双孢蘑菇预煮液成分分析及其降血压效果

陈　宏，章　骞，洪水河，吴锦清,，聂　鑫，林丽云，翁　凌，曹敏杰

(1.集美大学食品与生物工程学院，福建 厦门 361021；2.福建紫山集团股份有限公司，福建 漳州 363119)

0　引言

双孢蘑菇(Agaricusbisporus)，又称白蘑菇、洋蘑菇，属草腐菌，味道鲜美，营养丰富，是世界上栽培最广泛、总产量最高并且消费量最大的食用菌，有“世界菇”之称[1]。2000年前后，我国年产量约40万t[2]。此后，随着生产技术的不断进步以及国内外消费需求的持续增加，双孢蘑菇的栽培产量不断增长，到2015年，年产量已达337.96万t[3]。双孢蘑菇不仅富含蛋白质、氨基酸、维生素、矿物质和碳水化合物等多种营养物质，而且还富含多糖、多肽、生物碱、三萜等成分，具有一定的药用和保健价值[4]。

在双孢蘑菇加工过程中，为钝化引起褐变的多酚氧化酶，必须对软化组织进行预煮处理[5]。双孢蘑菇在预煮过程中，部分水溶性成分溶出至蒸煮液。目前，大部分双孢蘑菇生产加工企业产生的大量蒸煮液被直接弃去，这不仅造成资源浪费，还增加了环境保护的压力。近年，部分企业尝试将蒸煮液用于酱油生产以丰富酱油的风味，或将其经过浓缩制作蘑菇味调味汁[6]、蘑菇醋或蘑菇蛋白饮料[7]等。

尽管国内企业对双孢蘑菇蒸煮液的资源利用技术在不断改进，但是对于其组成成分的分析的报道相对较少。早期的研究多集中在氨基酸类物质的提取分析[8-9]。近年来，段秀辉等[10]比较研究了3种食用菌预煮液的主要成分。刘璐等[11]分析了杏鲍菇预煮液的挥发性成分。目前，对食用菌的研究多集中在抗氧化、改善心脑血管疾病、降血糖等活性，如蒋益等[12]从发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，双孢蘑菇多糖对宫颈癌细胞的增殖具有抑制作用，并且具有免疫调节能力；毛勇[14]通过小鼠体外实验表明，双孢蘑菇多糖能够抑制葡萄糖苷酶的活性，调节血糖水平，同时能够改善糖尿病小鼠消瘦和毛色暗淡等症状。

高血压是最常见的慢性病，它可导致多种心血管疾病的发生，严重威胁着人类的健康。目前，治疗高血压的药物主要有卡托普利、赖诺普利和依那普利等。这些药物虽然效果显著，但是长期服用会引起皮疹、尿蛋白等不良反应[15-16]，亟需改善对高血压的预防和治疗。当前，食用菌预煮液成分是否有降血压功效，国内外还未有相关研究报道。因此，本研究拟对双孢蘑菇预煮液中基本营养成分、呈味物质成分、糖类分子质量、重金属含量等指标进行分析，并利用原发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats,SHR)对双孢蘑菇预煮液进行降血压功效评价，以期为天然功能性食品的开发提供新思路。

1　材料与方法

1.1　材料与试剂

双孢蘑菇预煮液由福建紫山集团股份有限公司提供；雄性SHR购自上海斯莱克实验动物有限责任公司。

Milli-Q超纯水(美国Millipore公司)；盐酸，硝酸，硫酸，草酸，乙酸，甲醛，硫脲，高氯酸，氢氧化钾，氢氧化钠，硼氢化钾，硼氢化钠，抗坏血酸，铁氰化钾，硝酸镁，氧化镁，乙酸钠，柠檬酸钠，均购于国药集团，分析纯；三氧化二砷，硝酸铅，氯化汞，金属镉标准品，均购于国家标准物质中心，D-葡萄糖纯度标准品(美国Sigma公司)；混合氨基酸标准品(美国Sigma公司)。

1.2　仪器与设备

高效液相色谱仪(美国Agilent Technologies 公司)；高速离心机(美国Beckman公司)；恒温水浴锅(德国Memmert公司)；电子天平(中国精科天平)；冷冻干燥机(德国Christ公司)；紫外分光光度计(美国Perkin Elmer公司)；大鼠血压测定仪(Softron BP-2010A，日本Softron公司)；氨基酸分析仪(英国Biochrom公司)；原子荧光光谱仪(日本日立公司)。

1.3　实验方法

1.3.1样品制备

新鲜双孢蘑菇在料水比(m/V)为1∶1，加热温度为(98±1)℃，加热时间为8～10 min，柠檬酸添加量为1‰下获得预煮液。预煮液经减压浓缩到固形物质量分数为80%后，放入-80 ℃冰箱冷冻24 h，样品完全冻结后取出，放置于冷冻干燥机内(63 Pa，-50 ℃)，直至干燥完成，收集冷冻干燥后的样品，经粉碎混匀后置于密闭干燥的容器中备用。

1.3.2营养成分分析

蛋白质含量，按照GB 5009.5—2016测定；脂肪含量，按照GB 5009.6—2016测定；钠含量，按照GB/T 5009.91—2003测定；能量和碳水化合物，按照GB/Z 21922—2008公式法计算。

1.3.3糖类和蛋白质分子质量分布分析

多糖分子质量，采用高效体积排阻色谱法(high performance size exclusion chromatography，HPSEC)[17]测定；蛋白质分子质量，按照GB/T 22729—2008测定。

1.3.4氨基酸总量和呈味核苷酸二钠含量分析

氨基酸含量，按照GB 5009.124—2016测定；呈味核苷酸二钠含量，按照GB 1886.171—2016测定。

1.3.5重金属含量分析

总砷含量，按照GB 5009.11—2014测定；铅含量，按照GB 5009.12—2010测定；镉含量，按照GB 5009.15—2014测定；总汞含量，按照GB 5009.17—2014测定。

1.3.6原发性高血压大鼠的降血压作用分析

SHR选用9～11周龄，质量(380±20) g，尾部收缩压超过23.998 kPa的雄性大鼠。SHR饲养于24 ℃恒温、12 h光照、12 h黑暗的房间，食物与水自由采食，适应性饲养1周。大鼠分为3组，每组4只，以蒸馏水作为空白对照，以卡托普利作为阳性对照，灌胃剂量为10 mg/kg，以双孢蘑菇预煮液冻干样品作为实验组，灌胃剂量为100 mg/kg。样品通过口服灌胃的方式进行一次性灌胃，每只大鼠灌胃一次，用大鼠血压测定仪测定灌胃0，4，8，12，24 h后大鼠的收缩压，每只大鼠测定3次。

2　结果与讨论

2.1　基本营养成分分析

经分析，每100 g双孢蘑菇预煮液冻干样品中，能量为1 476 kJ，钠含量为715 mg，不含有脂肪，蛋白质和碳水化合物含量丰富，分别达到了31.3%和55.5%。其中，碳水化合物有单糖、低聚糖和多糖等多种存在形式，而多糖具有增强免疫力等多种药理学功效。

2.2　糖类分子质量分布

由图1和表1可知，双孢蘑菇预煮液中以分子质量小于1 000 u的糖类为主，占总峰面积的98.67%，其中，单糖所占比例为58.93%。Tsai等[18]的研究表明，在双孢蘑菇不同的成熟阶段，甘露醇是其中最主要的可溶性糖，因而，预煮液中的单糖主要为分子质量较小的甘露醇。双孢蘑菇预煮液中含量较高的小分子糖类，在普通的干燥加工过程中易吸潮结块，与氨基酸发生美拉德反应导致产品色泽呈深褐色[19]。因此，在利用双孢蘑菇预煮液进行加工时，应注意采取相应的措施避免吸潮现象，并通过降低温度，减缓美拉德反应。

2.3　肽分子质量分布

由图2和表2可知，双孢蘑菇预煮液中分子质量大于2 000 u的肽仅占总含量的2.68%，大于500 u 的(占7.38%)，而分子质量小于500 u的小肽和游离氨基酸的质量分数高达92.62%，双孢蘑菇经预煮后，氨基酸和分子质量小的短肽更容易溶解于预煮液中。一般认为，寡肽或小分子肽由2～10个氨基酸组成，10～50个氨基酸组成的肽为多肽。预煮液中，氨基酸质量分数占比达77.78%，而分子质量在180～2 000 u的肽段含量所占比例仅为19.54%。尽管小肽在双孢蘑菇预煮液中的含量较少，由于其具有多种生理功能，在今后的工作中有必要对功能活性肽做深入研究。

表1　糖类分子质量分布

保留时间Retention time/min数均分子质量 MnNumber averagemolecular mass重均分子质量MwWeight averagemolecular mass Mw/Mn峰位分子质量MpPeak molecularmass 峰面积Peak area峰面积比例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　肽分子质量分布

2.4　氨基酸组成和呈味核苷酸二钠含量

双孢蘑菇预煮液冻干样品用盐酸完全水解后，检测其氨基酸含量，结果如表3所示。双孢蘑菇预煮液含有16种氨基酸，总质量分数为11.78%。其中，必需氨基酸有7种，但必需氨基酸与总氨基酸含量的比值仅为11.04%，与双孢蘑菇子实体中必需氨基酸含量相差较大[4]，说明其不适合开发成蛋白质食品。但双孢蘑菇预煮液冻干样品中呈鲜味的谷氨酸和天冬氨酸的质量分数为7.5 %，呈甜味氨基酸的质量分数为1.35%，呈味氨基酸占总量的比例达到75.13%。呈味核苷酸二钠的质量分数达到7.84%。参照相关标准[20]，当样品中氨基酸态氮质量分数高于3.0%，呈味核苷酸二钠质量分数高于1.6%时，具有增鲜的效果。双孢蘑菇预煮液冻干样品的氨基酸态氮质量分数为11.78%，呈味核苷酸二钠的质量分数为7.84%，产品呈味特别鲜美。

有研究指出，支链氨基酸是具有预防肝病、提高免疫力等特殊生理功能的必需氨基酸[21]。双孢蘑菇预煮液冻干样品中，缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸等支链氨基酸质量分数为0.54%。尽管样品中支链氨基酸的含量较低，但其是否具有相关功能值得后续研究。

表3　双孢蘑菇预煮液中氨基酸含量分析

说明：a—必需氨基酸；b—鲜味氨基酸；c—甜味氨基酸；d—支链氨基酸

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

2.5　重金属含量分析

近年来，重金属对食品污染引起的产品质量安全问题受到广泛的关注。研究表明，在双孢蘑菇栽培过程中，菌丝对重金属元素具有一定的富集作用。李远东等[22]对我国栽培食用菌的重金属进行调查，发现其中部分双孢蘑菇子实体中的总汞质量分数达到了(5×10-5)%，是国家标准的5倍[23]。为了了解双孢蘑菇预煮液是否存在重金属超标问题，将双孢蘑菇预煮液冻干后分析其铅、镉、总汞、总砷的含量，结果如表4所示。

表4　双孢蘑菇预煮液重金属含量分析

由表4可见，样品中总砷、铅和镉的质量分数分别为(3.3×10-5)%、(3.1×10-5)%和(2.3×10-5)%，均低于国家标准的限量要求，但总汞质量分数为(1.3×10-5)%，略高于国家标准(1×10-5)%的限量要求。故在利用双孢蘑菇预煮液时，需要注意重金属超标的问题。今后，有必要利用重金属吸附技术，有效降低产品中的重金属，特别是总汞的含量。

2.6　双孢蘑菇预煮液对SHR的降血压作用

将双孢蘑菇预煮液灌胃SHR，实验结果如图3所示。空白对照组、阳性对照组、实验组的SHR在灌胃前(0 h)的收缩压分别为(30.731.5±0.653)，(30.931±0.240)，(28.691±2.026)kPa。灌胃4，8，12和24 h后，空白对照组的SHR收缩压基本维持不变；阳性对照组在灌胃4 h后即达到最低值(20.505±1.267)kPa，实验组SHR收缩压的变化呈先下降后缓慢升高的趋势，收缩压最低值出现在灌胃12 h后，最低值为(21.465±1.947)kPa，灌胃24 h后，收缩压还维持在(25.091±3.120)kPa。

研究表明，多糖活性与多糖分子质量分布有很大的关联性，如分子质量过大，多糖分子难以通过细胞膜进入细胞发挥活性作用，但糖的分子质量过低，则无法形成具有活性的聚合结构[24]。此外，具有降血压活性的多肽，一般由2～10个氨基酸组成，分子质量较低[25]。本研究结果显示，在双孢蘑菇预煮液中，分子质量为214～900 u的多糖占总糖含量的39.74%，分子质量为180～2 000 u的小肽占总蛋白质含量的19.54%，故推测具有降血压活性的成分可能为双孢蘑菇预煮液中的多糖或小肽。

3　结论

双孢蘑菇预煮液中含有丰富的碳水化合物、氨基酸和呈味核苷酸二钠等有效成分，除总汞外，重金属含量较低。预煮液中碳水化合物主要是以单糖和小分子质量多糖的形式存在，蛋白质主要是以游离氨基酸和低分子质量小肽的形式存在。大鼠的降血压效果与双孢蘑菇预煮液中的多糖和低分子质量小肽有关。本研究为双孢蘑菇预煮液的综合开发利用提供了理论参考。