李 紅，張 敏

（遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所，遼寧 沈陽(yáng) 110161）

黑木耳 [Auricularia auricular-judae(Bull.)Quel.]是世界上產(chǎn)量?jī)H次于雙孢蘑菇（Agaricus bisporus）、香菇（Lentinula edodes）、糙皮側(cè)耳（Pleurotus ostreatus） 的第四大栽培食用菌，在我國(guó)食用菌產(chǎn)業(yè)中占有重要地位[1]。黑木耳的人工栽培始于我國(guó)，栽培的方式主要是椴木栽培和代料栽培，受木材資源的限制，現(xiàn)在代料栽培是黑木耳主要的栽培方式。據(jù)報(bào)道[2－3]，代料栽培的黑木耳營(yíng)養(yǎng)成分與椴木栽培的差別不大。黑木耳子實(shí)體中富含蛋白質(zhì)、多糖、脂肪酸、膳食纖維、礦物質(zhì)等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[4－7]。為了充分利用本地資源，降低成本，設(shè)計(jì)3種不同添加比例的稻糠代替部分麥麩，以不加稻糠為對(duì)照，采用化學(xué)計(jì)量學(xué)主成分分析法對(duì)子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)成分和氨基酸含量進(jìn)行分析、排序，為代料栽培黑木耳的培養(yǎng)料開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試菌種

黑木耳菌種黑威伴金，由黑龍江省微生物所提供。

1.2 培養(yǎng)料配方

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)配方，配方組分詳見表1。

表1 培養(yǎng)料配方Tab.1 The component of substrate

1.3 方法

1.3.1 栽培試驗(yàn)

供試的4個(gè)配方每個(gè)配方1 200袋，一共4 800袋。菌袋規(guī)格為16 cm×36 cm×0.05 cm聚乙烯袋，每袋裝濕料1 200 g。常壓滅菌，100℃保持12 h，待料溫降至28℃以下時(shí)取出，使用液體發(fā)酵罐菌種接種，根據(jù)工藝流程對(duì)發(fā)酵罐進(jìn)行空消、實(shí)消，冷卻后接種，接種量一般為發(fā)酵罐容積的10%～20%，培養(yǎng)溫度為 22℃～25℃，攪拌速度 180 r·min－1～220 r·min－1，通氣量為 1.0∶0.5～1.0∶1.0，罐壓維持在 0.05 MPa 左右，定時(shí)調(diào)節(jié)pH。經(jīng)過3 d～4 d的培養(yǎng)，結(jié)束發(fā)酵，取出菌種。根據(jù)菌種濃度，每個(gè)栽培袋接液體菌種20 mL～40 mL，按露地全光標(biāo)準(zhǔn)栽培模式管理，定時(shí)扎眼、催芽、出耳管理、采收、曬干，待檢測(cè)。

1.3.2 營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)

采用全自動(dòng)氨基酸分析儀L－8800測(cè)定黑木耳氨基酸的含量；采用直接滴定法測(cè)定可溶性糖的含量[8]；采用凱氏定氮法測(cè)定粗蛋白含量[9]；采用索式提取法測(cè)定脂肪的含量[10]；按照 GB/T 5009.10－2003植物類食品中粗纖維的測(cè)定 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定粗纖維[11－12]；采用原子吸收光譜法測(cè)定鐵、鋅、鈣等微量元素含量。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

使用IBM SPSS Statistics 19軟件對(duì)氨基酸、可溶性糖、粗蛋白、微量元素等8種營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行主成分分析[13－14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同培養(yǎng)料栽培黑木耳子實(shí)體的營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

不同培養(yǎng)料栽培的黑木耳子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定結(jié)果見表2，其標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見表3。

表2 不同培養(yǎng)料配方栽培的黑木耳子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)成分含量情況Tab.2 Nutrient content of fruiting body of Auricularia auricula using different component of substrate

表3 不同培養(yǎng)料栽培的黑木耳子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)成分標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)Tab.3 Standardization data of Auricularia auricular fruiting body nutrition using different component of substrate

由表2可知，不同配方的黑木耳的子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)成分存在一定差異。運(yùn)用SPSS分析軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，即對(duì)同一變量減去均值再除以其標(biāo)準(zhǔn)差，以便消除原始數(shù)據(jù)之間量綱不同的影響，使標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)具有可比性。從總體看，黑木耳子實(shí)體中總氨基酸含量豐富，而且含有較高的粗纖維和粗蛋白，粗脂肪含量低，鐵、鈣含量高于部分雞肉、豬肉以及蔬菜含量。綜上所述，黑木耳具有較好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，可作為補(bǔ)鈣、補(bǔ)鐵的良好食材。

2.2 不同培養(yǎng)料配方栽培黑木耳子實(shí)體的營(yíng)養(yǎng)成分主成分分析

利用IBM SPSS Statistics 19對(duì)已測(cè)定的不同培養(yǎng)料配方栽培的黑木耳子實(shí)體8個(gè)營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行主成分分析，見圖1。

通過圖1可知，特征值大于1的因子有3個(gè)，表明不同配方培養(yǎng)料影響黑木耳子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)的主要成分有3種。相關(guān)矩陣的特征值和方差貢獻(xiàn)率見表4。

圖1 主成分分析碎石圖Fig.1 The principal components analysis of gravel map

由表4可知，前3個(gè)主成分對(duì)解釋原有變量的貢獻(xiàn)值最大，第3個(gè)之后的因子特征值比較小，可以忽略。第一主成分的方差貢獻(xiàn)率最大，百分比為61.477%，特征值為4.918，對(duì)黑木耳子實(shí)體的營(yíng)養(yǎng)起主要作用；第二主成分的方差貢獻(xiàn)率為25.099%，特征值為 2.008；第三主成分的方差貢獻(xiàn)率為12.139%，特征值為0.971。3個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到了98.716%，即3個(gè)主成分基本包括了8種營(yíng)養(yǎng)成分的信息。

表4 主成分解釋的總方差Tab.4 The total variance of principal component interpretation

2.3 不同培養(yǎng)料栽培的黑木耳子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)成分的綜合評(píng)價(jià)分析

黑木耳子實(shí)體不同營(yíng)養(yǎng)成分的旋轉(zhuǎn)成分矩陣見表5。

由表5可知，第一主成分在變量粗脂肪、可溶性糖、粗纖維含量上有較高的載荷系數(shù)，說明這些成分與第一主成分有高度的相關(guān)性。正方向表示正相關(guān)性，負(fù)方向表示負(fù)相關(guān)性，可溶性總糖、粗纖維第一主成分有較高的正相關(guān)性，粗脂肪與第一主成分有較高的負(fù)相關(guān)性。第二主成分在變量鈣、鋅、鐵含量上有較高的載荷系數(shù)，說明這些成分與第二主成分有高度的正相關(guān)性。各營(yíng)養(yǎng)成分的得分系數(shù)見表6。

表5 旋轉(zhuǎn)成分矩陣Tab.5 Rotation component matrix

通過成分得分系數(shù)表6可知，粗脂肪、可溶性糖、粗纖維對(duì)第一主成分的影響較大；鈣、鋅、鐵對(duì)第二主成分的影響較大。將其轉(zhuǎn)化成特征向量，可以得到反映不同培養(yǎng)料配方黑木耳子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)成分的2個(gè)主成分模型：

表6 成分得分系數(shù)矩陣Tab.6 The component score coefficient matrix

式中：X1、X2、X3…X8分別代表可溶性糖、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、總氨基酸、鐵、鋅、鈣。

將8個(gè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值分別代入特征向量主成分模型計(jì)算各主成分得分，再以2個(gè)因子的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)數(shù)，得到綜合評(píng)價(jià)各處理的計(jì)算公式：

主成分因子得分及黑木耳子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)成分綜合得分見表7。

表7 主成分因子得分及黑木耳子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)成分綜合得分Tab.7 The scores of principal component factors and Auricularia auricular fruiting body nutrition score

由表7可知，配方3的營(yíng)養(yǎng)成分綜合得分最高，其次為配方1和配方4，配方2營(yíng)養(yǎng)成分得分最低。

2.4 不同培養(yǎng)料栽培的黑木耳子實(shí)體氨基酸的測(cè)定

不同培養(yǎng)料栽培的黑木耳子實(shí)體氨基酸含量及其標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)分析見表8及表9。

表8 不同培養(yǎng)料栽培的黑木耳子實(shí)體的氨基酸含量Tab.8 Fruiting body amino acid content of Auricularia auricular using different component of substrate

表9 不同培養(yǎng)料栽培的黑木耳子實(shí)體氨基酸含量標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)Tab.9 Standardization data of Auricularia auricular fruit body amino acid content using different component of substrate

由表8及表9可知，不同培養(yǎng)料栽培的黑木耳子實(shí)體共檢測(cè)出17種氨基酸，其中包括蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸7種人體必需氨基酸，以及天冬氨酸、谷氨酸、胱氨酸、絲氨酸、甘氨酸、組氨酸、精氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸10種非必需氨基酸。

2.5 不同培養(yǎng)料栽培的黑木耳子實(shí)體氨基酸含量的主成分分析

利用IBM SPSS Statistics 19對(duì)已測(cè)定的不同培養(yǎng)料栽培的黑木耳子實(shí)體17種氨基酸含量進(jìn)行主成分分析，結(jié)果見圖2，主成分解釋的總方差見表10。

由圖2可知，特征值大于1的因子有3個(gè)，表明影響氨基酸含量的主要成分有3種，根據(jù)表10得到的相關(guān)矩陣的特征值和方差貢獻(xiàn)率可知，這3個(gè)主成分對(duì)解釋原有變量的貢獻(xiàn)值最大，第3個(gè)以后的因子特征值比較小，可以忽略。第一主成分的方差貢獻(xiàn)率最大，百分比為73.444%，特征值為12.485，對(duì)黑木耳子實(shí)體的氨基酸起主要作用，第二主成分的方差貢獻(xiàn)率為13.124%，特征值為2.231，第三主成分的方差貢獻(xiàn)率為7.439%，特征值為1.265。3個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到了94.008%，即3個(gè)主成分基本包括了17種氨基酸的信息。

圖2 主成分分析碎石圖Fig.2 The principal components analysis of gravel map

表10 主成分解釋的總方差Tab.10 The total variance of principal component interpretation

2.6 不同培養(yǎng)料栽培黑木耳子實(shí)體的氨基酸含量綜合評(píng)價(jià)分析

不同培養(yǎng)料栽培黑木耳子實(shí)體的氨基酸含量綜合評(píng)價(jià)分析見表11。

表11 旋轉(zhuǎn)成分矩陣Tab.11 Rotation component matrix

根據(jù)表11旋轉(zhuǎn)成分矩陣表明，第一主成分在變量蘇氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸含量上有較高的載荷系數(shù)，說明這些成分與第一主成分有高度的正相關(guān)性。第二主成分在變量胱氨酸、賴氨酸含量上有較高的載荷系數(shù)，說明胱氨酸與第二主成分有高度的正相關(guān)性，賴氨酸與第二主成分有高度的負(fù)相關(guān)性。第三主成分在變量蛋氨酸含量上有較高的載荷系數(shù)，說明蛋氨酸與第三主成分有較高的正相關(guān)性。各氨基酸的成份得分系數(shù)矩陣見表12。

通過成分得分系數(shù)表12可知，苯丙氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、纈氨酸、丙氨酸、蘇氨酸對(duì)第一主成分的影響較大；胱氨酸對(duì)第二主成分的影響較大；蛋氨酸對(duì)第三主成分的影響較大。將其轉(zhuǎn)化成特征向量，可以得到反映不同培養(yǎng)料配方黑木耳氨基酸含量的3個(gè)主成分模型。

表12 成分得分系數(shù)矩陣Tab.12 The component score coefficient matrix

式中：X1、X2、X2……X17分別代表蘇氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、谷氨酸、亮氨酸、精氨酸、甘氨酸、酪氨酸、異亮氨酸、組氨酸、纈氨酸、絲氨酸、胱氨酸、賴氨酸、蛋氨酸等17種氨基酸。

將17個(gè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值分別代入特征向量主成分模型計(jì)算各主成分得分，再以3個(gè)因子的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)數(shù)，得到綜合評(píng)價(jià)各處理的計(jì)算公式：

主成分因子得分及黑木耳子實(shí)體氨基酸含量綜合得分見表13。

表13 主成分因子得分及黑木耳子實(shí)體氨基酸含量綜合得分Tab.13 The scores of principal component factors and Auricularia auricular fruiting body amino acid content score

由表13結(jié)果表明，配方4的氨基酸綜合得分最高，其次為配方1和配方2，配方3氨基酸得分最低。

3 結(jié)論與討論

不同培養(yǎng)料栽培的黑木耳子實(shí)體在營(yíng)養(yǎng)成分含量上存在一定的差異[15-16]。通過成分得分系數(shù)可知，粗脂肪、可溶性糖、粗纖維對(duì)第一主成分的影響較大；鈣、鋅、鐵對(duì)第二主成分的影響較大。4個(gè)培養(yǎng)料配方中，配方3的第一主成分得分最高，說明粗脂肪、可溶性糖、粗纖維的含量最高；配方1的第二主成分得分最高，說明鈣、鋅、鐵的含量最高。

由于黑木耳中粗蛋白質(zhì)含量遠(yuǎn)高于水果、蔬菜和糧食作物，可與肉、蛋媲美，所以有必要對(duì)其氨基酸組成進(jìn)行分析[17-18]。經(jīng)過測(cè)定發(fā)現(xiàn)，黑木耳中含有17種氨基酸，其中包括蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸等7種人體必需氨基酸，以及天冬氨酸、谷氨酸、胱氨酸、絲氨酸、甘氨酸、組氨酸、精氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸等10種非必需氨基酸。通過成分得分系數(shù)可知，苯丙氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、纈氨酸、丙氨酸、蘇氨酸對(duì)第一主成分的影響較大，配方4的第一主成分得分最高，說明苯丙氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、纈氨酸、丙氨酸、蘇氨酸的含量最高，胱氨酸對(duì)第二主成分的影響較大；配方1的第二主成分得分最高，說明胱氨酸含量最高；蛋氨酸對(duì)第三主成分的影響較大，配方3的第三主成分得分最高，說明蛋氨酸含量最高。

綜合不同培養(yǎng)料栽培的黑木耳子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)成分的3個(gè)主成分得分，配方4最高，說明可適當(dāng)降低一些木屑的使用。由于遼寧是水稻主產(chǎn)區(qū)，稻糠資源豐富，而麥麩則需要從外省引進(jìn)，用稻糠代替部分麥麩，不但可以提高黑木耳的品質(zhì)，還可以大大降低成本，可進(jìn)一步推廣應(yīng)用[19]。