香菇柄營養成分分析及高值化利用研究

王琦，張立娟，王玥瑋，張弘，，楊建禮

（1.天津市食品研究所有限公司，天津市食品工業生產力促進中心，天津 301609；2.天津津墾牧業集團有限公司，天津 300384）

香菇（Lentinus edodes）是側耳科（Plearataco）擔子菌的一種藥食兩用的真菌。含有多種營養成分如多糖、纖維素、氨基酸、香菇菌素、揮發性芳香物質及礦物質元素鐵、鈣、磷等[1-2]。香菇味道鮮美且有很好的營養和保健作用。在我國廣泛地被馴化和栽培，我國年產香菇約300 萬噸以上，而香菇柄占總重的25%～30%左右[3]，香菇柄中含有大量的營養活性成分，但大都沒有被充分地開發和利用，有時甚至將香菇柄當作廢棄物處理。人們對香菇柄的開發和利用已有初步嘗試，已經用香菇柄開發出香菇醬、香菇汁、香菇柄飲料、香菇醬油、蜜餞等食品[4-5]，人們往往多注重香菇柄中的多糖、氨基酸和微量元素的利用，而忽視了香菇柄中的其他營養成分，其實香菇柄中的營養成分豐富多樣。香菇柄中每100 g 干香菇柄含糖類物質73 g，蛋白質6.88 g，脂溶性成分占2.68 g，灰分6.1 g，還含有大量的維生素、礦物質[6-8]。

1 香菇柄中的營養成分

1.1 香菇柄中的糖類物質

香菇柄中的主要成分是纖維素，有生理活性的成分是多糖。纖維素在香菇柄中的含量占到70%以上，香菇柄中的纖維素在大腸中脫水能防止便秘，有降低膽固醇、預防動脈粥樣硬化等功能[9-12]。香菇柄中除纖維素外的糖類物質就是多糖。香菇柄多糖是香菇柄中最有效的營養成分之一，由香菇柄提取，分級處理后能獲水溶性多糖，對該多糖經葡聚糖凝膠柱層析純化后，用聚丙烯酰胺凝膠電泳分析其為均一性多糖。紫外光譜、紅外光譜、薄層層析等方法分析從香菇柄中分離出的是一種具有β-糖苷鍵以葡萄糖為主的單一水溶性多糖，香菇柄多糖的單糖組成以葡萄糖為主，還含有木糖、半乳糖和甘露糖。一般認為多糖體的主鏈為三鏈右旋螺旋狀結構的β-（1，3）-D-葡萄糖，都具有β-（1，6）-單葡糖基支鏈，其特征是激活寄生的免疫系統，無直接的細胞毒性作用，香菇柄多糖也是一種免疫刺激劑，能顯著提高巨噬細胞率和巨噬細胞指數而刺激人體抗體的產生進而提高人體免疫力。香菇柄中的多糖提取物含量不高，香菇柄多糖提取物不僅能抑制小鼠S-180 實體腫瘤的生長而且能干擾體外培養的人肝癌SMMC-7721 細胞的增殖，具有較好的抗腫瘤活性，對ICR/HC 小白鼠的肉瘤抑制率為93%～95%，對CH/HC 小白鼠的肉瘤抑制率為84%～86%，香菇柄多糖能減輕化療藥物對免疫淋巴的抑制并防止腫瘤病人術后病情的復發[13]。

1.2 香菇柄中的氨基酸和核苷酸

香菇柄中含有的氨基酸，種類多樣、含量豐富。用高效液相色譜法從香菇柄中檢測出15 種氨基酸，其中谷氨酸（Glu）為 0.51%，天冬氨酸（Asp）為 0.37 %，甘氨酸（Sly）為 0.30 %，亮氨酸（Leu）為 0.30 %，絲氨酸（Ser）為0.22%，纈氨酸（Va1）為0.22%，蘇氨酸（Thr）為0.17%，丙氨酸（Ala）為0.15%，苯丙氨酸（Phe）為0.14%，精氨酸（Arg）為 0.14%，異亮氨酸（Ile）為 0.14%，賴氨酸（Lys）為 0.11 %，組氨酸（His）為 0.08 %，酪氨酸（Tyr）為 0.07%，蛋氨酸（Met）為 0.05%[14-18]。人體必需的8 種氨基酸中，其中有7 種在香菇柄中都有檢出。

香菇柄中除呈味氨基酸外，還有高含量的核苷酸類呈味物質，尤其是5’-核苷酸，其中5’-鳥苷酸的含量最為豐富。不僅對于治療冠心病、心肌梗塞等有輔助作用，而且5’-鳥苷酸和5’-腺苷酸還是強力的助鮮劑，與呈味氨基酸等協同可以使鮮度提高幾十倍甚至上百倍[19-20]。此外，核苷酸在呈味方面具有多種作用，使甜味呈現更明顯，使酸澀苦等味道減弱同時對一些焦糊味、腥味等異味的呈現亦具有削減作用，對肉的鮮味具有增效作用。在一些食品中，比如肉脯、肉干、肉松等肉類加工制品中添加呈味核苷酸還能夠抑制或者消除一些不良異味，使其苦澀味減少，將其添加到一些醬類產品中，比如黃豆醬等能使其中的生醬味得到明顯的改善。

1.3 香菇柄中的微量元素

微量元素雖然含量微小，但是會參與代謝過程；作為酶的組成成分或激活劑；在激素和維生素中起獨特作用；影響核酸代謝等參與維持體內滲透壓和酸堿平衡；構成血紅蛋白及骨骼等。香菇柄中含有的微量元素含量非常高，K 的含量為19 496.90 mg/kg、P 的含量為 3 263.20 mg/kg、Mg 的含量為 752.80 mg/kg、Ca 的含量為 188.60 mg/kg、Fe 的含量為 71.80 mg/kg、Na 的含量為67.40 mg/kg、Zn 的含量為52.20 mg/kg，尤其是微量元素Na、Ga、Fe、K 的含量，香菇柄均遠遠高于香菇全菇[21-23]。

1.4 香菇柄中的其他營養成分

香菇柄中含有一種雙鏈核糖核酸，能激發人體的網狀內皮系統釋放干擾素，人體中的干擾素是一種糖蛋白能干擾病毒的蛋白合成，使其不再生長繁殖，對由病毒引起的感冒有預防作用，對其他病毒也有一定的作用。香菇柄中含有香菇嘌呤，能使人體血液、肝臟中的膽固醇降低，對冠心病、動脈粥樣硬化、高血壓等心血管疾病具有一定的預防和治療作用。香菇柄中含有一般蔬菜所缺乏的麥角甾醇，是維生素D 的前體，麥角甾醇在陽光或紫外線的照射下可以轉化為維生素D2，維生素D2是參與人體內鈣吸收的物質。香菇柄中含有維生素B1和維生素B2，同時香菇柄中還含有多種酶，都有助于人體的健康。香菇柄中還含有一定量的具有抗氧化活性的黃酮類物質和萜類物質等[24-26]。香菇全菇與香菇柄營養成分對比見表1，香菇柄與其他蔬菜營養成分對比見表2。

表1 香菇全菇與香菇柄營養成分對比Table 1 Comparison of nutrient composition between whole and stalk of Lentinus edodes

表2 香菇柄與其他蔬菜營養成分對比Table 2 Comparison of nutrient composition of Lentinus edodes stalk with other vegetables

2 國內外研究現狀和技術發展趨勢

2.1 藥用價值研究

香菇是人們重要的食用、藥用菌和調味品，其香味成分主要是香菇酸分解生成的香菇精[27]。香菇的鮮味成分是一類水溶性物質，其主要成分是5′-鳥苷酸、5′-AMP、5′-UMP 等核酸構成成分，均含 0.1%左右[28-30]。香菇含有一種分子量為100 萬的抗腫瘤成分—香菇多糖，香菇還含有抗病毒的成分—干擾素的誘發劑—雙鏈核糖核酸，是不可多得的保健食品之一。香菇中含不飽和脂肪酸甚高，還含有大量的可轉變為維生素D的麥角甾醇和菌甾醇，對于增強抗疾病和預防感冒及治療有良好效果。經常食用對預防人體，特別是嬰兒因缺乏維生素D 而引起的血磷、血鈣代謝障礙導致的佝僂病有益，可預防人體各種黏膜及皮膚炎病。香菇中所含的生物活性物質可預防血管硬化，降低人的血壓，從香菇中還分離出降血清膽固醇的成分。香菇灰分中含有大量鉀鹽及其它礦質元素，被視為防止酸性食物中毒的理想食品。香菇中的碳水化合物中以半纖維素居多，主要成分是甘露醇、海藻糖和菌糖、葡萄糖、戊聚糖、甲基戊聚糖等[31]。

2.2 市場需求分析

近年來，食用菌消費呈現全球性穩定增長，年遞增7%～16%。近30年對食用菌營養和藥用功能的研究發現，食用菌受到越來越多人民的喜愛，成為聯合國糧食及農業組織（Food and Agriculture Organization，FAO）推薦的21 世紀健康食品，世界衛生組織（World Health Organization，WHO）推薦的“一葷一素一菇”健康膳食三大基石之一。

從總體上說，食用菌主要作為蔬菜食用，以蔬菜食用的食用菌產品占產量的90%以上。隨著對食用菌營養和健康功能認識的不斷加深和普及，以食用菌為主要原料的各類強化食品、保健品、調味品、輔助療品、藥品日益受到消費市場的青睞，銷量逐年增加。隨著我國城市化進程和中產階級的不斷擴大，現代社會生活節奏的加快，即食食品和休閑食品消費量將不斷增加，以食用菌為原料加工成的即食品、調味料、湯包、湯料市場也將逐漸擴大。總之，以食用菌為原料進行的各類食品和藥品的加工及其產品的銷售將有效地延長食用菌產業鏈，而且便于運輸貯存，方便食用，并為食用菌產品的出口創造了條件。通過對食用菌進行加工增值，種植效益也會相應提高。因此，對其關鍵功效成分進行提取、純化并開發出精深加工產品具有廣闊的市場前景，還可獲得較好的社會效益和經濟效益。

隨著社會發展的不斷進步，人們生活質量的提高，越來越多的人對健康與保健有了新的認識。人們對保健食品的需求在不斷加大，不健康的生活習慣和飲食結構是其需求量加大的主要原因。近年來，保健品的銷量在逐年增加，隨著功能性保健食品的出現，尤其是含有疾病預防及治療作用的保健食品，得到了人們的關注。有緩解疲勞、增加機體抵抗力、降血脂血糖功能的保健食品尤其得到消費者的喜愛。以香菇柄為主要原料，制備功能性香菇柄鮮味劑、功能性香菇柄膳食纖維市場潛力、市場空間巨大，成果應用后會獲得良好經濟效益的同時也將獲得巨大的社會效益。

3 香菇柄綜合利用

3.1 香菇多糖的利用

從干香菇中提取香菇多糖并將其分裝成膠囊或口服液、香菇飲料、香菇大棗羹、精品盒裝干香菇等。香菇多糖作為一種新型多糖，在預防癌癥、提高免疫力、預防心腦血管疾病、護肝排毒等方面有著突出的功效。通過適當方式高效提取香菇多糖，從而使其在醫藥保健方面發揮作用，已經成為一種新的研究熱點。

3.2 香菇柄的利用

香菇柄中含蛋白質15.28%，脂肪1.40%，礦物質4.27%，膳食纖維48.3%，有含量極高的膳食纖維。近年來，對于香菇柄的利用研究越來越多，主要原因還在于香菇柄中含有的香菇多糖、香菇素及其他功效成分，有著提高機體的免疫力，預防心腦血管疾病等功效。將香菇柄加工成香菇松后，將香菇松和肉松進行適當比例混合，加工成的香菇肉松是一種美味可口的食品。

3.3 香菇系列產品的開發

3.3.1 香菇烘焙食品的開發和加工

劉存芳等[32]在烤蛋糕的基礎上，用香菇粉替代部分面粉，用淀粉糖漿替代部分白砂糖，開發研制了香菇保健蛋糕。產品鮮香微甜，松軟可口。以香菇粉、細糖粉、抹茶粉、發酵粉為試驗原料，采取單因素試驗和正交試驗，并以感官評價進行評分，研制出了香菇抹茶蛋糕，所得產品內部組織細膩，蜂窩均勻，入口綿軟香甜[33]。以優質香菇作為原料，采用單因素及正交試驗法對香菇曲奇餅干配方進行了研究，確定香菇曲奇餅干最優配方及烘焙工藝，所制得餅干形態完整，色澤均勻，無過焦過白現象，口感酥脆，有淡淡香菇香味[34-35]。

3.3.2 香菇膨化食品的開發和加工

徐毅等[36]以香菇、大豆蛋白質作為原料，通過優化加工工藝流程，制成香菇營養薯片，得到了營養豐富、口感酥脆、具有香菇特殊香氣的膨化食品。

3.3.3 香菇飲料的開發和加工

將從香菇中浸提出的香菇汁按適當比例與不同的食品原料混合可以制備得到香菇飲料，制得的香菇可樂飲料清涼可口、解暑降溫、降壓利尿、解除疲勞[37-38]。

3.3.4 香菇發酵產品的開發和加工

包括營養香菇醬油、香菇酸乳、香菇奶粉、香菇營養液等。以香菇、黑麥仁為主要原料，研制得到黑麥仁香菇營養醬（一種發酵型風味醬），其理化指標和感官性狀均相較于未加入香菇的小麥仁發酵制得的面醬更好[39-40]。

3.3.5 其他香菇食品的開發和加工

目前研究比較多的包括香菇罐頭、香菇醬、香菇肉松、香菇面條等[41]。關于香菇的綜合利用研究已取得一定成就，但目前關于香菇的副產品市場產品結構較為單一，應開發適應不同消費人群及消費市場的產品，豐富產品結構，中高等技術含量的產品混合開發，將香菇保健食品開發與成熟的食品工藝嫁接，爭取更大市場占有率。還有加工過程成本太大，應改良傳統技術引進先進技術解決傳統工藝生產周期長、工藝復雜的問題，如利用微囊技術提高活性肽穩定性；利用超臨界技術改善提取工藝[42]。

針對香菇加工的營養損失問題，應深入研究食用菌中功能因子的化學組成、理化性質，根據不同功能因子的特性，研發不同的加工工藝，優化工藝條件減少營養成分損失的同時，掩蓋香菇的異味，最大限度發揮香菇的保健功能，保住其配料的功效，結合香菇本身的性能搭配食宜禁忌[43]。加強對香菇多糖的生物活性機理、功效因子以及量效和構效的關系研究，注重對多糖分子結構的研究。針對目前多糖等有效成分提取率不高的現狀應綜合使用多種提取工藝，通過遺傳育種、基因重組、物種誘變等手段選育出高產多糖的香菇菌株。除此之外還要優化“企業+基地+農戶”模式，充分開發利用野生香菇資源。加大科技投入，加強香菇資源普查，維護生物多樣性，確保香菇的引種、馴化、育種與改良有豐富的種質資源。