松乳菇15L罐發酵生產及其所產菌絲營養價值

李磊，胡志斌，謝遠泰

（江西潤德撫州真菌研究所，江西 撫州 344900）

松乳菇15L罐發酵生產及其所產菌絲營養價值

李磊，胡志斌，謝遠泰*

（江西潤德撫州真菌研究所，江西 撫州 344900）

用15 L發酵罐對松乳菇進行72 h高產菌絲培養并進行了全面的營養成分分析與比較。用自動測定儀在線測OD值、pH，常規測定法對水分、灰分、粗纖維、膳食纖維、粗蛋白、粗脂肪、可溶性固形物、總糖、還原糖、礦質元素（鋅、鐵、錳、銅、鈣、硒）和菌絲生物量進行測定，用高效液相色譜（HPLC）對氨基酸和核苷酸進行定性和定量分析，。結果表明：發酵72 h的過程中菌絲干重最高可達1.2641 g/100 mL，菌絲鮮重的水分含量為87.97%。以干重為基礎，灰分含量為4.2%、粗纖維含量為21.19%、膳食纖維含量為12.93%、粗蛋白含量為28.4%、粗脂肪含量為16.38%、可溶性固形物含量為2.75Bx°、總糖含量為16.76%、還原糖含量為11.72%、氨基酸含量為23855 mg/100 g和核苷酸含量為2.04 mg/g。

松乳菇；營養成分；比較

通過發酵法來獲得食用菌菌絲體是當前食用菌開發的一大方向[1-2]。松乳菇，學名為Lactariusdeliciosus，是一種外生菌根真菌，屬于真菌界Fungi擔子菌門Basidiomycota傘菌綱Agaricomycetes紅菇目Russulales紅菇科Russulaceae乳菇屬Lactarius[3]。味道鮮美，營養豐富。就目前而言，還難以實現人工商業化栽培，主要困難是很難找到由松乳菇原基向子實體轉化的關鍵性刺激因子，以及脫離幾種共生樹木的根系不能形成子實體等[4]。松乳菇中含有較豐富的營養成分，并含豐富的氨基酸及乳菇紫素、乳菇菌素等抗生素[5]。松乳菇多糖對肉瘤180和艾氏腹水癌有抑制作用[6]，其所含的具生物活性的愈創木烷倍半萜類化合物具有中和細胞毒性和抗菌活性[7]。近幾年來國內外學者對其成分作了較多的研究，主要集中在子實體的氨基酸、蛋白質、礦質元素的方面[8]，有關松乳菇菌絲體營養成分的研究相關文獻報道鮮為少見[9]。本研究分析測定了深層發酵所得的干菌絲體進行了較系統的營養成分的測定和分析，并進一步進行小型管發酵培養獲得高產菌絲，旨在為松乳菇資源的進一步開發利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 菌種

采自江西農業大學植物標本園，經組織分離法獲得，保藏于生物科學與工程學院菌物種質收集和保藏實驗室。

1.1.2 儀器

751紫外分光光度計（UV-721）：Shimadzu,Japan；箱式馬福爐（SX2-4-10）：南京沃環科技實業有限公司；凱氏定氮儀：臺州市椒江玻璃儀器廠；垂直凈化工作臺（SW-GJ-1F）：東聯電子技術開發有限公司；HPLC儀（LC1200）：Agilent；氨基酸自動測序儀（L-8800）：日立公司；15L發酵罐：上海國強生化工程裝備有限公司。

1.1.3 發酵培養基

經發酵優化所得[10]。

1.2 方法

1.2.1 發酵罐深層發酵培養法

將配置好的8 L發酵培養基倒入發酵罐中，115℃滅菌30 min。滅菌后，待罐溫降至30℃以內，接入已培養好的一級液體種，接種量為10%。設置轉數180 r/min、起始pH 6、發酵罐培養溫度28℃。前期通風1:0.5（v/v/min單位時間的通氣量），中期因溫度上升可加大為1:1。每隔12小時取樣測DO值、pH、還原糖、總糖、氨基氮、可溶性固形物、蛋白質、菌絲生物量，培養72 h。

1.2.2 DO值、pH的測定

每12小時取培養液樣品置于三角瓶中，用數字型OD電極、pH電極自動測定儀在線測量。

1.2.3 營養成分測定

水分的測定[11]：恒溫干燥法；灰分的測定[12]：重量法；總糖、還原糖的測定[13]：DNS法；可溶性固形物：手持折光儀；多糖的測定[9]：恩酮法；粗脂肪的測定[14]：索氏提取法；粗纖維的測定[15]：重量法；膳食纖維的測定[16]：酶-重量法；粗蛋白的測定[17]：采用微量凱氏定氮法；核苷酸測定[18]：HPLC 法；氨基酸的測定[19]：日立 L-8800型氨基酸分析儀；幾種礦質元素的測定[20]：原子吸收分光光度法；硒的測定[21]：3，3-二氨基聯苯胺法。

2 結果與分析

2.1 松乳菇菌絲發酵過程中DO值、pH變化與菌絲生物量的關系

松乳菇菌絲發酵過程中DO值、pH變化與菌絲生物量的關系見圖1、圖2。

圖1 發酵罐72 h發酵的DO值與菌絲生物量變化曲線Fig.1 DO value and hypha biomass change curve 72 h of fermentation in ferment pot

由圖1可見，松乳菇發酵罐液體培養期間培養液DO值在0 h～12 h下降速度較慢，12 h～48 h下降速度很快，48 h～72 h下降速度又較慢。一方面是由于松乳菇菌絲體是需氧的，呼吸需要消耗大量氧氣，所以整體上呈下降趨勢。另一方面是由于菌絲體在0 h～36 h處于延滯期，培養基接種后細胞質量濃度在一段時間內無明顯增加，微生物細胞進入一個新的環境后需要進行一系列的生理調整，才能進入旺盛的指數生長期。在這一期內，細胞質量會稍有增加，但細胞數目基本不變。在此階段中后期（12 h～36 h），少數細胞開始分裂，曲線略有上升。在36 h～48 h菌絲處于指數期，在此階段，培養基中營養物質充分，細胞生長不受限，細胞濃度隨時間呈指數增長。在指數生長期，細胞分裂繁殖最為旺盛、生理活性最高，所以菌絲生物量成指數增加。發酵液中菌絲體密度增大，甚至達到很密集的程度，更加造成了溶氧困難困難。菌絲生物量在48 h～72 h開始下降，說明菌絲已進入減速期，且有部分菌體自溶，造成菌絲生物量的下降。

圖2 發酵罐72 h發酵的pH與菌絲生物量變化曲線Fig.2 pH value and hypha biomass change curve 72 h of fermentation in ferment pot

由圖2可知，松乳菇液體培養期間培養液pH在0 h～36 h和48 h～72 h下降速度較緩，36 h～48 h下降速度很明顯。培養基的pH在發酵過程中一般會發生變化，這是因為細胞對基質消耗會產酸。通過影響基質分解以及基質和產物通過細胞壁的運輸，pH對細胞生產及產物具有重要影響。菌絲生物量在0 h～36 h上升速度較慢，48 h～72 h下降速度也較慢，而在36 h～48 h的增加速度卻是最明顯的。這表明在這一時間階段內pH的急劇下降是菌體大量生長消耗基質大量產酸的結果。因此，pH呈下降趨勢且下降到較低的值，意味著pH變化判斷發酵終點是可行的。

2.2 松乳菇菌絲發酵過程中還原糖、總糖、可溶性固形物、氨基酸、蛋白質與菌絲生物量的關系

松乳菇菌絲發酵過程中還原糖、總糖、可溶性固形物、氨基酸、蛋白質與菌絲生物量的關系見圖3～圖5。

圖3 發酵罐72 h發酵的總糖、還原糖與菌絲生物量變化曲線Fig.3 Total sugar reducing sugar and biomass change curve 72 h of fermentation in ferment pot

由圖3可知，無論是還原糖含量還是總糖含量均呈下降趨勢。但還原糖含量下降的速度較快，總糖含量的下降速度較慢。這是由于還原糖是速效碳源可被菌體快速利用，而對其他糖類利用較慢，所以總糖含量在0 h～36 h下降較慢，而在36 h～72 h下降較快。

菌絲體生物量在0 h～36 h增加較慢，而菌絲生物量在36 h～72 h較高，意味著菌絲體生長處于對數期和減速期。總的說來，菌體處于不同生長期，菌絲生物量的變化與相對應時期的還原糖、總糖的變化規律是一致的，呈負相關。

圖4 發酵罐72 h發酵的可溶性固形物與菌絲生物量變化曲線Fig.4 Soluble solid state material and hypha biomass change curve 72 h of fermentation in ferment pot

由圖4可知，可溶性固形物總體上呈下降趨勢，但數值變化相當小，僅從2.9降到2.0。在0 h～12 h幾乎沒有變化，這是由于菌體剛剛進入一個新的環境，處于適應和調整期。12 h～48 h可溶性固形物略有下降，這是由于可溶性固形物是液體或流體中所有溶解于水的化合物的總稱。包括糖、酸、維生素、礦物質等等。由圖4的分析可以知道菌體在12 h～48 h這一時期開始生長并達到最大生長速率，消耗了大量的糖類物質，因此造成了此階段可溶性固形物的下降。在48 h～72 h菌體處于生長的穩定期和減速期，菌體一方面消耗基質中的營養物質，另一方面合成滿足生長所必需的物質所以基本上呈穩定狀態。

圖5 發酵罐72 h發酵的氨基氮、蛋白質與菌絲生物量變化曲線Fig.5 Amino nigrogen protein and hypha biomass change curve 72 h of fermentation in ferment pot

由圖5可知：氨基氮含量總體上呈上升趨勢，0 h～36 h增長較緩慢，36 h～72 h增長速度較快。蛋白質含量雖有下降的趨勢但很不明顯。菌絲體生物量呈上升趨勢，而且生物量增長很快。蛋白質含量有稍微的下降趨勢這說明隨著菌絲體數量的增加，對培養基中蛋白質類營養物質的消耗加大，但同時菌絲體又在進行著緩慢的合成代謝，合成了一定數量的蛋白質物質。菌絲生物量增長很快，是因為菌絲體在適合的生長環境和豐富的營養中，菌絲體呈指數生長趨勢，菌絲數量劇增，所以菌絲生物量呈上升趨勢。

培養液中氨基氮含量在培養前期變化不大，增長趨勢比較平緩，隨著培養時間的延長，其含量逐漸增加；36 h～72 h氨基氮含量迅速增長，這是由于部分菌絲體蛋白質產生氨基氮類物質所致。蛋白質含量下降趨勢不明顯且含量不高。這是一方面是啊由于發酵液中的酵母膏成分含有部分蛋白質，菌絲體在主要利用碳源還原糖的同時分解利用了少量的蛋白作為營養物質。另一方面是由于菌體在生長的過程中也合成了一些自身所必需的蛋白質類物質。合成的蛋白質的量小于消耗的的蛋白質的量，整體略呈下降趨勢。

2.3 松乳菇發酵生產菌絲營養成分及其營養價值評價

2.3.1 液體搖瓶和15 L罐發酵生產松乳菇菌絲營養成分含量比較

液體搖瓶和15 L罐發酵生產松乳菇菌絲營養成分含量比較見表1。

表1 松乳菇菌絲體常規營養成分分析Table 1 Nalyse Lactarius delidosu mycelium on general nutrition constituent %

液體搖瓶松乳菇菌絲的鮮重水分含量為88.50%，灰分含量為3.21%，粗脂肪含量為3.85%，粗纖維含量為7.64%，粗蛋白含量為26.16%，多糖含量為2.74%，總糖含量為17.54%[7]。由表1可知：15L罐發酵的松乳菇菌絲鮮重水分含量為87.97%，灰分含量為4.20%，粗脂肪含量為16.38%，粗纖維含量為21.19%，粗蛋白含量為28.40%，多糖含量為4.12%，總糖含量為16.76%。

一般來說食用菌的含水量可直接影響其鮮度、嫩度和口感，松乳菇含水量較高故比較鮮嫩，美味可口。松乳菇搖瓶菌絲體鮮重含水量高達88.50%稍高于比15 L罐。但兩種發酵方式對松乳菇菌絲鮮重含水量相差無幾，并不影響其口感。液體搖瓶和15 L罐中松乳菇菌絲體的粗蛋白和總糖也幾乎相同。而15 L罐中菌絲的灰分含量和多糖含量均高于液體搖瓶中菌絲體的含量，說明發酵罐發酵的菌絲體具有較高的食用和藥用價值。液體搖瓶中菌絲體的粗脂肪遠低于15 L發酵罐中的，這說明搖瓶所得的菌絲體更適合肥胖人群食用。

表2 松乳菇菌絲體糖類、膳食纖維的分析Table 2 Nalyse Lactarius delidosu mycelium on sugar dietary fiber

由表2可知，松乳菇的總糖含量為16.76%，其中還原糖含量為11.72%,可溶性固形物含量為2.75Bx°，糖是人體的動力來源，其易于利用的還原糖含量較高，極大的高于紅平菇0.5%[18]。膳食纖維有助于人體的消化，松乳菇的膳食纖維含量較高，為12.93%。

2.3.2 15 L罐發酵生產松乳菇菌絲與常見食用菌營養成分比較

松乳菇菌絲體常規營養成分分析結果見表1。松乳菇菌絲體粗蛋白含量為16.38%，高于大部分食用菌蛋白質含量，粗脂肪含量在食用菌中處于中上水平，粗纖維含量也相對較高，為21.19%，灰分含量（無機鹽）較低僅為4.2%[22]。

灰分含量反映了食用菌中礦物質的含量。礦物質元素是很多酶的輔助因子，還是構成骨骼、血紅蛋白、細胞色素的成分，同時還有維持體內的滲透壓和酸堿平衡的作用。松乳菇灰分的測定結果為4.2%，低于大多數的食用菌含量[23]。

脂肪是濃縮的熱量來源。此外，脂肪可保護機體，是脂溶性維生素的溶劑。但是，人體所需的脂肪是有限的，松乳菇的粗脂肪含量為16.38%。

蛋白質是人體肌肉、血液、內臟、神經、骨骼、韌帶、毛發、指甲和皮膚等組織的主要成分，人體許多與生命活動有關的活性物質，都是由蛋白質或蛋白質的衍生物構成。此外，蛋白質具有調節機體水平衡、酸堿平衡及體液平衡的功能。蛋白質還能供給熱量，所以蛋白質是人體所需的重要營養成分。松乳菇菌絲體中蛋白質的含量高達28.4%，高于稍高于香菇、平菇、金針菇、杏鮑菇[21-22，24-25]，低于竹蓀 35.97%[23]。較一般蔬菜高十幾倍，也比豬、牛肉中蛋白質含量9.3%～24.1%還要高，可見松乳菇是一種高蛋白的食品。

2.3.3 15 L罐發酵生產松乳菇菌絲營養價值評價

15 L罐發酵生產松乳菇菌絲營養價值評價見圖6和圖7。

圖6 核苷酸標品圖譜Fig.6 A collection of illustrative plates on scantling nucleotide

圖7 松乳菇核苷酸圖譜Fig.7 A collection of illustrative plates on Lactarius delidosu nucleotide

由圖6核苷酸標品圖譜和圖7松乳菇核苷酸圖譜可知：5’-AMP（腺苷酸）含量為 0.2 mg/g，5’-CMP（胞苷酸）含量為 0.18 mg/g，5’-GMP（鳥苷酸）含量為1.11 mg/g，5’-UMP（鳥苷酸）含量為 0.55 mg/g，5’-XMP（黃苷酸）含量為2.02 mg/g，核苷酸總含量為4.06 mg/g。高于金針菇1.21 mg/g[22]、杏鮑菇1.49 mg/g[23]、黑牛肝菌 1.57 mg/g[26]、竹蓀 1.15 mg/g[21]。

松乳菇蛋白質水解氨基酸測定結果圖譜如圖7，松乳菇含有17種蛋白質水解氨基酸，即天冬氨酸（Asp）2.822%、蘇氨酸（Thr）1.011%、絲氨酸（Ser）0.902%、谷氨酸（Glu）3.591%、甘氨酸（Gly）1.305%、丙氨酸（Ala）1.542%、胱氨酸（Cys）0.094%、纈氨酸（Val）1.353%、蛋氨酸（Met）0.413%、異亮氨酸（Ile）0.955%、亮氨酸（Leu）2.342%、酪氨酸（Tyr）0.814%、苯丙氨酸（Phe）0.994%、賴氨酸（Lys）1.483%、色氨酸（Trp）1.902%、組氨酸（His）0.491%、精氨酸（Arg）1.842%、總含量為23.855%。松乳菇水解蛋白氨基酸含量低于竹蓀28.125%[23]，高于紅平菇 17.392%[22]、金針菇 25.471%[24]、杏鮑菇 13.209%[25]、黑牛肝菌 15.692%[26]。

氨基酸的平衡和適量的供應是人體健康的基本前提，氨基酸是一切生命之源。由試驗結果可以看出松乳菇含有多種氨基酸，其中包括人體必需卻自身無法合成的異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸，占氨基酸總量的43.81%，還含有其他幾種人體非必需的氨基酸。異亮氨酸、擷氨酸能調節糖和能量的水平，幫助提高體能，并治療肝功能衰竭，加快創傷愈合：亮氨酸可促進睡眠、緩解偏頭痛，有助于控制酒精中毒等；苯丙氨酸能改善記憶力及提高思維的敏捷度，消除抑郁情緒：賴氨酸能使注意力高度集中，有助于消除某些不孕癥；蘇氨酸能促進抗體的產生，增強免疫系統；蛋氨酸可幫助分解脂肪，能預防脂肪肝、心血管疾病和腎臟疾病的發生，將有害物質如鉛等重金屬除去，此外還是一種有利的抗氧化劑。谷氨酸含量最高，對改進和維持腦功能必不可少，此外還可用于治療肝昏迷等癥。由此可見，松乳菇豐富的氨基酸種類對人體健康十分有益。松乳菇子實體中礦質元素的含量見表3。

表3 松乳菇礦質元素分析Table 3 Nalyse Lactarius delidosu mycelium on mineral element mg/kg

從表3看出，松乳菇含有豐富的人體必須礦質元素 Se、Cu、Zn、Fe、Mn 等，其中 Zn、Mn、Fe、cu 元素含量普遍高于菌藻、谷物、蔬菜及水果類。

由試驗結果可知，每1千克樣品中鋅含量為9.6mg，銅含量為11.8 mg，鐵含量為180 mg，錳含量為13.6 mg，硒含量為28.5 mg。可以看出，松乳菇中礦質元素的種類十分豐富，既包含大量元素又包含微量元。礦質元素各自對人體健康起重要作用。鋅是人體胰島素的成分，DNA也需要鋅才能合成，鋅對提高人體免疫力及智力的發育都起很大的作用；錳是一切生物所必需的微量元素，它可以促進骨骼的生長和性激素的合成，以及生殖系統的發育。松乳菇中礦質元素的種類十分齊全，因此如果人能經常食用松乳菇，將非常有助于增加礦物元素的攝入量，對于維持人體正常的生理機能有益。錳的成人每日必需攝入量為2.5 mg～5 mg，其在體內最重要的功能是激活大量酶類，參與多種物質代謝。鐵在體內主要作為血紅蛋白、肌紅蛋白的組成成分參與氧和二氧化碳的運輸，鐵是人體必需微量營養元素，缺少鐵，會引起缺鐵性貧血;銅與人體的造血功能密切相關，而且與人體的抗氧化作用也有關，可以清除一些對人體有害的自由基;鐵又是細胞色素系統、過氧化氫酶和過氧化物酶的組成成分，在呼吸和生物氧化過程中起重要作用。銅作為人體必需微量元素之一，參與鐵代謝和紅細胞生成，并且是超氧化物歧化酶的重要組成成分[24]。

3 結論

經實驗測得松乳菇鮮菌絲水分含量為87.97%，干菌絲中灰分含量為4.2%、粗纖維含量為21.19%、膳食纖維含量為12.93%、粗蛋白含量為28.4%、粗脂肪含量為16.38%、可溶性固形物含量為2.75 Bx°、總糖含量為16.76%、還原糖含量為11.72%、氨基酸含量為23855 mg/100 g和核苷酸含量為2.04 mg/g。15升發酵罐試驗取得成功。生長過程的DO值、pH與菌絲生物量呈明顯的負相關。還原糖含量和總糖含量與菌絲生物量整體上呈負相關。可溶性固形物變化較小，但在整體上仍呈負相關。氨基酸含量變化較大、蛋白質含量變化較小，氨基酸含量與菌絲體生物量呈正相關，蛋白質含量與菌體生物量的關系比較復雜，發酵72 h的過程中菌絲干重最高可達1.2641 g/100 mL。

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15L Fermenter Produced Lactarius Delidosu Mycelium with Nutritive Value

LI Lei,HU Zhi-bin,XIE Yuan-tai*
（Jiangxi Runde Fuzhou Fungi Institute,Fuzhou 344900,Jiangxi，China）

72 h high yield cultivation in 15L fermenter for Lactarius delidosus and universell analysised and compared of basic nutrients.For example moisture,ash content,Crude Fibre,dietary fiber,crude protein,crude fat,soluble solid state material,total sugar,reducing sugar,mineral element(Zn,Fe,Mn,Cu,Ca,Se)of were examined by routine technique and hyphae biomassNon-volatile taste components for instance amino acid and nucleotide were examined through qualitative and quantitative analysis.Determined OD value and pH value by automatic tester on line.Research results show the maximum hypha dry weight 1.2641 g/100 mL in canister fermentation process of 72 h by dry weight and 87.97%for moisture by fresh weight.Calculated by dry weight,4.2%for a shcontent,28.4%for crude protein,21.19%for crudefiber,12.93%for dietary fiber,16.38%for crude fat,2.75Bx°for soluble solidstate material,16.76%for total sugar,11.72%for reducing sugar,23855 mg/100 g for amino acid and 2.04 mg/g for nucleotide.

Lactarius delidosus;nutrition constituent;compare

李磊（1982—），女（漢），碩士研究生，主要從事大型真菌開發和利用的研究工作。

*通信作者：謝遠泰（1959—），主要從事真菌開發和利用。

2011-12-28