食用菌的活性成分及其安全檢測分析研究

張誌秀

(北京京誠生物科技有限公司，北京 102600)

摘 要：食用菌是很多活性成分的重要來源，包括多糖、蛋白質、萜類、礦物質和維生素。目前，有研究證明食用菌及其活性成分具有潛在的抗腫瘤、抗氧化、免疫活性，可用於臨床疾病治療。然而，在食用菌實際生產過程中麵臨的安全問題，阻礙了食用菌產業的綠色發展，因此更新食用菌的安全檢測技術對於保障其產業健康發展有著重要的意義。本文介紹了食用菌的生物活性成分，並就其分離純化、分析檢測及結構解析等方法和手段進行概述，同時列出了食用菌的安全檢測技術和方法，為相關人員提供參考。

關鍵詞：食用菌;活性成分;安全檢測

Study on Active Components and Safety Detection of Edible Fungi

ZHANG Zhixiu

(Beijing Jingcheng Biotechnology Company Co., Ltd., Beijing 102600, China)

Abstract: Edible fungi are important sources of many active components, including polysaccharides, proteins, terpenes, minerals and vitamins. At present, studies have proved that edible fungi and their active components have potential antitumor, antioxidant and immune activities, which can be used in clinical disease treatment. However, the safety problems encountered in the actual production of edible fungi have hindered the green development of the edible fungus industry. Therefore, updating the safety detection technology of edible fungi is of great significance for ensuring the healthy development of the industry. This paper introduces the bioactive components of edible fungi, summarizes the methods and means of separation and purification, analysis and detection and structural analysis, and lists the safety detection technologies and methods of edible fungi, so as to provide reference for relevant personnel.

Keywords: edible fungi; active components; safety detection

食用菌作為一種高附加值的大型真菌，富含優質蛋白質、碳水化合物、各種維生素、礦質元素等營養成分，具有高蛋白、低糖、低脂肪、低膽固醇的特點。此外，食用菌中含有多種生物活性物質，如多糖、萜類化合物等，這些化合物大多具有抗氧化、抗腫瘤等生理功能。自然界中有2 000多種食用菌，大約200種是商業或實驗栽培的。其中雙孢蘑菇、香菇、平菇、黑木耳、金針菇和草菇等20種已實現規模化栽培[1]。食用菌按其主要用途可分為食用菌和藥用菌。例如，香菇、金針菇被用於人們的日常飲食，而靈芝、冬蟲夏草則是常用的草藥。

目前，食用菌生物活性成分的功能、結構及構效關係成為當前研究的前沿陣地，且取得了很大進展，同時對於這些活性成分的分離、純化、鑒別、結構測定等的方法也在不斷地發展和完善。此外，在食用菌生產過程中，麵臨著農藥殘留、重金屬、甲醛等汙染問題[2]，如果所含汙染物較高的食用菌流入市場，則會威脅食用者的生命健康，存在較大的安全隱患。當前世界各地都高度重視食用菌世界杯賽程預測檢測技術的開發，我國也在投入大量的人力物力，加速相關檢測和監控技術的開發，進一步保障我國食用菌產業的綠色發展。本文將針對食用菌活性成分的鑒別及分析檢測研究進行綜述，為食用菌的進一步開發利用提供參考。

1 食用菌生物活性成分及其分析檢測

食用菌是一類可供食用和藥用的大型真菌的總稱。如表1所示，食用菌不僅含有豐富的蛋白質、脂肪和纖維素等，還有豐富的礦質元素。大量的研究實驗都對目前常見的食用菌的基本營養成分進行了測定，大大地挖掘了食用菌的食用和藥用

價值[3-5]。

1.1 食用菌多糖

食用菌多糖具有良好的營養和醫療作用，是一種很有前途的保健品營養成分。食用菌多糖主要是以β-葡聚糖的形式展現，其主鏈為梳狀結構，由β-(1-3)連接的葡萄糖基和沿主鏈隨機分布的β-(1-6)連接的葡萄糖基組成[6]。食用菌多糖的生物活性取決於多糖的種類、分子量、分支和結構構象，這些多糖通過與不同受體的相互作用發揮不同的生物活性。研究發現食用菌多糖具有抗氧化衰老、抗腫瘤、治療動脈硬化、抗炎、止痛、祛風、降壓和止咳解毒等多種功效。

1.1.1 食用菌多糖的分離純化

目前主要通過醇析法、色譜法、電泳法以及超濾等技術對食用菌多糖進行分離純化[7]。經過分離純化的食用菌多糖在測定結構之前必須對其純度和分子量進行測定，目前，檢查食用菌多糖常用的方法主要有以下5種：①利用氣相色譜(GC)、高效氣相色譜(HPLC)測定組成多糖的單糖的摩爾比是否恒定;②通過聚丙烯酰胺凝膠電泳或者玻璃纖維紙電泳進行測定，如果電泳隻出現一條帶，說明純度可靠;③利用凝膠柱層析進行分析，層析圖出現對稱的單峰則為可靠，如果出現“拖尾”現象，說明其均一性不夠好;④通過紫外分光光度計法，在260 nm、

280 nm處檢測是否有吸收峰出現;⑤通過紙層析法，檢測是否呈現單一集中的斑點。

1.1.2 食用菌多糖的結構解析

對於多糖結構的檢測分析，通常有以下6種：①對食用菌多糖完全水解之後，通過HPLC或者氣相色譜測定單糖的種類及摩爾比;②利用甲基化方法、高碘酸氧化法與Switch降解法研究和確定糖苷鍵及支鏈點的連接位置;③通過紅外光譜的方法研究和確定糖苷鍵為呋喃型或吡喃型;④通過2D核磁共振技術對食用菌多糖的異頭碳構型進行檢測和確定;⑤通過甲基化分析方法和核磁共振光譜分析結合的方法，對食用菌中單糖殘基和重複的單元序列進分析;⑥利用紫外光譜法確定單糖分子量的分布。

1.2 萜類物質

萜類化合物是由甲戊二羥酸衍生、且分子骨架以異戊二烯單元(C5單元)為基本結構單元的化合物及其衍生物。在食用菌中，三萜類化合物以及倍半萜類化合物居多，含有27～30個碳原子，6個異戊二烯單位[8]。大量研究發現，食用菌中的萜類物質表現出優異的抗癌、抗氧化、抗炎等活性，是當前食用菌中分布較為廣泛的一類天然有機物，因此受到人們廣泛的關注。

1.2.1 萜類物質的提取

目前，主要可以通過超聲波、微波輔助提取、超聲輔助提取、超臨界流體萃取和製備衍生物法等手段對食用菌中的萜類物質進行提取。就目前研究和應用的實際情況看來，通過氯仿、甲醇、乙醇等有機溶劑對食用菌中的三萜類物質進行提取較為廣泛，但是也存在提取物水溶性較差等缺陷，而超聲波以及微波輔助提取工藝的穩定性和提取率等都相對較高，目前正在被大範圍的推廣當中，成為當前的研究熱點。

1.2.2 萜類物質的分離純化

對於食用菌中萜類物質的分離純化，采用大孔吸附樹脂法及矽膠柱層析法是目前較為主流的方法，而通過這種吸附方法所得到的食用菌萜類物質相對較為粗糙，含有色素等雜質，因此可以通過矽膠柱層析進行進一步的純化。此外，分配柱色譜法、反相液相色譜法等也都應用到食用菌萜類物質的分離純化當中。

1.2.3 萜類物質的結構解析

食用菌三萜類化合物的結構解析較為煩瑣，但是仍然還有其規律可循，可以從以下3個方麵考慮：①三萜類化合物分子量及分子式的確定;②三萜皂苷中母核的類型、糖基的個數以及苷化的位置;③糖基連接的位置及順序等。通常來講，可以通過紅外光譜、質譜以及核磁共振等手段對食用菌中的萜類化合物的結構進行解析，同時萜類化合物中的不飽和鍵相對較少，因此紫外光譜的使用就相對較少。除此之外，由於其結構的複雜性，可以通過半合成或者全合成的方法製備相應的合成產物，從而來確證天然產物的結構。

1.3 活性蛋白

食用菌中含有多種活性蛋白，其中最常見的是凝集素和真菌免疫調節蛋白(Fungal Immunomodulatory Protein，FIP)。FIP是一種小分子蛋白，分子量為12～15 kDa，而凝集素的分子量為12～190 kDa，大部分為大分子蛋白，由4個亞基組成。在不同的食用菌中，FIP至少含有1個α-螺旋和7個β-折疊，其氨基酸序列高度同源[9]。由於結構上的差異，食用菌蛋白參與多種生理功能的調節，如抗癌、抗病毒、抗菌和免疫調節等。此外，在食用菌中還發現了抗病毒蛋白、核糖體失活蛋白、漆酶等活性蛋白，它們在分子量和結構上存在差異。

1.3.1 食用菌活性蛋白的分離純化

目前，透析、超濾、離心、分子篩、瓊脂糖凝膠、Ni-NTA樹脂和DEAE純化技術等都廣泛應用到食用菌蛋白的純化當中。其中透析和超濾技術可以有效實現食用菌中蛋白質和其他金屬離子的分離，分子篩和樹脂純化技術可以得到不同分子量的蛋白質，但是這些分離純化的過程也會伴隨產生很多雜質，因此還需要DEAE純化。

1.3.2 食用菌活性蛋白的測定和結構解析

可以通過凱式定氮法、雙縮脲法、紫外吸收法、酚試劑法和考馬斯亮藍法對食用菌中的活性蛋白含量進行測定。此外，蛋白質是生命體活動的主要基礎物質，對於其結構和功能的解析一直在研究當中，因此當前對於活性蛋白結構的解析方法和手段也都適用於食用菌活性蛋白，比如X-射線晶體衍射、核磁共振波譜、電鏡三維重構、顯微鏡技術以及計算機模擬等技術。

2 食用菌安全檢測技術研究

2.1 農藥殘留分析檢測

農藥殘留已經是當前世界杯賽程預測中的一個重大隱患，且已引起了廣泛關注。雖然農藥的使用大大提升了食用菌的產量，但對人體健康的負麵影響也逐漸凸顯出來，從而對食用菌產業的發展造成了一定的限製。目前主要通過化學分析方法、比色法和微生物法等手段來檢測食用菌中的農藥殘留，其中應用較為廣泛的是氣相色譜、液相色譜和色質聯用等方法，這些方法和手段具有操作簡單、分析速度快、分離效果好以及靈敏度高等優勢[10]，可以對食用菌中的多殘留物質進行分析，而其一般不適用於現場分析。而在微生物檢測分析方法中，較為流行的是免疫分析方法，由於其靈敏度高、特異性強等優勢，可以初篩一些致癌物質和劇毒物質，因此適合於現場初篩，但是其檢測的盲目性也限製了其進一步的推廣和應用[11]。此外，超臨界流體色譜技術、毛細管電泳技術以及生物傳感器等新興的技術和元件等都開始相繼應用到食用菌農殘的檢測分析當中。

2.2 重金屬汙染檢測

在培育食用菌時，如果所用生產輔料、農藥中含有重金屬，或者栽培食用菌的土壤及灌溉用水中的重金屬含量較高，則會被食用菌吸收，長期使用便會在菌體內出現富集。對於食用菌的重金屬汙染問題，目前主要通過原子吸收光譜法、原子熒光光度法、電感耦合等離子體質譜分析法等對其進行檢測[12]。此外，酶抑製法和免疫學檢測等手段表現出較快的檢測速度和較高的靈敏度，且操作性和選擇性都相對較強[13]，因此被大量應用到食用菌重金屬汙染的現場檢測當中，可以實現對現場樣品的快速掃描和初篩，大大減少了重金屬汙染檢測費用，提升了檢測效率。

2.3 甲醛汙染檢測

在食用菌實際生產過程中，偶爾也會把甲醛當作環境的殺菌消毒劑，由於它對使用者的眼和鼻也有刺激作用，因此近些年很少使用。而目前一些商販為了讓食用菌外觀看上去更加光潔，會加入次硫酸氫鈉，其毒性與其分解產物甲醛有著很大的關係。甲醛在進入人體之後，會與人體蛋白質結合、破壞蛋白質結構、損害人體肝髒和腎髒。目前在對食用菌的甲醛進行檢測時，一般會借助分光光度法、電化學分析法、高效液相色譜分析法等。此外，催化動力學光度法、傳感器分析法由於其較高的靈敏度、低成本和高穩定性等優勢[14]，也被廣泛應用到食用菌的甲醛汙染檢測當中。

2.4 生物汙染檢測

食用菌栽培基質的原材料極易受到微生物汙染，毒素通過食用菌的菌絲吸收至子實體中，造成食用菌汙染。此外，在食用菌生產加工及儲藏的過程中，微生物也會分泌毒素，導致食用菌變質。在現實生產過程中，金黃色葡萄球菌腸毒素、沙門氏菌、蠟樣芽胞杆菌等都是近些年我國食用菌產品中經常被檢測出的微生物汙染類型[15]，對消費者健康造成了極大影響，因此提升食用菌生物汙染檢測技術至關重要。目前對於食用菌微生物的檢測主要集中在毒素檢測和有害病原微生物檢測兩個方麵。在毒素檢測方麵，層析法、色譜法以及酶聯免疫法是較為主流的檢測方法[16]，此外，當前已研發出基於ELISA法研製的商品化的試劑盒，且針對不同的毒素有不同的試劑盒，可以準確快速檢測出毒素，隻是檢測成本相對較高。在食用菌中的有害病原微生物檢測方麵，病原微生物的自動化檢測技術、酶聯免疫技術、分子生物學檢測技術及培養基生理深化特征的檢測等技術都是當前較為主流的技術。

在食用菌實際生產和食用的過程中，必須要高度重視食用菌的安全檢測，同時加大對於安全檢測技術的研發和創新力度，改善原有檢測技術中的不足，從而對食用菌的安全質量做出準確判斷。

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作者簡介：張誌秀(1983—)，女，山東菏澤人，本科 。研究方向：食藥用菌生物活性成分研究。