黑木耳是一种重要的食用菌,属真菌界木耳属,是世界第三大栽培食用菌,在亚洲国家广泛种植。我国种植黑木耳历史悠久,主要集中在黑龙江、吉林、云南等地,年产量占世界总量的90%以上,是黑木耳主要生产国。黑木耳一般寄生于腐烂的木材中,需要潮湿、日照充足的环境。新鲜的木耳呈胶质状,有弹性,边缘向内卷,背面凸起,呈黑色或褐色。黑木耳在《神农本草经》《本草纲目》等书籍均有记载,营养价值丰富、口感鲜美、药用价值高,深受人们喜爱,在食品和保健品中具有良好的应用价值。
黑木耳多糖
多糖是由单糖通过糖苷键连接成的生物大分子,主要存在细胞壁中,是黑木耳中主要的活性物质。组成多糖的单糖主要有葡萄糖、甘露糖、半乳糖等。其中,α-葡聚糖、β-葡聚糖是重要的活性物质。提取的方法有热水提取、酸或碱法提取,超声波、电场、酶等辅助提取。由于黑木耳多糖是一种杂多糖,其组成和结构不确定导致不同提取方法获得的样品生物活性不同。采用单因素试验、响应面法优化了黑木耳多糖的提取工艺,结果表明当提取温度70℃,提取时间4h,料液比1∶9 (g∶mL) 时,黑木耳多糖的提取率最高,平均得率为8.17%。利用热水浸提法提取黑木耳多糖,在干燥温度85℃,粉碎粒度100~160目,浸泡时间60min,浸提温度100℃时,得到多糖的最佳得率为9.26%。
黑色素
黑色素是一种复杂的生物大分子,难溶于水、酸及有机溶剂,分为真黑色素、棕黑色素和异黑色素。光照、加热会降低黑色素的稳定性,酸碱度影响黑色素的溶解性,钾离子等金属离子会影响黑色素的吸光度。研究表明,黑色素以吡咯环和吲哚环为骨架,连接脂肪碳链和羰基,聚合形成单体后以层叠的形式聚合形成色素。黑色素可通过醇溶液、碱性溶液和酶法提取,同时可利用加热、超声波等辅助工艺。以黑木耳为研究对象,通过优化复合酶添加量、酶解pH值、温度等条件,得到黑色素得率为13.80%的提取工艺,显著提高了黑色素提取率。
多酚类化合物
多酚是一类酚羟基及其衍生物的总称,具有极强的抗氧化能力。通过测定河北省黑木耳产区的5种黑木耳的多酚含量,发现5种黑木耳多酚含量不同,在1025.59~1309.87mg/100g。通过乙醇浸提的方式提取黑龙江东宁地区的黑木耳多酚类化合物,提取率为0.16%。由此可见,不同产地、品种的木耳多酚含量不同,提取率也有所差别。利用乙醇浸提、微波辅助提取法对云南、福建、黑龙江三地的黑木耳中多酚类物质进行提取,多酚得率分别为24.21%,23.78%,24.43%。这3种多酚粗提物中,黑龙江和云南木耳粗提物抗氧化能力高于福建黑木耳粗提物。因此,不同地区黑木耳多酚的抗氧化能力也有所差异。
蛋白质
黑木耳中蛋白质含量在10%左右,富含人体所需的8种氨基酸,能够满足机体对氨基酸的需求。蛋白质水解后得到的多肽,具有多种活性功能。目前,蛋白质提取方法主要是碱法、超声波、酶法提取。由于黑木耳中多糖跟蛋白质结合紧密,导致蛋白质提取率较低。因此,现在多采用复合法提高蛋白质的得率。以黑木耳为原料,采用纤维素酶、木聚糖酶混合酶解的方式进行前处理,利用超声波碱法提取蛋白质,响应面优化后黑木耳蛋白质得率为4.84%。
维生素及矿物质
黑木耳中含有钙、钠、钾、镁、铁、锌等矿物质,其中铁的含量较高。因此,木耳常用于治疗缺铁性贫血。由于土壤、水源、日照等种植环境不同,不同种植区域的黑木耳矿物质含量有显著性差异。其中,江西地区的黑木耳铁、钙、锌高于吉林、辽宁、黑龙江等地区的黑木耳。此外,黑木耳中还含有B族维生素和维C。
抗氧化
黑木耳中多种活性成分可以消除自由基,防止自由基继续发生反应,降低细胞功能受损。通过微波辅助提取的黑色素具有清除DPPH·,ABTS·,·OH 能力,IC50 值分别是26.23,79.76,83.04μg/mL,证明了黑色素具有较强的自由基清除能力。为了提高多糖的生物利用率,利用反溶剂沉淀法制备了黑木耳多糖的纳米颗粒(AAPNPs)。AAP-NPs对DPPH自由基和ABTS自由基清除活性较好,IC50值分别为(0.544±0.241)mg/mL和(0.755±0.226)mg/mL。从黑木耳中提取多糖并利用离子交换层析和凝胶过滤层析得到了AAP-3-1,结构分析表明该多糖是一种甘露糖和葡萄糖组成的杂多糖。AAP-3-1 的抗氧化能力与浓度呈正相关,1.6mg/mL 的AAP-3-1对超氧阴离子、·OH、DPPH·的清除率分别为88.13%,93.03%和68.31%。AAP-3-1通过抑制活性氧的产生,降低丙二醛含量,增加超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶的活性,有效地改善了APPH诱导的HepG2细胞氧化应激。AAP-3-1的抗氧化机制与非酶防御系统和酶防御系统有关。
降血糖
糖尿病是葡萄糖稳态失衡、胰岛素分泌缺失引起的一种代谢性疾病,导致肾损伤等并发症。预计到2030年,全球糖尿病人口将增加到4.39亿人,相当于成年人口总数的7.7%。通过小鼠的2型糖尿病模型发现黑木耳多糖可缓解糖尿病症状,与对照组相比,稳定了小鼠体重,降低了空腹血糖水平。
降血脂
高血脂是由于脂肪的过量摄入、脂蛋白合成代谢异常,导致血浆甘油三酯、胆固醇含量增加。高血脂与动脉粥样硬化密切相关,引起心血管疾病和一些并发症。黑木耳培养液、菌丝体和子实体中提取的活性物质具有降血脂作用。高脂血症模型大鼠持续28 d给药后,所有试验组中都实现了降血脂作用,其中黑木耳子实体降血脂效果最强。用热水提取法提取的黑木耳多糖,经过纯化后口服给药14d和28d 后,能显著降低小鼠的总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇水平(p<0.05)。因此,黑木耳中的多糖具有降血脂的功能。
抗辐射
电离辐射会导致人体组织损伤,免疫系统受损,甚至引起基因突变、癌变。但是,在一些癌症等疾病治疗过程中,又不可避免地受到辐射的影响。因此,开发有效的抗辐射药物意义重大。通过动物试验发现,含有黑色素的黑木耳能够对辐射小鼠起到保护作用,说明黑木耳有作为抗辐射药物的潜力。此外,黑木耳多糖与原花青素通过协同效果,增强脾细胞的活性和增殖能力,提高免疫活性,减少脂质氧化,对外界辐射具有防护作用。
抗凝血
凝血是血液流动的液体转变成不流动的凝胶过程。在正常人的身体中,血液凝固和抗凝处于动态平衡,使血液保持良好的流动状态。但是,当机体凝血与抗凝或凝血与纤维蛋白溶解之间不平衡时,就会导致高凝状态或血栓,引发心血管疾病。黑木耳多糖提取物与空白组相比能有效延长凝血活酶时间(APTT)、凝血酶原时间(PT)、凝血酶时间(TT)。随着多糖质量浓度的增加,PT 和TT时间延长。黑木耳多糖可通过多种途径协同抗凝血。同时,小鼠模型发现多糖提取物能延长小鼠体内APTT,PT和TT时间,对小鼠尾端血栓有抑制作用。
黑木耳中含有多糖、蛋白质、黑色素、多酚、矿物质、维生素等营养物质,味道鲜美,受到消费者广泛欢迎。黑木耳活性成分的抗氧化、降血糖、降血脂等多种功效已经通过试验进行了验证。活性成分的提取、分离也在不断研究。随着技术的不断发展,黑木耳中的活性成分会进一步应用到功能食品中,为人们的健康提供保障。
参考资料:
[1]杨亚楠,张素琴,刘于嘉.黑木耳的营养成分及功能[A].农产品加工,2024,8:91-93.