FSHW30种黑木耳的化学特征、抗氧化和抗炎活性的系统研究

Introduction

黑木耳（Auricularia auricula-judae）属于木耳科，是野生或栽培可食用大型真菌中的一个重要属类，因为它们的营养成分高，具有药理作用。黑木耳是世界上第四大最受欢迎的栽培食用菌，它含有氨基酸、碳水化合物、维生素和微量元素，由各种促进健康的化合物组成，如多糖、黑色素、多酚和黄酮类化合物。抗氧化剂是重要的化合物，可以控制由氧化损伤形成的渐进式疾病。黑木耳在清除自由基以防止各种疾病方面发挥了重要的抗氧化作用，它还具有多种生物功能，如抗凝血剂和抗肿瘤活性。据报道，包括黑木耳在内的食用和药用蘑菇具有大量的化学成分，具有抗氧化特性，在预防和治疗慢性疾病方面发挥着重要作用。黑木耳因其众多的药用特性而被记录在中国药典中。然而，目前还缺乏比较不同品种黑木耳的抗氧化剂和生物活性成分的研究。

位于中国吉林农业大学的国家食用菌研究中心，已经收集和/或培育了30个黑木耳品种。这30个品种具有不同的子实体产量，带有丰富的遗传性，并表现出不同的形态特征。然而，目前还没有科学数据来证明不同品种的黑木耳是否有不同的肌体化学特征和不同的生物活性表现。因此， 吉林农业大学的Tahidul Islam、Fangjie Yao*，北京师范大学-香港浸会大学联合国际学院的Baojun Xu*等 在本研究旨在系统地分析30个黑木耳品种的酚类、抗氧化剂和其他促进健康的真菌化学特征。通过评估总酚含量（TPC）和总黄酮含量（TFC）来了解30个黑木品种的酚类概况，并通过评估铁还原抗氧化能力（FRAP）、1,1-二苯基-2-苦参肼（DPPH）自由基清除率、2,2-氮双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）（ABTS）自由基清除率和金属螯合能力（MCA）来了解抗氧化能力。进行了各种检测以估计总碳水化合物、β-葡聚糖、还原糖、黑色素、颜色特性、果胶、VD 2 、麦角甾醇、麦角硫因和5-核苷酸的含量。此外，还进行了体外蛋白酶抑制试验，以确定这30个黑木耳品种的抗炎活性。

Results and Discussion

黑木耳的酚类物质含量

酚类物质是食品中具有抗氧化活性的重要化合物。表1列出了30个黑木耳品种的酚类物质含量。结果显示，在这30个黑木耳样品中，J30、J27、J28和J25样品的酚类含量最高，高于1 mg GAE/g，而J1、J15、J5、J16和J19样品的酚类含量最低，低于0.50 mg GAE/g。其余21个样品的平均酚类含量为0.69 mg GAE/g。在30个黑木耳样品中，平均有5个样品的最低酚类含量为0.39 mg GAE/g。因此，目前的研究结果表明，所有的黑木耳品种中都含有丰富的酚类化合物，而4个黑木耳样品的酚类含量相对高于其余样品。在先前的研究中，已经验证了黑木耳的总酚含量可能是由其酚酸（没食子酸、龙胆酸、丁香酸、3,4-二羟基苯甲醛等）贡献的。酚类物质是一种潜在的生物活性化合物，具有良好的抗氧化性能和众多促进健康的好处。许多研究人员已经密切观察到，酚类化合物具有生物活性，因为它们具有潜在的抗氧化剂和自由基清除活性。酚类化合物的抗氧化活性在清除和中和自由基、淬灭单线态和三线态氧或分解过氧化物方面起着决定性作用。

表1 黑木耳酚醛（TPC和TFC）、抗氧化能力（FRAP、DPPH、ABTS和MCA）、抗炎IC50和水分含量

黑木耳的类黄酮含量

30个黑木耳品种的总黄酮含量见表1。在30个黑木耳样品中，J29、J18、J6、J1和J16的黄酮含量较高，为0.42～0.21 mg CAE/g，而J21、J15、J22、J8、J12和J23的含量最低，为0.03～0.09 mg CAE/g。其余的黑木耳样品的平均值被记录为0.15 mg CAE/g。这些结果表明，几乎所有的黑木耳样品都含有大量的总黄酮，只有6个样品的黄酮含量相对较低。黄酮类化合物是众多的多酚类化合物，其特点是具有苯并γ-吡喃酮结构。这些化合物对人类健康很重要，因为它们具有清除自由基的活性。许多研究人员对这些物质感兴趣，因为它们的抗氧化活动能有效促进健康。普遍认为，膳食补充剂中的黄酮类化合物因其抗氧化活性而具有潜在的促进健康的特性，这在体外和体内研究中已得到证实。黄酮类化合物在人类健康中的主要功能是诱导人类的保护性酶系统，这对防治心血管疾病、癌症和其他与年龄有关的疾病有潜在的作用。

黑木耳的抗炎能力

黑木耳的体外抗炎活性50%抑制浓度（IC 50 ）列于表1。样品J14和J22的IC 50 抑制活性最好，最低浓度为0.36 mg/mL，而J20的IC 50 浓度最高，为0.50 mg/mL。同时，在其余的黑木耳样品中发现IC 50 的平均浓度为0.41 mg/mL。

炎症是一种复杂的生物反应，通过失去其正常功能而导致许多身体症状，因此引发疼痛、发热和肿胀。炎症与各种疾病有关，包括糖尿病、肥胖症、癌症、心血管疾病等。来自植物的抗炎化合物是潜在的天然化合物和安全药物，没有非甾体类抗炎药的有害副作用。研究结果表明，所有的黑木耳都有很高的抗炎活性，这表明黑木耳有潜在的抗炎活性来源，可以防止我们的身体受到各种炎症疾病和细胞损伤。

PCA

对不同的化学成分进行了PCA分析，图1显示了黑木耳样品的分布情况。对30个黑木耳样本中的15个不同成分进行了分析。结果显示，所有样品的分布都整齐地排列在图的中间位置。然而，J21样本比其他样本更远，这可能是一个异常值。前两个主成分（F1和F2）占总变异的43.16%（分别为28.91%和14.25%）。F1与β-葡聚糖、抗炎IC 50 、MCA、DPPH、麦角硫因、黑色素、FRAP、ABTS、还原糖、TPC、麦角甾醇、果胶和VD的含量有关，而F2则与TFC和碳水化合物相关联。这些化合物相互封闭，形成小角度，呈正相关，如β-葡聚糖和抗炎症IC 50 ，DPPH和麦角硫因，FRAP和ABTS。另一方面，那些在90°左右角度发现的化合物没有明显的相关性，如β-葡聚糖和麦角甾醇。一些在大角度（180°左右）形成的化合物是负相关的，如还原糖和TFC，TFC和麦角甾醇，以及VD 2 和β-葡聚糖。这些PCA统计结果清楚地解释了一种化合物与另一种化合物之间的关系，并阐明了它们的正相关和创造性的相关性。PCA分析进一步验证了以前的Pearson相关分析，主要成分对黑木耳的生物活性有贡献。

图1 30个黑木耳样本分布分析及其在F1和F2前两个PCA轴上的化学成分相关性观察

Conclusion

总之，在这30个黑木耳品种中发现了各种促进健康的化学成分，其中酚类化合物和抗氧化剂的活性较高。此外，它含有较多的碳水化合物、β-葡聚糖、还原糖、黑色素、果胶、5-核苷酸、VD 2 、麦角甾醇和麦角硫因。所有的黑木耳品种都显示了潜在的抗炎活性。FRAP、DPPH、ABTS、MCA和麦角硫因值之间的显著相关性表明，抗氧化检测是可靠的。麦角硫因和抗氧化能力的高度相关表明，麦角硫因可以对抗氧化活性做出重要贡献，麦角甾醇和VD 2 之间的相关性表明，麦角甾醇可能是增加黑木耳样品中VD 2 含量的关键因素，这需要进一步实验验证。这些都是促进健康的化合物，表明黑木耳可以成为药理学和功能食品开发中的一种优秀原料。

A systematic study on mycochemical profiles, antioxidant, and anti-inflammatory activities of 30 varieties of Jew’s ear (Auricularia auricula-judae)

Tahidul Islama,b,Fangjie Yaoa,*, Wenyi Kangc, Lixin Lua, Baojun Xub,*

a College of Horticulture, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China

b Food Science and Technology Program, BNU-HKBU United International College, Zhuhai 519087, China

c National R & D Center for Edible Fungus Processing Technology, Henan University, Kaifeng 475004, China

*Corresponding authors.

E-mail address: yaofj@aliyun.com

baojunxu@uic.edu.cn

Abstract

The health-promoting properties and chemical profiles of 30 Jew’s ear mushroom varieties were investigated. The antioxidant properties were determined by ferric reducing antioxidant power (FRAP), 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging, 2,2’-azino-bis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) free radical scavenging, and metal chelating ability (MCA) assays, while phenolic profiles were determined by total phenol content (TPC) and total flavonoid content (TFC) colorimetric assays. Total carbohydrate, β-glucan, and melanin contents were determined by colorimetric methods. 5-Nucleotides, vitamin D2, ergosterol, and ergothioneine contents were determined by high performance liquid chromatography (HPLC). Anti-inflammation activities of Jew’s ear were evaluated by the colorimetric protease inhibitory method. The results showed that Jew’s ear mushrooms possessed substantial phenolics and antioxidant properties. All the Jew’s ear varieties contain high amount of total carbohydrate, β-glucan, reducing sugar, melanin, pectin, vitamin D2, ergosterol, and ergothioneine. The current findings could provide scientific information for breeders to nurture desired varieties and for food industry to develop new health promoting products.

Reference:

ISLAM T, YAO F J, KANG W Y, et al. A systematic study on mycochemical profiles, antioxidant, and anti-inflammatory activities of 30 varieties of Jew’s ear (Auricularia auricula-judae)[J]. Food Science and Human Wellness, 2022, 11(4): 781-794. DOI:10.1016/j.fshw.2022.03.005.

翻译/编辑：梁安琪；责任编辑：张睿梅

封面图片来源：图虫创意