食用菌富集具有胰島素激活作用的微量元素的研究

張彩芳，許朝麗，張桂紅，徐華琳，胡紅芹，陳海偉

（漯河食品職業(yè)學院，河南漯河 462300）

微量元素是人和動物必需的營養(yǎng)素，也是某些功能性食品的重要組成部分，它對提高人體免疫機能、預(yù)防某些疾病的發(fā)生有著重要的作用。富集微量無素的食用菌對改善人類微量元素的缺乏具有積極的作用[1]。

秦俊法等研究表明，微量元素對胰島素的合成、分泌、貯存、活性以及能量底物代謝起著重要作用[2]。然而，根據(jù)中國營養(yǎng)學會發(fā)布的資料表明，我國的各個地區(qū)都不同程度的缺乏某些微量元素。由于鉻、鋅、釩、鐵、硒、銅、鍺、鋰等微量元素缺乏影響胰島素代謝而導致糖尿病的人群更是數(shù)以億計，令人擔心和憂慮。近幾十年來，飲食中生物有機態(tài)微量元素的來源主要是動物性和植物性食物。但是植物中微量元素的含量和利用率較低，而動物性食物的攝取又受到消費水平等的限制，因此，開發(fā)新型的生物有機態(tài)微量元素來源，對促進我國人口體質(zhì)的提高，改善膳食結(jié)構(gòu)有著重大的意義。

1 胰島素的定義及作用機理

胰島素是一種由胰臟分泌的激素，幫助食物中的糖分能順利進入身體細胞提供能量使血糖下降。正常人的胰臟是會根據(jù)血中葡萄糖的濃度來分泌胰島素，血糖上升會刺激胰島素分泌，而血糖下降會抑制胰島素分泌。胰島素是機體內(nèi)唯一降低血糖的激素，也是唯一同時促進糖原、脂肪、蛋白質(zhì)合成的激素。作用機理屬于受體酪氨酸激酶機制。

2 胰島素與微量元素的關(guān)系

微量元素對胰島素的合成、分泌、貯存、活性以及能量底物代謝起著重要作用。而胰島素的絕對或相對不足也影響微量元素的體內(nèi)平衡。影響胰島素活性的微量元素主要有：鉻、鋅、鐵、硒、銅、鍺、鋰、釩、錳、鎳和某些稀土元素[2]。下面就鉻、鋅、硒與胰島素的作用機理及關(guān)系做簡要介紹。

2.1 鉻與胰島素

鉻在糖和脂質(zhì)代謝中起著協(xié)助或增強胰島素的作用。鉻缺乏導致胰島素抵抗。補充鉻可改善由鉻缺乏引起的胰島素抵抗。鉻的作用機理是增強胰島素的結(jié)合。增強胰島素受體數(shù)和增加胰島素受體磷酸化作用。通常已三價鉻形成構(gòu)成GTF 協(xié)助胰島素發(fā)揮作用。胰島素是糖代謝的核心物質(zhì)，是體內(nèi)唯一降血糖的激素。因此，胰島素發(fā)揮作用，就必須有鉻的參加[3]。鉻是通過增加胰島素的活性及末梢組織對胰島素的敏感性、增加細胞膜上胰島素受體數(shù)目而使胰島素發(fā)揮作用。另外，鉻還影響糖、脂類、蛋白質(zhì)和核酸代謝。并可以通過對胰島素作用效率的調(diào)節(jié)來影響動物的內(nèi)分泌代謝。缺鉻會使胰島素抗性增加，而補鉻可以提高胰島素的敏感性和反應(yīng)性，并會因此降低動物體內(nèi)的皮質(zhì)醇的濃度。關(guān)于鉻對胰島素和皮質(zhì)醇產(chǎn)生影響的原因，目前尚無定論。除此之外，鉻還可提高機體糖原合成酶的活性，提高糖原合成作用[4]。

2.2 鋅與胰島素

鋅影響胰島素的合成、貯存、分泌以及結(jié)構(gòu)的完整性，鋅也是許多葡萄糖代謝酶的構(gòu)分及脂質(zhì)和蛋白質(zhì)代謝酶的輔助因子。鋅缺乏損傷日碳水化合物代謝[2]。鋅在微量元素中生理功能最多，它不僅參與動物體內(nèi)蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪、碳水化合物和維生素以及微量元素等營養(yǎng)元素的代謝，而且與胰島素、胰高血糖素、前列腺素等激素的活性有關(guān)，是骨骼發(fā)育、生殖、免疫、凝血、生物末穩(wěn)定等生理功能所必需[5]。當機體缺鋅后，糖代謝受到影響，胰島素的穩(wěn)定性降低，合成及分泌減少，從而使血糖水平升高，影響葡萄糖的氧化功能。另外，鋅與核酸及蛋白質(zhì)的合成，能量代謝及氧化還原過程也存在密切關(guān)系[3]。

2.3 硒與胰島素

硒具有類胰島素樣作用，硒可以促進葡萄糖轉(zhuǎn)運，并能通過谷胱甘肽過氧化物酶直接發(fā)揮清除自由基的作用，保證胰島素分子的結(jié)構(gòu)完整和功能[2]。硒還可影響多種酶的活性、增強機體的免疫功能。硒不僅可以降低自發(fā)腫瘤的發(fā)生率，而且可抑制化學致癌物誘導腫瘤的發(fā)生，對移植癌也有明顯抑制作用。

3 食用菌富集微量元素的特點

3.1 富含多種礦物質(zhì)

菇類中含有多種豐富的具有生理活性的礦物質(zhì)如鐵、鈣、磷、鉀、鋅、錳、銅等，每100 克銀耳干品中含鈣357 mg，含鐵185 mg，每100 克雙孢蘑菇干品中，含鉀640 mg，而含鈉只有10 mg，這種含高鉀、低鈉的食品對高血壓患者是十分有益的。

3.2 食用菌富集的有機態(tài)微量元素易于吸收

無機態(tài)的微量元素在人體內(nèi)由于與脂肪、蛋白質(zhì)、草酸、氧化物、維生素等的反應(yīng)，以及與其他磷酸鹽、植酸鹽的相互作用的影響，生物利用率很低。利用食用菌富集微量元素能將無機態(tài)的微量元素轉(zhuǎn)化為有機態(tài)的微量元素易于人體吸收利用。

3.3 食用菌富集的微量元素有機態(tài)具有好的穩(wěn)定性與安全性

食用菌富集的微最元素有機態(tài)具有良好的穩(wěn)定性，便于儲存、運輸、深加工，避免其中某些營養(yǎng)成分的損失，且食用菌本身安全無毒，富集微量元限制范圍內(nèi).亦對人體無毒副作用。

4 富集微量元素食用菌的生理功能

4.1 食用菌中微量元素的存在形式

許多研究認為，微量元素在食用菌內(nèi)生物轉(zhuǎn)化極高，大部分以有機態(tài)存在，多與菌體內(nèi)的蛋白質(zhì)、氨基酸、多糖等結(jié)合。草菇富鋅研究發(fā)現(xiàn)，子實體中的鋅較少與蛋白質(zhì)結(jié)合，較多與可溶性糖和游離氨基酸結(jié)合或呈游離狀態(tài)存在。目前，由于分析技術(shù)及提取手段的限制，關(guān)于微量元素參與菌絲體內(nèi)的代謝途徑及存在方式尚不能作出完美的解釋，需進一步研究。

4.2 生理功能

微量元素在食用菌內(nèi)生物轉(zhuǎn)化的過程中，參與了食用菌體內(nèi)酶的轉(zhuǎn)化，影響了其部分代謝，促進了體內(nèi)蛋白質(zhì)、氨基酸、多糖的合成，從而表現(xiàn)出富集微量元素的食用菌比正常食用菌的脂肪、菌多糖、總糖及蛋白質(zhì)含量均有增高。從某種意義上說，富集微量元素的食用菌營養(yǎng)更高，它既體現(xiàn)了食用菌的保健作用.又強化了微量元素的生物功能，可作為具有良好的營養(yǎng)和藥用價值的食品使用。王關(guān)林等用富硒靈芝為材料，對小鼠全血中的谷胱甘肽過氧化物酶（GSH—Px）活性、全血SOD 活性、丙二醛（MDA）含量進行檢測，結(jié)果表明：與食用正常靈芝相比，富硒靈芝表現(xiàn)出了更好的生物效應(yīng)，其菌體內(nèi)的有機硒和靈芝的主要營養(yǎng)成分如靈芝多糖進行了有效的協(xié)同，如靈芝多糖增加了機體的GSH—Px 和SOD 活性，增強了內(nèi)源性氧自由基清除系統(tǒng)的功能，從而降低了小鼠體內(nèi)MDA 的含量[6]。

5 生產(chǎn)富集微量元素食用菌的方法

一般低濃度的微量元素液對菌絲體及子實體生長有促進作用，還可使食用菌內(nèi)蛋白質(zhì)、荃酸、多糖含量有所增加。而過高的濃度則抑制菌絲體生長延遲出菇，降低產(chǎn)量，造成經(jīng)濟損失。不同菌種，不同品種要求的適宜濃度不同，需要生產(chǎn)者在實踐中摸索。科學上，適宜的加入濃度要考慮施入量、富集率、回收率、產(chǎn)量及經(jīng)濟成本和用途等綜合作用因素，盡量做到低投入，高產(chǎn)出。如果是食用補充缺乏的微量元素，食用菌子實體的富集量可小一些，藥用免疫的食用菌及其加工產(chǎn)品需要的富集濃度要稍高些[1]。

6 展望

近年來，由于胰島素分泌異常而導致的疾病更是有增無減，直接威脅著人們的安全與健康，尋找一條新型、安全、有效的方式來解決這個問題已成為人們?nèi)找骊P(guān)注的話題。盡管許多研究表明，微量元素能有效調(diào)節(jié)胰島素的分泌，但無機態(tài)的微量元素的應(yīng)用仍存在很大弊端。利用食用菌為介質(zhì)獲得有機態(tài)微量元素的研究在國內(nèi)已形成熱點，并取得了一定成果。這為發(fā)展新型保健食品提供了一條有效途徑。隨著天然、營養(yǎng)、健康食品在全世界的興起，以及科學技術(shù)的發(fā)展，用食用菌富集微量元素的研究必將會有更光明的前景。盡管如此，具體應(yīng)用方面研究較少，機理、有機態(tài)形式，生理功能的認識也不全面，再加上以前對一些微量元素的偏執(zhí)認識，如對鉻、釩等元素的研究比較欠缺，科研成果和生產(chǎn)之間也存在代溝，這都需要科研工作者和生產(chǎn)者共同努力解決?？傊?，用食用菌富集與胰島素分泌密切相關(guān)的微量元素的研究很有現(xiàn)實意義的。

[1]韓春華,李明,田景花.食用菌富集微量元素的特性及在栽培中應(yīng)用[J].食用菌,2003(3)：2-3

[2]秦俊法.微量元素與糖尿病[J].廣東微量元素科學,2000,7(2)：1-13

[3]王艷梅,王愛紅.微量元素鉻、鋅與糖尿病的關(guān)系[J].延安大學學報：自然科學版,2002,21(1)：64-65

[4]高步先,夏耕田,張乃生.鉻的生物學功能及其在動物體內(nèi)的代謝[J].動物醫(yī)學進展,2002,23(6)：49-51

[5]曹謹玲,陳劍杰.微量元素鋅的生理功能及其應(yīng)用研究[J].家畜生態(tài),2003,24(3)：62-65

[6]王關(guān)林,尚德靜,楊文新.富硒靈芝的營養(yǎng)成分及其抗氧化能力研究[J].營養(yǎng)學報,2001,23(1)：73-75