全 文 :美味牛肝菌富硒培养条件优化及其多糖抗氧化性研究
冮 洁 张文静 季旭颖
(大连民族大学生命科学学院 辽宁大连 116600)
摘要 对美味牛肝菌菌丝体液体深层发酵富硒条件进行优化,考察 pH 值、温度、转速、培养基中硒浓度等因素
对富硒率的影响。 结果表明:美味牛肝菌菌丝体富硒的适宜培养条件为:温度 25 ℃,初始 pH 5.0,转速 150 r/
min,培养基中添加亚硒酸钠的质量浓度为 50 mg/L。 在此条件下,富硒率最大达 26.32%。 分离获得富硒美味牛
肝菌菌丝体中的粗多糖,对其清除羟自由基,抑制超氧阴离子,清除 DPPH·自由基的能力进行了研究。对羟自由
基清除作用的 EC50值:VC 0.42 mg/mL, 富硒菌丝体多糖 0.54 mg/mL; 对超氧阴离子清除作用的 EC50 值:VC
0.31 mg/mL、富硒菌丝体多糖 0.38 mg/mL、菌丝体多糖 0.59 mg/mL;对 DPPH·自由基的清除作用的 EC50 值:VC
0.35 mg/mL,富硒菌丝多糖 0.59 mg/mL。美味牛肝菌菌丝体多糖具有一定的抗氧化活性,并在设定的浓度范围呈
剂量效应。 富硒多糖抗氧化活性高于没有富硒培养的菌丝体多糖。
关键词 美味牛肝菌; 富硒率; 菌丝体多糖; 抗氧化性
文章编号 1009-7848(2015)12-0091-08 doi: 10.16429/j.1009-7848.2015.12.013
硒是人体必需的微量元素, 与人类健康有密
切关系,研究发现贫血、大骨节病、糖尿病、癌症等
疾病都与人体内缺乏硒元素相关[1-2]。 从地理条件
分析,我国是一个缺硒大国,粮食等天然食物中硒
含量较低,尤其是华北、东北、西北地区属于严重
硒匮乏地区, 开发高效的富硒食品具有重要的意
义[3]。食用菌对微量元素具有较强的富集和转化作
用[4-5]。 美味牛肝菌(Boletus edulis)又名大脚菇、白
牛肝菌,属伞菌目、牛肝菌科、牛肝菌属。野生牛肝
菌具有很强的富硒能力[6-7]。 富硒食用菌改变硒的
存在形式,自然界中硒常以无机硒形式存在,不利
于人体吸收 [8]。许多食用菌具有较强的富硒能力 [9-
10],通过菌丝细胞内物质代谢的转化, 能将无机硒
结合到大分子活性物质 (如多糖和蛋白质) 上,
转化为有机硒多糖和硒蛋白, 而生物源有机硒与
无机硒相比具有吸收利用率高、 安全无毒等优
点 [11]。
氧化损伤是导致人体衰老的主要原因。 硒元
素不仅是良好的抗氧化剂, 而且还是人体自身抗
氧化系统中重要物质-谷胱甘肽过氧化物酶的主
要组成部分。食用真菌中含有丰富的多糖,多种食
用真菌的多糖具有一定的自由基清除活性[12-16]。美
味牛肝菌的多糖具有较强的抗氧化能力 [17]。 本文
对美味牛肝菌菌丝体液体深层培养富硒条件进行
了优化,并研究其富硒多糖的抗氧化活性,为开发
富硒食用菌功能食品提供依据。
1 材料和方法
1.1 材料和试剂
美味牛肝菌(Boletus edulis),购自辽宁省朝
阳食用菌研究所;3,3′-二氨基联苯胺, 购自阿拉
丁试剂(上海)有限公司;二苯代苦味酰基自由基
(DPPH),购自美国 Sigma 公司;马铃薯,市购;亚
硒酸钠、苯酚、硫酸、硝酸、NaOH、HCl、甲苯、乙二
胺四乙酸(EDTA)、乙醇、Tris-HCl、硫酸亚铁铵、邻
二氮菲、VC、邻苯三酚、MgSO4·7H2O、葡萄糖、琼脂
粉、KH2PO4等均为分析纯试剂。
综合马铃薯葡萄糖培养基 (PDA 培养基):马
铃薯 200 g、葡萄糖 20 g、琼脂粉 20 g、KH2PO4 3.0
g、MgSO4·7H2O 1.5 g、水 1 L,pH自然。
收稿日期: 2014-12-16
基金项目: 财政专项-中央高校基本科研业务费资助项目
(DC201501020301);2012 年度国家民委科研
立项 (12DLZ004);辽宁省自然科学基金项目
(2015020676)
作者简介: 冮洁,女,1965 年出生,博士,教授
Vol. 15 No. 12
Dec. 2 0 1 5Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology
中 国 食 品 学 报第 15 卷 第 12 期
2 0 1 5 年 12 月
中 国 食 品 学 报 2015 年第 12 期
1.2 仪器与设备
PL203 电子精密天平, 梅特勒-托利多仪器
(上海)有限公司;HYG-3 多功能摇床,金坛市杰
瑞尔电器有限公司;RE-52AA 旋转蒸发仪, 上海
亚荣生化仪器厂;UV2800 型紫外可见分光光度
计,尤尼柯(上海)仪器有限公司;GRP-9080 恒温
培养箱,上海森信实验仪器有限公司;TGL-16C 高
速台式离心机, 江苏省兴化市分析仪器厂;KDB-
III COD微波消解仪,青岛科迪博电子科技有限公
司;MLS-3750 高压灭菌锅,日本三洋;SW-CJ-1C
无菌操作台,苏州净化设备有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 硒含量的测定方法 原理:在酸性条件下,
硒与 3,3′-二氨基联苯胺(DAB)反应,形成稳定的
Se-DAB 黄色络合物,在中性及碱性时,通过甲苯
萃取, 有机层体系中络合物最大的吸收波长为
420 nm[18]。
样品处理:称取待测样品 0.1 g,放入消化罐
中,加入 6 mL 浓硝酸,微波消化 7 min,至样液呈
无色透明为止。将消化罐取出,放入冰水混合液中
进行冷却, 冷却后用移液管将消化液移入容量瓶
中,用蒸馏水洗涤消化罐中残留的消化液,用 40%
的 NaOH 调节 pH 至 7.0 左右, 最后将溶液定容
至 20 mL,待测。
测定方法: 取消化后的样品 5 mL, 置于 125
mL 的分液漏斗中,用水稀释至 40 mL,用 1∶1 HCl
调节 pH至 2.0左右, 加入 2 mL 的 EDTA-2Na 溶
液,再加入 2 mL 的 3, 3′-二氨基联苯胺溶液,摇
匀,置于暗处反应 30 min 后取出,用 20%,10%及
5%的 NaOH 溶液调节 pH 至 7.0 左右, 准确加入
10 mL 甲苯,摇匀,静置分层后弃去水层,将甲苯
层置于分光光度计波长 420 nm处测定吸光度。
菌丝体中硒含量的计算:
菌丝体中硒含量(mg/g)= CVWN ×M
式中,C——从标准曲线中查出被测样品中硒
的标准浓度(mg/L);V——甲苯萃取所得的样品体
积 (mL);N——测定时所取样品的体积占定容样
品体积的体积分数;W——测定时所取样品的质
量(g);M——菌丝体实际干重(g)。
富硒率的计算:
富硒率(%)=
[富硒菌丝硒含量(mg/g)-空白菌丝硒含量(mg/g)]×富硒菌丝干重(g/100mL)
培养基硒含量(mg/100mL)
×100
1.3.2 多糖的提取及测定方法 热水浸提法提取
多糖: 称取干燥粉碎后的美味牛肝菌菌丝体样品
5.0 g,加入 120 mL 的去离子水,置于 250 mL 锥形
瓶中,在 90 ℃的水浴锅中保温 120 min,残渣重复
提 1次。合并上清液,用旋转蒸发仪浓缩至适当体
积, 加 3倍体积的无水乙醇进行醇沉,4 ℃静置过
夜, 用离心机 3 500 r/min 离心 20 min, 弃去上清
液,沉淀用无水乙醇洗 2 次后,置于 60 ℃烘干,即
为粗多糖。
粗多糖得率(%)=粗多糖质量(g)
菌丝体质量(g) ×100
将粗多糖用蒸馏水配制成 1mg/mL 的样品溶
液,然后采用苯酚-硫酸法测定多糖含量[19]。
1.3.3 美味牛肝菌菌丝体平板耐硒能力试验 向
PDA固体培养基中加入亚硒酸钠制备含不同硒浓
度的平板,硒质量浓度(mg/L)分别为:10,20,30,
50,70,100,200,300,500,700,1 000,以不加亚硒
酸钠为空白对照。 经 115 ℃,20 min 灭菌后,在超
净工作台上进行接种, 每个培养皿中接种黄豆粒
大的斜面美味牛肝菌菌种,于 25 ℃,培养 5 d,每
过 24 h 测一次菌落直径,并观察其菌丝在含硒平
板上萌发定植的时间。
1.3.4 单因素法优化美味牛肝菌菌丝体的富硒培
养条件
(1)硒浓度的选择 向 PDA 液体培养基中加
入亚硒酸钠制备含不同硒浓度的培养基, 硒质量
浓度 (mg/L)分别为 :10,20,30,50,70,100,200,
300,500,700,1 000, 以不加亚硒酸钠为空白对
照。 温度 25 ℃,摇床转速 150 r/min,装液量 100
mL(250 mL三角瓶),培养 7 d。培养结束后将菌丝
体过滤,蒸馏水洗涤 2 遍,60 ℃烘干,称重后测定
菌丝体中硒含量。
(2)pH 的选择 硒质量浓度 10 mg/L,装液量
100 mL,摇床转速 150 r/min,pH 分别取 5,6,7,8,
9,于 25 ℃,培养 7 d。 培养结束后将菌丝体过滤,
蒸馏水洗涤 2遍,60℃烘干,称重后测定菌丝体中
硒含量。
(3)培养温度的选择 硒质量浓度 10 mg/L,
92
第 15 卷 第 12 期
1 50 4 120 22
2 70 5 150 25
3 100 6 180 28
硒质量浓度/mg·L-1 pH 值 转速/r·min-1 温度/℃
水平
因素
表 1 美味牛肝菌富硒培养条件正交试验因素水平表
Table 1 The factors and levers of the orthogonal test for Se-riching conditions of Boletus edulis
装液量 100 mL,摇床转速 150 r/min,pH 5,温度分
别取 22,25,28℃,培养 7 d。 培养结束后将菌丝体
过滤,蒸馏水洗涤 2 遍,60 ℃烘干,称重后测定菌
丝体中硒含量。
(4)转速的选择 硒质量浓度 10 mg/L,装液量
100 mL,pH 5, 转速取 120,150,180 r/min 于 25
℃,培养 7 d。 培养结束后将菌丝体过滤,蒸馏水洗
涤 2遍,60℃烘干,称重后测定菌丝体中硒含量。
(5)装液量的选择 硒质量浓度 10 mg/L,pH
5,摇床转速 120 r/min,装液量取 50,100,150 mL,
于 25℃,培养 7 d。 培养结束后将菌丝体过滤,蒸
馏水洗涤 2遍,60℃烘干,称重后测定菌丝体中硒
含量。
1.3.5 正交试验优化美味牛肝菌的富硒培养条件
采用四因素三水平正交试验优化美味牛肝菌的
富硒培养条件。分别考察培养基中硒浓度、pH值、
转速和温度四方面对美味牛肝菌富硒率的影响。
1.3.6 美味牛肝菌菌丝体多糖抗氧化性的研究
1) 清除羟自由基 (·OH) 试验 取 8 支 10
mL 刻度管, 依次加入 1 mL 的 Tris-HCl 溶液(pH
8.2),0.3 mL 硫酸亚铁铵(5.0 mmol/L)和 0.3 mL 的
邻二氮菲溶液(7.5 mmol/L),1 号为空白,3~7 号管
分别加入 0.2,0.4,0.6,0.8 mL 和 1.0 mL 的样品溶
液(1 mg/mL),8 号管加入 1 mL 的 VC 溶液(0.2
mg/mL),最后向 2~8 号管分别加入 1 mL H2O2溶
液(7.5 mmol/L),定容至刻度。 在 37℃水浴锅中反
应 1.0 h。 以 Tris-HCl 溶液调零,在 510 nm 处测
吸光度 A,计算对·OH 的清除率。
·OH清除率(%)= A3-A2A1-A2
×100
式中,A1和 A2分别是体系不加 H2O2及加入
H2O2 的吸光值,A3 是加入样品溶液以后的吸光
值。
2) 抑制超氧阴离子(O2-·)试验 取 5 支 10
mL 刻度管, 均加入 4.5 mL 的 Tris-HCl 缓冲液
(0.05 mol/L),置于 25 ℃水浴中预热 25 min,分别
加入 0.1 mL 不同浓度的样品溶液和 0.4 mL 邻苯
三酚溶液 (0.5 mmol/L), 于 25 ℃水浴中反应 4
min, 加入 8.0 mol/L HCl 2滴终止反应。 以 Tris-
HCl 溶液调零,在 320 nm 处测定吸光度(Ai),空
白对照组以相同体积的蒸馏水代替。
O2-·清除率(%)= Ao-AiA0
×100
式中,Ao——空白的吸光度;Ai——多糖的吸
光度。
3) 清除 DPPH·自由基试验 吸取样品 2.0
mL,加入 2.0 mL DPPH· 溶液(0.2 mmol/L),摇匀,
避光静置 30 min。 以无水乙醇调零,测定 517 nm
波长处的吸光度(A 样品)。 测定样品 2.0 mL与无水
乙醇 2.0 mL混合液在 517 nm处的吸光度(A 对照),
再测定 2.0 mL DPPH·溶液与 2.0 mL 无水乙醇在
517 nm波长处的吸光度(A 空白)。计算 DPPH·的清
除率。
DPPH·清除率(%)=(1- A 样品-A 对照A 空白
)×100
EC50值是清除率为 50%时对应的样品浓度。
1.3.7 数据分析 每个试验处理 3 次重复, 用 Mi-
crosoft Excel 软件计算平均值和标准偏差。
2 结果与分析
2.1 美味牛肝菌菌丝体平板耐硒能力试验
在不同硒浓度 PDA 固体培养基上美味牛肝
菌菌丝生长情况(表 2)。 在不加硒源的培养基中,
美味牛肝菌富硒培养条件优化及其多糖抗氧化性研究 93
中 国 食 品 学 报 2015 年第 12 期
0 24 2.0 2.5 3.5 4.1 5.3
10 24 1.7 2.3 3.1 3.8 4.7
20 24 1.7 2.1 3.1 3.8 4.6
30 24 1.5 2.1 3.0 3.7 4.6
50 24 1.8 2.2 3.2 3.5 4.5
70 24 1.7 2.1 3.0 3.3 4.5
100 24 1.6 2.2 2.8 3.1 4.2
200 24 1.5 2.1 2.7 3.0 3.9
300 24 1.4 2.0 2.7 2.8 3.3
500 24 1.4 1.7 2.0 2.2 2.3
700 24 1.2 1.4 1.5 1.5 1.5
1 000 24 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
1d 2d 3d 4d 5d
硒质量浓度/
mg·L-1
萌发时间/h
菌落直径/cm
表 2 美味牛肝菌菌丝体平板耐硒能力
Table 2 The capacities of Se-resisting of Boletus edulis in the solid medium
硒质量浓度/mg·L-1 萌发时间/h 菌丝干重/g·(100mL)-1 菌丝中硒含量/μg·g-1 富硒率/%
0 48 2.92 ± 0.65 26.01 ± 0.31 -
10 72 2.92 ± 0.31 73.23 ± 0.45 13.79
20 72 2.74 ± 0.76 126.41 ± 0.59 13.75
30 72 2.50 ± 0.71 186.44 ± 0.40 13.37
50 72 2.48 ± 0.43 261.23 ± 0.62 11.67
70 72 2.41 ± 0.36 321.13 ± 0.42 10.16
100 72 1.78 ± 0.68 529.21 ± 0.32 8.96
200 96 0.93 ± 0.69 664.04 ± 0.39 2.97
300 96 0.28 ± 0.34 823.23 ± 0.43 0.74
表 3 美味牛肝菌适宜硒浓度的筛选
Table 3 The screen of optimum Se concentration of Boletus edulis
美味牛肝菌菌丝的增长速度明显高于含硒培养
基,硒浓度在 10~100 mg/L 范围内,硒对美味牛肝
菌菌丝的生长无明显的抑制作用; 硒质量浓度在
100~700 mg/L 范围内硒对美味牛肝菌菌丝生长的
抑制作用较为明显, 且抑制作用随着硒浓度的增
加而增强;当硒浓度达到 1 000 mg/L 时,美味牛肝
菌菌丝体几乎不生长, 硒对美味牛肝菌菌丝体的
生长有抑制作用。
2.2 单因素法优化美味牛肝菌菌丝体富硒培养
条件
2.2.1 美味牛肝菌菌丝体富硒培养适宜硒浓度的
选择 考查不同硒浓度对美味牛肝菌菌丝体富硒
能力的影响(表 3),结果表明硒对美味牛肝菌菌
丝生长有抑制作用, 当硒质量浓度在 10~70 mg/L
范围内时,菌体干重变化不明显;在硒质量浓度为
10 mg/L 时,菌体干重最大,为 2.92 g/100 mL,但此
时菌丝体硒含量仅为 73.23 μg/g。 在 10~300 mg/L
范围内,菌丝体含硒量逐渐增大,在 300 mg/L 时
硒含量最高, 达到 823.23 μg/g; 但硒质量浓度在
100~300 mg/L时,菌丝体干重明显降低。 因此,培
养基中硒的添加量应控制在 10~100 mg/L 之间,
此时美味牛肝菌菌丝干重较大且菌丝富硒量较
高。从萌发时间分析,也可以看出硒对美味牛肝菌
生长的抑制作用。
94
第 15 卷 第 12 期
pH 值 菌丝干重/g·(100mL)-1 菌丝中硒含量/μg·g-1 富硒率/%
5.0 3.41 ± 0.56 102.03 ± 0.68 25.92
6.0 2.75 ± 0.45 105.71 ± 0.74 21.92
7.0 1.99 ± 0.51 108.82 ± 0.45 16.48
8.0 1.56 ± 0.50 125.34 ± 0.52 15.50
9.0 1.23 ± 0.61 170.83 ± 0.70 17.81
表 4 美味牛肝菌菌丝体富硒培养适宜 pH 的选择
Table 4 The screen of optimum pH of Boletus edulis
温度/℃ 菌丝干重/g·(100mL)-1 菌丝中硒含量/μg·g-1 富硒率/%
22 2.14 ± 0.56 54.50 ± 0.42 6.10
25 4.52 ± 0.41 64.54 ± 0.57 17.42
28 3.47 ± 0.49 77.45 ± 0.66 17.85
表 5 美味牛肝菌菌丝体富硒培养适宜温度的选择
Table 5 The screen of optimum temperature of Boletus edulis
转速/r·min-1 菌丝干重/g·(100mL)-1 菌丝中硒含量/μg·g-1 富硒率/%
120 3.20 ± 0.49 86.05 ± 0.58 19.21
150 4.05 ± 0.38 107.57 ± 0.62 33.03
180 3.55 ± 0.59 96.09 ± 0.45 24.88
表 6 美味牛肝菌菌丝体富硒培养适宜转速的选择
Table 6 The screen of optimum rotating speed of Boletus edulis
2.2.2 美味牛肝菌菌丝体富硒培养适宜 pH 的选
择 培养基初始 pH 对美味牛肝菌富硒能力的影
响(表 4),美味牛肝菌菌丝体干重随初始 pH 值的
增大反而呈现明显的降低趋势, 但菌丝体中硒含
量却与菌丝干重呈现相反的变化趋势, 即随着初
始 pH值从 5.0 增加到 9.0, 菌丝体中硒含量也随
之升高。 当初始 pH为 5.0 时,菌丝体干重出现最
大值 3.41 g/100 mL, 此时菌丝体的富硒率也达到
最大值为 25.92%。 当 pH为 7.0 以上时, 菌体干
重开始急剧下降, 说明美味牛肝菌菌丝体适宜在
偏酸性条件下生长。
2.2.3 美味牛肝菌菌丝体富硒培养适宜温度的选
择 温度对美味牛肝菌富硒能力的影响 (表 5),
美味牛肝菌菌丝体干重随温度的升高呈现先增大
后减小的趋势。 温度在 22 ℃时,无论从菌丝干重
还是富硒率来看,都远远低于 25℃和 28℃。 比较
分析 25 ℃和 28 ℃时菌丝生长情况,25 ℃时菌丝
干重达到最大值 4.52 g/100 mL, 此时菌丝体的富
硒率为 17.42%,与 28℃时相比较低一些。
2.2.4 美味牛肝菌菌丝体富硒培养适宜转速的选
择 不同转速下美味牛肝菌生长情况 (表 6),美
味牛肝菌菌丝体干重随摇床转速的增大呈现先增
大后减小的趋势。 转速在 150 r/min时菌丝干重达
到最大值 4.05 g/100 mL, 此时菌丝体中硒含量为
107.57 μg/g,无论从菌丝干重、菌丝中硒含量和菌
丝体富硒率来分析, 美味牛肝菌菌丝体富硒培养
适宜的转速是 150 r/min。
2.2.5 美味牛肝菌菌丝体富硒培养适宜装液量的
选择 装液量对美味牛肝菌生长情况的影响 (表
7),美味牛肝菌菌丝体在 250 mL 三角瓶中装液量
为 100 mL 时, 菌丝干重达到最大值 3.59 g/100
mL,此时菌丝体的富硒率为 32.4%。从装液量和转
速来看, 并不是溶氧越大越有利于美味牛肝菌菌
丝生长和富硒。
美味牛肝菌富硒培养条件优化及其多糖抗氧化性研究 95
中 国 食 品 学 报 2015 年第 12 期
装液量/mL 菌丝干重/g·(100mL)-1 菌丝中硒含量/μg·g-1 富硒率/%
50 1.00 ± 0.62 94.66 ± 0.53 6.87
75 3.05 ± 0.53 92.75 ± 0.62 20.36
100 3.59 ± 0.68 116.14 ± 0.89 32.36
125 3.27 ± 0.42 98.65 ± 0.75 23.75
150 2.71 ± 0.46 106.13 ± 0.58 21.71
表 7 美味牛肝菌菌丝体富硒培养适宜装液量的选择
Table 7 The screen of optimum liquid volume of Boletus edulis
因素 A(硒质量浓度)/mg·L-1 B(pH 值) C(转速)/r·min-1 D(温度)/℃ 富硒率/%
1 1 1 1 1 6.37
2 1 2 2 2 26.32
3 1 3 3 3 21.77
4 2 1 2 3 18.85
5 2 2 3 1 9.76
6 2 3 1 2 15.23
7 3 1 3 2 20.63
8 3 2 1 3 17.64
9 3 3 2 1 13.42
K1 18.15 15.28 13.08 9.85
K2 14.61 17.91 19.53 20.73
K3 17.23 16.81 17.39 19.42
R 3.54 2.63 6.45 10.88
表 8 美味牛肝菌菌丝体富硒培养条件正交试验结果
Table 8 The results of orthogonal test for Se-riching conditions of Boletus edulis
2.3 正交试验优化美味牛肝菌菌丝体富硒的培
养条件
通过正交试验获得的美味牛肝菌菌丝体富硒
培养条件最优方案为:A1B2C2D2, 即培养基中硒质
量浓度 50 mg/L、pH 值 5.0、 转速 150 r/min、 温度
25℃,与正交试验表中的第 2 组试验相同,富硒率
可达 26.32%。 试验因素对美味牛肝菌菌丝体富硒
影响的大小顺序为: 温度﹥转速﹥硒浓度﹥pH
值。 经方差分析,正交试验的 4个因素在所选试验
浓度范围内,对富硒率无显著影响。
2.4 富硒美味牛肝菌菌丝体多糖抗氧化性的研
究
2.4.1 多糖提取试验 对富硒美味牛肝菌菌丝体
和不富硒的美味牛肝菌菌丝体进行多糖提取,富
硒美味牛肝菌菌丝体粗多糖得率为 5.93%, 多糖
含量为 0.389 mg/mg,多糖中硒含量为 142.7 μg/g。
不富硒的美味牛肝菌菌丝体粗多糖得率为 5.61%,
多糖含量为 0.366 mg/mg。
2.4.2 羟自由基(·OH)清除试验 如图 1 所示,
不富硒菌丝体多糖, 富硒菌丝体多糖以及 VC 都
对羟自由基(·OH)有很显著的清除作用。且在 0.1~
0.7 mg/mL 质量浓度范围内, 对羟自由基(·OH)
的清除率随着样品浓度的增加而逐渐增大。 EC50
值(清除率达到 50%时对应的多糖浓度)分别为:
VC 0.42 mg/mL、 富硒菌丝体多糖 0.54 mg/mL;菌
丝体多糖在试验的浓度范围内没有测定出 EC50
值。 对羟自由基的清除作用大小为:VC>富硒菌丝
体多糖>菌丝体多糖。
2.4.3 超氧阴离子(O2-·)清除试验 如图 2 所示,
菌丝体提取的多糖, 富硒菌丝体多糖以及 VC 都
对超氧阴离子(O2-·)有显著的清除作用。且在 0.1~
0.7 mg/mL质量浓度范围内, 对超氧阴离子(O2-·)
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第 15 卷 第 12 期
70
60
50
40
30
20
10
0
菌丝体多糖
富硒菌丝体多糖
VC
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
多糖质量浓度/mg·mL-1
羟
自
由
基
清
除
率
/%
图 1 美味牛肝菌菌丝体多糖对羟自由基
(·OH)的清除率
Fig.1 The scavenging ratio of Boletus edulis mycelium
polysaccharide on hydroxyl free radical
80
70
60
50
40
30
20
10
0
菌丝体多糖
富硒菌丝体多糖
VC
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
多糖质量浓度/mg·mL-1
超
氧
阴
离
子
清
除
率
/%
图 2 美味牛肝菌菌丝体多糖对超氧阴离子
(O2-·)的清除率
Fig.2 The scavenging ratio of Boletus edulis mycelium
polysaccharide on superoxide anion free radical
菌丝体多糖
富硒菌丝体多糖
VC
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
多糖质量浓度/mg·mL-1
DP
PH
自
由
基
清
除
率
/% 80
70
60
50
40
30
20
10
0
图 3 美味牛肝菌菌丝体多糖对 DPPH·自由基的清除率
Fig.3 The scavenging ratio of Boletus edulis mycelium
polysaccharide on DPPH· radical
的清除率都随着样品浓度的增加而逐渐增大 。
EC50 值分别:VC 0.31 mg/mL; 富硒菌丝体多糖
0.38 mg/mL;菌丝体多糖 0.59 mg/mL。 对超氧阴离
子(O2-·)的清除作用大小为:VC>富硒菌丝体多糖
>菌丝体多糖。
2.4.4 DPPH·自由基清除试验 如图 3 所示,美
味牛肝菌菌丝体提取的多糖, 富硒菌丝体提取的
多糖以及 VC 都对 DPPH·自由基有很显著的清除
作用。 且在 0.1~0.7 mg/mL 质量浓度范围内,对
DPPH 自由基的清除率都随着样品浓度的增加而
逐渐增大。 EC50值分别为: 富硒菌丝体多糖 0.59
mg/mL、VC为 0.35 mg/mL;没有富硒的菌丝体多糖
在试验的浓度范围内没有测定出 EC50 值 。 对
DPPH·自由基的清除作用大小为:VC>富硒菌丝
体多糖> 菌丝体多糖。
3 结论
采用液体深层培养技术对美味牛肝菌菌丝体
富硒条件进行了优化, 获得的美味牛肝菌菌丝体
适宜的富硒培养条件为:温度 25 ℃、初始 pH 5.0、
转速 150 r/min、 培养基中添加亚硒酸钠的质量浓
度为 50 mg/L。 在此条件下 , 富硒率最大可达
26.32%,高于杏鲍菇(22.3%)、灵芝(19.4%)、云芝
(13%)和鸡腿菇(11%)[8],也高于虫草液体深层发
酵富硒有机硒转化率(最高可达 18.44%)[20],高于
姬松茸菌丝体富硒液体培养富硒率(5.14%)[21],说
明美味牛肝菌菌丝体具有很好的富硒能力, 可做
为富硒材料。 分离获得富硒美味牛肝菌菌丝体中
的粗多糖,其硒含量为 142.7 μg/g,其清除羟自由
基(·OH)、抑制超氧阴离子(O2-·)、清除 DPPH·自
由基的能力与浓度呈正比关系, 且富硒多糖抗氧
化活性高于没有富硒培养的菌丝体多糖, 其抗氧
化活性是硒和多糖共同作用的结果。
参 考 文 献
[1] 五海宏, 谢忠枕. 硒的生物学功能及其机理研究[J]. 动物营养学报, 2003, 15(3): 6-11.
[2] 颜炳祥, 潘道东, 曾小群. 乳酸菌胞外多糖硒化修饰及其抗氧化活性研究[J]. 中国食品学报, 2012, 12(2): 15-23.
[3] 李丽辉, 林亲录, 陈海军. 硒的生理学功能及富硒强化食品的研究进展[J]. 现代食品科技, 2005, 21(3): 198-200.
[4] Witold R, Boz觶 ena M, Wlodzimierz O, et al. Comparative study of metals accumulation in cultured in vitro myceli
um and naturally grown fruiting bodies of boletus badius and cantharellus cibarius[J]. Biol Trace Elem Res, 2013, 153:
美味牛肝菌富硒培养条件优化及其多糖抗氧化性研究 97
中 国 食 品 学 报 2015 年第 12 期
355-362.
[5] 刘士旺. 我国食用菌产业发展与研究动态[J]. 中国食用菌, 2009, 28(1): 60-61.
[6] 崔福顺, 金成学, 崔承弼. 长白山美味牛肝菌提取物清除自由基活性的研究[J]. 食品工业, 2013, 34(5): 133-135.
[7] 陈芳, 王浩东, 鲁绪会. 安康野生食用菌硒含量及其富硒能力研究[J]. 湖北农业科学, 2012, 51(6): 1237-1239.
[8] 胡海涛, 袁林喜, 郑璞. 4 种食用菌硒积累能力比较与硒形态研究[J]. 中国食用菌, 2012, 31 (3): 38-41.
[9] Gergely V, Kubachka KM, Mounicou S, et al. Selenium speciation in Agaricus bisporus and Lentinula edodes
mushroom proteins using multidimensional chromatography coupled to inductively coupled plasma mass spectrometry
[J]. Journal of Chromatography, 2006, 1101(1/2): 94-102.
[10] 江枝和, 翁伯琦, 雷锦桂, 等. 添加外源硒对大杯香菇子实体保护酶系及膜脂过氧化的影响[J]. 菌物学报, 2009,
28(4): 612-615.
[11] 李玲飞, 蔡松伟, 吴根福, 等. 富硒食用菌及其保健功效[J]. 食药用菌, 2011, 19(6): 38-43.
[12] Senka S. Vidovic, Ibrahim O. Mujic, Zoran P. Zekovic, et al. Antioxidant properties of selected Boletus mushrooms
[J]. Food Biophysics, 2010, 5: 49-58.
[13] 李志洲. 美味牛肝菌多糖的抗氧化性[J]. 食品与发酵工业, 2007, 33(4): 49-51.
[14] 张连富, 王莲芳, 窦春霞. 富硒食用菌多糖的体外抗氧化研究[J]. 天然产物研究与开发, 2007, 19: 1044-1047.
[15] 李小雨, 王振宇, 王璐. 食用菌多糖的抗氧化活性及抗细胞增殖活性研究[J]. 食品科技, 2013, 38(3):179-182.
[16] 王伟娟, 冯翠萍, 常明昌, 等. 姬松茸多糖对铅中毒雄性大鼠的抗氧化作用[J]. 中国食品学报, 2013, 13(6): 15-
19.
[17] 陈欣, 龚兰, 刘冠卉. 食用真菌多糖提取条件的优化及其还原力的比较[J]. 食品科学, 2010, 31(14): 140-144.
[18] 王雪莹, 薄凤英. 硒试剂光度法测定钢铁及加碘盐中的微量硒[J]. 化学分析计量, 2001, 10(1):18-20.
[19] 王文平, 郭祀远, 李琳, 等. 苯酚-硫酸法测定野木瓜中多糖含量的研究[J]. 食品科学, 2007, 28(4): 276-278.
[20] 陈宏伟, 陈小莉, 朱蕴兰. 虫草液体深层发酵富硒的研究[J]. 食用菌, 2005, 5: 10-12.
[21] 杨淑云, 刘朝贵, 朱凯, 等. 富硒姬松茸液体培养条件的研究[J]. 微生物学通报, 2003, 30(1): 9-13.
Optimization of Se-rich Culture Conditions and Antioxidant Activities of Polysaccharides
from Boletus edulis Mycelium
Gang Jie Zhang Wenjing Ji Xuying
(College of Life Sciences, Dalian Nationalities University, Dalian 116600, Liaoning)
Abstract In this paper, the optimizing cultivation conditions for a Selenium-accumulating of Boletus edulis myceli-
um, using submerged liquid culture, were studied. The influence factors in cultivation medium on Selenium accumulation
rate including pH value, temperature, rotational speed, concentration of Selenium were optimized. The results showed
that the optimum conditions were: temperature 25 ℃, initial pH 5.0, rotational speed 150 r·min-1, and the concentration
of Selenium in cultivation medium 50 mg·L-1. Under such conditions, the selenium-rich rate can reach up to 26.32%.
The crude polysaccharide was isolated from Boletus edulis mycelium cultured by Se in medium, and its antioxidant abili-
ties in scavenging hydroxyl radical, inhibiting superoxide anion, scavenging DPPH radical were studied. The EC50 values
of VC, and Selenium-accumulating mycelium polysaccharide were obtained as follow, 0.42 mg·mL-1 and 0.54 mg·mL-1
with scavenging hydroxyl radical, 0.31 mg·mL-1, 0.38 mg·mL-1 with scavenging superoxide anion, 0.35 mg·mL-1, 0.59 mg·
mL-1 with removing DPPH· radical, respectively. The EC50 values of mycelium polysaccharide to scavenging hydroxyl rad-
ical was 0.59 mg·mL-1. Conclusion: Boletus edulis mycelium polysaccharides exerted antioxidant activities in a concen-
tration -dependent manner, and the antioxidant activities of selenium -rich mycelium polysaccharides were higher than
those mycelium polysaccharides without selenium-rich cultured.
Keywords Boletus edulis; selenium accumulation rate; mycelium polysaccharide; antioxidant activity
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