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      富硒食用菌的研究進(jìn)展

       東營菌物科學(xué) 2019-01-13

      硒是動(dòng)物體內(nèi)谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的重要組分,是人與動(dòng)物在正常生理活動(dòng)中必不可少的微量元素。硒的人體生理需要量為40μg/d,最低需要量為17μg/d,最高攝入量為400μg/d,在一般情況下正常人攝入量以50~250μg/d 比較適宜,超過800μg/d 會(huì)導(dǎo)致中毒。硒缺乏和硒攝入過量都會(huì)導(dǎo)致身體異常,缺硒的重要表現(xiàn)是克山病和大骨節(jié)病,其還會(huì)引起高血壓綜合征、糖尿病、癌癥、心腦血管病、哮喘、肝病等多種疾病的患病率提高。硒在土壤中分布不均勻,土壤缺硒嚴(yán)重,硒資源沒有得到合理利用等問題普遍存在。硒在地殼中的元素豐度為0.091μg/g,在地球內(nèi)部為13μg/g,兩者相差較大。全世界大約有40多個(gè)國家屬缺硒地區(qū),新西蘭和芬蘭是缺硒較為嚴(yán)重的國家,我國除了湖南、湖北、四川、貴州、陜西等面積不大的高硒地區(qū)外,有72%的地區(qū)屬于缺硒地區(qū),硒的嚴(yán)重缺乏迫使人們?nèi)ふ矣行У母患Y源。天然富硒劑作為硒源是較為理想的選擇,也是近年來人們研究的熱點(diǎn)。食用菌對硒具有較強(qiáng)的富集能力。本文對近年來富硒食用菌的研究進(jìn)展作一簡要分析。

      1  食用菌的富硒機(jī)理 

      通常生物富集有表面沉積、被動(dòng)擴(kuò)散、物理吸附、生物吸附和主動(dòng)運(yùn)輸五種主要途徑,其中以生物吸附和主動(dòng)運(yùn)輸較為重要。微量元素主要通過生物吸附和主動(dòng)運(yùn)輸達(dá)到生物富集,生物吸附過程受微生物種類、pH、培養(yǎng)時(shí)間、離子濃度與種類、其他競爭離子、富集時(shí)間等多種因素的影響;主動(dòng)運(yùn)輸過程不僅與代謝過程有關(guān),還受微生物的活性、營養(yǎng)條件、代謝抑制物和培養(yǎng)溫度等因素影響。 


      研究表明,食用菌對微量元素的富集能力較強(qiáng),吸附效率高、選擇性較好。食用菌細(xì)胞壁上硫基、氨基等離子基團(tuán)的存在使生物吸附成為其高效富集硒的方式之一。Munoz 等通過研究硒糙皮側(cè)耳菌絲體中硒的分布發(fā)現(xiàn),56%的硒分布在細(xì)胞壁中,并由此推測液體發(fā)酵培養(yǎng)時(shí)細(xì)胞壁的幾丁質(zhì)和其他多糖是菌絲體吸附硒的主要部位,固態(tài)栽培時(shí)子實(shí)體中硒是通過菌絲吸收運(yùn)輸后經(jīng)生物轉(zhuǎn)化而來的。 


      研究表明,食用菌是通過菌絲細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)代謝的轉(zhuǎn)化,將無機(jī)硒吸收并且與機(jī)體大分子活性物質(zhì)(如蛋白質(zhì)和多糖)結(jié)合,最終以硒蛋白和硒多糖等有機(jī)硒的形式存在??赏ㄟ^在培養(yǎng)基中添加適宜濃度的富硒劑,利用食用菌的吸收及生物代謝作用,將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒,從而得到富硒產(chǎn)品。

      2  食用菌富硒的優(yōu)點(diǎn) 

      食用菌自身具有很高的食用和藥用價(jià)值。通過不同方式富硒使食用菌成為有效的富硒產(chǎn)品,以提升食用菌產(chǎn)品的生物活性和藥理活性。相比其他富硒產(chǎn)品,食用菌富硒具有方式多樣、成本低、效率高的特點(diǎn)。添加的富硒劑通常有無機(jī)硒和有機(jī)硒(一般使用天然富硒材料的較多),生產(chǎn)方式分為液態(tài)發(fā)酵、固態(tài)基料培養(yǎng)。黃筑等使用廢棄富硒茶枝條進(jìn)行富硒栽培,能夠生產(chǎn)出產(chǎn)量高、質(zhì)量好的靈芝。李好研究發(fā)現(xiàn),在栽培料中添加適量的硒能夠提高猴頭菇菌絲體中酶活性,富硒子實(shí)體的多糖含量為24.64mg/kg較對照19.17mg/kg 提高28.53%,其他多種營養(yǎng)元素的含量也有所提升。 


      經(jīng)富硒培養(yǎng)的食用菌在達(dá)到富硒效果的同時(shí),營養(yǎng)成分通??傻玫礁纳?。林琳等研究發(fā)現(xiàn)富硒金針菇菌絲體17種氨基酸含量(除蛋氨酸外)均高于對照,其氨基酸總量達(dá)291.63 mg/g,比對照提高73.43%,其中人體必需氨基酸含量為118.86 mg/g,比對照提高71.15%;在未測色氮酸的情況下,其他7種必需氨基酸占氨基酸總量的40.76%,賴氨酸含量由8.82 mg/g 提高到15.58 mg/g,提高了76.64%。據(jù)梁英等報(bào)道,富硒栽培的木耳質(zhì)量,栽培料中硒濃度為 60 mg/kg 時(shí),與對照相比,木耳含水量降低 20.1%,粗纖維含量降低25.2%,脂肪含量降低5.7%,粗蛋白含量提高44.8%,碳水化合物含量提高4.0%,灰分含量提高14.70%。 


      食用菌多糖具有抗氧化能力,通過富硒栽培后子實(shí)體硒含量增加使其抗氧化能力增強(qiáng)。李玲飛等使用富硒大球蓋菌絲體喂養(yǎng)小鼠發(fā)現(xiàn),體內(nèi)谷胱甘肽過氧化物酶活性提高了9.15%,超氧化物歧化酶活性提高了21.41%。據(jù)張連富等報(bào)道,食用菌中富硒含量增加后,食用菌多糖的藥理功效如還原力、清除自由基等顯著增強(qiáng),抗脂質(zhì)體過氧化的效果更加明顯。楊奇等對富硒食用菌硒蛋白清除自由基的作用研究發(fā)現(xiàn),食用菌硒蛋白濃度越高,對自由基、超氧陰離子的清除力越強(qiáng),通過對無機(jī)硒、蛋白、硒蛋白的比較發(fā)現(xiàn),硒蛋白的清除效果最好。硒與蛋白具協(xié)同作用。 

      3  食用菌富硒方法

      富硒試劑一般分為有機(jī)硒和無機(jī)硒,有機(jī)硒利用率高、毒性小,一般指硒酵母、硒代蛋氨酸、硒代光度低,在選取富硒劑時(shí)應(yīng)綜合考慮硒濃度、經(jīng)濟(jì)效益、安全性等因素。富硒方法有兩種:

      (1)液體發(fā)酵培養(yǎng)。通常將一定濃度的富硒劑加入液體培養(yǎng)基中,經(jīng)混勻、滅菌、接種培養(yǎng)后,獲得富硒菌絲提取物。

      (2)固體基料培養(yǎng)。通常以一定濃度的富硒劑加入到栽培料中混勻、滅菌、接種培養(yǎng),以獲得高質(zhì)量的富硒子實(shí)體。


      3.1  金針菇 

      何炎炘等通過對金針菇富硒培養(yǎng)及成分分析研究發(fā)現(xiàn),金針菇菌絲對硒的耐受濃度高達(dá)40 mg/kg(每千克培養(yǎng)料中含硒40mg),當(dāng)液體培養(yǎng)基中的硒濃度為20 mg/kg 時(shí),菌絲體對硒的吸收率是對照的 18 400多倍;硒的有機(jī)化程度達(dá) 75%以上,富硒使菌絲體內(nèi)蛋白、多糖等多種營養(yǎng)成分的含量呈上升趨勢。 


      3.2  猴頭菌 

      魏云輝等通過對猴頭菌進(jìn)行富硒栽培,發(fā)現(xiàn)其對硒的耐受力和轉(zhuǎn)化率都比較高,對硒富集能力強(qiáng),比金針菇富硒栽培更具優(yōu)勢。培養(yǎng)料中硒的濃度在40mg/kg 以下時(shí)菌絲平均生長速度高于對照,以較低濃度(20mg/kg)栽培有顯著增產(chǎn)作用,頭潮菇采收期較對照提早2~3天,子實(shí)體白、大而圓整,基部分枝少,食味正常。 


      3.3  香菇 

      據(jù)梁英等報(bào)道,當(dāng)香菇栽培料中的富硒劑添加濃度低于80 mg/kg 時(shí),出菇時(shí)間提前2天左右,其菌絲長速快、長勢旺、菌絲濃白粗壯,發(fā)菌時(shí)間明顯縮短;施硒濃度在80mg/kg 以上時(shí)則相反;施硒濃度在60mg/kg 時(shí),菌絲長勢最好,子實(shí)體產(chǎn)量可增加1.7%~8.7%。子實(shí)體的硒含量可比普通香菇提高68~308倍,達(dá)30.16~129.8 mg/kg;同時(shí)營養(yǎng)成分也得到了改善,水分降低8.9%,粗纖維降低29.4%,脂肪降低3.1%,粗蛋白提高22.7%,碳水化合物提高3.6%,灰分降低22. 4%。


      3.4  平菇 

      曹德賓等對佛羅里達(dá)平菇的富硒研究發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)料中加入硒在1~100mg/ kg 范圍內(nèi),平菇能有規(guī)律地富集硒,富硒量與加入量呈正相關(guān);在硒濃度為10 mg/kg 時(shí),平菇的產(chǎn)量比對照組增加約10%,體內(nèi)富硒量比對照組增加62.1倍,且不影響出菇時(shí)間;當(dāng)栽培料中富硒劑濃度在60~100mg/kg 時(shí),子實(shí)體中的硒含量明顯增加,是對照組的277.94~508.08倍,平菇的產(chǎn)量沒有明顯的變化,但其菌絲的生長受到抑制,發(fā)菌時(shí)間延長。 


      3.5  靈芝  

      林佳等報(bào)道,富硒靈芝有機(jī)硒含量最大值為6000μg/kg,當(dāng)培養(yǎng)料的硒濃度在400μg/kg 以下時(shí)培養(yǎng),靈芝的代謝不會(huì)受到明顯的影響,有機(jī)硒含量是對照的300倍。據(jù)凌宏通等報(bào)道,靈芝富集硒能力強(qiáng),富硒后含量最高可達(dá)8000mg/kg,通常比猴頭菇、香菇、金針菇高出4~8倍。靈芝的硒耐受力較其他食用菌高,在硒濃度為150~200mg/kg 時(shí),對菌絲的生長有明顯的促進(jìn)作用,至硒濃度超過500mg/kg 時(shí),才能觀察到菌絲生長的明顯變化。


      3.6  白靈菇

      王尚榮等報(bào)道,在母種培養(yǎng)基(PDA)中添加富硒劑Na2SeO3,濃度為40~80mg/kg 時(shí),能促進(jìn)菌絲生長,提高菌種質(zhì)量;培養(yǎng)料中加入40~80mg/kg 時(shí),能促進(jìn)菌絲生長,增加產(chǎn)量,且可提高菌絲體和子實(shí)體的富硒能力。 

      4  展  望 

      目前在糧食作物方面的富硒研究比較成熟,但存在富硒效率相對較低、富硒方式較為單一、周期較長、成本高等問題。食用菌與糧食作物不同,富硒方式多樣,富硒效率相對較高。富硒劑的添加濃度因食用菌種類、添加方式等的不同而有著很大的差異。 


      食用菌本身具有很高的營養(yǎng)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值,通過富硒培養(yǎng)可兼具其自身和硒兩大優(yōu)點(diǎn),因此富硒食用菌具有很大的市場前景。目前富硒食用菌的研究已取得一定的成效,多種食用菌的富硒栽培方式、富硒栽培料的選擇、營養(yǎng)成分的分析等問題得到有效解決。但使用的富硒劑較為單一,多為無機(jī)富硒劑,而有機(jī)富硒劑,特別是天然富硒劑的使用較少。天然富硒劑富硒效果比無機(jī)富硒劑理想,所以開發(fā)使用天然富硒劑具有較大的研究價(jià)值。有些較為特殊的食用菌,如屬于伴生菌的金耳、銀耳,添加富硒劑對混合菌絲、單一菌絲以及對其菌絲間的相互聯(lián)系有何影響,還有待深入研究。


      作者:劉書暢 馬布平 周忠發(fā) 楊林雷 李榮春 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食用菌研究所

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