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科技助力下食用菌成分进一步明晰

23-04-12

  从热播纪录片《神奇真菌》,到探索使用致幻蘑菇中发现的化合物治疗抑郁症,“蘑菇”热潮正在蓬勃兴起。最近,全球多家生物技术公司正在从蘑菇身上挖掘更大潜力。日前,我国研究人员发布了对5种食用菌的研究成果,通过生物活性对比研究筛选出活性较高的食用菌水提物,为食用菌作为天然抗氧化剂和辐射防护剂的开发提供一定的理论依据。

  食用菌通称为蘑菇,是一类可供食用、子实体硕大的真菌。食用菌营养物质丰富,含有多种对人体有益的活性成分,包括酚类化合物、萜类化合物、黄酮类化合物、多糖类化合物等,具有开发成天然抗氧化剂、免疫调节剂和辐射防护剂的潜力。近日,郑州大学生命科学学院研究人员以草菇、灰树花、红菇、鸡腿菇、树舌5种食用菌水提物为实验材料,通过生物活性对比研究筛选出了活性较高的食用菌水提物。

  为了探究这5种食用菌水提物的主要成分,研究人员对其总糖、总蛋白、粗多糖、总酚及总黄酮质量分数进行了测定及对比,结果发现,5种食用菌水提物的总糖质量分数均超过50%,其中的水提物成分WECC和WEVV总糖质量分数最高,表明糖类组分在5种食用菌水提物中的占比较大。水提物WEGA和WEGF总蛋白质量分数分别为(2.50±0.05)%和(1.06±0.03)%,其余水提物的总蛋白质量分数均较低。为了探究水提物中多糖的含量,研究人员将5种食用菌水提物经醇沉得到的粗多糖进行测定,结果显示,5种食用菌水提物中WEGF的粗多糖质量分数最高。值得注意的是,WEGA的总酚、总黄酮质量分数均高于其余食用菌水提物。

  食用菌水提物的体外抗氧化活性研究发现,阳性对照维生素C及5种食用菌水提物对ABTS阳离子自由基均具有清除能力。在样品质量浓度为1mg/mL时,WEGA、WEGF、WERV、WEVV、WECC对ABTS阳离子自由基的清除率分别为(99.78±0.10)%、(71.43±0.67)%、(65.54±0.92)%、(40.47±0.44)%和(38.58±0.42)%,其中WEGA对ABTS阳离子自由基清除能力最强。

  阳性对照维生素C及5种食用菌水提物的质量浓度与DPPH自由基的清除能力呈正相关。在0.2—1.0 mg/mL食用菌水提物质量浓度范围内,WEGA的自由基清除率均高于其他4种食用菌水提物,但低于阳性对照维生素C的自由基清除率。在样品质量浓度为1.0mg/mL时,5 种食用菌水提物的DPPH自由基清除率分别为WEGA(88.36±0.30)%、WEGF(85.37±0.41)%、WERV(62.81±0.39)%、WEVV(59.69±0.63)%、WECC(54.85±0.23)%。当维生素C质量浓度为0.5mg/mL时,WEGA羟自由基清除率为(68.92±5.89)%,高于5种食用菌水提物的羟自由基的清除能力。5种食用菌水提物对羟自由基的清除能力均呈现浓度依赖性增加。但与DPPH自由基清除能力相比,5食用菌水提物对羟自由基的清除作用较弱。在1—5mg/mL的质量浓度范围内,WEGA的羟自由基清除活性高于其他食用菌。在质量浓度为5mg/mL时,WEGA羟自由基清除率达到最大,表明WEGA是一种潜在的羟自由基清除剂。

  总还原力测定结果显示,每种食用菌水提物的总还原能力均随着样品质量浓度增加,呈现剂量依赖性增强。在0.2—1.0mg/mL的质量浓度范围内,WEGA的总还原能力高于其他食用菌水提物。5种食用菌水提物总还原能力的大小依次为WEGA>WERV>WEGF>WEVV>WECC。结果表明,WEGA比其他4种食用菌水提物具有更强的总还原能力。

  食用菌水提物的体外免疫活性分析结果显示,在实验质量浓度范围内,与阴性对照组相比,WECC和WEVV对巨噬细胞增殖具有较弱的促进作用。当样品质量浓度在40—200μg/mL(微克/毫升,下同)时,WERV对巨噬细胞增殖有剂量依赖性抑制作用。WEGF在10—160μg/mL时对巨噬细胞的促增殖作用与质量浓度呈正相关;当WEGF质量浓度在80—200μg/mL时,与其他4种食用菌水提物相比,WEGF对巨噬细胞增殖促进能力最强;当质量浓度为10μg/mL时,5种食用菌水提物中WEGA对巨噬细胞增殖促进能力最强。综上所述,WEGA具有较好的免疫调节活性。

  食用菌水提物的体外抗辐射活性研究显示,5种食用菌水提物均能促进AML-12细胞的增殖,并对AML-12细胞无毒性作用。WEGF在质量浓度80—200μg/mL时,能够改善AML-12细胞存活率的下降,但改善作用较弱。WECC和WERV在质量浓度10—200μg/mL范围内均能改善辐射所致的肝细胞AML-12的损伤,但随质量浓度的增加,WECC对AML-12细胞的辐射防护作用逐渐下降。在质量浓度10—200μg/mL范围内,与其余4种食用菌水提物相比,WEVV能够明显改善电离辐射导致的AML-12细胞存活率下降。WEGA在低质量浓度时对肝细胞AML-12细胞存活率下降表现出显著的改善作用。因而,WEGA、WEVV、WECC和WERV均可作为天然的辐射防护剂进行开发利用。该研究水提物主要组分分析显示,糖类是5种食用菌水提物的主要成分,由此推测多糖可能是食用菌水提物发挥辐射防护作用的主要因素,值得进一步探究。

  “研究显示5种食用菌水提物具有不同的生物活性,综合比较树舌水提物的抗氧化活性、免疫调节作用和抗辐射功能均较好,值得进一步深入研究。”研究人员表示。

  与此同时,食用菌中的菌丝体在食品和饮料领域的应用也如雨后春笋般涌现。作为肉类替代品、无动物乳制品等的高蛋白成分,菌丝体正在赢得发展好势头。日前,总部位于德国柏林的博斯克食品公司筹集了300万美元,用于开发基于菌丝体的鸡肉、猪肉和培根替代品。

  据美国《福布斯》杂志网站介绍,真菌是森林生态系统中“低调”的塑造者。它们与树木等植物共生,树木生长时它们释放养分,树木枯死时它们可将其分解。人类食用的蘑菇就是大型真菌的子实体。但是大部分的生物体,即它的菌丝体,以丝状物和垫子的形式生长在表面之下。现在,菌丝体,即蘑菇根部结构的一部分,已成为各大公司瞩目的焦点。根据研究公司IMARC集团的数据,到2028年,菌丝体行业的财务估价将达到904亿美元,高于2022年的630亿美元。

  博斯克食品公司联合创始人兼首席执行官伊莎贝拉·伊格莱西亚斯—穆萨奇奥表示,他们“几天之内”就能在发酵容器中培育出菌丝体,从而实现室内和城市养殖。这意味着他们能够以更具成本效益的方式扩大生产,还能卖出与动物肉类等同的价格。

  虽然博斯克的产品尚未上市,但基于菌丝体的汉堡已在美国上市,欧盟今年早些时候也批准了一种菌丝体基食物,其产品进入市场已是指日可待。穆萨奇奥认为,菌丝体是素食食品的未来。以植物为基础的替代品的一些问题是,大豆和豌豆分离蛋白本身就有一种非常强烈的味道,很多人对此感到不适,而菌丝体可作为一块空白“画布”,能让人们创造出渴望的美味食谱。


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