鄒小智 康德燦 羅 佳 鄭孟雨 蒲苗艷
(西南科技大學生命科學與工程學院,四川綿陽621010)
硒是人體必需的微量元素之一,缺硒會引起多種疾病。全世界有40 多個國家或地區處于缺硒的狀態,因此開發出安全、高效的補硒產品是解決這一問題的有效方式。研究表明相對于無機硒,有機硒以及納米硒的毒性遠遠低于無機硒[1]。食藥用菌具有很強的富硒能力,菌絲細胞可將無機硒轉化為有機硒。因此,利用食藥用真菌生物轉化方式獲得的低毒有機硒為開發富硒食品提供了可能。
食藥用菌具有生長周期短、栽培條件可控以及較好的富硒與轉化硒的能力等特點,故而有很大的潛力成為富硒載體。研究證明,適宜的硒濃度不僅能夠提高食藥用菌的產量,而且對于食藥用菌的生長具有促進作用[2]。因此,筆者概述平菇、金針菇、木耳、杏鮑菇、羊肚菌、靈芝、蛹蟲草七種食藥用菌的富硒能力和富硒食品的研究開發,為健康富硒食品開發提供了理論基礎。
平菇學名為側耳,是一種相當常見的食用菌,性溫、味甘,含豐富的營養物質,礦物質含量十分豐富,氨基酸種類齊全[3]。王新風等[4]用1 μg/mL 的亞硒酸鈉溶液噴施平菇一段時間后,平菇子實體的硒含量可達13.868 1 μg/mg。
史子玉等[5]用含硒的培養基培養富硒平菇,并將得到的富硒平菇碾成粉狀,加入枸杞、羅漢果、沙棘等調味輔料,制成富硒固體飲品。該飲品不僅營養豐富,而且還能提高人體免疫力,有防癌抗癌的作用。丁靜華等[6]以富硒平菇粉和高筋面粉為主要原料制作富硒面包,發現當富硒平菇粉添加質量分數為0.06%時,制作的富硒面包不僅口感松軟細膩、咸甜適中,而且營養價值高,具有保健功能。謝海軍等[7]將提取到的富硒平菇中硒蛋白加入原料乳中發酵,得到高品質的富硒酸奶。
平菇耐硒能力強,富含蛋白質、膳食纖維等,是無機硒向有機硒轉化的優質載體。目前,對富硒平菇的研究已取得較大進展,特別是有關富硒能力以及藥用價值的研究。平菇口感綿軟,味道鮮美,是人們餐桌常見菜。同時,富硒平菇還可以作為食品配料,采用生物發酵技術生產出各類富硒飲品(口服液)、面包等產品。但是,對于平菇轉化硒的機理還尚不十分明晰,未來應加強這方面的研究。
金針菇富含蛋白質、氨基酸以及礦質元素等營養物質。馬吉平等[8]研究發現金針菇的富硒能力很強,當培養料中硒含量低于300 mg/kg 時,子實體中硒含量上升;高于300 mg/kg 時,子實體中硒含量反而下降。周丹[9]對金針菇出發菌株F40 原生質體進行紫外誘變處理,經過兩步篩選出硒含量和生物量明顯高于出發菌株的突變株Y12 和Y57,進一步篩選得到比出發菌株更優良的富硒金針菇菌株Y57。
康德燦等[10]用富硒金針菇的提取液與薜荔汁等其他物質配制的金針菇富硒薜荔汁復合飲料,不僅能為人體提供高利用率的有機硒,而且還對人體有一定的保健功能。
金針菇作為一種具有豐富營養價值和藥用價值的食用菌,還具有一定的耐硒和富硒能力。當前人們致力于加強金針菇優良品種的選育,改善其品質,同時能將其食用性與補硒有機結合,從而培育出高品質的富硒金針菇。目前,有很多企業以金針菇為富硒載體來開發保健品、功能飲品等產品。但是富硒金針菇的栽培周期較長,因此,如何優化栽培技術以縮短其生長周期是未來富硒金針菇的重要研究方向。
黑木耳中含有豐富的蛋白質、維生素以及多種人體必需氨基酸。閆靖華等[2]發現在硒之源有機營養液富硒肥處理下,黑木耳的產量隨著硒肥含量的升高而上升,但當施用的硒肥超過80 μg/g 時,黑木耳的產量反而會下降。張俊杰等[11]采用液相色譜偶聯電感耦合等離子體質譜,比較六種不同提取方法后發現,對富硒黑木耳中的小分子硒形態的富硒物質提取使用胃蛋白酶提取法效果最好,提取率可達44.8%,提取的小分子硒形態主要為硒代蛋氨酸。
姜欣等[12]用富硒黑木耳、人參、桔梗等制成的富硒黑木耳含片,具有抗氧化、增強免疫力、改善心血管能力等功效,但由于富硒黑木耳中含有大量的膠質,所以常規所制的含片不利于人體吸收,因此有待改進富硒黑木耳含片的生產工藝。黃潔等[13]將富硒黑木耳烘干粉碎后,加水溶解并添加黑糖與冰糖一起在100 ℃下熬煮,最終獲得富硒黑木耳露。此飲品不僅能夠清肺潤喉,還能補充對人體有益的硒元素,滿足人們補硒的需求。
黑木耳是一種藥食兼用價值較高的菌類,同時具有很強的富硒能力。與常規黑木耳相比,富硒黑木耳更具營養和保健作用,可作為保健食品的開發原料。此外,富硒黑木耳中硒多糖、硒蛋白可開發成為新的一類補硒劑產品,具有很大的潛力和廣闊的應用前景。但當前富硒黑木耳生產中存在硒含量不達標問題[14],因此,需要加強技術指導和培訓,確保黑木耳中硒含量。
杏鮑菇味道鮮美、營養豐富且工廠化的栽培技術較為成熟。王明洋[15]用加有Na2SeO3的培養料栽培杏鮑菇,結果杏鮑菇中的硒含量最高達1 200 mg/kg,且硒的形態主要為硒蛋白,此外富硒杏鮑菇中的可溶性蛋白、總糖都有所增加。
康德燦等[16]液體培養杏鮑菇,發現當液體培養基中硒體積質量為10 mg/mL 時,杏鮑菇菌絲的富硒能力最強,利用該培養液配制杏鮑菇富硒薜荔汁復合飲料,不僅具有保健功能而且還能預防各種疾病。楊松杰等[17]采用富硒杏鮑菇為原料,先進行乙酸發酵,再進行乳酸發酵,獲得的富硒杏鮑菇醋富含大量的硒元素、維生素、氨基酸等,該醋極具保健功能。
杏鮑菇不僅具備較強的富硒能力,而且營養價值較高,是硒生物轉化的優良載體。近年來,富硒杏鮑菇因其質地脆嫩,有營養,而深受生消費者青睞,是優良的補硒源。但新鮮杏鮑菇不易保存,應考慮開發富硒杏鮑菇深加工產品。
羊肚菌為“四大珍稀食用菌”之一,營養和經濟價值極高,其對硒具有較強的富集和轉化作用,且硒多糖具有較強的抗氧化能力。張躍非[18]采用在Na2SeO3體積質量為9 μg/mL 培養液中培養羊肚菌菌絲,獲得羊肚菌菌絲體硒多糖的硒體積質量達
丁健峰[19]用蘋果發酵等工藝獲得醋酸中加入羊肚菌硒多糖制成富硒羊肚菌果醋,該產品口感豐滿而醇厚,且具有一定的保健功效。
如今,國內外學者對于富硒羊肚菌的研究主要集中于選育優良的富硒羊肚菌菌株以及如何優化栽培技術,提高富硒羊肚菌的產量。因此,在未來對于富硒羊肚菌的富硒機理及產品開發非常重要。
靈芝為腐生菌,耐硒與富硒的能力都很強。尚德靜等[20]比較金針菇、香菇、靈芝以及猴頭菇的富硒能力,發現靈芝的富硒能力最強,為另外三種菌類的10~20 倍,且耐受能力達5 μg/g,有機硒的含量最高可達8 000 μg/g。
譚璐佳[21]用富硒靈芝中的硒多糖制作的富硒靈芝保健果凍,有抑制鼻咽癌細胞的體外增殖活性,促進淋巴細胞增殖活性的作用。劉玉環等[22]以富硒高粱種子、富硒螺旋藻粉制備靈芝固體發酵培養基培養靈芝,當靈芝菌絲長滿培養容器后,升溫促進靈芝菌絲自溶,烘干及粉碎后即可得富硒靈芝菌絲粉,且含有大量的有機硒及靈芝功能性成分。該工藝有機硒轉化效率大大高于栽培富硒靈芝子實體。田廣文等[23]以富硒靈芝和茶為主要原料,研制了一種具有獨特風味的茶菌保健飲料。該飲料不僅色澤清亮、酸甜可口,還具有綠茶、富硒靈芝獨特的營養藥理作用,長期飲用可有效地提高人體免疫力。
與其他多種富硒食藥用菌相比,富硒靈芝有機硒含量高,對硒耐受性好,是優良的富硒載體。富硒靈芝由于具有無毒副作用和保健效果好等特點,擁有廣闊發展前景。但是對于富硒靈芝的培育尚停留在試驗階段,其產業化還需假以時日。因此運用發酵工程手段培養富硒靈芝產品,使其能夠規?;a,為今后富硒靈芝生產及其產品開發研究的主要方向。
蛹蟲草又名北蟲草,其蛋白質含量高且氨基酸種類齊全[24]。龍思穎等[25]用含Na2SeO36 μg/mL 液體培養基培養川草SC0341,發現該菌株對硒的轉化率可達39.22%。
陳彩霞等[26]用魔芋制成的多孔載體接種蛹蟲草菌絲體并浸沒在含硒的培養基中液體懸浮培養,獲得富硒蛹蟲草菌絲,再以其作為食品配料與油脂、奶等原料配制成營養價值高的豆奶,為中小型企業開發保健豆奶提供新的實驗模型。焦春偉等[27]用多糖供能化納米硒作為培養基硒源,將多糖功能化納米硒轉化成有機硒,使得富硒蛹蟲草中有機硒占總硒的90%以上,其中硒代胱氨酸占比遠高于其他富硒產品。聶威[28]以富硒蛹蟲草粉、藕粉、益母草等為原料,添加荷葉總生物堿和桔梗皂苷復配制作面條,使制得的面條能夠溫和有效地幫助孕婦產后降脂塑形。同時,提供產婦機體所需的營養,促進產婦產后身體快速恢復。
在富硒的條件下培養蛹蟲草,不僅有利于提高蛹蟲草中有機硒的含量,還能提升蛹蟲草的藥用價值以及營養價值,因此富硒蛹蟲草產品的研究與開發有著廣闊的前景。此外,在培養富硒蛹蟲草的過程中除了蛹蟲草自身擁有大量的有機硒外,其培養基中也仍有大量的有機硒留存,還可以生產出其他產品,如富硒飼料、保健型發酵酒等,充分利用培養基中的營養成分與活性物質。
用食藥用菌富硒并開發健康功能食品比動植物富硒具有生產成本低,周期短的優點。食藥用菌既可用固體培養基質,又可以液體發酵培養。開發的壓片糖果、美味糕點、富硒飲品(口服液)老少皆宜,食品安全性也很高。目前,食藥用菌發酵獲得富硒菌絲工藝相對簡單易行且產量高,因此用食藥用菌富硒開發健康食品前景極為廣闊。并且培養富硒食藥用菌所剩下的殘渣(廢料)還能作為飼料用于養殖業,從而形成富硒食藥用菌的循環經濟產業鏈。
但是有關食藥用菌富硒機理的研究還較少,目前僅發現在金針菇中加入呼吸抑制劑能夠減少金針菇體內硒含量,因此可以推測硒可能是通過被動運輸的方式進入菌絲體內[29]。此外,目前有關硒在生物體內轉化的研究主要集中于酵母細胞[30],而硒在食藥用菌中的轉化過程還尚未明晰。因此未來對于食藥用菌富硒機理、營養代謝等方面的研究尚需更加深入,同時這些研究也將為食藥用菌富硒食品的開發與利用奠定堅實的試驗基礎。為提高富硒食藥用菌健康功能食品的產量和質量,還需在選育富硒食藥菌的優良菌株及其栽培技術,菌絲體液體發酵工藝條件的優化,硒制劑濃度及種類等方面等進一步研究。