王亞威，胡桂萍*，黃金枝，石旭平，張誠(chéng)，王豐，曹紅妹，胡麗春

1(江西省蠶桑茶葉研究所，江西 南昌，330202)2(江西省經(jīng)濟(jì)作物研究所，江西 南昌，330202) 3(江西省蠶桑工程技術(shù)研究中心，江西 南昌，330202)4(江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)應(yīng)用微生物研究所，江西 南昌，330200)

香菇(Lentinusedodes)又名冬菇、香蕈，屬擔(dān)子菌綱、傘菌目、香菇屬的一種食用真菌，因其味道鮮美、香氣沁人、營(yíng)養(yǎng)豐富，在民間素有“山珍”之稱(chēng)[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年我國(guó)香菇總產(chǎn)量達(dá)1.403 2×107t，占食用菌總產(chǎn)量的27.5%，栽培面積和產(chǎn)量均為食用菌之最[2]。隨著香菇產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，菌林矛盾日益突出，尋找優(yōu)質(zhì)安全原料替代木屑成為香菇產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展關(guān)鍵。桑枝是蠶桑生產(chǎn)中最大副產(chǎn)物，營(yíng)養(yǎng)豐富，纖維化和木質(zhì)化程度高，適合各種木腐型食用菌的生長(zhǎng)，是香菇栽培基質(zhì)的潛在優(yōu)選原料[3]。前人對(duì)桑枝代料栽培香菇技術(shù)及其對(duì)香菇產(chǎn)量和品質(zhì)的影響等做了大量的研究。汪德憲等[4]研究了培養(yǎng)料添加桑枝屑栽培香菇試驗(yàn)，結(jié)果表明桑枝屑添加比例在50%以?xún)?nèi)時(shí)對(duì)香菇產(chǎn)量沒(méi)有影響，當(dāng)桑枝屑比例超過(guò)50%以上時(shí)隨著桑枝屑比例的上升香菇產(chǎn)量降低。徐建俊等[5]對(duì)桑枝屑和雜木屑栽培香菇營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行比較研究，發(fā)現(xiàn)桑枝屑栽培香菇礦質(zhì)元素豐富，粗蛋白、脂肪和纖維含量高，具有較高營(yíng)養(yǎng)性和藥用保健性。筆者前期研究發(fā)現(xiàn)[6]，桑枝替代闊葉樹(shù)梗雜木屑栽培香菇不改變其外觀性狀和顏色，但對(duì)香菇菌絲生長(zhǎng)、鮮菇產(chǎn)量、菌蓋質(zhì)量等有影響。

目前桑枝代料栽培對(duì)香菇營(yíng)養(yǎng)成分含量研究較少，且沒(méi)有對(duì)桑枝屑栽培下香菇中的蛋白質(zhì)與氨基酸營(yíng)養(yǎng)進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)。香菇營(yíng)養(yǎng)成分分析評(píng)價(jià)的研究主要集中在不同地域環(huán)境、菌種資源和香菇食品加工等方面[7-9]。而對(duì)于香菇在不同基質(zhì)培養(yǎng)料栽培下的營(yíng)養(yǎng)成分含量、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、氨基酸和脂肪含量的差異與變化等的研究尚未開(kāi)展。香菇蛋白質(zhì)與氨基酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)方法有很多[10-12]，主要包括氨基酸評(píng)分(amino acid score，AAS)、化 學(xué) 評(píng) 分(chemical score，CS)、必需氨基酸指數(shù)(essential amino acid index，EAAI)、生物價(jià)(biological value，BV)、營(yíng)養(yǎng)指數(shù)(nutrition index，NI)、氨基酸比值系數(shù)分(score of ratio coefficient of amino acid，SRC)。這些方法能夠從不同方面較為全面地表征蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。因此，本試驗(yàn)對(duì)不同比例桑枝替代料栽培下香菇營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行測(cè)定、分析與氨基酸評(píng)價(jià)，以期為桑枝代料栽培香菇營(yíng)養(yǎng)價(jià)值開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為蠶桑資源化利用研究提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試香菇(L.edodes)栽培菌種‘明60’，由上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所提供。母種培養(yǎng)基組成包括馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂3.6 g、MgSO40.5 g、KH2PO40.1 g、維生素B 0.0l g、蛋白胨1.2 g、水1 L。原種培養(yǎng)基組成及配比為：雜木屑40%、棉籽殼35%、麩皮15%、玉米粉6%、石膏1%、磷肥1%、蔗糖1%、石灰1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。桑枝屑為上一年夏伐、冬伐桑枝條，經(jīng)室外自然干燥后，機(jī)械粉碎獲得的片狀或顆粒狀木屑。雜木屑為不含油脂類(lèi)的闊葉林木粉粹而成的粗木屑。

培養(yǎng)料配方：以常用香菇配方為對(duì)照，設(shè)置添加不同比例桑枝屑替代木屑，共設(shè)置7個(gè)配方，試驗(yàn)配方詳見(jiàn)表1。

表1 不同比例桑枝屑培養(yǎng)料配方Table 1 Different proportions of mulberry sawdust culture medium formula

1.2 試驗(yàn)方法

分別將不同配方培養(yǎng)料混合攪拌均勻，調(diào)節(jié)含水量在55%左右，控制pH值至7～7.5。用18 cm×36 cm×5 mm聚丙烯袋裝料，采用裝袋機(jī)裝袋，每袋干料約500 g，每個(gè)栽培配方設(shè)3次重復(fù)，每重復(fù)360袋，常壓滅菌8～9 h，冷卻至室溫后接種，接種后于溫度22～28 ℃左右、濕度在20%～40%左右條件下暗光培養(yǎng)。養(yǎng)菌、轉(zhuǎn)色及出菇均采用常規(guī)管理方法，采收標(biāo)準(zhǔn)參照文獻(xiàn)[13]進(jìn)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

1.3.1 粗蛋白含量測(cè)定

粗蛋白含量采用凱氏定氮儀測(cè)定，參照GB 5009.5—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》[14]中凱氏定氮法測(cè)定。

1.3.2 脂肪含量測(cè)定

脂肪含量測(cè)定，參照GB 5009.6—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》[15]中索氏抽提法測(cè)定。

1.3.3 氨基酸含量測(cè)定

氨基酸含量采用氨基酸分析儀測(cè)定，參照GB 5009.124—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氨基酸的測(cè)定》[16]對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行水解測(cè)定。

1.3.4 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)

AAS和CS：利用FAO/WHO必需氨基酸模式[17]，參照文獻(xiàn)[18-19]方法計(jì)算。

氨基酸比值(ratio of essential amino acid,RAA)、氨基酸比值系數(shù)(ratio coefficient,RC)和SRC：參照朱圣陶等[20]的方法，即，RAA=某必需氨基酸含量/(FAO/WHO中相應(yīng)的氨基酸含量)，RC=RAA/RAA平均值，SRC=100-RSD×100(RSD為RC的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差)。

EAAI、BV和NI：參照 BANO等[21]的方法測(cè)算，計(jì)算如公式(1)～公式(3)所示：

(1)

BV=1.09×EAAI-11.7

(2)

NI=(EAAI×PP)/100

(3)

式中:EAAI，必需氨基酸指數(shù)；n，所涉及的必需氨基酸數(shù)；ai，試驗(yàn)蛋白質(zhì)的各種氨基酸含量,%；Ai，標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)(FAO/WHO評(píng)分模式)中相應(yīng)的必需氨基酸含量,%；PP，蛋白質(zhì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用 Excel 2010和SPSS 22進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。比較不同處理香菇營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，采用Duncan′s新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較，圖表中不同小寫(xiě)字母表示差異顯著性(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同比例桑枝屑代料栽培對(duì)香菇粗蛋白質(zhì)及脂肪含量的影響

香菇受到基因型、地域環(huán)境、培養(yǎng)基料及栽培管理方式等多種因素的影響,其子實(shí)體中營(yíng)養(yǎng)成分含量往往存在差異[22-24]。圖1比較了不同比例桑枝屑代料栽培下香菇粗蛋白質(zhì)和脂肪含量，發(fā)現(xiàn)不同比例桑枝屑代料栽培下香菇粗蛋白質(zhì)含量在27.52%～29.60%(圖1-A)，最高的為M5(29.60%),較對(duì)照CK(27.71%)提高6.81%，但各處理間均無(wú)顯著性差異，說(shuō)明桑枝屑添加并未改變香菇中粗蛋白質(zhì)的含量。不同比例桑枝屑代料栽培香菇的脂肪含量存在差異(圖1-B)，M5脂肪含量最低，為0.26%，顯著低于其他處理(P<0.05)，較對(duì)照CK(0.68%)降低61.30%。隨著桑枝屑比例增加香菇實(shí)體中脂肪含量呈現(xiàn)先降低后升高趨勢(shì)，且均顯著小于對(duì)照CK(P<0.05)，說(shuō)明桑枝的添加能夠降低香菇子實(shí)體中脂肪生成，這同前人研究結(jié)果存在差異[5]，可能是香菇菌種或栽培管理不同造成的。

A-粗蛋白；B-脂肪圖1 不同比例桑枝屑代料栽培對(duì)香菇粗蛋白及脂肪含量的影響Fig.1 Effects of different proportions of substitute cultivation of mulberry sawdust on crude protein and fat content of L.edodes注：不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)(下同)

2.2 不同比例桑枝屑代料栽培對(duì)香菇氨基酸組成與含量的影響

氨基酸是在生物體內(nèi)構(gòu)成蛋白質(zhì)分子的基本單位,與生物的生命活動(dòng)有著密切的關(guān)系。現(xiàn)有研究表明，不同食用菌生物體內(nèi)氨基酸含量會(huì)存在較大差異[25]，即使同種食用菌也會(huì)受其所在的生活環(huán)境[26]、采收期等[27]影響表現(xiàn)各不相同。由表2可知，不同比例桑枝屑代料栽培香菇均含有17種氨基酸(色氨酸水解未檢測(cè))，總氨基酸(total amino acid，TAA)在15.72%～18.16%，必需氨基酸(essential amino acid，EAA)在5.51%～6.20%、非必需氨基酸(nonessential amino acid，NAA)在10.21%～11.96%，其中包含人體必需氨基酸7種，非必需氨基酸10種，呈鮮味氨基酸6種。隨著桑枝屑添加香菇子實(shí)體中氨基酸總量先增加后降低，在M5(18.16%)最高，顯著大于其他處理(P<0.05)，說(shuō)明適當(dāng)比例(35%～50%)的桑枝屑添加后才能夠增加香菇中氨基酸總量和必需氨基酸含量。谷氨酸(Glu)和天門(mén)冬氨酸(Asp)為香菇主要鮮味氨基酸[28]，在不同比例桑枝屑代料栽培香菇均有較高的含量，這與前人研究結(jié)果相似[29-30]，其中M5谷氨酸含量3.92%、天門(mén)冬氨酸含量1.71%和M4谷氨酸含量3.51%，均顯著大于對(duì)照CK(P<0.05)，表明M4和M5處理下香菇較對(duì)照CK口感更為鮮美。精氨酸作為兒童必需的氨基酸，在M4、M5和M6中含量較高，均超過(guò)1%，顯著大于對(duì)照CK(0.85%)(P<0.05)，分別占氨基酸總量的6.5%、6.2%和6.4%，表明添加一定比例(35%～50%)桑枝屑栽培的香菇鮮味更濃，且能夠生產(chǎn)出較適宜兒童食用的營(yíng)養(yǎng)食品。

表2 不同比例桑枝屑代料栽培對(duì)香菇氨基酸組成與含量的影響

2.3 不同比例桑枝屑代料栽培香菇中氨基酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)

2.3.1 必需氨基酸模式譜比較

食物中蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，與蛋白質(zhì)中氨基酸含量、種類(lèi)及組成平衡均有關(guān)系。由表3可知，不同桑枝培養(yǎng)料栽培下香菇中蛋白質(zhì)必需氨基酸總量較高的為M4、M5和M6，分別達(dá)到243.80、237.84和243.11 mg/g，與FAO/WHO模式(256 mg/g接近)，但與雞蛋模式差距較大。不同處理下香菇必需氨基酸含量均只在在蘇氨酸(Thr)和苯丙氨酸+酪氨酸(Phe+Tyr)高于FAO/WHO模式，其余必需氨基酸均略低于FAO/WHO模式。

表3 不同比例桑枝屑代料栽培下香菇蛋白質(zhì)必需氨基酸組成 單位：mg/g

2.3.2 AAS和CS

AAS是食物中某種必需氨基酸含量與FAO/WHO評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)必需氨基酸含量比值計(jì)算而來(lái)，反映蛋白質(zhì)中限制性氨基酸的缺乏水平。由表4可知，M2、M3和 M4氨基酸評(píng)分較高，分別75.13、74.25和77.67，第一限制氨基酸均為亮氨酸(Leu)；CK和M1氨基酸評(píng)分分別為72.17和71.54，第一限制氨基酸均為亮氨酸(Leu)；M5和M7氨基酸評(píng)分分別為73.71和67.46，第一限制氨基酸均為蛋氨酸+胱氨酸(Met+Cys)；M6氨基酸評(píng)分為73.67，第一限制氨基酸為異亮氨酸(Ile)。CS用于評(píng)價(jià)待測(cè)蛋白質(zhì)中某一必需氨基酸的相對(duì)含量與雞蛋模式相比，限制性氨基酸的缺乏程度。由表5可知，8個(gè)處理氨基酸的化學(xué)評(píng)分在20.33～26.20，與雞蛋模式差距較大，限制氨基酸均為蛋氨酸+胱氨酸(Met+Cys)，表明不同處理下香菇中含硫氨基酸均嚴(yán)重缺乏，與富含蛋氨酸的食物搭配，可提升香菇的必需氨基酸的平衡性。

表4 不同比例桑枝屑代料栽培下香菇必需氨基酸評(píng)分Table 4 Amino acid score of essential amino acids of L.edodes under different proportions of mulberry sawdust substitute cultivation

表5 不同比例桑枝屑代料栽培下香菇必需氨基酸化學(xué)評(píng)分Table 5 Chemical score of essential amino acids of L.edodes under different proportions of mulberry sawdust substitute cultivation

2.3.3 必需氨基酸比值系數(shù)

基于氨基酸平衡理論，利用FAO/WHO的必需氨基酸模式，計(jì)算RAA、RC以及SRC，對(duì)不同處理下香菇中的必需氨基酸進(jìn)行評(píng)價(jià)，RC值越接近1，越符合氨基酸標(biāo)準(zhǔn)模式，SRC值越接近100，蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高。由表6可以看出，不同處理下香菇中蘇氨酸(Thr)和苯丙氨酸+酪氨酸(Phe+Tyr)的RC值大于1，其余氨基酸RC值均小于1，且蘇氨酸(Thr)、異亮氨酸(Ile)和亮氨酸(Leu)均較為偏離FAO/WHO模式。M1、M2和M5的纈氨酸(Val)，M3、M6、M7的賴(lài)氨酸(Lys)，CK的蛋氨酸+胱氨酸(Met+Cys)，RC接近于1，平衡貢獻(xiàn)較好。不同處理下香菇的SRC值在67.95～73.81，與FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)模式有較大差距，氨基酸平衡性較差。

表6 不同比例桑枝屑代料栽培下香菇必需氨基酸比值系數(shù)Table 6 Ratio coefficient of essential amino acids of L.edodes under different proportions of mulberry sawdust substitute cultivation

2.3.4 EAAI、BV和NI

利用FAO/WHO的必需氨基酸模式，計(jì)算不同處理下香菇的EAAI、生物價(jià)BV和NI詳見(jiàn)表7。EAAI由OSER[31-32]提出，用以評(píng)價(jià)食物的蛋白質(zhì)質(zhì)量，EAAI 越接近1，表明試驗(yàn)蛋白與標(biāo)準(zhǔn)蛋白的必需氨基酸組成越接近，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值就越高，且EAAI>95%為優(yōu)質(zhì)蛋白源，86%

表7 不同比例桑枝屑代料栽培下香菇必需氨基酸指數(shù)、生物價(jià)和營(yíng)養(yǎng)指數(shù) 單位：%

3 結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)，不同比例桑枝屑代料栽培下香菇粗蛋白含量在27.52%～29.20%，處理間無(wú)顯著差異，但脂肪含量變化顯著(P<0.05)，桑枝屑比例在50%時(shí)含量最低。在氨基酸組成上，不同比例桑枝屑代料栽培下香菇氨基酸種類(lèi)豐富均含有17種氨基酸，TAA和EAA隨著桑枝替代量增加近似呈先升高后降低的趨勢(shì)，桑枝屑比例在50%時(shí)達(dá)到最大。氨基酸評(píng)價(jià)表明，桑枝比例在35%時(shí)，AAS、EAAI、BV和NI較高，香菇營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，必需氨基酸模式和標(biāo)準(zhǔn)蛋白更接近。從CS和SRC來(lái)看，不同比例桑枝屑代料栽培下香菇氨基酸平衡性都比較差，限制氨基酸均為蛋氨酸+胱氨酸(Met+Cys)，與富含蛋氨酸的食物搭配，可提升香菇的必需氨基酸的平衡性。綜上比較，桑枝屑比例在35%～50%時(shí)香菇具有較高的優(yōu)質(zhì)蛋白和較低的脂肪，且氨基酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，味道鮮美。