食用菌富集具有胰岛素激活作用的微量元素的研究

张彩芳，许朝丽，张桂红，徐华琳，胡红芹，陈海伟

（漯河食品职业学院，河南漯河 462300）

微量元素是人和动物必需的营养素，也是某些功能性食品的重要组成部分，它对提高人体免疫机能、预防某些疾病的发生有着重要的作用。富集微量无素的食用菌对改善人类微量元素的缺乏具有积极的作用[1]。

秦俊法等研究表明，微量元素对胰岛素的合成、分泌、贮存、活性以及能量底物代谢起着重要作用[2]。然而，根据中国营养学会发布的资料表明，我国的各个地区都不同程度的缺乏某些微量元素。由于铬、锌、钒、铁、硒、铜、锗、锂等微量元素缺乏影响胰岛素代谢而导致糖尿病的人群更是数以亿计，令人担心和忧虑。近几十年来，饮食中生物有机态微量元素的来源主要是动物性和植物性食物。但是植物中微量元素的含量和利用率较低，而动物性食物的摄取又受到消费水平等的限制，因此，开发新型的生物有机态微量元素来源，对促进我国人口体质的提高，改善膳食结构有着重大的意义。

1 胰岛素的定义及作用机理

胰岛素是一种由胰脏分泌的激素，帮助食物中的糖分能顺利进入身体细胞提供能量使血糖下降。正常人的胰脏是会根据血中葡萄糖的浓度来分泌胰岛素，血糖上升会刺激胰岛素分泌，而血糖下降会抑制胰岛素分泌。胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素，也是唯一同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素。作用机理属于受体酪氨酸激酶机制。

2 胰岛素与微量元素的关系

微量元素对胰岛素的合成、分泌、贮存、活性以及能量底物代谢起着重要作用。而胰岛素的绝对或相对不足也影响微量元素的体内平衡。影响胰岛素活性的微量元素主要有：铬、锌、铁、硒、铜、锗、锂、钒、锰、镍和某些稀土元素[2]。下面就铬、锌、硒与胰岛素的作用机理及关系做简要介绍。

2.1 铬与胰岛素

铬在糖和脂质代谢中起着协助或增强胰岛素的作用。铬缺乏导致胰岛素抵抗。补充铬可改善由铬缺乏引起的胰岛素抵抗。铬的作用机理是增强胰岛素的结合。增强胰岛素受体数和增加胰岛素受体磷酸化作用。通常已三价铬形成构成GTF 协助胰岛素发挥作用。胰岛素是糖代谢的核心物质，是体内唯一降血糖的激素。因此，胰岛素发挥作用，就必须有铬的参加[3]。铬是通过增加胰岛素的活性及末梢组织对胰岛素的敏感性、增加细胞膜上胰岛素受体数目而使胰岛素发挥作用。另外，铬还影响糖、脂类、蛋白质和核酸代谢。并可以通过对胰岛素作用效率的调节来影响动物的内分泌代谢。缺铬会使胰岛素抗性增加，而补铬可以提高胰岛素的敏感性和反应性，并会因此降低动物体内的皮质醇的浓度。关于铬对胰岛素和皮质醇产生影响的原因，目前尚无定论。除此之外，铬还可提高机体糖原合成酶的活性，提高糖原合成作用[4]。

2.2 锌与胰岛素

锌影响胰岛素的合成、贮存、分泌以及结构的完整性，锌也是许多葡萄糖代谢酶的构分及脂质和蛋白质代谢酶的辅助因子。锌缺乏损伤日碳水化合物代谢[2]。锌在微量元素中生理功能最多，它不仅参与动物体内蛋白质、氨基酸、脂肪、碳水化合物和维生素以及微量元素等营养元素的代谢，而且与胰岛素、胰高血糖素、前列腺素等激素的活性有关，是骨骼发育、生殖、免疫、凝血、生物末稳定等生理功能所必需[5]。当机体缺锌后，糖代谢受到影响，胰岛素的稳定性降低，合成及分泌减少，从而使血糖水平升高，影响葡萄糖的氧化功能。另外，锌与核酸及蛋白质的合成，能量代谢及氧化还原过程也存在密切关系[3]。

2.3 硒与胰岛素

硒具有类胰岛素样作用，硒可以促进葡萄糖转运，并能通过谷胱甘肽过氧化物酶直接发挥清除自由基的作用，保证胰岛素分子的结构完整和功能[2]。硒还可影响多种酶的活性、增强机体的免疫功能。硒不仅可以降低自发肿瘤的发生率，而且可抑制化学致癌物诱导肿瘤的发生，对移植癌也有明显抑制作用。

3 食用菌富集微量元素的特点

3.1 富含多种矿物质

菇类中含有多种丰富的具有生理活性的矿物质如铁、钙、磷、钾、锌、锰、铜等，每100 克银耳干品中含钙357 mg，含铁185 mg，每100 克双孢蘑菇干品中，含钾640 mg，而含钠只有10 mg，这种含高钾、低钠的食品对高血压患者是十分有益的。

3.2 食用菌富集的有机态微量元素易于吸收

无机态的微量元素在人体内由于与脂肪、蛋白质、草酸、氧化物、维生素等的反应，以及与其他磷酸盐、植酸盐的相互作用的影响，生物利用率很低。利用食用菌富集微量元素能将无机态的微量元素转化为有机态的微量元素易于人体吸收利用。

3.3 食用菌富集的微量元素有机态具有好的稳定性与安全性

食用菌富集的微最元素有机态具有良好的稳定性，便于储存、运输、深加工，避免其中某些营养成分的损失，且食用菌本身安全无毒，富集微量元限制范围内.亦对人体无毒副作用。

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

许多研究认为，微量元素在食用菌内生物转化极高，大部分以有机态存在，多与菌体内的蛋白质、氨基酸、多糖等结合。草菇富锌研究发现，子实体中的锌较少与蛋白质结合，较多与可溶性糖和游离氨基酸结合或呈游离状态存在。目前，由于分析技术及提取手段的限制，关于微量元素参与菌丝体内的代谢途径及存在方式尚不能作出完美的解释，需进一步研究。

4.2 生理功能

微量元素在食用菌内生物转化的过程中，参与了食用菌体内酶的转化，影响了其部分代谢，促进了体内蛋白质、氨基酸、多糖的合成，从而表现出富集微量元素的食用菌比正常食用菌的脂肪、菌多糖、总糖及蛋白质含量均有增高。从某种意义上说，富集微量元素的食用菌营养更高，它既体现了食用菌的保健作用.又强化了微量元素的生物功能，可作为具有良好的营养和药用价值的食品使用。王关林等用富硒灵芝为材料，对小鼠全血中的谷胱甘肽过氧化物酶（GSH—Px）活性、全血SOD 活性、丙二醛（MDA）含量进行检测，结果表明：与食用正常灵芝相比，富硒灵芝表现出了更好的生物效应，其菌体内的有机硒和灵芝的主要营养成分如灵芝多糖进行了有效的协同，如灵芝多糖增加了机体的GSH—Px 和SOD 活性，增强了内源性氧自由基清除系统的功能，从而降低了小鼠体内MDA 的含量[6]。

5 生产富集微量元素食用菌的方法

一般低浓度的微量元素液对菌丝体及子实体生长有促进作用，还可使食用菌内蛋白质、荃酸、多糖含量有所增加。而过高的浓度则抑制菌丝体生长延迟出菇，降低产量，造成经济损失。不同菌种，不同品种要求的适宜浓度不同，需要生产者在实践中摸索。科学上，适宜的加入浓度要考虑施入量、富集率、回收率、产量及经济成本和用途等综合作用因素，尽量做到低投入，高产出。如果是食用补充缺乏的微量元素，食用菌子实体的富集量可小一些，药用免疫的食用菌及其加工产品需要的富集浓度要稍高些[1]。

6 展望

近年来，由于胰岛素分泌异常而导致的疾病更是有增无减，直接威胁着人们的安全与健康，寻找一条新型、安全、有效的方式来解决这个问题已成为人们日益关注的话题。尽管许多研究表明，微量元素能有效调节胰岛素的分泌，但无机态的微量元素的应用仍存在很大弊端。利用食用菌为介质获得有机态微量元素的研究在国内已形成热点，并取得了一定成果。这为发展新型保健食品提供了一条有效途径。随着天然、营养、健康食品在全世界的兴起，以及科学技术的发展，用食用菌富集微量元素的研究必将会有更光明的前景。尽管如此，具体应用方面研究较少，机理、有机态形式，生理功能的认识也不全面，再加上以前对一些微量元素的偏执认识，如对铬、钒等元素的研究比较欠缺，科研成果和生产之间也存在代沟，这都需要科研工作者和生产者共同努力解决。总之，用食用菌富集与胰岛素分泌密切相关的微量元素的研究很有现实意义的。

[1]韩春华,李明,田景花.食用菌富集微量元素的特性及在栽培中应用[J].食用菌,2003(3)：2-3

[2]秦俊法.微量元素与糖尿病[J].广东微量元素科学,2000,7(2)：1-13

[3]王艳梅,王爱红.微量元素铬、锌与糖尿病的关系[J].延安大学学报：自然科学版,2002,21(1)：64-65

[4]高步先,夏耕田,张乃生.铬的生物学功能及其在动物体内的代谢[J].动物医学进展,2002,23(6)：49-51

[5]曹谨玲,陈剑杰.微量元素锌的生理功能及其应用研究[J].家畜生态,2003,24(3)：62-65

[6]王关林,尚德静,杨文新.富硒灵芝的营养成分及其抗氧化能力研究[J].营养学报,2001,23(1)：73-75