富硒食用菌最新研究進(jìn)展

◎ 呂欣彧，趙文文，孔祥輝，陳喜君

（1.黑龍江省菌物藥工程技術(shù)研究中心，黑龍江 哈爾濱 150023；2.黑龍江省黑木耳資源利用工程技術(shù)研究中心，黑龍江 哈爾濱 150000；3.中科優(yōu)術(shù)（黑龍江）科技產(chǎn)業(yè)有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000；4.黑龍江省科學(xué)院微生物研究所，黑龍江 哈爾濱 150010）

硒是人與動(dòng)物在正常生命活動(dòng)中不可或缺的微量元素之一，參與機(jī)體的多種生理活動(dòng)。與其他微量元素一樣，人體無法自身合成，需要從自然界中獲取[1]。世界衛(wèi)生組織要求，人體攝入的硒元素推薦量為200 μg·d-1。硒攝入缺乏和過量都會(huì)威脅身體的健康，而適量的硒對(duì)維持機(jī)體健康具有積極的作用[2-3]。研究表明，硒具有抗氧化、抗金屬中毒、提高免疫力、抗腫瘤、抗病毒、降血糖以及保護(hù)肝臟和腸道等功效[2-4]。食用菌含有多種人體所必需的氨基酸和蛋白質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)極為豐富，其中的活性成分在抗腫瘤、抗氧化、抗病毒、增強(qiáng)免疫力以及降三高等方面發(fā)揮著重要的作用[5]。同時(shí)，食用菌是一種良好的硒元素轉(zhuǎn)化載體，能通過自身的菌絲生物代謝，將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒（如硒蛋白、硒多糖），不僅提升了各自的功效，還能更好地被人體吸收[6]。因此，富硒食用菌已成為研究與開發(fā)的一大熱點(diǎn)。

1 富硒食用菌的培育

1.1 富硒食用菌的栽培技術(shù)

由于不同的食用菌對(duì)硒的耐受力與富集能力不同，在對(duì)食用菌進(jìn)行富硒栽培時(shí)，需要考慮其品種特性。常規(guī)的栽培方式有兩種，一種是在培養(yǎng)基質(zhì)中添加硒化合物（如亞硒酸鈉），另一種是直接向食用菌子實(shí)體上噴灑含硒水溶液。徐聯(lián)鵬等[7]研究了富硒秀珍菇的培育技術(shù)，并進(jìn)行了硒含量測(cè)定。結(jié)果顯示，向栽培原料中添加不同濃度的亞硒酸鈉，當(dāng)添加量為35 mg·kg-1時(shí)，秀珍菇菌絲生長(zhǎng)速度最快、菌絲滿袋時(shí)間最短，分別為0.497 cm·d-1和28 d，此時(shí)子實(shí)體產(chǎn)量最高；當(dāng)添加量為55 mg·kg-1時(shí)，子實(shí)體中含硒含量最高，為2.812 μg·g-1。且隨亞硒酸鈉添加量的增加，子實(shí)體中有效成分（多糖、蛋白質(zhì)和總氨基酸）的含量與之呈正相關(guān)。馬吉平等[8]通過向栽培基質(zhì)中添加不同濃度的亞硒酸鈉，探討金針菇子實(shí)體的栽培特性。結(jié)果表明，金針菇的富硒能力較強(qiáng)，富硒金針菇子實(shí)體中的硒含量顯著高于未富硒的子實(shí)體。當(dāng)栽培基質(zhì)中硒濃度小于300 mg·kg-1時(shí)，子實(shí)體中硒含量增加，反之降低。吉清妹等[9]分別采用平板培養(yǎng)基和木屑培養(yǎng)基對(duì)靈芝菌株進(jìn)行培養(yǎng)試驗(yàn)，研究不同濃度的亞硒酸鈉對(duì)靈芝栽培生長(zhǎng)的影響。結(jié)果顯示，栽培基質(zhì)中添加適量的亞硒酸鈉對(duì)靈芝的生長(zhǎng)、子實(shí)體生物性狀影響較??；隨著亞硒酸鈉濃度的增加，靈芝子實(shí)體中硒含量逐漸增加。當(dāng)亞硒酸鈉濃度為0.8 g·kg-1時(shí)，靈芝富硒能力最高。

1.2 富硒食用菌液體發(fā)酵條件優(yōu)化

液體發(fā)酵使菌絲獲得更多的營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)菌絲生長(zhǎng)。相較于傳統(tǒng)固體菌種，其具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低等優(yōu)勢(shì)。羅盈依[10]優(yōu)化了平菇富硒培養(yǎng)的液體發(fā)酵條件。結(jié)果表明，紅平菇P043在濃度為8.0 mg·L-1時(shí)菌落直徑日均增長(zhǎng)量最高，為17.83 mm；液體發(fā)酵最佳培養(yǎng)條件為亞硒酸鈉質(zhì)量濃度7.5 mg·L-1、pH值7.0，最佳條件下所得菌絲中有機(jī)硒和總糖含量分別為22.24 mg·kg-1和88.60 g/100 g。姜寧等[11]采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化了富硒猴頭菇深層發(fā)酵的培養(yǎng)基。結(jié)果表明，優(yōu)化后的液體培養(yǎng)基組成為5.8%可溶性淀粉、5.8%黃豆粉、0.04% CaCl2和0.024%VB1+VB2+VB6，在此條件下菌絲干重為2.37 g/100 mL-1；當(dāng)液體培養(yǎng)基中亞硒酸鈉為12 μg·mL-1時(shí)，有機(jī)硒含量最高，為136.8 mg·kg-1（菌絲干重）。方玲等[12]對(duì)富硒杏鮑菇液體菌種進(jìn)行了深層發(fā)酵條件優(yōu)化。結(jié)果表明，液體發(fā)酵最優(yōu)培養(yǎng)基組合為2%葡萄糖、3%黃豆粉、0.1%KH2PO4和0.05% MgSO4·7H2O，在此條件下菌絲體的生物量和菌株硒含量分別為10.15 mg·mL-1和2 138.52 μg·g-1，較優(yōu)化前分別提高了29.13%和30.21%。

2 富硒食用菌有效成分提取工藝

2.1 硒多糖提取工藝

為進(jìn)一步提高硒多糖的得率，需要對(duì)提取條件進(jìn)行優(yōu)化，常見的提取方法主要有熱水浸提法、堿提法、微波法、超聲法和酶解法。喬偉等[13]采用響應(yīng)面設(shè)計(jì)法優(yōu)化了富硒香菇發(fā)酵液中硒多糖的提取工藝。研究表明，優(yōu)化后的最佳提取工藝為乙醇濃度82.30%，醇沉?xí)r間為15.45 h，pH值7.95，所得富硒香菇發(fā)酵液中硒多糖含量為3.23 g·L-1，其中硒含量87.67 μg·g-1。劉春延等[14]采用超聲-微波提取法對(duì)富硒黑木耳中的硒多糖的提取工藝進(jìn)行響應(yīng)面分析。結(jié)果表明，該法的最佳提取工藝為料液比1∶58（g∶mL），超聲時(shí)間26 min，微波時(shí)間22 min以及微波功率350 W，在此條件下富硒黑木耳中硒多糖提取率最高，為11.79%。顧浩峰等[15]通過單因素和正交試驗(yàn)，對(duì)酶法輔助提取富硒猴頭菇中硒多糖工藝中3種酶的用量進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果顯示，纖維素酶0.5%、果膠酶0.6%和木瓜蛋白酶0.4%是最佳添加量，在此提取條件下，所得的硒多糖理論值最高，為17.52%，其中硒含量為0.282 mg·kg-1。

2.2 硒蛋白提取工藝

硒蛋白是富硒食用菌中主要的成分之一，具有多種生物活性。目前，硒蛋白的提取方法有溶劑提取法、柱分離技術(shù)、輔助提取技術(shù)等。楊淑云等[16]通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，研究了富硒姬松茸中菌絲體蛋白質(zhì)的提取工藝。結(jié)果顯示，當(dāng)料液比為1∶25（g∶mL），NaOH濃度為0.15 mol·L-1，浸提溫度為35 ℃，浸提時(shí)間為2.5 h時(shí)，富硒姬松茸中菌絲體蛋白質(zhì)的提取量最大，為337.1 mg·g-1，其中硒含量（菌絲干重）為35.8 μg·g-1。彭煒等[17]采用超聲波輔助堿法與雙酶法（纖維酶和堿性蛋白酶）對(duì)富硒平菇中硒蛋白的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，通過3,3-二氨基聯(lián)苯胺比色法測(cè)定硒蛋白中硒含量，并對(duì)兩種提取工藝的得率進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，超聲波輔助堿法的最佳提取工藝為料液比1∶25、提取時(shí)間6.5 h、堿液濃度0.090 mol·L-1、提取溫度55 ℃，所得硒蛋白的提取率為41.13%，其中有機(jī)硒含量為（80.9±4.77）μg·g-1。而采用雙酶法提取富硒平菇中硒蛋白的得率為51.65%，比超聲波輔助堿法提高了10.5%，其中有機(jī)硒含量為（100.94±2.84）μg·g-1。鄧春萌等[18]采用響應(yīng)面法確定了富硒灰樹花水溶性含硒蛋白的最優(yōu)提取工藝。研究表明，提取溫度為42.3 ℃，提取時(shí)間為7.8 h，料液比為1∶23.9（g∶mL）時(shí)該實(shí)驗(yàn)的提取工藝最佳，在此工藝下，所得的硒蛋白提取率為4.36%，硒含量為44.01%。

3 富硒食用菌作用研究

3.1 體外抗氧化作用

王晶晶等[19]研究了富硒木耳水提物的體外抗氧化能力，測(cè)定了其還原能力、清除超氧自由基和DPPH自由基的能力。結(jié)果表明，與普通木耳水提取相比，富硒木耳水提物清除超氧自由基和DPPH自由基的能力均顯著高于普通木耳水提物組（P＜0.05），且富硒木耳抗氧化活性與含硒量呈正相關(guān)。這可能是由于提取物中的硒多糖具有一定的清除自由基作用或硒參與過程中使硒酶活性中心增多，進(jìn)而增強(qiáng)抗氧化活性。周連玉等[20]為研究黃綠蜜環(huán)菌硒多糖的體外抗氧化活性，測(cè)定了其對(duì)羥基自由基、DPPH自由基和ABTS+自由基的清除能力。結(jié)果顯示，隨著黃綠蜜環(huán)菌硒多糖濃度的升高，其對(duì)羥基自由基、DPPH自由基、ABTS+自由基的清除能力顯著增強(qiáng)（P＜0.05），說明黃綠蜜環(huán)菌硒多糖濃度與抗氧化活性密切相關(guān)。

金鑫等[21]對(duì)富硒靈芝菌絲體硒多糖的抗氧化活性進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明，當(dāng)亞硒酸鈉濃度為5 mg·L-1時(shí)，所得菌絲體硒多糖體外清除DPPH自由基、超氧自由基和羥自由基的活性最強(qiáng)。相關(guān)性分析結(jié)果顯示，菌絲體粗多糖的抗氧化性與硒含量、富硒率呈正相關(guān)。

3.2 體外抗腫瘤作用

鄒修文等[22]以抗癌藥物奧沙利鉑為陽性對(duì)照組，采用MTT法對(duì)合成后的靈芝硒多糖進(jìn)行了體外抗腫瘤活性研究。結(jié)果顯示，靈芝多糖對(duì)人宮頸癌細(xì)胞Hel、人鼻咽癌細(xì)胞CNE-2、人肝癌細(xì)胞7721這3種癌細(xì)胞無抗癌活性。而通過合成后的兩種靈芝硒多糖（PSGLP和ASGLP）均能較好地抑制這3種癌細(xì)胞，IC50值分別為27.5、20.0；20.5、18.0；13.5和33.0。譚璐佳[23]研究了富硒靈芝菌絲體粗多糖對(duì)CNE2鼻咽癌細(xì)胞抑制作用、淋巴細(xì)胞增殖活性的影響。結(jié)果表明，0.025～0.400 μg·μL-1的富硒靈芝菌絲體粗多糖能顯著抑制CNE2鼻咽癌細(xì)胞的體外增殖活性，且抑制作用強(qiáng)于未富硒的普通組，具有劑量依賴性；0.4 μg·μL-1富硒靈芝菌絲體粗多糖促進(jìn)人外周血來源淋巴細(xì)胞的增殖能力最強(qiáng)，增殖指數(shù)為1.640 35%。羅麗華等[24]通過實(shí)驗(yàn)觀察富硒蛹蟲草對(duì)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞系NCI-H1299和NCI-H1975增殖與凋亡的影響，并進(jìn)行了相關(guān)機(jī)制研究。結(jié)果表明，富硒蛹蟲草水提物能顯著抑制NCI-H1299和NCI-H1975的增殖，IC50值 分 別 為8.092 mg·mL-1和5.971 mg·mL-1；當(dāng) 提 取 物 濃 度 為0 mg·mL-1、4 mg·mL-1、8 mg·mL-1和12 mg·mL-1時(shí)，對(duì)NCI-H1299細(xì)胞的凋亡率分別為3.03%、4.99%、8.98%和11.21%；當(dāng)提取物濃度為0 mg·mL-1、3 mg·mL-1、6 mg·mL-1和9 mg·mL-1時(shí)，對(duì)NCI-H1975細(xì)胞的凋亡率分別為5.57%、7.99%、9.78%和24.81%。Western Blot結(jié)果顯示，富硒蛹蟲草水提物可上調(diào)促凋亡因子Bax的mRNA和蛋白表達(dá)，下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2的mRNA和蛋白表達(dá)，其促進(jìn)NCI-H1299和NCI-H1975細(xì)胞凋亡機(jī)制可能通過調(diào)節(jié)Bcl-2家族蛋白，上調(diào)cleaved PARP的蛋白表達(dá)來實(shí)現(xiàn)。

3.3 免疫調(diào)節(jié)

劉敏[25]通過研究發(fā)現(xiàn)，真姬菇SK-03菌絲體硒多糖顯著降低iNOS的表達(dá)量，特別是當(dāng)菌絲體硒多糖為800 mg·kg-1時(shí)，小鼠iNOS表達(dá)量相較于菌絲體多糖組顯著下降，可降低IKKβ活性和ROS水平，抑制IκB降解，激活NF-κB通路，減少下游基因的表達(dá)，能通過控ROS/TLR4/NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑來發(fā)揮對(duì)肺、肝和腎臟器的保護(hù)作用。MAO等[26]研究了富硒灰樹花中硒多糖的免疫調(diào)節(jié)活性。結(jié)果表明，富硒灰樹花硒多糖能顯著增加荷瘤小鼠胸腺和脾臟的重量，降低TNF-α和IL-2的水平，抑制肝癌Heps細(xì)胞的生長(zhǎng)，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞RAW 264.7的吞噬和NO生成，進(jìn)而提高荷瘤小鼠的免疫功能。方玲[27]對(duì)富硒杏鮑菇的免疫活性進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)富硒杏鮑菇的灌胃劑量為6.5 g·kg-1時(shí)，能極顯著提高小鼠脾臟指數(shù)、胸腺指數(shù)（P＜0.01），且效果高于亞硒酸鈉和普通杏鮑菇組，肝體指數(shù)顯著高于普通杏鮑菇組，這說明富硒杏鮑菇能提高小鼠的非特異性免疫力，且作用效果強(qiáng)于普通杏鮑菇。鄧春萌[28]通過建立巨噬細(xì)胞RAW 264.7免疫毒性模型來探究富硒灰樹花水溶性含硒糖蛋白對(duì)砷所致細(xì)胞免疫毒性的干預(yù)及分子機(jī)制。結(jié)果表明，富硒灰樹花水溶性含硒糖蛋白Se-GPr11和Se-GPr44對(duì)巨噬細(xì)胞RAW 264.7具有一定的促進(jìn)作用，當(dāng)Se-GPr11和Se-GPr44濃度為125 μg·mL-1時(shí)，巨噬細(xì)胞存活率均為最高，且Se-GPr44作用更強(qiáng)；Se-GPr11和Se-GPr44可拮抗砷對(duì)RAW264.7細(xì)胞的毒性，當(dāng)濃度為125 μg·mL-1效果最強(qiáng)，其機(jī)制可能是通過下調(diào)p-ERK、p-JNK、p-P38蛋白的表達(dá)和促進(jìn)IL-2和INF-γ的分泌來發(fā)揮干預(yù)作用。

3.4 保護(hù)臟器

王晶晶[29]通過實(shí)驗(yàn)研究了富硒木耳水提物對(duì)糖尿病小鼠腎損傷的保護(hù)作用。結(jié)果顯示，富硒木耳水提物可改善糖尿病小鼠口服糖耐量；顯著降低血清中腎功能指標(biāo)BUN、Cr和UA的水平，顯著升高血清及腎組織中GSH-Px、CAT的活性，降低MDA及炎癥因子TNF-α、IL-1β和IL-6的水平，可通過改善氧化應(yīng)激狀態(tài)、減輕炎癥來達(dá)到對(duì)腎損傷糖尿病小鼠的保護(hù)作用，其機(jī)制可能是與抑制RAGE/MAPK/NF-κB信號(hào)通路有關(guān)。劉貴軍等[30]探討了富硒姬松茸對(duì)急性酒精性肝炎小鼠的保護(hù)作用及機(jī)制。研究表明，與模型組相比，富硒姬松茸可顯著降低飲酒后血清指標(biāo)ALT、AST、COX-2、iNOS、ICAM-1和MDA的含量，抑制肝組織中IL-1β、TNF-α的水平，這說明富硒姬松茸可降低NF-κB的活性，提高肝臟的抗氧化能力，對(duì)急性肝損傷小鼠具有一定的保護(hù)作用，其作用機(jī)制可能與抑制iNOS、COX-2、IL-1β、TNF-α、NF-κB等炎性因子有關(guān)。賈亞敏[31]等研究發(fā)現(xiàn)，富硒靈芝多糖能顯著降低血清中AST、ALT、CHOL和TG的水平，抑制肝臟中SREBP-1c、ACCαmRNA和蛋白的表達(dá)，降低肝臟脂肪顆粒，對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)的非酒精性脂肪肝大鼠具有一定的保護(hù)作用。

4 展望

食用菌是一種具有食用和藥用價(jià)值的大型真菌類植物，含有多種人體所必需的維生素、氨基酸和蛋白質(zhì)。對(duì)其不斷深入研究發(fā)現(xiàn)，食用菌在提高免疫力、抗腫瘤、保護(hù)心腦血管和降三高等方面作用顯著，在臨床上現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用，如具有抗腫瘤作用的槐耳顆粒、香菇多糖注射液、猴頭菌片等。硒是一種天然的解毒劑，國(guó)內(nèi)外研究表明，適量的硒可激活人體的抗氧化系統(tǒng)，提高機(jī)體免疫力，維持各臟器的健康水平。因此高效補(bǔ)硒具有重要的意義。而食用菌最大的優(yōu)勢(shì)是可以將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化成有機(jī)硒，提高彼此的作用價(jià)值。目前，富硒食用菌在栽培技術(shù)、有效成分提取工藝、藥理作用以及菌渣再利用方面已得到初步的研究，但不夠深入，尤其是在作用機(jī)制方面尚不明確。相信隨著科研人員的不斷研究，富硒食用菌為人體健康貢獻(xiàn)了更大的價(jià)值，作為我國(guó)的白色產(chǎn)業(yè)，其作用不可低估。