肉桂木栽培6種食用菌氨基酸特性及營養評價

黃清鏵 王麗寧 張柳蓮 王慶福 梁磊 陳俊杰 林駒

摘 ?要：為了評價肉桂木栽培食用菌的營養特性，本研究測定了采用肉桂（Cinnamomum cassia Pres1）生產中廢棄物肉桂木栽培的金頂側耳（Pleurotus citrinopileatus），秀珍菇（Pleurotus geesteranus），刺芹側耳（Pleurotus eryngii），黑皮雞樅（Oudemansiella raphanipes），黃傘（Pholiota adiposa）和猴頭菌（Hericium erinaceus）的營養成分及氨基酸組成，通過主成分分析、蛋白質營養價值評價及聚類分析對其蛋白質的營養價值進行評價與分類。結果表明，6種肉桂栽培食用菌的膳食纖維、多糖和蛋白質含量范圍分別為24%～46%、4～15 mg/g和19%～43%。主成分1（PC1）和主成分2（PC2）一共解釋了92.46%的差異，蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸共同決定了PC1，賴氨酸決定了PC2。氨基酸評分發現，肉桂木栽培的6種食用菌中，蛋氨酸+半胱氨酸（Met+Cys）含量均過剩，與其他5種食用菌相比，秀珍菇的Met+Cys含量過剩較少，與WHO/FAO模式值相近。聚類分析結果與肉桂木栽培的食用菌的Met+Cys含量有關，黃傘與金頂側耳距離最近，秀珍菇的Met+Cys含量與其他5種差異較大，聚類距離較遠，與WHO/FAO模式值距離較近。綜上表明，肉桂木栽培食用菌氨基酸含量豐富，種類比較齊全，是理想的蛋白質來源，但是由于肉桂木栽培食用菌Met+Cys含量偏高，仍需要與其他日常膳食搭配以達到人體氨基酸的平衡供給。

關鍵詞：肉桂;食用菌;氨基酸;營養組成;營養評價;聚類分析

中圖分類號：S646 ? ? ?文獻標識碼：A

Abstract： The nutrient composition and amino acid composition were determined to evaluate the nutritional characteristics of 6 edible fungi （Pleurotus citrinopileatus， P. geesteranus， P. eryngii， Oudemansiella raphanipes， Pholiota adiposa， Hericium erinaceus） cultivated by cinnamon. Then the nutritional value of protein was evaluated and classified by principal component analysis， protein nutritional value evaluation and cluster analysis. The contents of dietary fiber， polysaccharide and protein in the fungi ranged from 24%～46%， 4～15 mg/g and 19%～43%， respectively. The principal component analysis results of essential amino acids showed that PC1 and PC2 explained a total of 92.46% difference. Threonine， leucine， isoleucine， phenylalanine and the valine were determined PC1， while the lysine determined PC2. Amino acid score showed that the methionine and cysteine （Met+Cys） contents in the fungi were excessive. Compared with the other 5 fungi， the excess content of P. geesteranus was less， which was similar to the WHO/FAO model value. The results of amino acids clustering analysis among the fungi cultivated by cinnamon were related to the Met+Cys content. P. adiposa and P. citrinopileatus had the closest clustering distance， while that of P. geesteranus was relatively long and was significantly different from the other 5 fungi. In conclusion， cinnamon culti-vated edible fungi were the ideal protein source because of rich content and relatively complete variety of amino acids. However， it still needs to be matched with other diets to achieve a balanced supply of amino acids in human body due to the high Met+Cys content.

Keywords： cinnamon; edible fungus; amino acid; nutrition constituent; nutritional assessment; clustering analysis

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.12.020

肉桂（Cinnamomum cassia Pres1）又稱玉桂，樟科（Lauraceae）樟屬（Cinnamomum）。桂皮干燥后成為常用所謂中藥材和調味料，具有補火助陽、引火歸原、散寒止痛、溫通經脈等功效[1]。肉桂木作為肉桂加工的副產物，由于缺乏相關領域研究，肉桂木常常淪為薪柴，不僅造成資源的巨大浪費，而且給當地環境帶來污染。近年來利用肉桂栽培食藥用菌取得一定成效[2-3]，這為肉桂特色食用菌栽培技術產業化提供理論和技術基礎。市場反饋肉桂木栽培食用菌其風味獨特，但目前未見肉桂木栽培食用菌營養成分及風味物質的相關報道。

食用菌肉質鮮美、營養豐富、生物活性成分含量高，食用菌含有豐富多樣的蛋白質資源，蛋白質在食用菌干基中占比高達15%～45%，且食用菌中氨基酸含量豐富，尤其是必需氨基酸種類齊全，同時含有8種人體必需氨基酸[4-5]。食用菌所特有的濃郁的鮮香風味主要來源于其豐富的可溶性糖、有機酸、呈味氨基酸和呈味核苷酸等物質，而呈味氨基酸是食用菌特色香味的主要原因[6]。目前氨基酸含量和種類也常作為評價食品營養價值及口感風味的重要指標之一[7-8]。因此，本研究從氨基酸的角度分析比較肉桂木栽培食用菌的營養成分與風味組成的差異，為揭示肉桂木栽培食用菌品質提供科學依據。

主成分分析法是一種可以從多個影響因素中解析出主要因素來減少評價指標的方法，近年來被廣泛應用于大豆、燕麥、水稻等農產品品質差異方面的研究[9-11]。目前，關于采用主成分分析及聚類分析方法對食用菌氨基酸組成差異進行分析已有少量相關報道，陳洪雨等[12]通過主成分分析評價了5種市售工廠化栽培杏鮑菇的氨基酸組成及蛋白質品質;王麗艷等[13]對市售15個產區黑木耳的氨基酸組成和含量進行測定，并進行了基于氨基酸含量的主成分分析及綜合評價。本文以肉桂木栽培的6種食用菌為原料，測定其營養成分及氨基酸組成，通過主成分分析（PCA）區分必需氨基酸特征，并通過聚類分析對氨基酸的組成與蛋白質的營養進行歸類與評價，為肉桂加工廢棄物肉桂木生產優質的食用菌提供理論依據。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

1.1.1 ?肉桂木栽培食用菌 ?金頂側耳（Pleurotus citrinopileatus），秀珍菇（Pleurotus geesteranus），刺芹側耳（Pleurotus eryngii），黑皮雞樅（Oudemansiella raphanipes），黃傘（Pholiota adiposa），猴頭菌（Hericium erinaceus）均為干樣品（由廣東桂之神實業股份有限公司提供）。

1.1.2 ?試劑 ?標準品：17種氨基酸、沒食子酸、蘆丁和葡萄糖，購自上海阿拉丁生化科技股份有限公司;乙醇，亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、碳酸鈉等試劑均為分析純。

1.1.3 ?儀器與設備 ?IGIDO U445超低溫冰箱（西班牙Telstar公司），SIGMA 3-30KS高速冷凍離心機（德國Sigma公司）;CLARUS S680-SQ8T，UV-1750紫外可見分光光度計（日本島津公司）。

1.2 ?方法

1.2.1 ?樣品采集與處理 ?所有樣品由廣東桂之神實業股份有限公司提供，樣品采摘后烘干，每茬采收的樣品60 ℃烘干后混在一起，取1 kg成熟度相近、無腐敗變質、無機械損傷的樣品進行超微粉粹備用。

1.2.2 ?營養成分的測定 ?總膳食纖維含測定：GB 5009.88—2014《食品安全國家標準 食品中膳食纖維的測定》[14];多糖含量測定：參照NY/T 1676—2008《食用菌中粗多糖含量的測定》[15];粗蛋白含量測定：參照GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》[16];氨基酸含量測定：其中16種氨基酸參照GB 5009.124—2016《食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》[17]，半胱氨酸含量參照GB/T 15399-2018《飼料中含硫氨基酸測定方法：離子交換色譜法》[18]，色氨酸未測，每個樣品3次重復。

1.2.3 ?蛋白質氨基酸營養評價方法 ?根據世界衛生組織和聯合國糧農組織（WHO/FAO）[19]建議的氨基酸評分標準模式進行營養評價。氨基酸評分（AAS）、必需氨基酸指數（EAAI）、生物價BV和營養指數（NI）計算方法參照Bano等[20]的方法。氨基酸比值（RAA）、氨基酸比值系數（RC）、比值系數分（SRC）按朱圣陶等[21]的方法計算、化學評分（CS）按FAO[22]方法計算。

1.3 ?數據處理

總膳食纖維、多糖和蛋白含量所得結果以平均值±標準差表示。利用SPSS 20.0軟件對肉桂栽培食用菌相關數據進行ANOVA方差分析。并利用SPSS 20.0軟件對相關系數進行標準化后進行主成分PCA分析，依據累積貢獻率大于0.8的原則選擇主成分;通過SPSS軟件進行標準化轉換后，采用ward分類方法，用離差平方和法對其進

行聚類分析。

2 ?結果與分析

2.1 ?肉桂木栽培食用菌營養成分含量

表1顯示肉桂木栽培6種食用菌子實體干品中營養成分差異顯著（P<0.05），肉桂木栽培食用菌的膳食纖維含量在24%～46%之間，其中猴頭菌含量最高，是秀珍菇的1.91倍;多糖含量在4～15 mg/g，刺芹側耳多糖含量最高，為14.44± 1.15 mg/g，比黑皮雞樅多糖含量高2.37倍;肉桂木栽培食用菌蛋白質含量范圍為19%～43%，與商業化栽培基質栽培的食用菌蛋白質占比接近;甘蔗渣栽培的秀珍菇和金頂側耳蛋白質含量分別為32.72%和36.29%[23]，肉桂木栽培秀珍菇和金頂側耳的蛋白質含量比甘蔗渣栽培的分別高6.36%和16.92%;肉桂木栽培的刺芹側耳蛋白質含量與市售接近，但高于市售5種刺芹側耳含量平均值[13]。

2.2 ?氨基酸含量及組成

肉桂木栽培6種食用菌子實體干物質中氨基酸含量見表2，不同菌種氨基酸含量差異顯著（P<0.05）。秀珍菇、金頂側耳與黃傘的總氨基酸含量均大于20%，但品種間存在顯著性差異;猴頭菌、刺芹側耳和黑皮雞樅的氨基酸含量差異不顯著，其值均低于15%。必需氨基酸含量占總氨基酸含量的32.94%～40.72%之間，其中猴頭菇和黃傘必需氨基酸含量占比較高。6種食用菌中呈味氨基酸占總氨基酸含量的45.87%～53.92%，秀珍菇的呈味氨基酸比例最高。

2.3 ?必需氨基酸主成分分析

主成分分析結果表明，主成分1（PC1）和主成分2（PC2）一共解釋了92.46%的差異，其中PC1貢獻了76.32%，PC2貢獻了15.51%;根據成分矩陣分布，其中蘇氨酸（Thr）、亮氨酸（Leu）、異亮氨酸（Ile）、蛋氨酸（Met）、苯丙氨酸（Phe）、纈氨酸（Val）共同決定了PC1，賴氨酸（Lys）決定了PC2。依據旋轉成分載荷分布，PC1中載荷較高的氨基酸指標有亮氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、纈氨酸，旋轉截荷值均大于0.8，為高度正相關，蘇氨酸和苯丙氨酸截荷值次之，大于0.6，為正相關。PC2中賴氨酸（0.977），為高度正相關（圖1）。依據樣品得分分布，PC1得分依次為猴頭菌>黃傘>金頂側耳>秀珍菇>刺芹側耳>黑皮雞樅;PC2得分依次為黃傘>猴頭菌>金頂側耳>秀珍菇>刺芹側耳>黑皮雞樅。6種供試食用菌分處在2個不同區域，猴頭菌、黃傘在和金頂側耳的PC1和PC2得分較高，均大于0，其中猴頭菌在PC1中得分最高（3.09），其相應氨基酸較為突出;黃傘在PC2中得分最高（3.17），其賴氨酸最為突出。而秀珍菇、刺芹側耳和黑皮雞樅位于PC1和PC2，均小于0，其中黑皮雞樅PC1和PC2得分均最低，分別為–2.17和–3.98。

2.4 ?肉桂木栽培食用菌的蛋白質營養評價

2.4.1 ?必需氨基酸組成 ?從表3可知，肉桂木栽培食用菌不同菌種氨基酸含量差異顯著（P<0.05），子實體中必需氨基酸占總氨基酸的質量分數為37.02%～44.30%，均高于WHO/FAO模式值35%，但低于卵清蛋白模式值49.7%。黃傘、黑皮雞樅和刺芹側耳的蘇氨酸比例較高，約是卵清蛋白的1.3～1.4倍，黃傘和金頂側耳的賴氨酸占比分別是卵清蛋白的1.25和1.17倍;除了秀珍菇，肉桂木栽培的其他5種食用菌中Met+Cys含量均高于卵清蛋白（5.5%），其中猴頭菌的Met+Cys含量最高，是WHO/FAO模式值（3.5%）的3.03倍，比卵清蛋白高92.91%。

2.4.2 ?聚類分析 ?根據肉桂木栽培食用菌必需氨基酸組成聚類分析發現（圖2），聚類分析結果與其食用菌的Met+Cys含量有關，黃傘與金頂側的Met+Cys含量相近，聚類距離也最近;秀珍菇Met+Cys含量與其他5個食用菌差異較大，聚類距離較遠，秀珍菇的Met+Cys與WHO/FAO模式值相差較小，秀珍菇與WHO/FAO模式值距離較近。總體上肉桂木栽培的6種食用菌氨基酸組成與WHO/FAO模式值距離較近可聚為一大類，與卵清蛋白差異較大（表3）。

2.4.3 ?肉桂木栽培食用菌蛋白質的氨基酸評分和化學評分 ?氨基酸評分（AAS）和化學評分（CS）越接近100，與評分模式氨基酸的組成越接近，對氨基酸平衡所做的貢獻就越大，評分最低的為第一限制氨基酸。肉桂木栽培6種食用菌與

WHO/FAO參考模式譜相比（AAS）結果見表4，刺芹側耳所有必需氨基酸評分均高于100;猴頭菇的第一限制氨基酸為賴氨酸，其他4個食用菌的限制氨基酸均為亮氨酸。與卵清蛋白相比（CS）結果見表5，刺芹側耳的第一限制氨基酸為苯丙氨酸+酪氨酸，其他5個食用菌的限制氨基酸均為異亮氨酸。從AAS和CS結果得出，肉桂木栽培6種食用菌中Met+Cys含量均高于WHO/FAO模式譜和卵清蛋白。這與前人研究的多數食用菌的第一限制氨基酸為含硫氨基酸Met+Cys有所差別[23-24]。

2.4.4 ?肉桂木栽培食用菌蛋白質的氨基酸比值系數與比值系數分 ?氨基酸比值系數RC越接近于1表明在考慮各氨基酸相對平衡性時，某一氨基酸含量與模式參照值越接近。從表6可知，肉桂木栽培6種食用菌中RC值最高的均為Met+Cys，比WHO/FAO參考模式值高30%～125%。除猴頭菇的RC值（0.67±0.02）最低為賴氨酸外，其他5個食用菌均為亮氨酸最低。比值系數分SRC越接近100%則食物蛋白質的氨基酸組成越接近模式值，肉桂木栽培6種食用菌SRC值差異較大，秀珍菇比值系數分最高，為（81.20±2.34）%，而猴頭菌最低，僅為（25.36±1.63）%。由于肉桂木栽培食用菌Met+Cys含量越高，RC值離1越遠，導致SRC評分越低，說明肉桂木栽培的食用菌蛋白營養與模式值差異較大。肉桂木栽培食用菌Met+Cys含量過剩可與第一限制氨基酸為含硫氨基酸的豆類食物搭配食用，使膳食攝入氨基酸與模式相近，達到均衡膳食。因此，肉桂木栽培食用菌氨基酸含量豐富，種類比較齊全，是理想的蛋白質來源，但是由于肉桂木栽培食用菌Met+Cys含量偏高，仍需要與其他日常膳食搭配以達到人體氨基酸的平衡供給。

2.4.5 ?肉桂木栽培食用菌蛋白質必需氨基酸指數、生物價和營養指數 ?從表7得出，肉桂木栽培的6種不同食用菌EAAI和BV排名均為黑皮雞樅>猴頭菌>黃傘>刺芹側耳>金頂側耳>秀珍菇，黑皮雞樅、猴頭菌、黃傘和刺芹側耳之間性差異不顯著。肉桂木栽培6種食用菌的NI值存在顯著性差異（P<0.05），秀珍菇的NI最高，金頂側耳次之，猴頭菌最低，NI與總粗蛋白含量及EAAI有關，由于秀珍菇與金頂側耳的蛋白質和必需氨基酸含量較高，因此營養指數較高。

3 ?討論

本文測定了肉桂木栽培的6種食用菌子實體的膳食纖維、多糖和粗蛋白含量，范圍分別為24%～46%、4～15 mg/g和19%～43%，其中猴頭菌膳食纖維含量最高;刺芹側耳多糖含量比黑皮雞樅高2.37倍;肉桂木栽培食用菌含有較高蛋白質含量，肉桂栽培金頂側耳的粗蛋白和膳食纖維均優于黃衛華等[25]報道的以葡萄枝作為主料獲得的子實體（粗蛋白為28.2%～33.1%，粗纖維為10.9%～ 13.8%），肉桂木栽培的刺芹側耳蛋白質含量高于市售5種刺芹側耳含量平均值[18]。針對不同品種營養成分差異可為定向選擇食用菌的加工提供理論依據，如猴頭菌可用于膳食纖維的提取與深加工等。

肉桂木栽培6種食用菌中的必需氨基酸占總氨基酸質量分數為37.02%～44.30%，均高于FAO/ WHO提出的理想蛋白質衡量值（35%），與已報道的人工栽培的斑玉蕈（40.20%）[26]、杏鮑菇（52.10%）[13]、甘蔗渣栽培的金頂側耳、秀珍菇等四種彩色側耳（35.00%～39.03%）[23]及菌草栽培的猴頭菇、灰樹花、銀耳等13種食用菌（30.58%～ 46.29%）[27]相當。從6個樣品中提取出2個PC，蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸共同決定的PC1（76.32%）和賴氨酸決定的PC2（15.51%）累積貢獻率達到92.46%，6個樣品中猴頭菌在PC1中得分最高（3.09），黃傘在PC2中得分最高（3.17），很好地解釋了產品間的必需氨基酸分布差異。對肉桂木栽培食用菌中氨基酸特征進行分析，可用于評價肉桂對食用菌的氨基酸營養貢獻。

聚類分析發現，秀珍菇與WHO/FAO模式值距離較近聚為一類，秀珍菇氨基酸組成與其他5個距離較遠，這可能是由于秀珍菇的Met+Cys與WHO/FAO模式值相差較小，其他5個食用菌Met+Cys含量過高有關。蛋氨酸是半胱氨酸、牛磺酸、磷脂酰膽堿等生理活性物質的前體物質，蛋氨酸缺乏會影響機體氧化平衡，導致肝損傷及免疫力減弱等[28-31]，肉桂木栽培食用菌Met+Cys含量偏高，可與含硫氨基酸含量相對較低的豆類、蔬菜和水果等植物蛋白[32]共同食用， 可提升人體攝入膳食蛋白的平衡性。

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