本文系Food Science and Human Wellness原創編譯，歡迎分享，轉載請授權。
硒（Se）是人類和動物必需的微量元素，以硒代半胱氨酸的形式融入到硒蛋白中，包括穀胱甘肽過氧化物酶、硫氧還原酶和碘甲狀腺素脫碘酶，它們在細胞生理過程中起著至關重要的作用。這些過程包括氧化還原平衡、免疫反應和生殖健康。當食物中硒的濃度非常低時，就會出現硒缺乏，這是導致克山病和大骨節病的原因，同時也與生育能力下降、甲狀腺功能低下和免疫功能差有關。硒攝入過量可導致硒病、脫髮、皮炎，並增加患2型糖尿病的風險，在膳食中濃度相對較高時會導致死亡。從世界範圍來看，委內瑞拉、加拿大、美國、日本的硒攝入量較高，歐洲各地，尤其是東歐的硒攝入量低很多，我國從東北到西南地區的硒攝入量也較低。通過控制植物中硒的濃度，可以在很大程度上控制人類硒的攝入量和硒的狀態。因此，通過生物強化提高食物中硒的濃度，有助於克服硒缺乏症，改善人類健康狀況。在芬蘭，硒生物強化已在農業中應用30多年，人類膳食中硒的平均攝入量從0.04 mg Se/d增加到0.08 mg Se/d，影響了芬蘭人心血管疾病和癌症的發病率和死亡率。
食品的營養生物強化是一種有趣的策略，可以提供營養物質，防止營養缺乏，而且由於採用天然產品，對消費者更具吸引力。硒的有益或有害作用不僅與劑量有關，還與硒的種類有關。硒酸鹽和亞硒酸鹽是存在於環境中的兩種主要無機硒品種，通常用於食品生物強化。有機硒化合物，特別是硒蛋氨酸（SeMet），通常存在於植物和酵母中，硒-甲基硒代半胱氨酸（MeSeCys）是雙孢蘑菇（Agaricus bisporus）富含硒的子實體中的主要硒種類。膳食補充劑中硒的生物利用度與硒的數量和種類有關。硒胺基酸（如SeMet、硒胱氨酸（SeCys2）和MeSeCys）在生物體內比無機硒化合物（如亞硒酸鈉和硒酸鈉）更容易吸收，毒性更小。與農作物植物相比，食用菌具有特殊的質地和風味，而且具有化學和營養特性，這些特性包括低熱量和高植物蛋白、維生素、鐵、鋅、Se、鈉、幾丁質、纖維素和礦物質。例如，蛹蟲草、香菇、平菇、杏鮑菇和黑木耳是已知的良好硒積累物，可以將無機硒轉化為有機形式。猴頭菇（Hericium erinaceus）是一種廣泛分布於亞洲、歐洲和北美洲的食用菌，屬於擔子菌門傘菌綱。這種蘑菇也被稱為獅鬃菇或刺蝟菇。眾多的研究報導了猴頭菇的有益活性，包括刺激傷口癒合，養胃，改善焦慮、認知功能和抑鬱症等，它還被推薦用作麵包添加劑、蘑菇酒、醋和發酵蘑菇飲料。
硒酸鹽和亞硒酸鹽在植物和蘑菇中可以轉化為硒胺基酸和硒蛋白。但富硒蘑菇中的SeMet、SeCys2和MeSeCys等有機硒在人體消化系統中的生物利用度並不明確。蘑菇中不僅含有胺基酸、多糖、蛋白質等營養化合物，還含有含量不同的營養性宏量元素和微量元素。中國農業大學的Ting Hu、Yanbin Guo等，在本研究中以硒酸鹽、亞硒酸鹽和SeMet對猴頭菇進行生物強化，並對其體外生物利用度進行了研究。本研究的主要目的是：1）比較無機和有機硒源對猴頭菇菌絲和子實體生長的影響；2）確定硒種類在子實體中的轉化情況；3）評價硒和其他元素在體外模擬胃腸條件下的生物利用度。
硒對菌絲和子實體生長的影響
在供給硒酸鹽和亞硒酸鹽濃度為1～200 μg/mL和SeMet濃度為0.5～10 μg/mL的培養基中，菌絲的形態與對照處理中的菌絲形態相似（圖1A～1C）。與對照處理相比，1.0 μg/mL和5.0 μg/mL硒酸鹽處理下的菌絲菌落直徑顯著增加（圖1F）。800 μg/mL硒酸鹽和400 μg/mL亞硒酸鹽處理的菌絲密度較低，處理水平超過4000 μg/mL硒酸鹽、2000 μg/mL亞硒酸鹽和20 μg/mL SeMet時，菌落直徑明顯下降。採用20000 μg/mL硒酸鹽、3600 μg/mL亞硒酸鹽和100 μg/mL SeMet處理完全抑制了猴頭菇的菌絲生長（圖1A～1C）。圖1D和1E中繪製了最適合這些數據點的亞硒酸鹽和SeMet處理的邏輯模型曲線。
圖1.硒酸鹽（A）、亞硒酸鹽（B）和SeMet（C）處理下菌絲的形態；不同水平的亞硒酸鹽（D）、SeMet（E）處理下培養14 d後在培養基中的劑量反應曲線；硒處理後的菌落直徑（F）。
子實體中硒和微量元素的積累
隨著基質中硒濃度的增加（0.5～40 μg/g），子實體中總硒含量逐漸增加（圖2）。在0.5 μg/g和1.0 μg/g硒處理時，富含亞硒酸鹽和SeMet的子實體中總硒含量無差異，顯著高於富含硒酸鹽的子實體（P＜0.05）。在2.5～40 μg/g硒處理下，亞硒酸鹽富集的子實體中總硒含量顯著高於SeMet和硒酸鹽富集的子實體，SeMet誘導的總硒含量顯著高於硒酸鹽誘導的總硒含量（P＜0.05）。此外，子實體的總硒含量在80 μg/g和100 μg/g硒酸鹽處理之間沒有顯著差異（圖2A）。在40 μg/g亞硒酸鹽處理組中發現最高的總硒含量，為111.8 μg/g（乾重），而非富硒猴頭菇樣品的總硒含量僅為0.3 μg/g。這一結果表明，40 μg/g亞硒酸鹽處理與空白對照之間的硒富集度為373 倍。在亞硒酸鹽和SeMet（0.5 μg/g和40.0 μg/g）處理下，生物富集因子分別在2.5～4.2和2.3～4.5之間；在0.5～80.0 μg/g硒酸鹽處理下，生物富集因子高於1；但在100 μg/g硒酸鹽處理下，生物富集因子低於1（圖2B）。
圖2.猴頭菇子實體中的硒濃度（A）和生物富集因子（B）。
猴頭菇子實體可以吸收硒酸鹽、亞硒酸鹽和SeMet並轉化為有機硒。在基質中補充40 μg/g亞硒酸鹽時，猴頭菇對硒的吸收率最高（111.8 μg/g），富含硒的子實體中有機硒的吸收率高達98.8%，但浪費了30.9%的子實體生物量。此外，猴頭菇子實體中的SeCys2和MeSeCys在體外模擬胃腸消化的情況下，硒的生物利用度較高。基質中補硒是一種很有前景的生物強化富硒蘑菇的策略，可作為人類可食用食品。