平菇在醫(yī)藥、化工、環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的研究進(jìn)展

李坤鵬,郭楊子,王俊明,王晨瑩,任喜東*

1(齊魯工業(yè)大學(xué)(山東省科學(xué)院)生物基材料與綠色造紙國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 濟(jì)南,250353)2(齊魯工業(yè)大學(xué) (山東省科學(xué)院)山東省微生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 濟(jì)南,250353)3(齊魯工業(yè)大學(xué)(山東省科學(xué)院) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東 濟(jì)南,250353)

隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展,人們面臨的問(wèn)題也逐漸增多,例如:糧食短缺、疾病肆虐、土壤污染、水系污染等。為了解決這些問(wèn)題,研究人員需要不斷地尋找新的方法。而平菇這種日常生活中常見的食物漸漸進(jìn)入了研究人員的視野。研究發(fā)現(xiàn),平菇具有生長(zhǎng)周期短,產(chǎn)量高等優(yōu)良特性,并且具有良好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值[1]。近年來(lái),隨著研究人員對(duì)平菇用途的進(jìn)一步探索,平菇已經(jīng)在醫(yī)藥、化工、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

平菇,學(xué)名為Pleurotusostreatus,別名為糙皮側(cè)耳[2]、北風(fēng)菌,是擔(dān)子菌門層菌綱傘菌目側(cè)耳科側(cè)耳屬真菌。子實(shí)體叢生或疊生,形狀為扇狀、貝殼狀、不規(guī)則的漏斗狀,顏色一般為灰色或灰白色,少數(shù)為紅色等。平菇因其富含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)且味道鮮美,故而在世界各地被廣泛種植。此外,平菇也是我國(guó)目前工業(yè)栽培最常見、最廣泛的可食用蘑菇品種之一,深受我國(guó)人民的喜愛。

平菇富含蛋白質(zhì)、氨基酸、礦物質(zhì)、膳食纖維、維生素等營(yíng)養(yǎng)成分[3],這些營(yíng)養(yǎng)成分具有抗氧化[4]、抗炎、免疫調(diào)節(jié)等作用,故而廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域。據(jù)記載,從史前時(shí)代起,蘑菇就已經(jīng)作為食物和藥材被人們使用。中醫(yī)認(rèn)為,平菇性溫、味甘,對(duì)預(yù)防肥胖、高血糖等疾病有著良好的效果。經(jīng)常食用平菇,可以改善人體內(nèi)的新陳代謝,增強(qiáng)體質(zhì)。

1 平菇營(yíng)養(yǎng)成分

平菇中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),包括多糖、蛋白質(zhì)、維生素[5]、礦物質(zhì)[6]、脂質(zhì)、酚類化合物[7]、萜類化合物及其他物質(zhì)。同時(shí),由于平菇的生長(zhǎng)環(huán)境各不相同,其營(yíng)養(yǎng)組成成分存在一定的差異,從而表現(xiàn)出不同的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。表1是在不同研究中發(fā)現(xiàn)的平菇的各種營(yíng)養(yǎng)成分及含量。

1.1 平菇多糖

平菇多糖是一種具有優(yōu)良營(yíng)養(yǎng)和治療性能的保健化合物[20]。根據(jù)組成單糖的類型、分子質(zhì)量、分支和結(jié)構(gòu)構(gòu)象可以將平菇多糖分為多種類型,不同種類的平菇多糖存在不同的生物活性?，F(xiàn)階段人們還未完全了解平菇多糖,只開發(fā)出平菇多糖的部分功能。例如:清除自由基,降低人體血糖含量,加強(qiáng)免疫細(xì)胞活力、抑制癌變細(xì)胞,消除炎癥等。

表1 平菇營(yíng)養(yǎng)成分表Table 1 Nutritional Composition of P. ostreatus

1.2 蛋白質(zhì)

平菇中富含蛋白質(zhì),是生物體獲取蛋白質(zhì)的重要來(lái)源之一。平菇經(jīng)過(guò)干燥后,其蛋白質(zhì)含量可達(dá)到平菇總物質(zhì)含量的15%～40%,高于大多數(shù)糧食、蔬菜中的蛋白質(zhì)含量。此外,平菇中含有的氨基酸種類達(dá)到了17種,其中包括人體所必需的8種氨基酸。而且,平菇之所以味道鮮美,這也是因?yàn)榘被嶂g的相互作用。非揮發(fā)性的滋味物質(zhì)——氨基酸與揮發(fā)性的香味物質(zhì)兩者共同作用,造就了平菇獨(dú)特的鮮美風(fēng)味。

1.3 維生素

平菇是生物體獲取維生素的重要來(lái)源。平菇中含有多種維生素,其中包括維生素A、維生素B、維生素C、煙酸和麥角甾醇等。其中,麥角甾醇是平菇子實(shí)體中的一種特殊的維生素,其由子實(shí)體中的甾醇經(jīng)過(guò)紫外線輻射轉(zhuǎn)變而成,具有抗菌、抗氧化和增強(qiáng)人體免疫力等作用,對(duì)保護(hù)人體健康起著重要作用。

1.4 礦物質(zhì)

平菇富含鐵、鉻、鉀、銅、鋅、硒、磷、鎂等礦物質(zhì)[21]。其中,以硒、鋅的含量為最,主要存在于子實(shí)體中,對(duì)預(yù)防心血管疾病有著良好的效果。此外,平菇中的鈉含量極低,遠(yuǎn)低于其他蔬菜中的鈉含量。食療專家認(rèn)為,平菇是高血壓患者的安全選擇。通過(guò)食用平菇,可以有效地降低高血壓疾病的發(fā)生率。

1.5 脂質(zhì)

平菇中存在少量的脂肪,以不飽和脂肪酸為主,特別是油酸和亞油酸。亞油酸是人體營(yíng)養(yǎng)所必需的脂肪酸,具有治療動(dòng)脈硬化的功效。亞油酸還是1-八烯-3-醇的前體,而1-八烯-3-醇則是一種重要的芳香族化合物,也是平菇具有特殊風(fēng)味的關(guān)鍵因素。

1.6 酚類化合物

酚類化合物是指芳香環(huán)上的氫被羥基所取代的芳香族化合物,一般都具有特殊的芳香氣味。根據(jù)芳香環(huán)上羥基的數(shù)量可以將酚類化合物分為一元酚和多元酚。酚類化合物不僅具有突出的抗氧化能力,還具有消除炎癥、抗病毒、抑制癌變細(xì)胞等作用。

1.7 萜類化合物

萜類化合物是指由甲戊二羥酸衍生而成的以異戊二烯單元為基本結(jié)構(gòu)單元的化合物及其衍生物,根據(jù)異戊二烯的數(shù)量可以將萜類化合物分為單萜、倍半萜、二萜等。萜類化合物具有良好的抗癌、抗病毒、抗炎效果,被廣泛應(yīng)用于制藥和化妝品行業(yè)。

1.8 酶系

酶是一種由活細(xì)胞產(chǎn)生的,對(duì)其底物具有高度特異性和高效催化性的蛋白質(zhì)或RNA。平菇中含有豐富的功能酶,例如漆酶、過(guò)氧化酶等。這些酶或單獨(dú)發(fā)揮其特定功能,如漆酶可以氧化多酚物質(zhì),過(guò)氧化酶可以催化過(guò)氧化氫;或與其他酶形成酶系,進(jìn)而充分發(fā)揮其特定功能,如漆酶可以與纖維素酶共同降解木質(zhì)纖維素,促進(jìn)農(nóng)業(yè)廢棄物的循環(huán)利用,漆酶與過(guò)氧化酶能夠治理水污染,去除污水中的酚類物質(zhì)、氟西汀等污染物,降解染料顏色等。

1.9 其他

平菇中還存在大量的其他物質(zhì),這些物質(zhì)的作用或已被人類開發(fā)利用,或仍處于探索階段,相信不久之后人們就可以了解它的作用機(jī)制及用途,進(jìn)而促進(jìn)人類社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展。

2 醫(yī)藥領(lǐng)域

平菇含有豐富的生物活性物質(zhì),如酚類、萜類、生物堿和多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合物等,是益生元的潛在來(lái)源。這些生物活性物質(zhì)具有抗癌、抗氧化、抗炎和免疫調(diào)節(jié)等特性[22],對(duì)人體健康有著極大的幫助,尤其是在預(yù)防或改善非傳染性疾病方面,有著十分顯著的效果。故而,平菇是一種潛在的藥材原料來(lái)源,在新藥的研發(fā)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

2.1 抗氧化劑

新陳代謝是人體內(nèi)維持正常生理功能的重要方式之一。在代謝過(guò)程中,細(xì)胞除了會(huì)產(chǎn)生人體所必需的能量物質(zhì),還會(huì)產(chǎn)生一些有害物質(zhì),如活性氧和活性氮。這些有害物質(zhì)可以與有機(jī)化合物發(fā)生反應(yīng),對(duì)生命系統(tǒng)造成破壞。平菇具有顯著的抗氧化特性,它含有豐富的抗氧化化合物,可以保護(hù)機(jī)體進(jìn)行正常的生命活動(dòng)。

大量的研究實(shí)驗(yàn)表明,抗氧化活性是各種生物活性的基礎(chǔ)[23]。早在20世紀(jì)人們就成功從平菇中提取出平菇多糖,并發(fā)現(xiàn)其具有良好的抗氧化能力。平菇多糖通過(guò)提高過(guò)氧化氫酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶和總超氧化物歧化酶的抗氧化能力,清除細(xì)胞中的活性氧和自由基[24],并反向降低丙二醛水平,從而表現(xiàn)出高抗氧化活性,緩解細(xì)胞氧化損傷。2021年,研究人員在平菇中發(fā)現(xiàn)了一種新型多糖——PEPA-1a。該多糖是由葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、甘露糖和n-乙酰半乳糖胺等單糖組成。在體外抗氧化實(shí)驗(yàn)中,PEPA-1a對(duì)HT29和PC3細(xì)胞均表現(xiàn)出良好的抗增殖活性,是一種天然的抗氧化劑[13]。上述研究均表明,平菇具有良好的抗氧化活性,是一種非常有潛力的天然抗氧化劑來(lái)源。

2.2 抗癌藥物和免疫調(diào)節(jié)劑

癌癥是威脅人類健康的重大疾病之一,至今沒有合適的方法根治。研究表明,平菇生物活性物質(zhì)具有抗癌活性和免疫調(diào)節(jié)活性[25]。其作用機(jī)制是激活體內(nèi)免疫系統(tǒng),結(jié)合自身對(duì)癌細(xì)胞的抑制效果來(lái)達(dá)到治療癌癥的目的。

平菇中含有多種多糖,可以作為益生元的潛在來(lái)源。這些多糖具有良好的免疫調(diào)節(jié)活性和抗腫瘤活性,其作用與免疫效應(yīng)細(xì)胞相似,在先天性和適應(yīng)性免疫中發(fā)揮著重要作用[26]。以平菇硒多糖為例,平菇硒多糖可以通過(guò)刺激CD80/CD86表達(dá),激活NF-κB受體激活蛋白,進(jìn)而促進(jìn)RAW 264.7細(xì)胞分泌各種物質(zhì)[15],起到增強(qiáng)RAW 264.7細(xì)胞增殖和吞噬的作用。

平菇多糖除了可以激活免疫系統(tǒng)外,其本身還可以作為一種癌癥預(yù)防劑。它可以通過(guò)減少腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移、抑制腫瘤癌細(xì)胞達(dá)到治療癌癥的效果[27]。

2.3 抗炎劑

平菇是一種具有控制炎癥潛力的功能性食物。其介導(dǎo)的抗炎機(jī)制有4種,分別是抗組胺活性、抑制細(xì)胞向炎癥部位的遷移、體外膜穩(wěn)定活性和抑制NO的產(chǎn)生[28]。平菇通過(guò)降低炎癥介質(zhì)活性抑制巨噬細(xì)胞活性,進(jìn)而減輕細(xì)胞炎癥,達(dá)到治療炎癥的效果。

平菇中的葡聚糖具有較高的抗炎活性,它的作用對(duì)象是外周血中性粒細(xì)胞。葡聚糖通過(guò)調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞效應(yīng)功能,治療腸道炎癥[14]。平菇生物活性物質(zhì)也可以治療消化性潰瘍。例如,麥角硫因在治療潰瘍性結(jié)腸炎中,通過(guò)下調(diào)促炎因子的表達(dá),抑制TLR4/MyD88/NF-κB表達(dá)信號(hào)通路,減輕結(jié)腸長(zhǎng)度縮短和結(jié)腸病理?yè)p傷[29],來(lái)達(dá)到治療潰瘍的效果。

2.4 抗糖尿病藥物

糖尿病是一種以高血糖為特征的代謝紊亂性疾病。平菇具有降血糖的功效[30],它對(duì)糖尿病的治療療效已有報(bào)道。平菇可以治療由鏈脲佐菌素引起的糖尿病[31],它通過(guò)降低空腹血糖含量及α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶和ACE活性達(dá)到治療糖尿病的效果。

此外,研究人員從平菇與柑橘混合發(fā)酵培養(yǎng)液中提取到一種新型多糖——CFP。該多糖通過(guò)非競(jìng)爭(zhēng)性抑制和調(diào)節(jié)HepG2-IR細(xì)胞中的胰島素抵抗有效抑制葡萄糖苷酶[16],促進(jìn)葡萄糖攝取和糖原合成,達(dá)到降低血糖的效果。

大量研究表明,平菇具有良好的降血糖效果。平菇被認(rèn)為是一種天然健康的降血糖食物,在預(yù)防和治療糖尿病方面有著巨大的潛力。

2.5 抗病毒藥物

病毒的起源和來(lái)歷非常神秘,至今沒有定論。病毒是一種非細(xì)胞生命形態(tài),僅由核酸長(zhǎng)鏈和蛋白質(zhì)外殼構(gòu)成,并且廣泛分布于生活中的每一個(gè)角落,隨時(shí)隨地都會(huì)對(duì)人體造成傷害。

平菇生物活性物質(zhì)中的β-葡聚糖具有良好的抗病毒效果,尤其是對(duì)單純皰疹病毒I型[32]。在治療皰疹時(shí),β-葡聚糖可以降低皰疹癥狀的發(fā)病強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間,并且在治療過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生明顯的副作用。平菇生物活性物質(zhì)除了對(duì)單純皰疹病毒I型具有抑制作用外,對(duì)Ad7和HSV2病毒也具有很好的抗病毒活性,對(duì)癌細(xì)胞系也有細(xì)胞毒性作用[33]。此外,平菇生物活性物質(zhì)對(duì)RNA病毒也具有抑制作用。它可以干擾RNA病毒生命周期中的不同目標(biāo)[34],造成RNA病毒不能正常的繁殖復(fù)制。上述研究均表明,平菇生物活性物質(zhì)對(duì)某些病毒存在一定的抑制作用,是抗病毒藥物的潛在來(lái)源。

3 化工領(lǐng)域

19世紀(jì)以后,人類文明進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期,科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn),工業(yè)迅速發(fā)展,但在這個(gè)過(guò)程中人類對(duì)環(huán)境造成了難以估計(jì)的破壞,自然環(huán)境受到嚴(yán)重污染。這就需要轉(zhuǎn)變工業(yè)發(fā)展方式,將保護(hù)自然環(huán)境與維持經(jīng)濟(jì)發(fā)展相結(jié)合。

3.1 建筑材料

為實(shí)現(xiàn)工業(yè)綠色環(huán)保發(fā)展,尋找環(huán)保工業(yè)材料替代傳統(tǒng)材料成為其中任務(wù)之一。研究發(fā)現(xiàn),平菇與一些農(nóng)、林廢棄物共同培養(yǎng)形成的菌絲復(fù)合材料具有良好的建筑特性[35]。這種由真菌菌絲和有機(jī)基質(zhì)組成的復(fù)合材料具有無(wú)排放、無(wú)毒、低成本、熱穩(wěn)定性好、疏水性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、可回收利用等特點(diǎn),其特性均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),從而被廣泛應(yīng)用于包裝、保溫、建筑等領(lǐng)域,是傳統(tǒng)材料的良好替代品。同時(shí),真菌在材料中的廣泛應(yīng)用和使用標(biāo)志著真菌是改善全球環(huán)境可持續(xù)性的先驅(qū)[36]。

3.2 柔性材料

平菇在新型工業(yè)材料行業(yè)上也具有良好應(yīng)用前景。平菇菌絲或子實(shí)體可以制成如β-葡聚糖基泡沫、皮革、紙張和紡織品等循環(huán)性柔性材料。柔性真菌材料的主要組成成分是幾丁質(zhì)和β-聚葡聚糖。幾丁質(zhì)是一種由N-乙酰葡糖胺通過(guò)β連接而成的多糖,其作用主要用于造紙。采用幾丁質(zhì)制作的幾丁質(zhì)紙,具有最好的抗拉強(qiáng)度[37]。平菇β-葡聚糖則具有良好的乳化性質(zhì),一般用于制備乳化劑。這種由成分天然無(wú)害且具有固定生物活性的聚合物成分制成的乳化劑將逐漸代替普通乳化劑,成為一種健康可持續(xù)的產(chǎn)品。平菇菌絲體或子實(shí)體經(jīng)過(guò)特殊處理后還可以制成皮革,并且該皮革具有韌性強(qiáng)、環(huán)?？苫厥盏葍?yōu)良特性。因此,平菇菌絲或子實(shí)體成為一種替代動(dòng)物和合成皮革的環(huán)保替代品[38]。

3.3 化妝品

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、生活質(zhì)量的不斷提高,人們?cè)絹?lái)越重視自身保養(yǎng),這也導(dǎo)致全球化妝品市場(chǎng)需求的持續(xù)增長(zhǎng)。而且,人們?cè)趯?duì)化妝品高需求的同時(shí),也更加注重其成分的來(lái)源、安全等問(wèn)題。這就促使化妝品生產(chǎn)廠家去尋找、使用更加安全、環(huán)保、可持續(xù)的天然原材料。

平菇是天然活性化合物的主要來(lái)源。平菇生物活性物質(zhì)具有高抗氧化性、抗衰老性等特性從而被廣泛用作藥妝成分。研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)平菇富鋅液體發(fā)酵可以獲得具有強(qiáng)抗衰老能力的菌絲鋅多糖。它能夠抑制由衰老產(chǎn)生的不利影響,從而延長(zhǎng)生物體壽命[12]。例如,淡化皮膚細(xì)紋、皺紋,防止皮膚老化,保護(hù)皮膚質(zhì)地,減少色素沉著[39]。目前,蘑菇藥妝成分正逐漸進(jìn)入化妝品市場(chǎng),其作為一種安全、環(huán)保的天然成分在化妝品市場(chǎng)中有著巨大的應(yīng)用前景。

4 環(huán)境保護(hù)

由于平菇的生長(zhǎng)特性及其在生長(zhǎng)過(guò)程中分泌的物質(zhì),平菇在治理環(huán)境污染方面有著十分重要的地位,平菇綠色生物技術(shù)也隨之誕生。平菇的綠色生物技術(shù)包括對(duì)污染土壤、水的真菌修復(fù)和生物發(fā)酵[40]。

4.1 生物發(fā)酵

在工農(nóng)業(yè),每年都會(huì)產(chǎn)生大量的木制廢棄物,這些木制廢棄物的腐爛、燒毀或未被利用,都將導(dǎo)致環(huán)境進(jìn)一步惡化。平菇是一種腐殖質(zhì)真菌,可以降解木質(zhì)纖維素,將富含木質(zhì)纖維素的工農(nóng)廢棄物轉(zhuǎn)化成其他生物質(zhì)。

大量研究表明,葡萄渣、廢咖啡渣、松果、豆腐渣[41]、椰殼、蔬菜廢棄物[42]、麥草、稻草、棉花桿、甘蔗渣、橡膠樹木屑等農(nóng)業(yè)廢料都可以制成平菇生長(zhǎng)基質(zhì),并且平菇在該生長(zhǎng)基質(zhì)上可正常生長(zhǎng)繁殖。這項(xiàng)研究證明了絕大多數(shù)的有機(jī)廢棄物都是平菇生長(zhǎng)的理想基質(zhì)[43],同時(shí)也證明了平菇在實(shí)現(xiàn)工農(nóng)業(yè)廢物完全循環(huán)使用方面的潛力,對(duì)開發(fā)非常適合生物基礎(chǔ)社會(huì)的生產(chǎn)系統(tǒng)具有重要意義[44]。

此外,平菇還可以將農(nóng)作物廢棄物、食物殘?jiān)绒D(zhuǎn)化為生物肥料,從而改善土壤特性。研究結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)平菇轉(zhuǎn)化的生物肥料可以為土壤補(bǔ)充各種有機(jī)物質(zhì)、微量元素等,能夠調(diào)節(jié)土壤pH值,提高土壤保水能力,降低土壤鹽度等[45]。

4.2 土壤修復(fù)

在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域,平菇最為廣泛的應(yīng)用是土壤修復(fù)[46]。在人類文明的發(fā)展過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)、生產(chǎn)并使用了各種各樣的化學(xué)物質(zhì),這其中包括氯酚、乙草胺、多氯聯(lián)苯等含有鹵素的化合物。這些化合物在環(huán)境中不斷積累,造成了土壤和水系的嚴(yán)重污染。腐殖質(zhì)真菌可以通過(guò)降解有害污染物或富集重金屬離子[47],來(lái)修復(fù)被污染的土壤和水系,達(dá)到治理環(huán)境污染的效果。

大量實(shí)驗(yàn)證明,平菇具有去除土壤污染物,修復(fù)土壤的作用。通過(guò)平菇廢堆肥技術(shù),可以有效處理土壤中的六氯環(huán)己烷[48]。在受到多氯聯(lián)苯污染的土壤上平菇也可正常生長(zhǎng),并降解50%～90%的有害污染物[49]。此外,平菇還可以對(duì)雙環(huán)鹵內(nèi)酯進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化。而且經(jīng)過(guò)平菇轉(zhuǎn)化后的雙環(huán)鹵內(nèi)酯不僅不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,還可以重新用于多種用途,例如應(yīng)用在農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。

4.3 水系修復(fù)

平菇修復(fù)水系的方法主要分為兩種,一種是物理吸附法,另一種是酶處理法。物理吸附法是利用平菇廢棄培養(yǎng)底物中富含碳基、羥基和酰胺基的天然聚合物為廢水處理過(guò)程中的污染物提供活性結(jié)合位點(diǎn),從而吸附污染物[50]。例如,平菇廢棄培養(yǎng)底物與SO2、NaOH結(jié)合可以去除水溶液中的鎘[51]。

酶處理法是利用平菇中的過(guò)氧化物酶和漆酶降解污染物。研究發(fā)現(xiàn),漆酶可以有效去除廢水中的氟西汀[52]、多環(huán)芳烴、雙氯芬酸和二甲雙胍等污染物[53]。將漆酶進(jìn)行純化后,其對(duì)偶唑染料、雜環(huán)染料和芳香染料具有高效的解色活性[54],這說(shuō)明漆酶也可以處理廢水顏色問(wèn)題。

由此可見,以平菇為基礎(chǔ)開發(fā)出一種全新的生物處理方法,在環(huán)境廢水處理領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。

5 結(jié)論及未來(lái)展望

如圖1所示,平菇中的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)、脂質(zhì)、多糖、酚類化合物、萜類化合物和其他物質(zhì)等。這些物質(zhì)存在不同的作用,有著廣泛的用途。如平菇多糖、酚類化合物、萜類化合物這類物質(zhì)可以應(yīng)用于藥物研發(fā)領(lǐng)域,如抗氧化藥物、降血糖藥物、抗炎藥物、抗病毒藥物、抗癌藥物和免疫調(diào)節(jié)劑等;平菇多糖、酚類化合物及其他這類物質(zhì)也可以應(yīng)用于化工領(lǐng)域,如化妝品等產(chǎn)品的開發(fā);平菇菌絲或子實(shí)體經(jīng)過(guò)特殊發(fā)酵處理后可應(yīng)用于研制建筑材料、皮革、紙張等菌絲復(fù)合材料;平菇中豐富的酶系則可以應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域,如降解木質(zhì)纖維素、治理土壤污染、水系污染等。

平菇的消費(fèi)歷史悠久,其在中國(guó)古代就已經(jīng)被人們利用。但從實(shí)用角度來(lái)看,平菇一直沒有得到充分的開發(fā)和利用。本文綜述了平菇在醫(yī)藥、化工、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的潛在益處。現(xiàn)有文獻(xiàn)表明,平菇具有多種不同的藥理特性,可以預(yù)防和治療某些疾病。平菇具有藥理特性是因?yàn)槠渚z或子實(shí)體等結(jié)構(gòu)中存在的大量次級(jí)代謝物。這些次級(jí)代謝物可以以協(xié)同或非協(xié)同的方式作用于人體的各項(xiàng)生物學(xué)功能,從而達(dá)到改善和治療有機(jī)體的目的。其中,平菇多糖是平菇能夠擁有多種藥理特性的關(guān)鍵角色。由于平菇多糖具有抗氧化、抗炎、抗癌和降血糖等作用,因而平菇在治療炎癥、糖尿病、癌癥等疾病方面有著良好的效果。酚類、萜類等化合物則在抵抗病毒方面有著較好的作用。現(xiàn)階段開發(fā)用于人類衛(wèi)生保健的藥品和天然產(chǎn)品的形勢(shì)十分嚴(yán)峻,關(guān)于平菇藥理特性的絕大多數(shù)研究仍處于實(shí)驗(yàn)室階段,尚未進(jìn)行到臨床應(yīng)用階段,其作用機(jī)制仍需進(jìn)一步探索。

平菇在化工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)主要集中在菌絲復(fù)合材料和柔性材料上。菌絲復(fù)合材料不是人為制造的一種新型材料,它是生物材料或復(fù)合材料生長(zhǎng)所產(chǎn)生的材料。該材料主要是利用平菇菌絲作為一種天然黏合劑,將菌絲固定在有機(jī)基質(zhì)上,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的生長(zhǎng),菌絲就會(huì)遍布整個(gè)有機(jī)基質(zhì),形成一個(gè)超密集的線網(wǎng)絡(luò),此時(shí)形成的材料經(jīng)過(guò)初步加工即可變成菌絲復(fù)合材料。柔性材料則是通過(guò)對(duì)平菇生物質(zhì)進(jìn)行一系列的發(fā)酵處理,再加工成皮革、紙張等材料。與傳統(tǒng)合成材料相比,這種菌絲體衍生材料有著低成本、低密度、低能耗和生態(tài)友好性等優(yōu)點(diǎn)。正是由于這些突出優(yōu)點(diǎn),菌絲體衍生材料正迅速引起人們的關(guān)注,并且這項(xiàng)技術(shù)的巨大潛力體現(xiàn)在對(duì)改善全球環(huán)境可持續(xù)性方面的影響上。

基于平菇衍生出的綠色生物技術(shù)進(jìn)行環(huán)境治理的新方式,在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域擁有巨大的應(yīng)用前景。該技術(shù)主要依靠平菇所產(chǎn)生的各種功能酶,其主要功能酶有漆酶和過(guò)氧化酶兩種。因其功能酶之間的相互作用,從而使得平菇具有降解木質(zhì)纖維素、有毒物質(zhì)的能力。由此可見,利用平菇進(jìn)行木質(zhì)纖維素生物降解、有害物質(zhì)生物降解、廢水治理、土壤改良等方面的研究,是一種可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。

未來(lái)對(duì)平菇等蘑菇的開發(fā)和利用還需進(jìn)一步探索。在醫(yī)藥領(lǐng)域,應(yīng)該查明使平菇擁有某種藥理特性的具體物質(zhì)成分,充分了解該物質(zhì)的物理、化學(xué)等特性,以及它在機(jī)體內(nèi)的作用部位、途徑和機(jī)理等。近年來(lái)由于新冠病毒、癌癥的肆虐,未來(lái)醫(yī)藥領(lǐng)域的研究方向逐漸趨向抗癌、抗病毒藥物的研發(fā)。而平菇具有良好的抗病毒、抗癌的藥理特性,可以作為研發(fā)抗癌、抗病毒藥物的天然原材料。相信隨著研究人員的不斷探索,以平菇等天然原材料為主的抗癌、抗病毒藥物將取代傳統(tǒng)化學(xué)合成藥物。在化工領(lǐng)域,通過(guò)平菇等綠色天然材料開發(fā)出的化工產(chǎn)品不同于傳統(tǒng)化學(xué)合成產(chǎn)品,該產(chǎn)品具有無(wú)毒、環(huán)保、可回收等特點(diǎn),更加符合大眾需求,未來(lái)將成為化工主流產(chǎn)品。在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域,基于平菇開發(fā)出的綠色生物技術(shù)不僅可以治理環(huán)境污染問(wèn)題,還可以創(chuàng)造額外的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。未來(lái)平菇不僅可以在醫(yī)藥、化工、環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,在其他領(lǐng)域也有著巨大的應(yīng)用前景。例如,食品保健領(lǐng)域中功能性食品的研制。人們通過(guò)食用功能性食品達(dá)到改善機(jī)體健康的目的?？偠灾?平菇在人類社會(huì)發(fā)展中有著巨大的應(yīng)用潛力,相信在不久的將來(lái)人們就可以闡明其成分的作用機(jī)理,將其廣泛應(yīng)用到醫(yī)藥、化工、環(huán)境保護(hù)、食品保健等領(lǐng)域。