硒在香菇体内的生物转化及硒蛋白的生物活性
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第 (1 卷
第-期
孙中涛等： 硒在香菇体内的生物转化及硒蛋白的生物活性
硒在香菇体内的生物转化及硒蛋白的生物活性 !
孙中涛 王汉忠 孙凤鸣 姚良同
（山东农业大学生命科学学院， 泰安， (,+%+-） 摘 要 采用香菇深层发酵对无机元素硒进行富集和转化， 获得了硒含量为 ((’! . / . 的香菇
菌丝体。硒参与蛋白质、 多糖等大分子物质的合成， 被转化为有机硒， 有机化程度为 ,( 0 12 ， 其中 3- 0 (2 以硒蛋白的形式存在。硒对氨基酸和蛋白质的合成具有促进作用， 其含量分别 硒蛋白吸收利用率高， 生物活性强， 饲喂硒蛋 比对照提高 +’ 0 132 和 +- 0 )2 。与无机硒相比， 白的大鼠体内硒水平和 456789 活性明显较高。将硒蛋白提取出来， 取代亚硒酸钠等无机硒 作为补硒功能性食品或药品的基料， 具有广阔的开发前景。 关键词 香菇， 硒蛋白， 生物活性
硒 （ 5:） 是人体必需的微量营养元素， 具 有重要的生理功能 关注的焦点之一 转化 作 用
［<］ ［(］
备用。 + 0 + 0 ) 培养基 斜面培养基： 发酵培养基 8BC 培养基； （2） ： 葡萄糖 (， 蔗糖 (， 酵母粉 +， 玉米粉 (， &( 68D< % 0 (’， !E?@ % 0 +， F . 5D< % 0 +， ?E?D) % 0 %(，GH?@( % 0 %%,，?E?@( % 0 %%<， FH5D< % 0 %%+， IJ 、 I J 各 % 0 %%’， A 6 ’ ; 3。
万方数据 ,$
蛋白含量均有所降低。培养基含硒量为 *% 菌 丝 体 总 蛋 白 含 量 高 达 !," 7 : !+ 9 -G 时， 比对照提高 *$ 7 )5 ， 可溶性蛋白提取 - + 9 +， 量为 4* 7 % - + 9 +， 收得率为 ), 7 H5 ； 菌丝体的 其中 *: 种氨 基 酸 含 量 均 比 对 照 有 所 提 高，
有机硒含量 ・+ 9!+ *7H "! *:" *4$
C*
。
无机硒含量的测定： 样品不经消化处理， 研碎后放入蒸馏水中小火微沸 )%-./， 抽滤 得到滤液， 然后按总硒含量的测定方法进行
表#
培养基含硒量 ・-G 9!+ @I（%） , *% ,%
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香菇对硒的富集与转化
硒的有机化程度 95 $4 7 , H: 7 " H! 7 4 )% 7 4 总硒含量 提高倍数 C !$ 7 4 **$ 7 " )): 7 $ 硒富集回收率 95 C ** 7 : !) 7 % ,7$
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生物量 （干重） ・-G 9 -+ *! 7 :% * 7 %,$ *% 7 !, " 7 ,:
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菌丝体总硒含量 ・+ 9!+ *74 ,, !!, :"%
! " ! 富硒香菇菌丝体蛋白质含量和氨基酸 组成分析 由表 ! 和表 ) 可知， 富硒香菇菌丝体的 总蛋白含量和可溶性蛋白含量均高于对照 组， 但培养基硒浓度过高时， 可溶性蛋白和总
［,］
测定。 有机硒含量的计算： 有机硒含量 B 总硒含量 C 无机硒含量 蛋白质的测定： 凯氏定氮法。 氨基酸的测定： 样品水解后用氨基酸自 动分析仪分析。
［:］ 。 <21=’> 活性测定： D0 EF 比色法
!
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结果与分析
香菇对硒的富集与转化 从表 * 可以看出， 香菇对硒有较强的富
集能力， 随着培养基硒含量的增加， 菌丝体总 硒含量增加， 但生物量有所降低。在培养基 硒含量达 *%!+ 9 -G 时， 仍有较高的生物量； 达 ,%!+ 9 -G 时， 香菇菌丝体的生长受到强烈 抑制； 为 *%!+ 9 -G 时， 香菇菌丝体内有机硒 硒的有机化程度为 含 量 高 达 *:" !+ 9 +， 这说明硒进入香菇菌丝体后， 并不是 H! 7 45 ， 被简单的吸附， 而是参与了蛋白质等大分子 物质的合成代谢， 被转化为有机硒。同时， 随 着培养基硒含量的增加， 硒的有机化程度降 低， 这说明香菇对硒的转化能力有一定限度， 当环境硒浓度过高时， 不但生长受到抑制， 而 且进入香菇体内被简单吸附的硒数量相对增 加， 参与合成代谢转化为有机硒的数量相对 减少， 硒源质量降低。综合考虑生物量、 菌丝 体总硒含量、 硒的有机化程度等指标， *%!+ 9 -G 为最佳硒添加量。
万方数据
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食品与发酵工业
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搅拌提取 ) #， 静 !" #， $% &’( 高压均质破壁， 置 !" #， 然后边搅拌边 *% %%% + 离心 *, -./， 向上清液中加入固体 （ 01" ） ! 23" 至 4%5 的 饱和度， "6 静置过夜， *, %%% + 离心 *, -./， 收集沉淀， 用少量缓冲液溶解， 在蒸馏水中透 析除去 （ 01" ） 收集蛋白质溶液， 冷冻干 ! 23" ， 燥， "6 下保存备用。 * 7 ! 7 ) 硒蛋白生物活性的动物实验 将 )% 只发育良好， 体重均匀的雄性成年 鼠分为饲喂基础饲料 （组成为： 豆粉 "%5 ， 玉 米粉 "%5 ， 麸皮 *"5 ， 混合盐 ,5 、 混合维生 素 *5 。含硒量 8 % 7 %*!+ 9 +） 、 基础饲料加亚 硒酸钠 （含硒量为 ) 7 )*!+ 9 +） 、 基础饲料加硒 蛋白 （含硒量为 ) 7 !!!+ 9 +） 每组 *% 只。 ) 组， 实验共 :% ;， 实验期间实验鼠足量饲喂， 自由 摄食， 但只提供蒸馏水。)% ; 后， 测每组实验 鼠体重及硒的摄入量， 收集实验鼠 "$ # 的排 泄物并测定硒含量。:% ; 后采集实验鼠的血 液和肝组织， 分别测定硒含量和 <21=’> 的 活性。 * 7 ! 7 " 分析测定方法 总硒含量的测定： 称取定量样品， 用硝酸 和高氯酸 ［! （ 103) ） （ 1@A3" ）B * ? " ］ 消 ? ! 化后， 以二氨基联苯胺为显色剂， 采用分光光 度法测定
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材料与方法
材 菌 料 种
+0+0+ 香菇 =+)， 由山东农业大学微生物学系 菌种中心提供。 + 0 + 0 ( 主要试剂 亚硒酸钠： 用蒸馏水配制成含硒 + > . / 用 6?@ 调 A6 值 3 0 ’， 高压灭菌 >= 的溶液，
第一作者： 硕士， 讲师 （王汉忠为本文通讯作者） 。 （ !" # $%%&’(） !山东省教委科研基金项目 收稿时间： (%%) * %+ * %(
53 ・ （ 1DK ・&） 2!1F:
处
理
血 (’ ) 03 403 ) ’+ 4*/ ) 04
肝 (/ ) -* /(- ) 0( -(* ) 4+
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饲料硒在大鼠体内的存留率 表 ( 表明， 硒蛋白中有机硒在大鼠体内
收利用率和生物活性均高于亚硒酸钠， 具有 较好的补硒效果。
表+ 饲料硒对大鼠血及肝 %&’()* 活性 和硒水平的影响
・& 5 3 硒含量 2!& 血 基础饲料 . ) .0* 基础饲料加亚硒酸钠 . ) /’3 基础饲料加硒蛋白 3 ) 0+0 肝 . ) .+3 . ) *34 3 ) 4(3 AECI=J 活性
富硒香菇菌丝体蛋白质含量
可溶性蛋白 ・& 2 1& /+ ) .
53
菌丝体总蛋白 ・& 2 1& ’34 ) 3
53
收得率 2, 0+ ) + 0+ ) ( 04 ) / 04 ) 4
! # $ 饲料硒对大鼠血及肝硒水平和 %&’( )* 活性的影响 由表 4 可知， 饲喂亚硒酸钠和硒蛋白的 ’ 组大鼠血与肝硒水平和 AECI=J 活性明显 比对照组高。而且， 饲喂硒蛋白的大鼠与饲 喂亚硒酸钠的大鼠相比血与肝硒含量分别提 高 -(, 和 /. ) (, ， 血与肝 AECI=J 活性分别 提高 3’ ) +, 和 30 ) ’, 。这说明， 硒蛋白的吸
第 ’* 卷
第-期
孙中涛等： 硒在香菇体内的生物转化及硒蛋白的生物活性
分别比对照提高 ! "# 和 $% & 提高最为显著， 氨 基 酸 总 量 达 ’/. ) /0 ’( ) *+, 、 *( ) -., ； 比对照提高了 34 ) *(, ， 其中人体必需 1 & 2 &， 氨基 酸 总 量 比 对 照 提 高 3( ) ++, 。由 此 可 见， 硒在香菇菌丝体内富集转化的同时， 参与 合成代谢， 促进了氨基酸和蛋白质合成， 提高 了菌丝体的氨基酸和蛋白质含量， 但培养基 硒浓度过高时， 这种促进作用反而减弱， 甚至 抑制氨基酸和蛋白质合成， 这可能是无机硒 的毒害作用所致。
+ (
， 补硒已成为营养学家
［+ ; )］
。
香菇菌丝体对无机硒具有较强的富集和 ， 硒在香菇菌丝体内以与蛋白 质、 多肽等有机物相结合的状态存在， 称为生 物源有机硒， 人体对其吸收利用率高， 生理、 药理功能优于一般有机硒和无机硒， 无毒副 作用， 是人体的最佳硒来源。 文中对硒在香菇菌丝体内的富集、 转化 与分布进行了研究， 对富硒香菇菌丝体的主 要有效成分硒蛋白进行了初步分离提纯， 并 对其保健功能进行了研究， 为硒蛋白在功能 性食品基料和补硒药品中的开发应用奠定了 理论基础。
表!
培养基硒含量 ・1! 2!& 67（.） 4 3. 4.
53
合的报道， 在多糖的提取过程中， 蛋白质去除 得是否彻底， 是否还有其他杂质存在， 硒是与 多糖结合还是与多糖纯化精制过程中未能除 尽的蛋白质等杂质相结合， 值得进一步研究。
表$ 香菇菌丝体内有机硒的分布
菌丝体 总有机硒 ・& 5 3 硒含量 2!& 占总有机硒的 百分含量 2 , 3(+ 3.. 硒蛋白中 硒多糖中 其他成分中 有机硒 333 ) (- ) ’ 有机硒 34 ) * *)/ 有机硒 0( ) / ’’ ) 0
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方
法
+ 0 ( 0 + 富硒香菇菌丝体的制备 将香菇 =+) 在硒含量 +%!. / >= 的发酵 培养基中发酵培养， 装液量 +%% >= / (’% >= 三角瓶， 发酵条件为 (’K 、 然 +%% L / >MH、 +% N； 后将三角瓶菌种转接入 +% = 发酵罐， (’K 、 接 种 量 为 +%2 ， 发酵 + O % 0 - PP> 进 行 发 酵， 发酵液 A6 值降至 )Baidu Nhomakorabea0 ( 时， 结束发 +3- Q 后， 酵。发酵液 ) ’%% . 离心 +’ >MH 获得菌丝体， 用去离子水反复冲洗和再离心， 直至测定最 后一次水洗液无无机硒为止。菌丝体经冷冻 干燥后研磨即得富硒香菇菌丝粉， <K 下保存 备用。 + 0 ( 0 ( 硒蛋白的提取 将富硒香菇菌丝粉加 +% 倍体积的含有 +2 RLMS"H T7+%%、 % 0 %( >"@ / = F . ?@( 、 A6 - 0 3 的 % 0 %’ >"@ / = RLMU76?@ 缓冲液， <K 下静置
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孙中涛等： 硒在香菇体内的生物转化及硒蛋白的生物活性
硒在香菇体内的生物转化及硒蛋白的生物活性 !
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（山东农业大学生命科学学院， 泰安， (,+%+-） 摘 要 采用香菇深层发酵对无机元素硒进行富集和转化， 获得了硒含量为 ((’! . / . 的香菇
菌丝体。硒参与蛋白质、 多糖等大分子物质的合成， 被转化为有机硒， 有机化程度为 ,( 0 12 ， 其中 3- 0 (2 以硒蛋白的形式存在。硒对氨基酸和蛋白质的合成具有促进作用， 其含量分别 硒蛋白吸收利用率高， 生物活性强， 饲喂硒蛋 比对照提高 +’ 0 132 和 +- 0 )2 。与无机硒相比， 白的大鼠体内硒水平和 456789 活性明显较高。将硒蛋白提取出来， 取代亚硒酸钠等无机硒 作为补硒功能性食品或药品的基料， 具有广阔的开发前景。 关键词 香菇， 硒蛋白， 生物活性
硒 （ 5:） 是人体必需的微量营养元素， 具 有重要的生理功能 关注的焦点之一 转化 作 用
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香菇对硒的富集与转化
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测定。 有机硒含量的计算： 有机硒含量 B 总硒含量 C 无机硒含量 蛋白质的测定： 凯氏定氮法。 氨基酸的测定： 样品水解后用氨基酸自 动分析仪分析。
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结果与分析
香菇对硒的富集与转化 从表 * 可以看出， 香菇对硒有较强的富
集能力， 随着培养基硒含量的增加， 菌丝体总 硒含量增加， 但生物量有所降低。在培养基 硒含量达 *%!+ 9 -G 时， 仍有较高的生物量； 达 ,%!+ 9 -G 时， 香菇菌丝体的生长受到强烈 抑制； 为 *%!+ 9 -G 时， 香菇菌丝体内有机硒 硒的有机化程度为 含 量 高 达 *:" !+ 9 +， 这说明硒进入香菇菌丝体后， 并不是 H! 7 45 ， 被简单的吸附， 而是参与了蛋白质等大分子 物质的合成代谢， 被转化为有机硒。同时， 随 着培养基硒含量的增加， 硒的有机化程度降 低， 这说明香菇对硒的转化能力有一定限度， 当环境硒浓度过高时， 不但生长受到抑制， 而 且进入香菇体内被简单吸附的硒数量相对增 加， 参与合成代谢转化为有机硒的数量相对 减少， 硒源质量降低。综合考虑生物量、 菌丝 体总硒含量、 硒的有机化程度等指标， *%!+ 9 -G 为最佳硒添加量。
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第一作者： 硕士， 讲师 （王汉忠为本文通讯作者） 。 （ !" # $%%&’(） !山东省教委科研基金项目 收稿时间： (%%) * %+ * %(
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饲料硒在大鼠体内的存留率 表 ( 表明， 硒蛋白中有机硒在大鼠体内
收利用率和生物活性均高于亚硒酸钠， 具有 较好的补硒效果。
表+ 饲料硒对大鼠血及肝 %&’()* 活性 和硒水平的影响
・& 5 3 硒含量 2!& 血 基础饲料 . ) .0* 基础饲料加亚硒酸钠 . ) /’3 基础饲料加硒蛋白 3 ) 0+0 肝 . ) .+3 . ) *34 3 ) 4(3 AECI=J 活性
富硒香菇菌丝体蛋白质含量
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53
菌丝体总蛋白 ・& 2 1& ’34 ) 3
53
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香菇菌丝体对无机硒具有较强的富集和 ， 硒在香菇菌丝体内以与蛋白 质、 多肽等有机物相结合的状态存在， 称为生 物源有机硒， 人体对其吸收利用率高， 生理、 药理功能优于一般有机硒和无机硒， 无毒副 作用， 是人体的最佳硒来源。 文中对硒在香菇菌丝体内的富集、 转化 与分布进行了研究， 对富硒香菇菌丝体的主 要有效成分硒蛋白进行了初步分离提纯， 并 对其保健功能进行了研究， 为硒蛋白在功能 性食品基料和补硒药品中的开发应用奠定了 理论基础。
表!
培养基硒含量 ・1! 2!& 67（.） 4 3. 4.
53
合的报道， 在多糖的提取过程中， 蛋白质去除 得是否彻底， 是否还有其他杂质存在， 硒是与 多糖结合还是与多糖纯化精制过程中未能除 尽的蛋白质等杂质相结合， 值得进一步研究。
表$ 香菇菌丝体内有机硒的分布
菌丝体 总有机硒 ・& 5 3 硒含量 2!& 占总有机硒的 百分含量 2 , 3(+ 3.. 硒蛋白中 硒多糖中 其他成分中 有机硒 333 ) (- ) ’ 有机硒 34 ) * *)/ 有机硒 0( ) / ’’ ) 0
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方
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富硒香菇菌丝体的氨基酸组成
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