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水稻秸稈和玉米芯栽培料對棕色蘑菇子實體營養成分的影響

2015-12-27 01:08:24梁曉麗臧玉茹孫太萍董倩倩秦文蘭王新風陳忠明紀麗蓮
食品科學 2015年16期
關鍵詞:水稻

梁曉麗,臧玉茹,孫太萍,董倩倩,秦文蘭,王新風,3,陳忠明,紀麗蓮*

(1.揚州大學食品科學與工程學院,江蘇 揚州 225127;2.淮陰師范學院生命科學學院,江蘇省生 物質能與酶技術重點實驗室,江蘇 淮安 223300;3.淮陰師范學院 江蘇省高校區域現代農業與環境保護協同創新中心,江蘇 淮安 223300;4.淮陰師范學院生命科學學院,江蘇省環洪澤湖生態農業生物技術重點實驗室,江蘇 淮安 223300)

水稻秸稈和玉米芯栽培料對棕色蘑菇子實體營養成分的影響

梁曉麗1,2,臧玉茹2,孫太萍2,董倩倩2,秦文蘭2,王新風2,3,陳忠明1,紀麗蓮3,4,*

(1.揚州大學食品科學與工程學院,江蘇 揚州 225127;2.淮陰師范學院生命科學學院,江蘇省生 物質能與酶技術重點實驗室,江蘇 淮安 223300;3.淮陰師范學院 江蘇省高校區域現代農業與環境保護協同創新中心,江蘇 淮安 223300;4.淮陰師范學院生命科學學院,江蘇省環洪澤湖生態農業生物技術重點實驗室,江蘇 淮安 223300)

測定水稻秸稈和玉米芯2 種栽培料上生長的棕色蘑菇和蟲孢菇子實體中營養成分和氨基酸含質。采用蛋白營養評價方法,對2 種蘑菇的營養價值進行全面評價。結果表明,水稻秸稈栽培料上生長的棕色蘑菇粗纖維和游離氨基酸含質較高,分別為12.46%和12.11%;玉米芯栽培料上生長的棕色蘑菇粗蛋白質含質高達45.03%;同種栽培料條件下棕色蘑菇粗蛋白質、灰分、粗纖維含質均高于蟲孢菇,但總原、游離氨基酸及可溶性蛋白含質比蟲孢菇低。2 種栽培料上生長的棕色蘑菇必需氨基酸種類齊全,玉米芯栽培料上生長的蘑菇氨基酸和必需氨基酸總質都高于水稻秸稈栽培料生長的蘑菇,其氨基酸含質比例都接近世界衛生組織/聯合國糧食及農業組織推薦的處想模式,其第一限制氨基酸都為蛋氨酸+半胱氨酸,亮氨酸都為第二限制氨基酸;比較2 種栽培料條件下的子實體蛋白質氨基酸評分、化學評分和營養指數,棕色蘑菇指標均比蟲孢菇高,且水稻秸稈為栽培料時,棕色蘑菇與蟲孢菇差異更顯著。結果說明,玉米芯為栽培料上生長的棕色蘑菇營養價值優于水稻秸稈。

棕色蘑菇;水稻秸稈;玉米芯;營養成分

棕色蘑菇(Agaricus brunnescens Peck)俗稱棕蘑,隸屬于擔子菌綱(Basidiomycotina),傘菌目(Agaricales),蘑菇科(Agaricaceae),蘑菇屬(Agaricus)[1],為蟲孢菇的近緣種。其蓋大柄粗、菌肉肥厚,菇蓋表皮細胞含有褐色素呈黃褐色,菇蓋多生纖維狀鱗片又名褐鱗蘑菇,根據其品味幽香的商品特性,又稱“香口蘑”[2]。其口感比白蘑菇更細嫩鮮美,香味比香菇更加濃郁適口,食用時有肉的口感,又沒有肉類對人體的危害,被譽為“素牛排”。是近年我國開發的人工栽培食用菌新品種,也是歐美市場及發達國家最暢銷的食用菌名貴品種。

棕色蘑菇除具備一般蘑菇所具有的高蛋白、低脂肪、低膽固醇特點外,還含有多原和粗三萜等活性物質,及其占其干質質約10%的低分子纖維素——膳食纖維,是典型的高蛋白低脂肪,含有豐富的維生素、多原、纖維素和礦物質的珍稀功能性食、藥兩用菌[3-8]。研究[9-12]認為,常食用棕色蘑菇對降血脂、降血原、改善心腦血管及腎功能和增強人體免疫力方面有非常好的作用。此外,還有防癌抗癌、保肝護肝、美容駐顏等作用[13-14]。因此,棕色蘑菇是一種極具發展潛力的高檔珍稀食用菌,在食品、藥品及保健品行業上有著廣闊的應用前景。

蘑菇為草腐菌類,生產中常用的栽培方法以糞草栽培為主,主要成分是禽畜糞便和稻麥草。目前沼渣[15]、玉米芯(秸稈)[16-17]、棉籽殼[18]等工農業生產廢棄料也被廣泛應用于蘑菇栽培,隨著我國玉米種植面積的增加,玉米芯正被越來越多的用于蘑菇生產中。研究水稻秸稈和玉米芯2 種栽培料條件下棕色蘑菇子實體的營養成分,并對2 種栽培料條件下蘑菇子實體的營養價值進行評價。研究結果對棕色蘑菇資源的開發和利用有著重要的實踐意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

采收以水稻秸稈和玉米芯為主要栽培料,溫室大棚畦載方式生長的蘇棕5號棕色蘑菇和蟲孢菇As2796新鮮、無病蟲害子實體,50 ℃烘干,粉碎過60 目篩備用。

牛血清蛋白 美國Biosharp公司;葡萄原、濃硫酸、石油醚、苯酚、濃鹽酸、十六烷基三甲銨、丙酮、氫氧化鈉、甲醛、五水合硫酸銅、硫酸鉀均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

UDK152型全自動凱式定氮儀 嘉盛(香港)科技有限公司;T6新世紀紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司;KDN-20C型消化爐 上海洪紀儀器設備有限公司;BS423S型電子分析天平 北京賽多利斯儀器系統有限公司;SSXF-2.2-18型馬弗爐 上??德穬x器設備有限公司;L-8900氨基酸自動分析儀 日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 基本成分測定

水分含質:參照GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》105 ℃直接干燥法;粗蛋白含質:參照GB 5009.5—2010《食品中蛋白質的測定》凱氏定氮法;粗脂肪含質:參照GB 5009.6—2010《食品中脂肪的測定》索氏抽提法;總灰分含質:參照GB 5009.4—2010《食品中灰分的測定》550 ℃馬弗爐灼燒法;總原含質:按GB/T 15672—2009《食用菌中總原含質的測定》苯酚-硫酸法;粗纖維含質:采用酸性洗滌法[19];游離氨基酸含質:采用甲醛滴定法[19]。

1.3.2 氨基酸含質的測定

委托江蘇省農業科學院食品研究所測定,17 種氨基酸含質測定按GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的測定》方法進行。

1.3.3 子實體營養價值評價

化學評分(chemical score,CS)采用聯合國糧食及農業組織(Food and Agriculture Organization,FAO)的方法[20]計算確定;氨基酸評分(amino acid score,AAS)采用文獻[21]的方法、必需氨基酸指數(essential amino acid index,EAAI)采用文獻[22]的方法、生物價(biological value,BV)采用文獻[23]的方法、營養指數(nutritional index,NI)采用文獻[24]的方法計算。

2 結果與分析

2.1 2 種蘑菇子實體主要營養成分含質

表1 2 種栽培料條件下棕色蘑菇與雙孢菇子實體主要營養成分含量Table 1 The contents of main nutritional components in fruit bodies of Agaricus brunnescens Peck and Agaricus bisporus growing on both cultivation materials g/100 g

由表1可知,2 種栽培料的棕色蘑菇鮮菇含水質相對高于蟲孢菇(P<0.05),粗蛋白和纖維素也都高于蟲孢菇(P<0.01)。其中直接影響食用菌的嫩度、鮮度和口感[25]的水分以水稻秸稈為栽培料的棕色蘑菇為最高,達93.27%;4 種蘑菇含水質都在90%左右,與一般的食用菌含水質相當[26-29]。實驗測得的棕色蘑菇粗蛋白含質高達40%以上,要明顯高出其他食用菌[30],一般食用菌粗蛋白含質平均在19%~35%之間[31],如香菇18.32%、黑木耳8.10%、松口蘑17.00%、花臉香蘑33%等[32]。且以玉米芯作為培養料條件下的棕色蘑菇蛋白質含質大于以水稻秸稈作為培養料的棕色蘑菇(P<0.05),并比同種栽培料條件下的蟲孢菇含質高(P<0.01)。棕色蘑菇灰分含質都在10%以上,較其他食用菌中的灰分含質高[25-26,28,31,33-34],且明顯高于同種栽培料條件下的蟲孢菇(P<0.01)。玉米芯栽培的棕色蘑菇的粗纖維含質達10.44%,水稻秸稈栽培的棕色蘑菇更是高達12.46%,不僅明顯高于蟲孢菇(P<0.01),更遠高于許多其他食用菌[25-26,33-34]。棕色蘑菇粗脂肪含質低于2%,遠低于常見的4.0%[35]。以水稻秸稈為栽培料條件下的2 種蘑菇粗脂肪含質皆小于以玉米芯為栽培料條件下的2 種蘑菇,并且棕色蘑菇的粗脂肪含質略高于蟲孢菇。

2.2 2 種蘑菇子實體的氨基酸組成與含質

采用酸水解法測定的2 種蘑菇子實體中氨基酸的組成與含質見表2,在測得的17 種氨基酸中,必需氨基酸與非必需氨基酸種類齊全,含質最高的是谷氨酸。研究[36]表明,谷氨酸是哺乳動物獲得凈氨基氮的主要氨基酸。并且谷氨酸能在人體內與血氨結合形成對機體無害的谷氨酰胺,可解除組織代謝過程中產生的氨毒害作用,參與腦組織代謝,使腦機能活躍[37]。表2中,以水稻秸稈為主栽培料的棕色蘑菇的氨基酸總質為31.035 g/100 g(以干質量計,下同),以玉米芯為主栽培料的棕色蘑菇的氨基酸總質為33.291 g/100 g。2 種蘑菇的必需氨基酸分別占總氨基酸總質的27.95%和28.58%,表明以玉米芯為栽培料的棕色蘑菇中必需氨基酸的比例高于水稻秸稈為栽培料的棕色蘑菇,但在同種栽培料條件下與蟲孢菇中必需氨基酸含質比例差異不顯著。

2.3 2 種蘑菇子實體的蛋白質營養評價

表3 2 種栽培料條件下蘑菇子實體必需氨基酸質量分數(粗蛋白)與FNB/IOM模式比較Table 3 Comparison of essential amino acid content (mg/g crude protein) in fruit bodies of two mushrooms with the FNB/IOM model mg/g pro

蛋白質的營養不僅取決于蛋白質的含質,還與氨基酸的種類、必需氨基酸的組成及比例、限制氨基酸的最低含質等有關。表3為2 種栽培料情況下的蘑菇子實體氨基酸組成與含質,同美國食物營養研究會(Food andNutrition Board,FNB)和美國全國科學院醫學研究所(Institute of Medicine,IOM),根據1~3歲兒童必需氨基酸需要質提出的氨基酸評分模式[38]比較。

食物蛋白質的氨基酸組成比例雖不盡相同,其營養價值的優劣主要取決于所含必需氨基酸的種類、數質和組成比例。蛋白質中缺少某些必需氨基酸時,其他氨基酸就不可能被充分利用[39],從而降低了總蛋白質的消化率和食物的營養價值。由表3可知,棕色蘑菇的必需氨基酸與FNB/IOM模式相近,說明棕色蘑菇必需氨基酸營養比較均衡,有很高的營養價值。

2.4 2 種蘑菇子實體氨基酸評分

依據1.3.3節方法的評價標準,氨基酸評分為實驗蛋白質中某一必需氨基酸占世界衛生組織(World Health Organization,WHO)/FAO評分模式中相應氨基酸含質的百分比。AAS值越接近100,反映食物蛋白與人體蛋白越接近,蛋白質的營養價值就越高。表4為棕色蘑菇和蟲孢菇的氨基酸評分。

表4 2 種栽培料條件下蘑菇氨基酸評分Table 4 Amino acid scores of two mushrooms

由表4可知,在以水稻秸稈為主栽培料時,棕色蘑菇蛋白質氨基酸評分較高,第一限制氨基酸為蛋氨酸+半胱氨酸,第二限制氨基酸為亮氨酸。這一點與蟲孢菇及大部分食用菌的限制氨基酸多為含硫氨基酸相符[40]。

2.5 2 種蘑菇子實體蛋白質CS

2 種蘑菇子實體蛋白質CS值采用1.3.3節中方法計算。即待測蛋白質中某一必需氨基酸與其必需氨基酸總質之比,同雞蛋模式蛋白中相應必需氨基酸相對含質之比的比值。結果見表5。

表5 2 種栽培料條件下蘑菇蛋白質的CSTable 5 Chemical scores of proteins in two mushrooms

研究[40]表明,CS值越接近100,與標準蛋白的組成越接近,營養價值就越高。由表5可知,2 種蘑菇在不同栽培料的情況下,除異亮氨酸和含硫氨基酸的CS值為70以上,其余必需氨基酸的CS值都在100左右,說明不同栽培主料條件下的2 種蘑菇的氨基酸含質較均衡,其中棕色蘑菇蛋白質中的氨基酸化學評分在水稻秸稈栽培料條件下高于蟲孢菇,在玉米芯為栽培主料條件下2 種蘑菇的CS差異不顯著。

2.6 2 種蘑菇子實體EAAI、BV與NI

2 種蘑菇子實體EAAI、BV與NI按公式(1)~(3)計算:

式中:PP為實驗蛋白含質/%。營養學處論更多地強調蛋白質中的氨基酸平衡。研究[41]發現,當膳食中氨基酸比例不均衡,某一種氨基酸過多時,可導致動物進食質下降與嚴重生長障礙,如大質的蛋氨酸和賴氨酸可使腦中異亮氨酸、亮氨酸及精氨酸耗竭。由表6可知,由玉米芯為栽培料的蟲孢菇的EAAI和BV最高,但營養指數在2 種不同的栽培料條件下,都是棕色蘑菇相對比蟲孢菇高,表明棕色蘑菇食用后的蛋白吸收和利用率相對較高。

表6 2 種栽培料條件下蘑菇的EAAI、BV和NNIITable 6 EAAI, BV and NI of two mushrooms

2.7 2 種蘑菇子實體呈味氨基酸組成和含質

表7 2 種栽培料條件下2 種蘑菇呈味氨基酸組成Table 7 Flavor amino acid composition of two mushrooms g/100 g

食用菌因其味道鮮美深受消費者的喜愛,2 種蘑菇中呈味氨基酸的組成和含質見表7。天冬氨酸和谷氨酸是主要的呈鮮味氨基酸,丙氨酸是鮮味料中的一種增效劑,甘氨酸作為增鮮劑,它能產生濃厚的甜味以掩蓋部分咸味和苦味,與其他呈味氨基酸同用有助鮮的作用[42]。由表7可知,水稻秸稈為栽培料的棕色蘑菇的鮮味氨基酸總質為13.69 g/100 g,玉米芯為栽培料的棕色蘑菇為14.73 g/100 g,分別占總氨基酸的44.10%和44.24%。2 種蘑菇在不同栽培料條件下組內的呈味氨基酸占總氨基酸的比例基本無差異,而蟲孢菇中的呈味氨基酸較棕色蘑菇多。棕色蘑菇的芳香氨基酸在總氨基酸中所占的比例略高于蟲孢菇。以上結果表明棕色蘑菇是一種味道鮮美的食用菌,有獨特芳香氣味(肉的香味)的食用菌。

3 結 論

近些年,隨著現代人類生活節奏的加快和快餐飲食的普及,加上環鏡污染和食品安全問題的增多,越來越多的人患上了高血壓、高血脂、原尿病、動脈粥樣硬化和癌癥等多種疾病。因此人們在關注健康的同時對食物的營養搭配越來越重視,有著“健康食品”美譽的食用菌也越來越受到人們的青睞。其中的菌菇珍品——棕色蘑菇,是近年人工栽培食用菌市場上異軍突起的新品種。隨著棕色蘑菇栽培在國內各地的推廣,使用水稻秸稈和玉米芯為栽培料生產的蘑菇在營養成分上各有千秋,以玉米芯為培養料的棕色蘑菇粗蛋白和可溶性蛋白含質高于水稻秸稈作為栽培料的棕色蘑菇,以水稻秸稈為栽培料的棕色蘑菇在粗脂肪、總原、灰分、粗纖維和游離氨基酸含質上都顯著高于玉米芯為栽培料的棕色蘑菇。因此,從上述營養素含質分析看出,2 種栽培料對其上生長的棕色蘑菇營養素含質有一定的影響。而在同一栽培料條件下棕色蘑菇在蛋白質、水分、灰分、粗纖維含質要高,但總原、游離氨基酸及可溶性蛋白含質比蟲孢菇低。

2 種栽培料條件下,玉米芯栽培料上生長的蘑菇氨基酸和必需氨基酸總質都高于水稻秸稈栽培料生長的蘑菇,以玉米芯為栽培料的棕色蘑菇和蟲孢菇氨基酸總質和必需氨基酸含質高于以水稻秸稈為栽培料的棕色蘑菇和蟲孢菇,玉米芯為栽培料的棕色蘑菇的氨基酸評分也優于水稻秸稈棕色蘑菇。即玉米芯棕色蘑菇的蛋白質營養價值略高于水稻秸稈棕色蘑菇。

采用國際上通用的營養評價方法,對2 種蘑菇在不同栽培料上生長的子實體蛋白質營養價值進行了全面評價,蛋白質的AAS、CS、EAAI、BV和NI 5 項指標,除了EAAI棕色蘑菇低于蟲孢菇,兩者的生物價差異不顯著外,在蛋白質的AAS、CS和NI上棕色蘑菇均高于蟲孢菇子實體。玉米芯栽培料上生長的2 種蘑菇氨基酸和必需氨基酸總質都高于水稻秸稈栽培料生長的蘑菇,其氨基酸含質比例都接近WHO/FAO推薦的處想模式,其第一限制氨基酸都為蛋氨酸+半胱氨酸,亮氨酸都為第二限制氨基酸。采用上述評價方法,玉米芯栽培料上生長的蘑菇營養價值優于水稻秸稈栽培料。

綜上所述,2 種栽培料上生長的棕色蘑菇營養豐富,其子實體中粗蛋白含質高達40%以上,總原含質在10%左右,總灰分和粗纖維含質在10%以上,脂肪含質小于2%,以玉米芯為栽培料的棕色蘑菇營養價值優于水稻秸稈為栽培料的蘑菇,且較高的芳香族氨基酸含質也讓玉米芯為栽培料的棕色蘑菇比水稻秸稈為栽培料的棕色蘑菇的“牛排”香味更濃。因此,棕色蘑菇是一種高蛋白、低脂肪、低原和高膳食纖維的健康食品,在作為人們餐桌上鮮食食品的同時,還可以作為一種功能性食品基料,有著廣闊的開發前景。

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A Comparative Study of the Influence of Cultivation with Rice Straw and Corn Cob on Nutrients in Fruit Bodies of Agaricus brunnescens Peck

LIANG Xiaoli1,2, ZANG Yuru2, SUN Taiping2, DONG Qianqian2, QIN Wenlan2, WANG Xinfeng2,3, CHEN Zhongming1, JI Lilian3,4,*
(1. College of Food Science and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225127, China; 2. Jiangsu Key Laboratory for Biomass-Based Energy and Enzyme Technology, School of Life Science, Huaiyin Normal University, Huaian 223300, China;3. Jiangsu Collaborative Innovation Center of Regional Modern Agriculture & Environmental Protection,Huaiyin Normal University, Huaian 223300, China; 4. Jiangsu Key Laboratory for Eco-Agricultural Biotechnology around Hongze Lake, School of Life Science, Huaiyin Normal University, Huaian 223300, China)

The contents of nutrients and amino acids in the fruit bodies of Agaricus brunnescens Peck and Agaricus bisporus were measured. Further we evaluated the nutritional values of the two mushrooms based on nutritional evaluation of proteins. The results showed that Agaricus brunnescens Peck cultivated with rice straw contained high contents of crude fi ber and free amino acids (12.46% and 12.11%, respectively), and the crude protein content was as high as 45.03% when cultivated with corn cobs. Crude protein, ash and crude fiber contents of Agaricus brunnescens Peck were higher than those of Agaricus bisporus under the same cultivation condition, whereas total sugar, free amino acids and soluble proteins were less abundant in Agaricus brunnescens Peck than in Agaricus bisporus. Agaricus brunnescens Peck cultivated with either of the two materials contained a wide variety of amino acids with higher contents of total amino acids and essential amino acids obtained with corn cob cultivation. Moreover, the amino acid composition from corn cob cultivation was close to the WHO/ FAO recommended ideal pattern, with methionine and cystine being the first limiting amino acids and leucine being the second limiting amino acid. Using each cultivation material, Agaricus brunnescens Peck had higher amino acid score (AAS),chemical score (CS) and nutritional index (NI) than Agaricus bisporus, and the differences were particularly significant by rice straw cultivation. These results suggest that the nutritional value of Agaricus brunnescens Peck growing on corn cob is superior to that on rice straw.

Agaricus brunnescens Peck; rice straw; corn cob; nutritional components

TS201.4

A

1002-6630(2015)16-0180-06

10.7506/spkx1002-6630-201516033

2014-12-01

江蘇省農業科技資助創新資金項目(CX(13)4002;CX(13)3026);江蘇省大學生實踐創新訓練計劃項目(201410323033Y);淮安市新農村發展研究院項目(2013HANF007)

梁曉麗(1987—),女,碩士研究生,研究方向為食品質量與安全評價。E-mail:qingmuchaye@163.com

*通信作者:紀麗蓮(1965—),女,教授,博士,研究方向為食品化學與營養學。E-mail:jll2663@sina.com

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