金针菇的营养保健功能及开发利用现状*
2021-12-02郭东方
王 慧,郭东方,王 鑫
(河北农业大学理工学院,河北 沧州 061100)
金针菇(Flammulina velutipes) 别名又称朴蕈、冬菇、毛柄金线菇等,是一种药食兼用菌。在亚洲、北美、欧洲等北温带地区以及澳大利亚地区都有分布和栽培[1];在中国,更是栽培历史悠久,发展至今,东起江苏、福建,南至云南、广东,西至四川、新疆,北到黑龙江等地,均有栽培大面积的金针菇[2]。从金针菇的营养成分和保健功能进行相关论述,并对金针菇食品的开发现状和未来发展趋势进行深入探讨。为其以后在食品、保健品以及药品中更广泛的应用提供相关的理论基础和依据。
1 金针菇的营养价值
1.1 金针菇蛋白质和氨基酸
金针菇具有非常丰富的营养价值,有很大一部分原因是富含蛋白质和多种氨基酸。金针菇蛋白质含量高达20.64%,氨基酸含量也较高,其中金针菇的必需氨基酸与总氨基酸的比值(E/T值)达到了37.2%[3],这已经接近了FAO/WHO所提出的理想值[4]。并且,在必需氨基酸中,亮氨酸和赖氨酸的含量高于一般的食用菌类,这对提升儿童的智力有着非常重要的作用,因此金针菇又称“增智菇”[5]。在谷类食品中由于赖氨酸含量很低,在食品加工过程中又容易被破坏,赖氨酸为谷类食品的第一限制性氨基酸,而赖氨酸含量非常丰富的金针菇就能很好地弥补谷类食品的这种缺陷。因此可以考虑将其与其他谷类进行复合加工,研制出各种新型食品,使食品营养更加均衡和全面[6]。
1.2 金针菇多糖
多糖是金针菇的主要活性成分,金针菇多糖是由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、岩藻糖、木糖、鼠李糖等10多种单糖通过糖苷键连接而成的多聚物,以β-D-(1→3)-葡聚糖作为主链[6]。由于金针菇多糖具有抗氧化、免疫调节、保护肝脏细胞、缓解疲劳、辅助改善记忆力等多种不同的生理活性,金针菇多糖成为当前国内食品、医疗、保健、美容化妆品领域的研究热点。并且金针菇多糖(FVP)可以从金针菇菌丝发酵液和子实体中分离提取出来,这也是近年来研究的热点之一[7]。提取多糖的一般方法包括超声波辅助提取法、超临界流体萃取法、微波辅助提取法、酸碱提取法等,必要时也可以多种方法结合提取金针菇多糖,以增加提取率[8]。
1.3 金针菇脂类
金针菇中的脂质含量并不高,热量也不高。在金针菇脂肪酸中,不饱和脂肪酸含量较高,占脂肪酸总含量的2/3[9],其中亚油酸是金针菇脂肪酸的主要成分,占脂肪酸总量的40.93%〜56.33%[7],而亚油酸经临床已证实在安全健康的范围内有降低身体脂肪和改善身体成分的作用[10]。因此,这对追求低热低脂、减肥的人群而言,食用金针菇是个不错和有效的选择[11]。
1.4 金针菇维生素
维生素是人体所必需的一类微量有机化合物,在人体的生长、发育、新陈代谢中均起着重要的作用。金针菇中含有VB1、VB2、VB3、VC、VD2等多种维生素[12]。VD2是目前研究较多的维生素之一,而金针菇中所含的麦角甾醇经紫外线照射后就可转化成VD2,这样就可有效的补充人体的VD2含量,对人体健康有着重要意义。胡代花等[13]通过对金针菇进行紫外照射,使VD2的含量有了大幅度的提高。如今,金针菇可用于补充VD2,成为了食品和药品的天然健康原料。
1.5 金针菇矿物质
矿物质又称无机盐,是人体内所需无机物的总称,同时也是人体所必需的元素。自身无法产生和合成,人体如果缺少某种微量元素,免疫机能就会有所降低[14]。金针菇中富含47种矿物质,包含钠、钾、钙、镁等对人体有益的常量元素以及锌、铁、锰等微量元素[15],其中钾元素的含量很高,而钠元素的含量很低,这种高钾低钠正好有降低血压的功能,成为了心脏病患者和需要限制盐摄入人群不错的选择[12]。
1.6 金针菇膳食纤维
膳食纤维被誉为“人类第七大营养素”,有促进人体肠胃伸展蠕动,提高人体新陈代谢的作用[16],还有“肠道清道夫”的美称。此外,膳食纤维还能吸附一些人体无法吸收的脂质,加快废物的排放,对于肥胖疾病的预防具有较好的效果。同时在高血脂、高血压等相关疾病方面也体现出一定的抑制作用。在邵威平的研究中,与其他7种食用菌相比,金针菇的膳食纤维含量最高,达到了173.2 g·kg-1[17]。因此,多食用富含膳食纤维的金针菇,符合如今国内外普遍提倡改变膳食结构的要求。
2 金针菇的保健功能
2.1 金针菇的抗运动性疲劳功能
金针菇多糖作为一种极具开发潜力的生物活性成分。张秀玲等[18]利用超负荷运动10周后的30只大鼠进行试验后,比较大鼠中白细胞指标、尿素氮指标、血红蛋白指标和肌酸激酶指标变化来研究其在缓解运动疲劳和调节恢复能力的作用。最后得出多糖不仅可以显著降低机体内的乳酸浓度,加速疲劳感的消除,还有增强人体运动负荷能力的作用。在陈瑞琪等[19]、田学文等[20]、孙洪兆等人[21]的研究中也证实了金针菇多糖具有明显的抗运动性疲劳效果。
金针菇中有较高的氨基酸含量,也有研究表明氨基酸与运动性疲劳之间存在相关联系。杨涛等[22]探究了金针菇氨基酸抗运动性疲劳的作用,结果发现金针菇氨基酸能显著延长小鼠负重游泳的时间,显著增加其肝糖原的含量。可见金针菇氨基酸的确对增加运动耐力,提高抗疲劳能力有一定的效果。
2.2 金针菇的免疫抗肿瘤能力
T细胞是重要的免疫细胞,调节着机体的免疫功能;巨噬细胞具有吞噬能力,与肿瘤的发生与发展密切相关,M1型吞噬细胞具有杀死肿瘤细胞的能力。刘肖肖等[23]研究发现金针菇多糖FVPB2以α-(1→6)-葡萄糖和β-(1→3,6)-葡萄糖为主链,能激活T淋巴细胞,促使其INF和IFN-γ可以诱导活化M1型巨噬细胞[24],也能激活巨噬细胞,促使其分泌IL-1β等细胞因子,有效抑制肿瘤生长。Jia等[25-26]从金针菇子实体中分离纯化到多糖FVPA1、FVPA2、FVPB2、FVPB1,其中FVPA1具有显著提高自然杀伤细胞抗K562肿瘤细胞的活性;FVPA2具有促进小鼠脾淋巴细胞中的B细胞的增殖、促进巨噬细胞释放NO的作用。
2.3 金针菇的抗衰老功能
随着我国逐渐进入老龄化社会,防止和延缓衰老成为当代社会关注的热点问题,揭示相关机制,寻找抗衰老的方法对提高老年人生存质量尤为重要。姜秀梅等[27-28]研究了金针菇多糖对衰老小鼠大脑及脾脏抗氧化能力的影响,结果表明,金针菇多糖可使衰老小鼠大脑和脾脏产生抗氧化作用,可能是其抗衰老的作用机制之一,使金针菇多糖有抗衰老的功能。袁芳芳[29]对硫酸酯化金针菇多糖(SFPS) 的抗氧化、抗衰老活性也进行了分析,结果表明金针菇多糖具有一定的抗氧化和抗衰老活性,能减轻衰老小鼠的氧化应激损伤。同时小鼠的肝脏、肾脏和脑组织病理学观察进一步证实了该作用,说明金针菇多糖具有器官保护的作用,这也为天然功能性物质开发利用提供了参考。
3 金针菇的开发利用现状
3.1 金针菇饮品
3.1.1 金针菇酸奶
酸奶作为人们日常生活中非常受欢迎的食品,具有维持人体肠道菌群平衡,有效促进胃肠道消化吸收,抑制有害菌在肠道内生长繁殖的功效[30]。熊荣圆等[31]用木糖醇、金针菇汁液和乳酸菌菌种发酵,制作出了新型木糖醇金针菇酸奶。通过正交试验确定了最佳工艺条件为:纯牛奶作为原料,加入0.3%稳定剂,加入6%金针菇汁液、4%木糖醇和2%乳酸菌发酵剂;在42℃温度环境中发酵8 h,使该产品增加了酸奶中游离氨基酸的含量,具有金针菇中含有的生物活性成分,这大大增加酸奶的营养价值。用木糖醇代替蔗糖作为甜味剂,其既不易被人体吸收但还具备着同样的甜味,这为糖尿病病人及容易患龋齿的儿童带来了福音。此外,谢艳华等[32]也以金针菇和牛奶为主要原料,研制出了营养又健康的金针菇凝固型酸奶,确定了最佳工艺条件为金针菇汁15%、明胶0.6%、蔗糖添加量10%,菌种(保加利亚乳杆菌∶嗜热链球菌=1∶1) 接种量0.1%,培养温度43℃,培养时间4 h。
3.1.2 金针菇饮料
随着人们日常生活水平和消费观念的不断提高,人们对健康和营养日趋重视,对于饮料的选择也日趋偏向选择营养更加全面、口感更好、更加健康的饮料。刘波等[33]以优质金针菇、甜杏仁为主要原料,配以蜂蜜等辅料,通过精细加工制成金针菇甜杏仁保健饮料。最终确定最佳饮料配方为:加入30%的金针菇汁和甜杏仁浆混合汁(两者比例为1.0∶1.5)、4%蜂蜜、8%白砂糖、0.15%柠檬酸、0.05%柠檬酸钠及加入量为0.15%海藻酸钠和黄原胶(两者比例为2∶1)。冯嫣等[34]以苹果汁、金针菇汁、姜汁为主要材料,研发出了一种具有酸甜爽口和微辛辣独特风味的复合饮料。
3.2 金针菇面制品
金针菇在面制品中也有广泛的应用。弓志清等[35]研究了金针菇粉添加量对挂面蒸煮特性以及质构的影响,得到了最佳金针菇粉添加量。最终,选择了白金针菇以小于10%的添加量添加到挂面中,这不仅提高了其营养价值,还不影响挂面的质构和口感。馒头作为我国居民消费的传统主食,赵玲玲等[36]将金针菇粉加入到馒头中制成了金针菇保健馒头,提高了馒头的营养价值,丰富了馒头的品种,确定最佳工艺条件为金针菇粉添加量5%、酵母添加量0.3%、加水量55%、发酵15 min。高纯阳[37]则进行了金针菇混合脆片的研制,通过单因素试验结合正交试验确定了原料的最佳配比和微波真空膨化工艺的最佳参数,得出了最佳生产工艺配方。
3.3 金针菇与其他食用菌复配食品
在新型产品的开发中,大多采用的是单一金针菇进行开发研制,但其他食用菌也有着各自的保健功能和营养价值,若将金针菇与其他食用菌进行复合食品的开发,营养会更为全面。其中苗敬芝等[38]就曾研究过灵芝和金针菇混合发酵-芦荟复合保健饮料,结果表明,保健饮料口感好,营养也较全面,远高于纯种发酵。罗青等[39]也进行了金针菇与杏鲍菇混合发酵条件的探究,确定了最优混合发酵条件,这为金针菇和杏鲍菇功能性复合调味产品的开发提供了技术支持。李波等[40]研制出了将金针菇粉同香菇粉加入馒头中的复合菇粉馒头,并确定出了最佳工艺条件。
4 展望
虽然对金针菇的研究各个方面已经开展,但总体情况还不够深入,大都围绕着金针菇多糖与氨基酸来展开,研究过于复杂和重复,没有更新的突破。此外,金针菇在食品领域的研究较多,但金针菇所具有的多种生物活性成分和生理功能使其有药物开发的潜能,未来可用于研究开展临床应用,进行药物保健品的开发;金针菇生产中产生的大量菇脚往往均被随意丢弃,不被关注和重视,但其中也含有多种功能性蛋白等营养成分,这不但造成了资源的严重浪费,还污染了环境。如何有效合理地利用菇根,变废为宝,充分利用其中的营养价值,开发各种新型金针菇高值化产品,也可成为金针菇加工领域的一个新方向。从这个角度看来,金针菇还具有巨大的发展空间和利用潜力,需要研究人员继续深入探索与研究。