三種杜仲原料栽培平菇效果的比較

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(1. 吉首大學 林產化工工程湖南省重點實驗室,湖南張家界 427000； 2. 湖南省中醫藥研究院,湖南長沙 410013)

三種杜仲原料栽培平菇效果的比較

張昌偉1,彭勝1,張琳杰1,彭密軍1,*,張水寒2,肖娟2

(1. 吉首大學 林產化工工程湖南省重點實驗室,湖南張家界 427000； 2. 湖南省中醫藥研究院,湖南長沙 410013)

采用矮林杜仲葉、喬林杜仲葉和喬林杜仲葉渣替代40%棉籽殼栽培平菇,考察其對平菇菌絲生長過程和平菇蛋白質、脂肪以及相關微量元素含量的影響,并采用紫外可見分光光度法測定了各組平菇總黃酮的含量、熒光法測定了各組平菇硒的含量。結果表明,喬林杜仲葉渣組平菇發菌實驗結果最好,且蛋白質、脂肪、Cu和Mn含量最高,分別為對照組的1.13、1.73、3.75、2.71倍；喬林杜仲葉組平菇總黃酮、Ca、Na、K和Mg含量最高,分別為對照組的1.49、2.20、7.20、1.08、1.03倍；矮林杜仲葉組平菇Fe、Zn和Se含量最高,分別為對照組的1.72、2.10、2.38倍,且硒的含量為0.07524μg·g-1,達到了富硒標準。

杜仲葉,杜仲葉渣,平菇,總黃酮,硒

我國具有豐富的杜仲資源,除散生大量野生株外,人工栽培面積已達35萬公頃[1]。杜仲中含有環烯醚萜類、木脂素類、黃酮類和微量元素等多種化學成分[2-3]。研究表明,杜仲葉與皮的化學成分和藥理作用相似,可以代皮入藥[4-5]。但是,由于傳統栽培的杜仲樹為喬林,高度可達25m以上[6],導致采葉十分困難。為了解決這一難題,對杜仲樹進行矮化的研究開始興起。呂強等人研究表明,矮化后的杜仲葉不僅易于采摘且葉及枝皮中的多種活性成分高于杜仲喬林,值得大力推廣[7]。此外,杜仲葉在中藥提取行業中的大量使用產生了大量的杜仲葉渣,大量的杜仲葉渣被直接丟棄,焚燒,不僅浪費了資源且污染了環境。平菇性味甘、溫,具有追風散寒、舒筋活絡的功效。平菇既是美食,又具有較高的食用價值和藥用價值[8],且其中的蛋白多糖體對癌細胞有很強的抑制作用,能增強機體免疫功能。傳統采用棉籽殼栽培平菇,但是,隨著棉籽殼價格的不斷上漲,栽培平菇的成本也不斷增加。目前,利用一些中藥提取廢棄物替代部分棉籽殼栽培食用菌已取得明顯的效果[9-10]。但是,系統地考察杜仲葉和渣栽培平菇的研究少見報道。本課題組前期對不同比例杜仲葉渣栽培平菇的效果進行了研究,結果表明,杜仲葉渣替代40%棉籽殼栽培平菇時的發菌實驗結果最好。本實驗在此基礎上分別用矮林杜仲葉、喬林杜仲葉和喬林杜仲葉渣替代40%棉籽殼栽培平菇,系統地考察了這三種杜仲原料對平菇菌絲生長過程和相關成分含量的影響,期望為廢棄物的再次利用和開辟杜仲葉資源利用新途徑提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

矮林杜仲葉、喬林杜仲葉 于2012年7月22日采自吉首大學張家界校區杜仲實驗基地,經吉首大學谷伏安副教授鑒定為杜仲科杜仲屬杜仲葉,喬林杜仲葉渣是喬林杜仲葉經提取綠原酸后的廢棄物；平菇母種 山東騰飛應用真菌研究所；棉籽殼、石灰粉、石膏粉、麩皮 張家界農貿市場；氯化鉀、氯化鈉、碳酸鈣、純鎂、純鋅、鐵粉、金屬銅、金屬錳、元素硒等 均為光譜純；氧化鑭、氯化鉀、鹽酸、硝酸、高氯酸等 均為國產優級純；環己烷、EDTA、鹽酸羥胺、氫溴酸、偏釩酸銨、氫氧化鈉、2,4-二硝基酚、硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、硼酸、乙醇、冰醋酸、磷酸、乙醚、對二甲氨基苯甲醛等 均為國產分析純；蘆丁(純度大于95%) 中國食品藥品檢定研究院；2,3-二氨基萘(純度大于97%) 國家標準物質中心。

F-7000熒光分光光度計、UV-3900紫外可見分光光度計 日立高新技術公司；AA-680原子吸收光譜儀、SM-52高壓蒸汽滅菌器、AEG-220型萬分之一天平 日本島津公司；KDN-AZ智能型定氮儀 上海新嘉電子有限公司。

1.2實驗方法

按表1準確稱取配方原料,加入適量水,室外堆集發酵12d,每隔3d翻堆一次。發酵結束后,裝袋(n=20)、滅菌、接種、放入溫度為25℃的培養室中培養。當滿袋后的平菇菌絲扭結成米粒狀時,打開菌種袋兩端,每天噴水1～2次,待平菇菌蓋略展平時采菇。將采摘的新鮮平菇50℃烘干、粉碎、過80目篩,備用。

1.3測定項目與方法

1.3.1 三種杜仲原料相關成分含量的測定 蛋白質采用凱氏定氮法測定[11]；脂肪采用索氏提取法測定[12]；可溶性總糖采用紫外可見分光光度法測定[13];Ca、Fe、Zn、Na、K、Mg、Cu、Mn采用火焰原子吸收分光光度法測定[14]；綠原酸和京尼平苷酸采用高效液相色譜法,總黃酮采用硝酸鋁-亞硝酸鈉比色法,桃葉珊瑚苷采用對二甲氨基苯甲醛顯色法測定[15]；硒采用熒光法測定[16]。

表1 各組平菇培養基配方

1.3.2 菌絲生長過程中相關現象的記錄 平菇菌種接種完畢后,放入恒溫室中培養3～5d,標記此時平菇菌絲的生長位置,每隔5d測定一次平菇菌絲生長速度。平菇菌絲生長期間,觀察并記錄菌絲長勢和各組平菇菌絲滿袋時間,待出菇時,稱量并記錄各組采摘的平菇鮮重。

1.3.3 平菇蛋白質、脂肪、微量元素及硒元素的測定 測定方法同1.3.1。

1.3.4 平菇總黃酮的測定 采用硝酸鋁-亞硝酸鈉比色法測定[15]。準確稱取平菇干樣5.0g,用60%的乙醇浸泡過夜,再用超聲波輔助提取1h,過濾至50mL的容量瓶中,重復兩次,用60%的乙醇定容至刻度。準確吸取平菇提取液2mL于10mL容量瓶中,加含5%亞硝酸鈉水溶液0.3mL,搖勻,靜置6min,再加含10%硝酸鋁水溶液0.3mL,搖勻,靜置6min；再加含1.0mol/L的氫氧化鈉溶液4mL,搖勻靜置15min,用蒸餾水定容至刻度,于506nm測定吸光度。

2 結果與分析

2.1三種杜仲原料相關成分的含量

由表2、表3可知,三種杜仲原料中均含有豐富的營養成分、活性成分和微量元素等物質,其中的營養成分和微量元素如蛋白質、脂肪、可溶性總糖、Ca、Na、K等可以作為碳源、氮源和無機鹽,為平菇的生長提供充足的營養需求。綠原酸、桃葉珊瑚苷、總黃酮和京尼平苷酸等具有顯著的藥理活性,這些物質對動植物的生命活動都具有重要的調節作用。矮林杜仲葉和喬林杜仲葉中含有豐富的綠原酸、桃葉珊瑚苷和總黃酮等活性物質,喬林杜仲葉渣雖然是喬林杜仲葉經提取綠原酸后的廢棄物,但是仍然含有比較豐富的桃葉珊瑚苷、總黃酮等活性物質。矮林杜仲葉、喬林杜仲葉和喬林杜仲葉渣可以替代部分棉籽殼栽培平菇,并且,其中的活性物質可以為平菇富集這些活性成分提供可能。

表2 三種杜仲原料中的相關營養成分和活性成分含量

表3 三種杜仲原料中的相關微量元素含量

表4 各組平菇發菌實驗結果

注：+++表示菌絲粗壯、濃密、潔白、生長旺盛；++表示菌絲粗細均勻,較濃密、潔白、生長旺盛；+表示菌絲細弱、稀疏、發黃、生長不旺盛。

表5 各組平菇蛋白質、脂肪和總黃酮的含量

注：鄧肯氏方差分析,不同字母表示,差異顯著(p<0.05),表6同。

2.2各組平菇菌絲長勢、生長速度、滿袋時間和生物學效率

由表4可知,菌絲滿袋時間：對照組<喬林杜仲葉渣組<喬林杜仲葉組<矮林杜仲葉組；菌絲生長速度：對照組>喬林杜仲葉渣組>喬林杜仲葉組>矮林杜仲葉組；生物學效率：對照組>喬林杜仲葉渣組>喬林杜仲葉組>矮林杜仲葉組；菌絲長勢：喬林杜仲葉渣組與對照組長勢接近,且喬林杜仲葉組與矮林杜仲葉組均沒有對照組長勢好。造成這些現象的原因可能是因為矮林杜仲葉和喬林杜仲葉中的綠原酸、總黃酮等物質的含量遠遠高于喬林杜仲葉渣,而這些物質具有抗菌作用,在一定程度上抑制了平菇菌絲的生長。綜上所述,喬林杜仲葉渣替代40%棉籽殼栽培平菇時的發菌實驗結果最好。

2.3各組平菇蛋白質、脂肪和總黃酮的含量

由表5可知,四組平菇蛋白質、脂肪和總黃酮含量之間均存在顯著性差異,且三種杜仲原料栽培的平菇中的蛋白質、脂肪和總黃酮的含量均高于對照組,其中,喬林杜仲葉渣組平菇蛋白質、脂肪含量最高,分別為對照組的1.13、1.73倍,喬林杜仲葉組平菇總黃酮含量最高,為對照組的1.49倍。三種杜仲原料替代部分棉籽殼栽培平菇均增加了栽培基質的孔隙度,這可能有利于平菇菌絲對相關營養成分和活性成分的吸收和積累。蛋白質和脂肪是食用菌中常見的營養成分,也是人體必需的營養物質；總黃酮具有很強的抗氧化和清除自由基作用,是許多中草藥的有效成分[17-18]；利用這三種杜仲原料栽培平菇可以在一定程度上提高平菇的食用價值和藥用價值。

2.4各組平菇相關微量元素的含量

由表6可知,四組平菇中均含有較為豐富的Ca、Fe、Zn、Na、K、Mg、Cu、Mn等微量元素,且三種杜仲原料栽培的平菇中的Ca、Fe、Zn、Na、K、Mg含量均與對照組存在顯著性差異。其中,矮林杜仲葉組平菇Fe和Zn含量最高,分別為對照組的1.72、2.10倍；喬林杜仲葉組平菇Ca、Na、K和Mg含量最高,分別為對照組的2.20、7.20、1.08、1.03倍；喬林杜仲葉渣組平菇Cu和Mn含量最高,分別為對照組的3.75、2.71倍。三種杜仲原料本身的Ca、Fe、Zn、Na、K、Mg、Cu、Mn等微量元素的含量存在著差別,以及三組平菇菌絲長勢不同可能是造成栽培所得平菇中的相關微量元素含量產生差異的原因。

表6 平菇相關微量元素的含量

K、Na、Mg是血液和體液以及許多代謝過程的必需組分；Ca對維持細胞通透性,抑制神經系統興奮,降低毛細血管通透性起重要作用；Fe是血紅蛋白的重要組成部分；Cu可幫助鐵質傳遞蛋白,在血紅素形成過程中扮演催化的重要角色；Zn、Mn是人體上千種酶的組成成分和激活因子。微量元素雖然含量很少,但缺乏任何一種都會對人體造成很大的影響。利用這三種杜仲原料栽培富含某些微量元素的特色平菇,對緩解微量元素缺乏癥有重要的意義。

2.6平菇硒的含量

由表7可知,四組平菇硒含量之間均存在極顯著差異,且三種杜仲原料栽培的平菇中的硒含量均比對照組高。三種杜仲原料均含有較為豐富的硒,尤以矮林杜仲葉為最高,平菇硒含量為對照組的2.38倍。平菇菌絲在生長過程中可能吸收轉化了其中的一部分硒,造成平菇中的硒含量增加,其相關機理有待進一步深入研究。食用菌的富硒范圍是0.05～0.2μg·g-1,矮林杜仲葉栽培的平菇達到了富硒標準。硒具有提高人體免疫力、防癌抗癌、防止心腦血管疾病、抗氧化和延緩衰老等功能[19],采用矮林杜仲葉替代40%棉籽殼栽培平菇可以提高平菇的藥用價值。

表7 各組平菇中硒的含量

注：鄧肯氏方差分析,大小寫字母分別代表差異極顯著(p<0.01)和差異顯著(p<0.05)。

3 結論

喬林杜仲葉渣組的發菌實驗結果最好,且栽培所得平菇中的蛋白質、脂肪、Cu和Mn的含量最高,分別為對照組的1.13、1.73、3.75、2.71倍。利用杜仲葉渣替代部分棉籽殼栽培平菇不僅可以降低栽培成本、提高平菇的營養成分含量,而且可以使廢棄物得到再次利用,保護了環境。矮林杜仲葉組和喬林杜仲葉組的發菌實驗結果較好,且矮林杜仲葉組平菇Fe和Zn的含量以及喬林杜仲葉組平菇Ca、Na、K和Mg的含量最高,分別為對照組的1.72、2.10、2.20、7.20、1.08、1.03倍。此外,喬林杜仲葉組平菇總黃酮含量最高,為對照組的1.49倍；矮林杜仲葉組平菇硒含量最高,為0.07524μg.g-1,是對照組的2.38倍,達到了富硒標準。這些數據可為栽培富含某些微量元素的特色平菇以及開辟杜仲葉資源利用新途徑提供一定的理論指導。

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Effects of three kinds ofEucommiaulmoidesOlive raw materials on the cultivation ofpleurotus

ZHANGChang-wei1,PENGSheng1,ZHANGLin-jie1,PENGMi-jun1,*,ZHANGShui-han2,XIAOJuan2

(1.Key Laboratory of Hunan Forest Products and Chemical Industry Engineering, Jishou University,Zhangjiajie 427000,China； 2. Institute of Hunan traditional Chinese medicine,Changsha 410013,China)

Leaves of coppice,leaves and leaves residual of high-forest tree ofEucommiaulmoidesOlive were used to replace 40% cotton seed hull to cultivatepleurotus,and its effects on the process of mycelial growth and contents of protein,fat,related trace element ofpleurotuswere studied. Meanwhile,ultraviolet and visible spectrophotometer was used to measure the content of total flavonoid,and fluorescence spectroscopy was used to measure the content of selenium ofpleurotus. Results showed that the process of mycelial growth were the best in the group of leaves residual of high-forest tree,and the contents of protein,fat,copper and manganese were the highest,which were 1.13,1.73,3.75 and 2.71 times as much as the blank group,respectively. In the group of leaves of high-forest tree,the contents of total flavonoid,calcium,sodium,potassium and magnesium were the highest,which were 1.49,2.20,7.20,1.08 and 1.03 times same with the blank group,respectively. In the group of leaves of coppice,the contents of iron,zinc and selenium were the highest,which were 1.72,2.10 and 2.38 times the same as the blank group,respectively. In addition,the content of selenium ofpleurotuswas 0.07524μg.g-1in the group of leaves of coppice,which reached the standard of selenium enrichment.

leaves ofEucommiaulmoidesOlive;leaves residual ofEucommiaulmoidesOlive;pleurotus;total flavonoid;selenium

2013-05-20 *通訊聯系人

張昌偉(1987-)，男，碩士，研究方向：林產資源化學。

國家“十二五”科技支撐計劃(2011BAI01B08)；湖南省科技廳項目(2012FJ4294)；湖南省教育廳高校產業化培育項目(11CY015)；湖南省高校“林產資源化學與林化產品開發”科技創新團隊支持計劃資助項目(湘教通(2010)212號。

TS201.3

：A

：1002-0306(2014)01-0052-04