栽培基質對杏鮑菇子實體蛋白質營養價值的影響

李曉貝，周 峰，楊　焱，*，馮　杰，劉艷芳，馮　濤

（1.國家食用菌工程技術研究中心，農業部南方食用菌資源利用重點實驗室，上海市農業科學院食用菌研究所，上海　201403；2.上海應用技術學院香料香精技術與工程學院，上海　201418）

栽培基質對杏鮑菇子實體蛋白質營養價值的影響

李曉貝1，2，周 峰1，楊焱1，*，馮杰1，劉艷芳1，馮濤2

（1.國家食用菌工程技術研究中心，農業部南方食用菌資源利用重點實驗室，上海市農業科學院食用菌研究所，上海201403；2.上海應用技術學院香料香精技術與工程學院，上海201418）

分析不同配方瓶栽杏鮑菇培養基栽培所產子實體的基本成分和氨基酸組成，采用國際通用的評價方法對其蛋白質營養價值進行評價比較。結果表明：各配方栽培獲得的杏鮑菇子實體中必需氨基酸占總氨基酸比例為46.4%～49.5%；單一木屑碳源的基質配方（配方7）栽培的子實體中蛋白質含量及營養指數最高，分別為20.62%和18.5；玉米芯與木屑復合碳源（碳源物質的質量分數為55%）配方（配方4、5）栽培子實體的蛋白質獲得最高的氨基酸評分、化學評分及氨基酸比值系數分，分別為95.0，62.5及41.94；氮源物質的質量分數為22%且未添加豆粕及玉米粉配方（配方1）栽培的子實體中蛋白質有較高的必需氨基酸指數和生物價，分別為92.5和89.1；玉米粉或豆粕作為氮源物質能一定程度改善產品蛋白質營養價值。本研究為生產優質、高產的瓶栽杏鮑菇提供了理論依據。

杏鮑菇；培養基；蛋白質；營養指數；氨基酸比值系數分

杏鮑菇（Pleurotus eryngii）為真菌門擔子菌綱傘菌目側耳科側耳屬食用菌，又名刺芹側耳，廣泛分布于南歐、中亞及北非地區，因其菇肉肥厚、質地脆嫩及滋味鮮美，且烹煮時不易變形而具有“平菇之王”的稱號［1-3］。此外，杏鮑菇中提取的活性因子如β-葡聚糖［4-5］、PEPS1（一種雜多糖）［6］、抗菌多肽-eryngin［7］等還具有一定的藥用價值。近年來，我國杏鮑菇工廠化栽培發展迅速，至2008年底，我國日產1 t以上規模的杏鮑菇工廠化生產企業已超過150 家［8］。目前工廠化杏鮑菇栽培基質的主要原料是棉籽殼、木屑、玉米芯、玉米粉、豆粕、米糠、麩皮等，是杏鮑菇生長的主要碳源、氮源，通常還以少量的糖、石膏粉、碳酸氫鈣等為輔料，原料的選擇及配比對其產量、品質、生產成本等有著直接的影響［9-13］。杏鮑菇的蛋白質含量占其子實體干質量的14%～18%，且含有18 種常見氨基酸，并以谷氨酸含量為最高［14-16］。有研究表明，食用菌的碳源、氮源及碳氮比對其蛋白質含量、氨基酸組成及含量有一定影響，且影響程度及相應變化趨勢與食用菌品種有關［17-19］。江枝和等［20］研究了分別以木屑、棉籽殼及稻草為主要原料的培養基對袋栽杏鮑菇子實體的蛋白質營養價值的影響，結果表明棉籽殼培養基袋栽杏鮑菇的營養價值相對于另外二者更高。但以木屑、玉米芯、玉米粉、麩皮、豆粕等原料為不同碳源、氮源，以不同配比所制培養基對瓶栽杏鮑菇子實體營養價值的研究尚未見報道。

本研究將通過檢測不同配方瓶栽杏鮑菇培養基所產子實體的蛋白質含量及氨基酸組成，采用國際通用的評價方法對其營養價值進行評價比較，為生產出營養價值更高的杏鮑菇提供一定理論依據。

1　材料與方法

1.1材料

以玉米芯、玉米粉、木屑、麩皮、米糠及豆粕等為主要原料制作8 個不同配方（表1）的瓶栽杏鮑菇培養基。玉米芯、木屑等通常作為培養基質的主要碳源，而氮源主要是麩皮、米糠、豆粕、玉米粉等［13］。

表1　8 個培養基配方及其總有機碳、氮含Table 1 Ingredients and total organic carbon and nitrogen contents of different culture media for Pleurotus eryngii

表1　8 個培養基配方及其總有機碳、氮含Table 1 Ingredients and total organic carbon and nitrogen contents of different culture media for Pleurotus eryngii

注：表中數據以干質量計；同行小寫字母不同表示差異顯著（P＜0.05）。

%原料　配方1　配方2　配方3　配方4　配方5　配方6　配方7　配方8玉米粉　0.00　0.00　0.00　0.00　0.00　0.00　0.00　4.00玉米芯　45.00　40.00　40.00　15.00　30.00　55.00　0.00　40.00木屑　30.00　15.00　15.00　40.00　25.00　0.00　55.00　15.00麩皮　15.00　15.00　17.00　19.00　19.00　19.00　19.00　15.00米糠　7.00　15.00　15.00　15.00　15.00　15.00　15.00　15.00豆粕　0.00　12.00　10.00　8.00　8.00　8.00　8.00　8.00石灰　1.50　1.50　1.50　1.50　1.50　1.50　1.50　1.50碳酸氫鈣　1.50　1.50　1.50　1.50　1.50　1.50　1.50　1.50總有機碳　33.39±0.35e35.73±0.11c35.65±0.01d32.35±0.25f36.12±0.28c39.47±0.18a31.59±0.17g36.85±0.36b總有機氮　1.04±0.01g2.14±0.01b1.99±0.01c1.34±0.02e1.91±0.02d2.74±0.01a1.12±0.01f2.00±0.01c碳氮比（C/N）　32　17　18　24　19　14　28　18

如表1所示，配方8為實際工廠化生產杏鮑菇所采用配方，參考其碳氮比設計其他配方；固定配方2、3、8的玉米芯/木屑值及總含量，研究麩皮、米糠、豆粕及玉米粉作為氮源物質種類及含量的影響；使配方4、5、6、7有相同的麩皮、米糠、豆粕比例及總含量，通過改變玉米芯/木屑值研究碳源物質種類及含量的影響；配方1為低氮無豆粕配方。各配方培養基均配制32 瓶，裝料后單瓶質量850 g左右，分裝兩筐，集體滅菌后接種，同一菇房相同條件下培養，子實體成熟后采收（圖1）。將所得樣品于采收當天通過鼓風干燥機50 ℃烘干至含水量低于10%，將烘干的樣品分別粉碎過20 目篩后置于干燥器中備用。培養基原料及杏鮑菇菌株均購自上海國森生物科技有限公司。

圖1　配方2瓶栽杏鮑菇圖片Fig.1　Photos of Pleurotus eryngii cultivated in culture medium 2

1.2儀器與設備

L-8900氨基酸自動分析儀日本Hitachi公司；Multi N/C 2100S分析儀德國Analytic-Jena公司。

1.3方法

1.3.1杏鮑菇培養

在無菌狀態下接種杏鮑菇菌株后，于室溫黑暗培養35～40 d；而后進行搔菌處理，搔菌9 d后將瓶口正立，待出菇2～3 d后進行疏蕾處理，留2～3 個菇蕾，期間根據杏鮑菇生長需要嚴格控制并及時調整菇房溫度、濕度及CO2濃度；從搔菌到采收接近20 d，子實體便可采收，采收后及時挖瓶。

1.3.2培養基碳氮比測定

參考Multi N/C 2100S分析儀廠商建立的標準方法［21］測定不同配方培養基的總有機碳及總有機氮含量，并計算碳氮比。

1.3.3營養成分的測定

水分含量測定參考GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》中的直接干燥法；粗蛋白含量測定參考GB/T 15673—2009《食用菌中粗蛋白含量的測定》中的凱氏定氮法；灰分含量測定參考GB 5009.4—2010《食品中灰分的測定》方法；粗脂肪含量測定參考GB/T 15674—2009《食用菌中粗脂肪含量的測定》方法，蛋白質系數為4.38，碳水化合物含量由1減去其他成分百分比的總和計算而得到。還原糖含量通過3，5-二硝基水楊酸（3，5-dinitrosalicylic acid，DNS）法測定。

1.3.4氨基酸組成分析

準確稱取待測樣品0.25 g于水解管中，加入6 mol/L鹽酸在110 ℃條件下水解22 h，水解后樣品經處理后通過L-8900氨基酸自動分析儀進行氨基酸組成分析。

1.3.5營養價值評價方法

氨基酸評分（amino acid score，AAS）、化學評分（chemical score，CS）、必需氨基酸指數（essential amino acid index，EAAI）、生物價（biological value，BV）、營養指數（nutrient index，NI）的評價參考Bano等［22］和聯合國糧食及農業組織（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）［23］的方法，氨基酸比值系數分（score of ratio coefficient of amino acid，SRCAA）的評價參考朱圣陶等［24］的方法。

1.4數據統計分析

除水分含量外，所有數據均是基于干品通過3 次重復實驗所得。所得數據由SAS 8.2軟件通過一般線性模型（general linear model，GLM）進行顯著性分析，分析方法為Duncan's多重范圍檢驗，顯著性水平為α=0.05。

2　結果與分析

2.1不同培養基配方栽培杏鮑菇子實體的產量及相關營養成分分析

圖2　不同培養基配方杏鮑菇粗蛋白、碳水化合物含量及單瓶產量Fig.2　Yields and contents of crude proteins and carbohydrates of Pleurotus eryngii cultivated in different culture media

如圖2所示，以玉米芯為主要碳源物質的配方（配方1、6、8）子實體單瓶產量處于相對較高的水平，廖志敏等［13］亦研究表示以玉米芯為主要碳源的基質配方相對于木屑及棉籽殼具有更高的產量。李正鵬等［25］研究表示配方含氮量為0.79%～0.81%時杏鮑菇產量最高，過高或過低都會降低產量，由此推測配方2、3子實體單瓶產量較低的可能原因是其含氮量較高。而比較配方2、8可以看出，總含氮量一致時，氮源物質的種類及配比對杏鮑菇產量也有顯著影響。

以上結果表明，杏鮑菇蛋白質及碳水化合物含量較高，且培養基配方對二者含量有顯著影響。隨著培養基中木屑/玉米芯值的提高，其子實體蛋白質含量亦顯著性升高。總有機碳、總有機氮含量及碳氮比相近時，豆粕含量的提高及玉米粉的加入可以提高杏鮑菇子實體中的粗蛋白含量，但無顯著差異。配方1、4、7的碳氮比較接近，總有機碳、總有機氮含量亦無顯著差異，但相應產品的粗蛋白含量卻差異顯著，說明配方中木屑及豆粕的量是影響蛋白質含量的關鍵因素。培養基質木屑比例的提高和豆粕的添加有利于其栽培子實體中蛋白質的累積；而基質中玉米芯比例的提高有利于碳水化合物的累積。

圖3　不同培養基配方杏鮑菇還原糖、粗脂肪及灰分含量Fig.3　Contents of reducing sugar， crude fat and ash in Pleurotus eryngii cultivated in different culture media

如圖3所示，培養基質配方對所產子實體中灰分含量影響不顯著。粗脂肪及還原糖含量雖然隨基質配方的改變有一定的變化，但是與配方中的碳氮源比例并無一定的相關性。

2.2不同培養基配方栽培杏鮑菇子實體的氨基酸含量

表2　不同培養基中杏鮑菇的氨基酸含量Table 2 Contents of amino acids in Pleurotus eryngii cultivated in different culture media

由表2可知，各配方栽培獲得的杏鮑菇樣品均含有17 種常見氨基酸（色氨酸未檢測），其中必需氨基酸（EAA）含量占總氨基酸的50%左右。配方1～4所產子實體中總氨基酸含量與凱氏定氮法測得粗蛋白含量（圖2）相近，而配方5～8所產子實體總氨基酸含量均低于粗蛋白含量，可能與其所含色氨酸或非氨基氮的組分有關。必需氨基酸中甲硫氨酸（Met）含量最高，為1.34%～1.99%，在配方5子實體中含量最低，在配方4子實體中含量最高。谷氨酸（Glu）及天冬氨酸（Asp）是食用菌中主要的鮮味氨基酸，亦是各配方栽培得到的杏鮑菇子實體中含量最高的兩種非必需氨基酸，分別為1.62%～2.95%及0.94%～1.71%，均在配方1子實體中含量最低，在配方4子實體中含量最高。可以看出，以單一木屑或玉米芯為碳源的基質配方子實體均不能獲得最高的Glu及Asp含量，木屑與玉米芯以一定比例復配（配方4）后子實體Glu及Asp含量有所提高。此外豆粕、玉米粉或麩皮的添加能促進Glu、Asp的生成，且玉米粉比豆粕、麩皮的效果更好。

2.3必需氨基酸占總氨基酸含量百分比

表3　必需氨基酸占總氨基酸含量百分比Table 3 Percentage of essential to total amino acids

FAO/世界衛生組織（World Health Organization，WHO）模式是FAO和WHO研究提出的必需氨基酸組成符合成人體需要的蛋白質模式。由表3可知，杏鮑菇各樣品含有46.4%～49.5%的必需氨基酸組成，均接近雞蛋而高于FAO/WHO模式蛋白。且各樣品均含有極高的甲硫氨酸+半胱氨酸（Met+Cys）比例，占總氨基酸含量的11.4%～14.8%，是雞蛋的2 倍以上，FAO/WHO模式蛋白的3 倍多。以玉米芯為主要氮源的配方其產品含有更高的Met+Cys比例，且豆粕、玉米粉的添加會降低此比例。

2.4AAS和CS測定結果

氨基酸評分（AAS）是樣品蛋白質中某一必需氨基酸占FAO/WHO標準模式蛋白中相應氨基酸的百分比，其中分值最低的便為樣品蛋白質的AAS總評分，AAS值越接近100，說明樣品蛋白氨基酸組成越接近模式蛋白。化學評分（CS）是樣品必需氨基酸占其總必需氨基酸含量（相對含量）與標準雞蛋蛋白中相應必需氨基酸的相對含量的接近度，CS越接近100，表明樣品蛋白質氨基酸組成越接近雞蛋蛋白，營養價值也越高。由表4可知，各杏鮑菇樣品AAS值除纈氨酸（Val）、異亮氨酸（Ile）及亮氨酸（Leu）稍低于FAO標準模式蛋白外，其他必需氨基酸的AAS值均高于標準模式蛋白，尤其是Met+Cys（325.8～421.9）。可以看出，豆粕、米糠及玉米粉的添加會降低Met+Cys的AAS值，且玉米粉的降低程度更大。此外，木屑、玉米芯混合碳源基質更利于其產品蛋白質中Thr、Val、Ile、Leu、Lys獲得較高的AAS值，且氮源物質比例過低（配方1）會降低此5 種必需氨基酸的AAS值。由此可以看出，玉米芯、木屑復配且氮源物質含量適中的配方有利于子實體蛋白質的氨基酸評分更接近FAO標準模式蛋白。由表5可知，各杏鮑菇樣品蛋白質的第一限制氨基酸為Ile，第二限制氨基酸為Val，與文獻［26］報道的博湖大蘑菇、雙孢蘑菇、香菇、草菇、平菇等食用菌第一限制氨基酸為甲硫氨酸和半胱氨酸相異，說明杏鮑菇可與其他食用菌搭配形成蛋白質互補，從而提高整體營養價值。

表4　不同培養基杏鮑菇蛋白質的AAS（FAO模式）Table 4 Amino acid scores of proteins in Pleurotus eryngii cultivated in different culture media

表5　不同培養基杏鮑菇蛋白質的CS（全雞蛋模式）Table 5 Chemical scores of proteins in Pleurotus eryngii cultivated in different culture media

2.5EAAI、BV和NI測定結果

表6　不同培養基杏鮑菇蛋白質的EAAI、BV、NITable 6 EAAI， BV and NI of proteins in Pleurotus eryngii cultivated in different culture media

由表6可知，各杏鮑菇樣品蛋白質EAAI及BV值均較高，接近FAO標準模式蛋白，分別為90.0～92.5和86.4～89.1，基質配方對EAAI值及BV值影響不顯著，且規律性不明顯，能看出以單一玉米芯為碳源的子實體EAAI值及BV值高于以單一木屑為碳源的子實體。NI是由EAAI值及蛋白質含量計算而得到，基質配方對子實體蛋白質NI值（9.4～18.5）的影響規律與蛋白質含量相似，即配方中木屑比例越高，其NI值越高，且氮源物質總比例過低時會導致其NI值偏低，同時麩皮、豆粕、玉米粉提高NI值的能力依次增強。

2.6SRCAA測定結果

SRCAA是朱圣陶等［24］引入氨基酸平衡理論結合FAO/WHO評價模式建立的蛋白質評價指標。樣品中氨基酸比值系數（RCAA）越接近1，表明其與模式蛋白氨基酸組成越接近，各RCAA值越接近1，則SRCAA值越接近100，蛋白質營養價值越高。由表7可知，各杏鮑菇樣品蛋白質的SRCAA值為22.66～41.94，在配方1中最低，配方5中最高，主要是杏鮑菇中Met+Cys含量比例過高，影響了數據的離散性，使得整體上杏鮑菇樣品蛋白質中必需氨基酸比例偏離FAO標準蛋白質更遠。在基質配方碳源、氮源物質總比例不變的條件下，單一木屑為碳源基質的子實體蛋白質SRCAA值高于單一玉米芯為碳源基質的子實體，但木屑與玉米芯按一定比例復配后所得子實體蛋白質SRCAA值高于單一碳源。基質中碳源物質比例不變時，豆粕、玉米粉相對于麩皮更有利于子實體獲得較高的SRCAA值，且玉米粉效果更好。廖志敏等［13］研究發現杏鮑菇培養基質中氮源物質比例為35%～40%比較合適，本研究亦表明當基質中氮源物質比例過低時（22%），子實體蛋白質SRCAA值亦顯著低于氮源物質比例為37%的其他配方子實體。

表7　不同培養基杏鮑菇蛋白質的SRCAA（FAO模式）Table 7 Chemical scores of proteins in Pleurotus eryngii cultivated in different culture media

3　結 論

瓶栽杏鮑菇基質配方對其所產子實體基本營養成分及蛋白質營養價值有影響，主要影響因素是碳源、氮源物質的種類及比例。

培養基配方中碳源、氮源總比例一定時，以木屑為主要碳源的基質配方子實體蛋白質含量更高，蛋白質中必需氨基酸Thr、Val、Ile、Leu、Lys也具有相對較高的氨基酸評分及化學評分，且對應的NI值及SRCAA值亦較高。而以玉米芯為主要碳源的基質配方子實體產量更高，子實體中碳水化合物含量更高，其蛋白質中Met+Cys和Phe+Tyr有著更高的AAS值及CS值，同時EAAI值及BV值相對較高。而木屑與玉米芯以一定比例復配的基質配方所產杏鮑菇子實體蛋白質相對于單一碳源基質能獲得更高的AAS值、CS值及SRCAA值。

相對于碳源物質，氮源物質對各基本成分及蛋白質評價系數的影響較小，可以推斷出基質中豆粕或玉米粉含量較高時，子實體蛋白質含量及其AAS值、CS值、NI值和SRCAA值均有一定程度的提高，且玉米粉相對優于豆粕。通過調節氮源物質的種類及配比可控制子實體產量及蛋白質質量。

本研究為生產高產、高營養價值的瓶栽杏鮑菇提供了理論依據，但是研究的碳源物質種類較少，且玉米粉、米糠的比例研究亦未涉及，碳源、氮源物質的比例對蛋白質營養價值影響的研究還需進一步深入。要獲得營養價值更高的杏鮑菇，需綜合對其產量、生產成本等因素做進一步探索研究，以得到較優的、適合杏鮑菇栽培的基質配方。

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Effect of Culture Media on Nutritional Value of Proteins in Pleurotus eryngii Fruit Bodies

LI Xiaobei1，2， ZHOU Feng1， YANG Yan1，*， FENG Jie1， LIU Yanfang1， FENG Tao2
（1. Institute of Edible Fungi， Shanghai Academy of Agricultural Sciences， Key Laboratory of Edible Fungi Resources and Utilization（South）， Ministry of Agriculture， National Engineering Research Center of Edible Fungi， Shanghai201403， China；2. School of Perfume and Aroma Technology， Shanghai Institute of Technology， Shanghai201418， China）

Proximate nutritional components and amino acids in fruit bodies of Pleurotus eryngii cultivated in different culture media were studied. The nutritional value of proteins was evaluated and compared by the wellrecognized method worldwide. Results showed that the percentage of essential to total amino acids ranged from 46.4% to 49.5%. Fruit bodies of P. eryngii cultivated in medium 7， with sawdust as the sole carbon source （55%）， had the highest crude protein content （20.62%） and nutritional index （18.5）， while fruit bodies from culture medium with both corncob and sawdust as carbon source （55%） had the highest amino acid score （95.0）， chemical score （62.5） and score of ratio coefficient of amino acid （41.94）. Furthermore， essential amino acid index and biological value were higher in fruit bodies from culture medium 1， with relatively lower content of nitrogen source （22%）. The addition of cornmeal or soybean meal could improve the nutritional value of proteins. Overall， these results can provide theoretical basis for achieving high quality and quantity of P. eryngii in bottle cultivation.

Pleurotus eryngii； culture medium； protein； nutritional index； ratio coefficient of amino acid

TS201

A

1002-6630（2015）23-0262-06

10.7506/spkx1002-6630-201523048

2015-02-02

上海市科技興農重點攻關項目（滬農科攻字（2013）第6-10號）

李曉貝（1990—），女，碩士研究生，研究方向為食品風味化學。E-mail：beitingmo@sina.com

楊焱（1970—），女，研究員，博士，研究方向為食藥用菌研究與開發。E-mail：yangyan@saas.sh.cn