陳　宏，章　騫，洪水河，吳錦清,，聶　鑫，林麗云，翁　凌，曹敏杰

(1.集美大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，福建 廈門 361021；2.福建紫山集團(tuán)股份有限公司，福建 漳州 363119)

0　引言

雙孢蘑菇(Agaricusbisporus)，又稱白蘑菇、洋蘑菇，屬草腐菌，味道鮮美，營養(yǎng)豐富，是世界上栽培最廣泛、總產(chǎn)量最高并且消費(fèi)量最大的食用菌，有“世界菇”之稱[1]。2000年前后，我國年產(chǎn)量約40萬t[2]。此后，隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及國內(nèi)外消費(fèi)需求的持續(xù)增加，雙孢蘑菇的栽培產(chǎn)量不斷增長，到2015年，年產(chǎn)量已達(dá)337.96萬t[3]。雙孢蘑菇不僅富含蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、礦物質(zhì)和碳水化合物等多種營養(yǎng)物質(zhì)，而且還富含多糖、多肽、生物堿、三萜等成分，具有一定的藥用和保健價值[4]。

在雙孢蘑菇加工過程中，為鈍化引起褐變的多酚氧化酶，必須對軟化組織進(jìn)行預(yù)煮處理[5]。雙孢蘑菇在預(yù)煮過程中，部分水溶性成分溶出至蒸煮液。目前，大部分雙孢蘑菇生產(chǎn)加工企業(yè)產(chǎn)生的大量蒸煮液被直接棄去，這不僅造成資源浪費(fèi)，還增加了環(huán)境保護(hù)的壓力。近年，部分企業(yè)嘗試將蒸煮液用于醬油生產(chǎn)以豐富醬油的風(fēng)味，或?qū)⑵浣?jīng)過濃縮制作蘑菇味調(diào)味汁[6]、蘑菇醋或蘑菇蛋白飲料[7]等。

盡管國內(nèi)企業(yè)對雙孢蘑菇蒸煮液的資源利用技術(shù)在不斷改進(jìn)，但是對于其組成成分的分析的報道相對較少。早期的研究多集中在氨基酸類物質(zhì)的提取分析[8-9]。近年來，段秀輝等[10]比較研究了3種食用菌預(yù)煮液的主要成分。劉璐等[11]分析了杏鮑菇預(yù)煮液的揮發(fā)性成分。目前，對食用菌的研究多集中在抗氧化、改善心腦血管疾病、降血糖等活性，如蔣益等[12]從發(fā)酵菌渣中提取到含有抗氧化活性的多肽；Zhang等[13]的研究表明，雙孢蘑菇多糖對宮頸癌細(xì)胞的增殖具有抑制作用，并且具有免疫調(diào)節(jié)能力；毛勇[14]通過小鼠體外實(shí)驗(yàn)表明，雙孢蘑菇多糖能夠抑制葡萄糖苷酶的活性，調(diào)節(jié)血糖水平，同時能夠改善糖尿病小鼠消瘦和毛色暗淡等癥狀。

高血壓是最常見的慢性病，它可導(dǎo)致多種心血管疾病的發(fā)生，嚴(yán)重威脅著人類的健康。目前，治療高血壓的藥物主要有卡托普利、賴諾普利和依那普利等。這些藥物雖然效果顯著，但是長期服用會引起皮疹、尿蛋白等不良反應(yīng)[15-16]，亟需改善對高血壓的預(yù)防和治療。當(dāng)前，食用菌預(yù)煮液成分是否有降血壓功效，國內(nèi)外還未有相關(guān)研究報道。因此，本研究擬對雙孢蘑菇預(yù)煮液中基本營養(yǎng)成分、呈味物質(zhì)成分、糖類分子質(zhì)量、重金屬含量等指標(biāo)進(jìn)行分析，并利用原發(fā)性高血壓大鼠(spontaneously hypertensive rats,SHR)對雙孢蘑菇預(yù)煮液進(jìn)行降血壓功效評價，以期為天然功能性食品的開發(fā)提供新思路。

1　材料與方法

1.1　材料與試劑

雙孢蘑菇預(yù)煮液由福建紫山集團(tuán)股份有限公司提供；雄性SHR購自上海斯萊克實(shí)驗(yàn)動物有限責(zé)任公司。

Milli-Q超純水(美國Millipore公司)；鹽酸，硝酸，硫酸，草酸，乙酸，甲醛，硫脲，高氯酸，氫氧化鉀，氫氧化鈉，硼氫化鉀，硼氫化鈉，抗壞血酸，鐵氰化鉀，硝酸鎂，氧化鎂，乙酸鈉，檸檬酸鈉，均購于國藥集團(tuán)，分析純；三氧化二砷，硝酸鉛，氯化汞，金屬鎘標(biāo)準(zhǔn)品，均購于國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心，D-葡萄糖純度標(biāo)準(zhǔn)品(美國Sigma公司)；混合氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品(美國Sigma公司)。

1.2　儀器與設(shè)備

高效液相色譜儀(美國Agilent Technologies 公司)；高速離心機(jī)(美國Beckman公司)；恒溫水浴鍋(德國Memmert公司)；電子天平(中國精科天平)；冷凍干燥機(jī)(德國Christ公司)；紫外分光光度計(jì)(美國Perkin Elmer公司)；大鼠血壓測定儀(Softron BP-2010A，日本Softron公司)；氨基酸分析儀(英國Biochrom公司)；原子熒光光譜儀(日本日立公司)。

1.3　實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1樣品制備

新鮮雙孢蘑菇在料水比(m/V)為1∶1，加熱溫度為(98±1)℃，加熱時間為8～10 min，檸檬酸添加量為1‰下獲得預(yù)煮液。預(yù)煮液經(jīng)減壓濃縮到固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%后，放入-80 ℃冰箱冷凍24 h，樣品完全凍結(jié)后取出，放置于冷凍干燥機(jī)內(nèi)(63 Pa，-50 ℃)，直至干燥完成，收集冷凍干燥后的樣品，經(jīng)粉碎混勻后置于密閉干燥的容器中備用。

1.3.2營養(yǎng)成分分析

蛋白質(zhì)含量，按照GB 5009.5—2016測定；脂肪含量，按照GB 5009.6—2016測定；鈉含量，按照GB/T 5009.91—2003測定；能量和碳水化合物，按照GB/Z 21922—2008公式法計(jì)算。

1.3.3糖類和蛋白質(zhì)分子質(zhì)量分布分析

多糖分子質(zhì)量，采用高效體積排阻色譜法(high performance size exclusion chromatography，HPSEC)[17]測定；蛋白質(zhì)分子質(zhì)量，按照GB/T 22729—2008測定。

1.3.4氨基酸總量和呈味核苷酸二鈉含量分析

氨基酸含量，按照GB 5009.124—2016測定；呈味核苷酸二鈉含量，按照GB 1886.171—2016測定。

1.3.5重金屬含量分析

總砷含量，按照GB 5009.11—2014測定；鉛含量，按照GB 5009.12—2010測定；鎘含量，按照GB 5009.15—2014測定；總汞含量，按照GB 5009.17—2014測定。

1.3.6原發(fā)性高血壓大鼠的降血壓作用分析

SHR選用9～11周齡，質(zhì)量(380±20) g，尾部收縮壓超過23.998 kPa的雄性大鼠。SHR飼養(yǎng)于24 ℃恒溫、12 h光照、12 h黑暗的房間，食物與水自由采食，適應(yīng)性飼養(yǎng)1周。大鼠分為3組，每組4只，以蒸餾水作為空白對照，以卡托普利作為陽性對照，灌胃劑量為10 mg/kg，以雙孢蘑菇預(yù)煮液凍干樣品作為實(shí)驗(yàn)組，灌胃劑量為100 mg/kg。樣品通過口服灌胃的方式進(jìn)行一次性灌胃，每只大鼠灌胃一次，用大鼠血壓測定儀測定灌胃0，4，8，12，24 h后大鼠的收縮壓，每只大鼠測定3次。

2　結(jié)果與討論

2.1　基本營養(yǎng)成分分析

經(jīng)分析，每100 g雙孢蘑菇預(yù)煮液凍干樣品中，能量為1 476 kJ，鈉含量為715 mg，不含有脂肪，蛋白質(zhì)和碳水化合物含量豐富，分別達(dá)到了31.3%和55.5%。其中，碳水化合物有單糖、低聚糖和多糖等多種存在形式，而多糖具有增強(qiáng)免疫力等多種藥理學(xué)功效。

2.2　糖類分子質(zhì)量分布

由圖1和表1可知，雙孢蘑菇預(yù)煮液中以分子質(zhì)量小于1 000 u的糖類為主，占總峰面積的98.67%，其中，單糖所占比例為58.93%。Tsai等[18]的研究表明，在雙孢蘑菇不同的成熟階段，甘露醇是其中最主要的可溶性糖，因而，預(yù)煮液中的單糖主要為分子質(zhì)量較小的甘露醇。雙孢蘑菇預(yù)煮液中含量較高的小分子糖類，在普通的干燥加工過程中易吸潮結(jié)塊，與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)品色澤呈深褐色[19]。因此，在利用雙孢蘑菇預(yù)煮液進(jìn)行加工時，應(yīng)注意采取相應(yīng)的措施避免吸潮現(xiàn)象，并通過降低溫度，減緩美拉德反應(yīng)。

2.3　肽分子質(zhì)量分布

由圖2和表2可知，雙孢蘑菇預(yù)煮液中分子質(zhì)量大于2 000 u的肽僅占總含量的2.68%，大于500 u 的(占7.38%)，而分子質(zhì)量小于500 u的小肽和游離氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)92.62%，雙孢蘑菇經(jīng)預(yù)煮后，氨基酸和分子質(zhì)量小的短肽更容易溶解于預(yù)煮液中。一般認(rèn)為，寡肽或小分子肽由2～10個氨基酸組成，10～50個氨基酸組成的肽為多肽。預(yù)煮液中，氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)占比達(dá)77.78%，而分子質(zhì)量在180～2 000 u的肽段含量所占比例僅為19.54%。盡管小肽在雙孢蘑菇預(yù)煮液中的含量較少，由于其具有多種生理功能，在今后的工作中有必要對功能活性肽做深入研究。

表1　糖類分子質(zhì)量分布

保留時間Retention time/min數(shù)均分子質(zhì)量 MnNumber averagemolecular mass重均分子質(zhì)量MwWeight averagemolecular mass Mw/Mn峰位分子質(zhì)量MpPeak molecularmass 峰面積Peak area峰面積比例Peak areapercentage/%14.833511 052631 8201.24551 26226 2550.8917.96712 26613 9841.1412 62713 1350.4420.1589041 1171.249001 174 26039.7421.3511902261.192141 741 47558.93

表2　肽分子質(zhì)量分布

2.4　氨基酸組成和呈味核苷酸二鈉含量

雙孢蘑菇預(yù)煮液凍干樣品用鹽酸完全水解后，檢測其氨基酸含量，結(jié)果如表3所示。雙孢蘑菇預(yù)煮液含有16種氨基酸，總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.78%。其中，必需氨基酸有7種，但必需氨基酸與總氨基酸含量的比值僅為11.04%，與雙孢蘑菇子實(shí)體中必需氨基酸含量相差較大[4]，說明其不適合開發(fā)成蛋白質(zhì)食品。但雙孢蘑菇預(yù)煮液凍干樣品中呈鮮味的谷氨酸和天冬氨酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.5 %，呈甜味氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.35%，呈味氨基酸占總量的比例達(dá)到75.13%。呈味核苷酸二鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到7.84%。參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[20]，當(dāng)樣品中氨基酸態(tài)氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于3.0%，呈味核苷酸二鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于1.6%時，具有增鮮的效果。雙孢蘑菇預(yù)煮液凍干樣品的氨基酸態(tài)氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.78%，呈味核苷酸二鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.84%，產(chǎn)品呈味特別鮮美。

有研究指出，支鏈氨基酸是具有預(yù)防肝病、提高免疫力等特殊生理功能的必需氨基酸[21]。雙孢蘑菇預(yù)煮液凍干樣品中，纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸等支鏈氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.54%。盡管樣品中支鏈氨基酸的含量較低，但其是否具有相關(guān)功能值得后續(xù)研究。

表3　雙孢蘑菇預(yù)煮液中氨基酸含量分析

說明：a—必需氨基酸；b—鮮味氨基酸；c—甜味氨基酸；d—支鏈氨基酸

Notes：a—essential amino acid；b—tasty amino acid；c—sweet amino acid；d—branched chain amino acid

2.5　重金屬含量分析

近年來，重金屬對食品污染引起的產(chǎn)品質(zhì)量安全問題受到廣泛的關(guān)注。研究表明，在雙孢蘑菇栽培過程中，菌絲對重金屬元素具有一定的富集作用。李遠(yuǎn)東等[22]對我國栽培食用菌的重金屬進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)其中部分雙孢蘑菇子實(shí)體中的總汞質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到了(5×10-5)%，是國家標(biāo)準(zhǔn)的5倍[23]。為了了解雙孢蘑菇預(yù)煮液是否存在重金屬超標(biāo)問題，將雙孢蘑菇預(yù)煮液凍干后分析其鉛、鎘、總汞、總砷的含量，結(jié)果如表4所示。

表4　雙孢蘑菇預(yù)煮液重金屬含量分析

由表4可見，樣品中總砷、鉛和鎘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為(3.3×10-5)%、(3.1×10-5)%和(2.3×10-5)%，均低于國家標(biāo)準(zhǔn)的限量要求，但總汞質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(1.3×10-5)%，略高于國家標(biāo)準(zhǔn)(1×10-5)%的限量要求。故在利用雙孢蘑菇預(yù)煮液時，需要注意重金屬超標(biāo)的問題。今后，有必要利用重金屬吸附技術(shù)，有效降低產(chǎn)品中的重金屬，特別是總汞的含量。

2.6　雙孢蘑菇預(yù)煮液對SHR的降血壓作用

將雙孢蘑菇預(yù)煮液灌胃SHR，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。空白對照組、陽性對照組、實(shí)驗(yàn)組的SHR在灌胃前(0 h)的收縮壓分別為(30.731.5±0.653)，(30.931±0.240)，(28.691±2.026)kPa。灌胃4，8，12和24 h后，空白對照組的SHR收縮壓基本維持不變；陽性對照組在灌胃4 h后即達(dá)到最低值(20.505±1.267)kPa，實(shí)驗(yàn)組SHR收縮壓的變化呈先下降后緩慢升高的趨勢，收縮壓最低值出現(xiàn)在灌胃12 h后，最低值為(21.465±1.947)kPa，灌胃24 h后，收縮壓還維持在(25.091±3.120)kPa。

研究表明，多糖活性與多糖分子質(zhì)量分布有很大的關(guān)聯(lián)性，如分子質(zhì)量過大，多糖分子難以通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞發(fā)揮活性作用，但糖的分子質(zhì)量過低，則無法形成具有活性的聚合結(jié)構(gòu)[24]。此外，具有降血壓活性的多肽，一般由2～10個氨基酸組成，分子質(zhì)量較低[25]。本研究結(jié)果顯示，在雙孢蘑菇預(yù)煮液中，分子質(zhì)量為214～900 u的多糖占總糖含量的39.74%，分子質(zhì)量為180～2 000 u的小肽占總蛋白質(zhì)含量的19.54%，故推測具有降血壓活性的成分可能為雙孢蘑菇預(yù)煮液中的多糖或小肽。

3　結(jié)論

雙孢蘑菇預(yù)煮液中含有豐富的碳水化合物、氨基酸和呈味核苷酸二鈉等有效成分，除總汞外，重金屬含量較低。預(yù)煮液中碳水化合物主要是以單糖和小分子質(zhì)量多糖的形式存在，蛋白質(zhì)主要是以游離氨基酸和低分子質(zhì)量小肽的形式存在。大鼠的降血壓效果與雙孢蘑菇預(yù)煮液中的多糖和低分子質(zhì)量小肽有關(guān)。本研究為雙孢蘑菇預(yù)煮液的綜合開發(fā)利用提供了理論參考。