苏涛涛
(河南工业和信息化职业学院,河南 焦作 454000)
草菇(Volvariella volvacea)是我国栽培历史较早的食用菌之一,《新华本草纲要》《广东通志》中对南华菇的记载,就是早期人们采摘、食用草菇的经历[1]。草菇是一种高温型腐生真菌,在我国华南等地均有分布[2],现已经被广泛人工栽培。草菇不仅味道鲜美,而且营养成分非常丰富[3]。人体在长时间运动时,会引起肌肉纤维的细微损伤,在肌肉内部会有部分的纤维轻度撕裂现象。蛋白质是修复受损肌肉纤维的重要物质,食用大量的优质蛋白质可以补充肌肉合成所需要的蛋白质,填补被破坏的肌肉纤维,起到维持和修复肌肉组织细胞生长的作用。食用草菇可以补脾益气[4],对于经常头昏眼花的人和孕妇,可以吃草菇补血、预防缺铁性贫血[5]。针对草菇蛋白质对身体血液指标和运动耐力的影响进行研究,探讨草菇蛋白质对人体的作用机理,为草菇功能性食品和相关保健品的开发提供科学依据。
主要试验仪器设备:BS-224型电子天平,德国SARTORIUS公司;800型低速离心沉淀机,厦门兴万电子仪器有限公司;DZ-1BC型真空干燥箱,天津泰斯特仪器有限公司;HZS-HA水浴振荡器,哈尔滨市东明医疗仪器厂;FW400A型粉碎机,北京科伟永鑫实验仪器厂;JC-9870凯氏定氮仪,青岛聚创环保集团有限公司。
主要试剂:蒸馏水、柠檬酸、氢氧化钠等,天津纵横兴工贸公司化工试剂分公司(分析纯);α-淀粉酶、纤维素酶等,天津市富宇精细化工有限公司。
草菇干品购自福建盛耳食品有限公司(生产许可证编号:SC12235092200020),将购买的草菇干品清洗干净,切片后在烘箱中60℃烘干2 h,上粉碎机粉碎、过80目筛得草菇粉末备用。按1∶10的固液比例,将粉末与纯净水充分混合均匀后得草菇提取溶液,放入高压锅内蒸煮30 min,待冷却后取出。用柠檬酸缓冲液调pH至4.5,加纤维素酶在恒温振荡水浴锅中保温水解48 h。水浴锅70°C水浴灭酶活30 min,再用2%的氢氧化钠调pH至6.5加α-淀粉酶,再在恒温水浴锅中70°C保温水解2 h。在pH 4.8、45℃条件下加入糖化酶水解4 h。冷却后取出再灭酶活30 min,上离心机3 500 r·min-1离心15 min分离酶解液即得草菇固体蛋白质。
动物试验用小鼠为广东省医学试验动物中心繁殖的昆明小鼠,先集中适应性饲养1周,正常饮水投喂饲料。适应性饲养后进行称重并分组,挑选体重为(20±4)g的小鼠分为4组,每组10只,雌雄各半。
各小组小鼠分别喂食不同剂量的草菇蛋白溶液,详见表1。
表1 草菇蛋白质动物试验组别安排Tab.1 Arrangement of animal test groups of Volvariella volvacea protein
如表1所示,对照组不进行灌胃,其他各组按剂量每天1次给小鼠灌胃。各组均连续灌胃7 d,正常投喂基础饮料,自由饮水。
最后1次灌胃1 h后进行小鼠负重游泳试验。在30 cm×40 cm×40 cm的玻璃缸内加水,水深约30 cm,水温保持在(25±1)℃,给小鼠尾根部按其体重5%负荷重物,各组小鼠涂色进行标记以示区别,将小鼠放入玻璃缸内,立即计时。观察并记录自小鼠进入水中至游泳疲劳力竭时的游泳时间,以小鼠头部入水10 s后不上浮时,判定其游泳已至力竭停止计时。负重游泳试验用于对比草菇蛋白质对小鼠运动耐力的影响。
负重游泳试验结束2 h后进行小鼠耐缺氧试验。各组随机取5只小鼠放入5个大集气瓶中,集气瓶瓶口涂抹凡士林,每个集气瓶中加入6 g钠石灰用于吸收二氧化碳和水分,加盖密封后记录从密封开始到小鼠全身痉孪、腹部不再起伏停止呼吸的时间。
将草菇蛋白溶液用蒸馏水稀释,配制成浓度为300 μg·mL-1的溶液。用真空采血针抽取小白鼠腹主静脉血液20 mL,上离心机3 000 r·min-1离心15 min后取血红细胞底液,用生理盐水配制5%的悬浊液30 mL。配制溶血测定试管,配比详见表2。
表2 溶血活性试验溶液配比Tab.2 Solution ratio of hemolytic activity test
如表2所示,取5支试管编号,按配比制成溶血测定试管,放入恒温箱在(35±2)℃条件下低温培养2 h后观察试验结果,用于测定多糖的溶血活性。其中第5支试管作为空白对照编号试管,第1支试管作为完全溶血对照编号试管,用于检测草菇蛋白质在小鼠血液中的溶血活性[6]。
小鼠负重游泳试验结果见表3。
如表3所示,3个试验组与对照相比,均在不同程度上使小鼠负重游泳时间加长了,试验1组的增幅最大,达37.49%,试验2组与试验3组的增幅相差不大,均为27%左右。3个试验组的平均负重游泳时间为24.45 min,较对照组的18.67 min增加了30.96%;3个试验组之间的平均负重游泳时间差别不大,没有明显变化。
表3 小鼠负重游泳试验结果Tab.3 Results of weight-bearing swimming test in mice
对小鼠进行常压耐缺氧试验的结果见表4。
表4 不同组分对小鼠常压耐缺氧时间的影响Tab.4 The effect of different components on the time of normal pressure hypoxia tolerance in mice
如表4可知,3个试验组与对照相比,均在不同程度上使小鼠的常压耐缺氧时间延长,试验1组的增加幅度最大,达37.47%;3个试验组的平均常压耐缺氧时间为14.47 min,较对照组的10.97 min增加了31.91%;但3个试验组内相比平均常压耐缺氧时间相差不大,没有明显的规律性。
草菇蛋白质在血液检测试验中主要检测其溶血试验,结果见图1。
如图1所示,自左向右试管编号依次是1、2、3、4、5,可以看出,编号1~编号4的试管底层均有血红细胞沉淀物,上清液均透明清澈,分层明显;而对照组完全溶血的5号试管无任何血红细胞沉淀,整个试管溶液红色分布均匀,草菇蛋白质溶血试验结果显示,在4种试验浓度配比下,草菇蛋白质对小白鼠的红细胞具有一定的抗凝血作用。
小鼠负重游泳试验结果表明,灌胃草菇蛋白溶液能够明显提升小鼠负重游泳时间。分析其原因主要是负重游泳试验属于力竭性试验,大运动量高强度运动时,小鼠的肌细胞会有损伤和破损的情况,而且肌肉中的蛋白质分解速度也会加快,以适应机体运动的能量消耗。而草菇蛋白质正好补充了机体内的蛋白质,将小鼠负重游泳运动分解的蛋白质尽快加以补充。
对小鼠进行常压耐缺氧试验的结果表明,3个试验组的平均常压耐缺氧时间较对照组提高了30%以上。可以看出灌胃草菇蛋白溶液显著延长了小鼠常压缺氧条件下存活时间,存活时间的延长实际上就是中枢神经对机体耗氧的控制能力,在缺氧条件下降低机体需氧量以延长生命时间,这与延长运动耐力的原理基本相同。
小鼠的血液检测通过溶血试验证明,草菇蛋白质具有调整小鼠血液血糖浓度、疏通血管和加强微循环的功效,可以增强小鼠的在运动时对机体的供血,携带更多的氧气、提高供氧时间从而提高运动耐力。也从侧面证明了草菇蛋白质对人体来说是安全无害的,对运动过程中的血液系统正常运转有一定的作用。