环利用,并促进可食用蘑菇产业的可持续发展。
近年来,可食用蘑菇中的多糖因其多样的结构特征和显著的生物活性而受到了广泛关注。先前的研究报道,从不同形式的可食用真菌(如菌丝体、发酵液和子实体)中分离出的多糖显示出多种生物活性,包括抗肿瘤(Zhu、Wang、Tang和Liu,2024年)、抗病毒(Araújo-Rodrigues、Sousa、Relvas、Tavaria和Pintado,2024年)、抗炎(Mizuno和Minato,2024年)和免疫调节(Mokhtar等,2025年)作用。Ye等(2025年)发现,来自粉色Auricularia cornea的酸性多糖由(1,2)-连接的木酮糖、(1,3)-连接的半乳糖、(1,3)-连接的甘露糖、(1,4)-连接的葡萄糖醛酸、(1,2,3)-连接的甘露糖和(1,3,6)-连接的甘露糖单元组成,具有显著的超氧阴离子清除活性。Wu等(2025年)报告称,Termitomyces intermedius的半乳葡甘露聚糖由(1,6)-连接的葡萄糖、(1,3)-连接的葡萄糖、(1,6)-连接的半乳糖和(1,3,6)-连接的甘露糖单元组成,该多糖通过减轻体重、减少脂肪量以及改善葡萄糖稳态和脂质谱型,抑制了HFD诱导的小鼠肥胖,并在体内和体外抑制了NO、TNF-α、IL-6、IL-1β和瘦素等促炎细胞因子的表达。Liu等(2022年)证实,来自Flammulina velutipes残渣的多糖主要含有木糖、半乳糖、甘露糖、岩藻糖、阿拉伯糖和葡萄糖,在体外表现出强烈的抗氧化活性,并通过减少细胞内ROS的过度产生,显著减轻了重金属和H2O2对酵母细胞的毒性。Li等(2024年)发现,来自香菇的多糖由(1,3)-葡萄糖、(1,3,6)-葡萄糖和(1,6)-半乳糖单元组成,在Caco-2/RAW264.7共培养模型中对肠道屏障功能具有保护作用,抵御炎症损伤。此外,可食用蘑菇中的多糖具有低毒性和高安全性(Jiang等,2022年;Sheng等,2021年;Zaitseva、Sergushkina、Polezhaeva和Khudyakov,2025年)。因此,深入研究具有显著营养功能和生物活性的新型可食用蘑菇多糖及其加工残渣已成为研究热点。
最近在香菇残渣中获得了具有抗氧化活性的多糖(Wang等,2021年;Zhu等,2018年)。然而,这些多糖的纯度较低,限制了对其结构的阐明,目前仅对其抗氧化活性进行了研究,这限制了其在香菇残渣中的进一步开发和应用。迄今为止,尚无关于香菇残渣中杂多糖的体外和体内结构鉴定和抗炎活性的报道。因此,本研究旨在从香菇残渣中制备杂多糖,表征其结构,并评估其体外和体内的抗炎活性。这些发现有望为功能性食品和健康补充剂中生物活性多糖的进一步应用提供科学依据。
章节片段
材料和化学品
香菇残渣由上海成营农业发展有限公司提供。Sephacryl? S-200 High Resolution树脂购自Cytiva Sweden AB(瑞典)。小鼠巨噬细胞RAW264.7购自国家认证细胞库(中国)。Dulbecco改良的Eagle培养基(DMEM)购自Gibco Biotechnology公司(纽约,美国)。ELISA试剂盒购自北京紫圣佰生物技术公司(中国)。泼尼松(纯度:99.8%)
从香菇残渣中获得了产率为1.48%的粗多糖,进一步使用SephacrylTM S-200 High Resolution柱纯化了LEHP(产率为0.39%)(图1A)。通过HPGEC分析,LEHP的平均分子量(Mw)为21.7 kDa(图1B,表1)。LEHP中的多糖含量为95.7%,其组成包括木糖、半乳糖、甘露糖、葡萄糖和阿拉伯糖(摩尔比4.0:1.0:1.5:1.7:2.4)。
LEHP的FT-IR光谱显示在图1C中
结论
总之,从香菇残渣中分离出一种新型杂多糖,命名为LEHP,并对其结构和抗炎活性进行了表征和评估。LEHP的主链主要由(1,2), (1,3), (1,2,4)-α-D-木酮糖,(1,2,1,3)-α-D-阿魏糖,(1,2)-α-D-葡萄糖醛酸,(1,6)-β-D-葡萄糖,(1,3)-β-甘露糖,(1,3)-β-甘露糖单元组成,侧链主要由(1,4)-β-木酮糖和(1,4)-β-甘露糖单元组成。形态分析表明其主要为无定形、粗糙结构
张忠:撰写——原始草案,监督,资金获取,数据管理,概念构思。吴迪:监督,方法学,实验研究,形式分析。李文:可视化,软件,方法学,实验研究。陈万超:验证,监督,软件。刘鹏:资源,方法学,实验研究。万建英:可视化,软件。杨岩:撰写——审阅与编辑,监督,实验研究,概念构思。
本研究遵循ARRIVE(动物研究:体内实验报告)指南进行。本研究获得了浙江大学实验动物福利和伦理委员会的批准(批准编号:SYXK (Zhejiang) 2022-0004)。
Pan, Wang, Chen, Hu和Zhou, 2015
本项目得到了中国上海农业科技创新项目的财政支持(拨款编号:2025-02-08-00-12-F00045)。
张忠|吴迪|李文|陈万超|刘鹏|万建英|杨岩