羊肚菌菌柄營養成分的分析與評價

張 楠，葉晶晶，廖春華，羅雙艷，楊照明，周 穎，唐志藝

（1.內江師范學院，生命科學學院，四川內江 641100；2.四川省農業科學院，蠶業研究所，四川南充 637000；3.四川省高等學校特色農業資源研究與利用重點實驗室，四川內江 641100）

羊肚菌菌柄是菌蓋下面中央地子實體地柄，白色，近圓柱形，中空，上部平滑，基部膨大并有不規則的淺凹槽，長5～7 cm，粗約為2～4 cm，與羊肚狀的可孕頭狀體菌蓋組成羊肚菌（Morchellaspp.）。羊肚菌地方等級規格和出口外銷的質量標準都對菌柄的長度有明確的要求，有全剪柄（又稱菌蓋）和半剪柄之分[1?2]，全剪柄是去除羊肚菌所有的柄，菌柄的長度≤0.5 cm；半剪柄即剪去菌柄的一半，長度為1～2 cm。出口羊肚菌一等品要求全剪柄，二等品要求柄長度在1 cm 以內，三等品要求柄長度在2 cm 以內。

羊肚菌（Morchella esculenta）作為食用菌行業中的明星物種，具有極高的食、藥用價值，深受消費者青睞[3]。全球范圍內每年羊肚菌的需求量高達100 萬t，市場缺口極大[3]。羊肚菌從室外栽培技術逐步走進人工栽培階段，并在2012 年實現了人工規?；耘嗪陀鸞4]，使其在農業增效、農民增收和推進新農村建設上優勢明顯，已成為不少農業基地縣重點引進的現代農業項目和扶貧項目[5]。2017～2018年度全國羊肚菌栽培面積增至7 萬畝[6]，2018～2019年度年全國羊肚菌栽培面積在12～14 萬畝之間，羊肚菌種植面積逐年增加。日益成熟種植技術和穩步增長的種植面積，使羊肚菌畝產量和年產量都將會有較大幅度提升。

從羊肚菌產品類型來講，干貨因風味獨特，便于儲藏流通，占據市場較大份額，且保持穩定增長，供應趨勢主要以全剪柄精品（pileus ofMorchella esculenta，PME）為主，工業級干品為輔[6]。PME 損耗最大，每個羊肚菌要有3～5 cm 長的菌柄被剪掉，這導致每年數以萬噸的菌柄成為羊肚菌產品的下腳料，如何將這些菌柄進行利用是目前亟待解決的問題。目前，羊肚菌菌柄營養成分分析及營養價值評價還未見報道。為此，本文對羊肚菌菌柄中氨基酸、脂肪酸、礦物質元素、多糖、多酚、膳食纖維和部分維生素的含量進行了測定，并采用國際通用營養價值評價方法對氨基酸成分進行了系統分析，為菌柄在食品、飲料、保健品、生物提取等深加工項目中的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

人工種植羊肚菌干品 購于江市東興區宏清種植專業合作社（品種：梯棱4 號，來自四川德立隆農業科技有限公司，產地為內江市東興區柳橋鎮）；野生羊肚菌干品 購于普格墾丁農業有限公司（品種：尖頂羊肚菌，產地為涼山彝族自治州）；18 種氨基酸標準物質混合標準溶液、35 種脂肪酸混合標準品Sigma 公司；各元素標準溶液和內標標準溶液 國家有色金屬及電子材料分析測試中心，1000 μg/mL；除特殊要求外，所有試劑均為分析純。

Agilent 1260 高效液相色譜儀 安捷倫科技（中國）有限公司；Optima 8000 電感耦合等離子體發射光譜儀 美國Perkin Elmer 公司；Thermo iCAP Q 電感耦合等離子質譜、Thermo Fisher Trace 1310 ISQ 氣相色譜質譜聯用儀、Thermo Fisher U3000 液相色譜儀 美國Thermo Fisher Scientific 公司；WX–8000 微波消解儀 上海屹堯儀器科技發展有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 羊肚菌的烘干工藝 羊肚菌烘干工藝采用三段式升溫烘干[7]，第一階段42 °C 烘干3 h；第二階段53 °C，烘3 h；第三個階段75 °C，烘干1 h。

1.2.2 羊肚菌菌柄和其PME 的制備 將羊肚菌菌蓋和菌柄進行剪切分離，菌蓋上帶有的菌柄長度控制在0.5 cm 以內（即為PME）。將菌柄和PME 分別制粉，于粉碎機中打粉3 次，每次10 s，中間間隔5 min，用毛刷將樣品從粉碎機內清理干凈并過80 目篩，保存備用。

1.2.3 羊肚菌菌柄和PME 中氨基酸的測定 采用柱前衍生反相高效液相色譜法[8?9]測定18 種氨基酸的含量，以異硫氰酸苯酯為柱前衍生化試劑。

1.2.4 羊肚菌菌柄和PME 中脂肪酸組成成分分析

采用氣相色譜–質譜聯用儀（GC-MS）法分析脂肪酸的組成[8,10]。

1.2.5 羊肚菌菌柄和PME 中礦物質元素含量的測定

采用電感耦合高頻等離子發射光譜（inductively coupled plasma-optical emission spectrometer，ICPOES）法測定P、K、Fe、Mg 和Ca 元素的含量[8,11?12]；采用電感耦合等離子質譜（inductively coupled plasma–mass spectrometry，ICP-MS）法測定Mn、Cu、Zn、Se、Ca、Pb、Hg 和As 元素的含量[8,13?14]。

1.2.6 羊肚菌菌柄和PME 中多糖含量的測定 采用NY/T 1676-2008 中的比色法測定菌柄和PME 中多糖含量[15]，多糖的提取方法參照文獻[16]。

1.2.7 羊肚菌菌柄和PME 中多酚含量的測定 采用Folin-Ciocalteu 比色法測定多酚的含量，以沒食子酸為標準品[8,17]。

1.2.8 羊肚菌菌柄和PME 中膳食纖維含量的測定

采用GB 5009.88-2014 中的酶-重量法測定菌柄和PME 中膳食纖維的含量[18]。

1.2.9 羊肚菌菌柄和PME 中硫胺素、核黃素、煙酸含量的測定 采用GB 5009.84-2016 中的HPLC 法測定硫胺素（VB1）的含量[19]；采用GB 5009.85-2016 中的HPLC 法測定核黃素（VB2）的含量[20]；采用GB 5009.89-2016 中的HPLC 法測定煙酸（VB3）的含量[21]。

1.3 數據統計處理

采用SAS 9.4 軟件進行統計分析。所有試驗重復3 次，數據以“平均值±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 羊肚菌菌柄中氨基酸含量的測定結果

由表1 可知，羊肚菌菌柄含有18 種氨基酸，所含氨基酸種類齊全，其中必需氨基酸含量占氨基酸總量>40%，必需氨基酸/非必需氨基酸比值（E/N 值）>0.6，符合FAO/WHO 提出的理想蛋白質條件[22]，說明羊肚菌菌柄屬于較優質蛋白。梯棱羊肚菌4 號和野生羊肚菌菌柄中總氨基酸含量較高，分別為（21.96±0.21）和(17.17±0.19) mg/100 g，接近牛肝菌[23]、大球蓋菇[24]中總氨基酸含量，高于雞腿菇、香菇、金針菇、平菇和木耳等常見食用菌中總氨基酸的含量[25?27]。2 種菌柄中均含有精氨酸、甘氨酸、蛋氨酸等9 種藥效氨基酸，其含量分別達到總氨基酸含量的60.53%和64.05%，與PME 中的藥效氨基酸含量相差不多，高于冬蟲夏草[28]和紅棗[29]，略低于枸杞[30]，說明羊肚菌菌柄與PME 一樣具有較好的藥用價值。酸鮮味氨基酸谷氨酸和天冬氨酸是含量最高的2 種氨基酸，梯棱羊肚菌4 號和野生羊肚菌菌柄中的酸鮮味氨基酸含量占總氨基酸含量的比例分別為22.38%和24.94%，另外，2 種羊肚菌菌柄甜酸鮮味與苦味氨基酸含量的比值分別為（2.13±0.05）和（2.13±0.01），均高于其PME 中的比值，這決定了羊肚菌菌柄具有較好的口感和鮮美的味道[31]，甚至優于PME。

表1 羊肚菌菌柄和PME 中氨基酸的含量分析（mg/100 g）Table 1 The content of amino acid in stipes and PME of Morchella echinacea (mg/100 g)

2.2 羊肚菌菌柄中必需氨基酸含量的組成分析

蛋白質營養價值的高低，主要取決于所含必需氨基酸的種類、數量和組成比例[32]。表2 為羊肚菌菌柄和PME 中必需氨基酸占總氨基酸的百分比。與 WHO/FAO 推薦的氨基酸模式譜相比，羊肚菌菌柄和PME 中亮氨酸比較接近推薦值，其他幾種必需氨基酸遠遠高于模式譜的推薦值。說明羊肚菌菌柄和PME 能夠為人體提供豐富的必需氨基酸，屬于優質蛋白。

表2 羊肚菌菌柄和PME 中必需氨基酸占總氨基酸含量百分比（%）Table 2 Proportions of essential amino acids in total amino acids in stipes and PME of Morchella echinacea (%)

2.3 羊肚菌菌柄AAS、RC 和SRC 的比較

由表3 可知，2 種羊肚菌菌柄和PME 的SRC值范圍為96.92～98.06，均接近100，可視為高營養價值的植物蛋白，且利用率較高[33]，其中，菌柄的SRC值高于PME。羊肚菌菌柄和PME 各種必需氨基酸中，亮氨酸的RC 值最小（范圍為0.71～0.79），為第一限制性氨基酸，這與熊丙全等[31]的實驗結果一致。另外，羊肚菌菌柄和PME 的蘇氨酸、蛋氨酸＋胱氨酸與色氨酸含量相對模式蛋白較高，可根據蛋白質互補理論[34]，與其他蛋白按一定比例食用，可有效提高食品的營養價值。

表3 羊肚菌菌柄和PME 中必需氨基酸 AAS、RC 和SRC 比較Table 3 Proportions of essential amino acids in total amino acids in stipes and PME of Morchella echinacea

2.4 羊肚菌菌柄中脂肪酸組成及含量的測定結果

由表4 可知，羊肚菌菌柄和PME 中均檢出17種脂肪酸，其中，飽和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA）有7 種，單不飽和脂肪酸（monounsaturated fatty acid，MUFA）有6 種，多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）4 種，不飽和脂肪酸（unsaturated fatty acid，UFA）含量遠超SFA 含量，PUFA占比最大，梯棱羊肚菌4 號菌柄和PME 中PUFA 占其總脂肪酸（total fatty acid，TFA）百分比分別為79.19%和78.49%，野生羊肚菌菌柄和PME 中PUFA占其TFA 百分比分別為63.63%和63.61%。除MUFA外，菌柄中SFA、PUFA、UFA 和TFA 含量均高于PME，且差異顯著。在菌柄和PME 的脂肪酸中，亞油酸含量最高，其次是棕櫚酸和油酸，其中，梯棱羊肚菌4 號菌柄中亞油酸，占TFA 的78.64%，野生羊肚菌菌柄中亞油酸占TFA 的63.06%，遠高于雞油菌[35]和黑木耳[36]等。亞油酸是人體內不能合成的一種必需脂肪酸，它可以通過EPA 途徑生成γ-亞麻酸，并最終生成前列腺素，參與調節人體的各種生理過程，如調節血壓，保護心臟血管和預防動脈硬化等[37?38]。此外，在動物處于幼齡或生長過程中必需由飼糧額外補充亞油酸，以保證其正常生長發育[39]。因此，羊肚菌菌柄是人的膳食或畜禽飼料中亞油酸較好的來源。

表4 羊肚菌菌柄和PME 中脂肪酸組成及含量（%）Table 4 The composition and content of fatty acids in stipes and PME of Morchella echinacea (%)

2.5 羊肚菌菌柄中礦物質元素含量的測定結果

由表5 可知，羊肚菌菌柄和PME 中均含有豐富K、P、Na、Mg、Ca、Zn、Fe 及少量的Mn、Cu、Se、Cr 等，但同一元素在羊肚菌菌柄和PME 中含量是一定差異的，如梯棱羊肚菌4 號菌柄中Na、Fe、Ca、Cr 元素含量高于其PME，P、Mg、Cu、Zn 元素含量低于PME，僅有K、Mn、Se 元素含量差異不顯著（P>0.05），野生羊肚菌菌柄中Na、K、Fe、Mg、Ca、Se、Cr 元素含量顯著高于PME（P<0.05），P、Cu、Zn、Mn 元素含量低于PME。梯棱羊肚菌4 號和野生羊肚菌菌柄的K/Na 分別為(35.53±0.25)和(21.99±0.09)，均遠大于1，可視為高鉀低鈉食物，適宜高血壓患者以及預防高血壓的健康人群食用[24]。根據 Hill 和 Matron 提出的“理化性質相似的元素，其生物學功能是相互拮抗的”，且這種拮抗作用通常發生在Zn/Cu >10 及Zn/Fe >1 時[25]，可見，羊肚菌菌柄中Zn、Fe、Cu 含量比值合理，拮抗作用不明顯，有利于機體的吸收。此外，羊肚菌菌柄和PME 中重金屬元素Pb、Cd、Hg和As 含量符合國家無公害食品水果、蔬菜的質量安全限量要求[26]。

表5 羊肚菌菌柄和PME 中礦物質元素含量分析（mg/kg）Table 5 The content of mineral element in stipes and PME of Morchella echinacea (mg/kg)

2.6 羊肚菌菌柄中多糖、多酚、維生素和膳食纖維含量的測定結果

由表6 可知，除VB2和VB3外，羊肚菌菌柄和PME 中多糖、多酚、VB1和膳食纖維含量具有顯著性差異，其中菌柄中VB1和膳食纖維含量均極顯著高于PME（P<0.01），而菌柄中多糖和多酚含量均極顯著低于PME（P<0.01），這與何淑玲的研究結果相一致[27]，但菌柄中多酚含量均保持在PME 的60%以上，其中，野生羊肚菌菌柄中多酚含量達到其PME的70%。羊肚菌多糖具有抗菌、抗腫瘤、抗疲勞、抑制癌細胞增殖等多種活性[40]，作為一種天然藥物和保健品的原料具有廣闊的應用前景和市場需求，利用PME 獲取多糖的成本極高，因為1 kg PME 市場價格在1000～2000 元之間，而1 kg 菌柄干品的市場價格僅在60～120 元之間，而羊肚菌菌柄的價格僅為PME 的6%左右，且菌柄中多糖的含量保持在PME 含量的50%以上，因此，羊肚菌菌柄可以作為經濟適用的羊肚菌多糖提取原料。

表6 羊肚菌菌柄和PME 中多糖、多酚、維生素及膳食纖維的含量分析Table 6 The content of polysaccharide, total polyphenol, dietary fiber and vitamins in stipes and PME of Morchella echinacea

3 結論

本研究對羊肚菌菌柄的營養成分進行了系統地分析，發現菌柄富含蛋白質、脂肪酸、礦物質元素、多糖、多酚、膳食纖維和維生素，具有良好的營養價值和開發利用前景。本研究還將羊肚菌菌柄與PME中的營養成分進行了比較分析，發現菌柄與PME 在氨基酸、脂肪酸、礦物質元素、多糖、多酚和膳食纖維含量上存在一定差異，菌柄中甜酸鮮味氨基酸與苦味氨基酸的含量比值、SRC 值、SFA、PUFA、UFA、TFA、Na 元素、Fe 元素、Ca 元素、Cr 元素、膳食纖維和硫胺素含量均高于PME，菌柄中總氨基酸、藥效氨基酸、MUFA、P 元素、Cu 元素、Zn 元素、多糖和多酚含量低于PME，但仍保持了較高的比例，兩者其他營養元素含量差異不大，證實菌柄不僅具有較好的口感和營養保健功能，還具有較大的產品附加值升值空間。本研究為羊肚菌菌柄的開發利用和深度加工提供了一定的理論依據。