桑枝屑代料栽培香菇蛋白質營養價值評價

王亞威，胡桂萍*，黃金枝，石旭平，張誠，王豐，曹紅妹，胡麗春

1(江西省蠶桑茶葉研究所，江西 南昌，330202)2(江西省經濟作物研究所，江西 南昌，330202) 3(江西省蠶桑工程技術研究中心，江西 南昌，330202)4(江西省農業科學院農業應用微生物研究所，江西 南昌，330200)

香菇(Lentinusedodes)又名冬菇、香蕈，屬擔子菌綱、傘菌目、香菇屬的一種食用真菌，因其味道鮮美、香氣沁人、營養豐富，在民間素有“山珍”之稱[1]。據統計，2018年我國香菇總產量達1.403 2×107t，占食用菌總產量的27.5%，栽培面積和產量均為食用菌之最[2]。隨著香菇產業快速發展，菌林矛盾日益突出，尋找優質安全原料替代木屑成為香菇產業高質量發展關鍵。桑枝是蠶桑生產中最大副產物，營養豐富，纖維化和木質化程度高，適合各種木腐型食用菌的生長，是香菇栽培基質的潛在優選原料[3]。前人對桑枝代料栽培香菇技術及其對香菇產量和品質的影響等做了大量的研究。汪德憲等[4]研究了培養料添加桑枝屑栽培香菇試驗，結果表明桑枝屑添加比例在50%以內時對香菇產量沒有影響，當桑枝屑比例超過50%以上時隨著桑枝屑比例的上升香菇產量降低。徐建俊等[5]對桑枝屑和雜木屑栽培香菇營養品質進行比較研究，發現桑枝屑栽培香菇礦質元素豐富，粗蛋白、脂肪和纖維含量高，具有較高營養性和藥用保健性。筆者前期研究發現[6]，桑枝替代闊葉樹梗雜木屑栽培香菇不改變其外觀性狀和顏色，但對香菇菌絲生長、鮮菇產量、菌蓋質量等有影響。

目前桑枝代料栽培對香菇營養成分含量研究較少，且沒有對桑枝屑栽培下香菇中的蛋白質與氨基酸營養進行系統評價。香菇營養成分分析評價的研究主要集中在不同地域環境、菌種資源和香菇食品加工等方面[7-9]。而對于香菇在不同基質培養料栽培下的營養成分含量、營養價值、氨基酸和脂肪含量的差異與變化等的研究尚未開展。香菇蛋白質與氨基酸營養價值評價方法有很多[10-12]，主要包括氨基酸評分(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(nutrition index，NI)、氨基酸比值系數分(score of ratio coefficient of amino acid，SRC)。這些方法能夠從不同方面較為全面地表征蛋白質的營養價值。因此，本試驗對不同比例桑枝替代料栽培下香菇營養成分進行測定、分析與氨基酸評價，以期為桑枝代料栽培香菇營養價值開發提供科學依據，同時為蠶桑資源化利用研究提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試香菇(L.edodes)栽培菌種‘明60’，由上海市農業科學院食用菌研究所提供。母種培養基組成包括馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂3.6 g、MgSO40.5 g、KH2PO40.1 g、維生素B 0.0l g、蛋白胨1.2 g、水1 L。原種培養基組成及配比為：雜木屑40%、棉籽殼35%、麩皮15%、玉米粉6%、石膏1%、磷肥1%、蔗糖1%、石灰1%(質量分數)。桑枝屑為上一年夏伐、冬伐桑枝條，經室外自然干燥后，機械粉碎獲得的片狀或顆粒狀木屑。雜木屑為不含油脂類的闊葉林木粉粹而成的粗木屑。

培養料配方：以常用香菇配方為對照，設置添加不同比例桑枝屑替代木屑，共設置7個配方，試驗配方詳見表1。

表1 不同比例桑枝屑培養料配方Table 1 Different proportions of mulberry sawdust culture medium formula

1.2 試驗方法

分別將不同配方培養料混合攪拌均勻，調節含水量在55%左右，控制pH值至7～7.5。用18 cm×36 cm×5 mm聚丙烯袋裝料，采用裝袋機裝袋，每袋干料約500 g，每個栽培配方設3次重復，每重復360袋，常壓滅菌8～9 h，冷卻至室溫后接種，接種后于溫度22～28 ℃左右、濕度在20%～40%左右條件下暗光培養。養菌、轉色及出菇均采用常規管理方法，采收標準參照文獻[13]進行。

1.3 測定項目和方法

1.3.1 粗蛋白含量測定

粗蛋白含量采用凱氏定氮儀測定，參照GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》[14]中凱氏定氮法測定。

1.3.2 脂肪含量測定

脂肪含量測定，參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》[15]中索氏抽提法測定。

1.3.3 氨基酸含量測定

氨基酸含量采用氨基酸分析儀測定，參照GB 5009.124—2016《食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》[16]對蛋白質進行水解測定。

1.3.4 營養價值評價

AAS和CS：利用FAO/WHO必需氨基酸模式[17]，參照文獻[18-19]方法計算。

氨基酸比值(ratio of essential amino acid,RAA)、氨基酸比值系數(ratio coefficient,RC)和SRC：參照朱圣陶等[20]的方法，即，RAA=某必需氨基酸含量/(FAO/WHO中相應的氨基酸含量)，RC=RAA/RAA平均值，SRC=100-RSD×100(RSD為RC的相對標準差)。

EAAI、BV和NI：參照 BANO等[21]的方法測算，計算如公式(1)～公式(3)所示：

(1)

BV=1.09×EAAI-11.7

(2)

NI=(EAAI×PP)/100

(3)

式中:EAAI，必需氨基酸指數；n，所涉及的必需氨基酸數；ai，試驗蛋白質的各種氨基酸含量,%；Ai，標準蛋白質(FAO/WHO評分模式)中相應的必需氨基酸含量,%；PP，蛋白質質量百分數。

1.4 數據處理

用 Excel 2010和SPSS 22進行數據處理和分析。比較不同處理香菇營養品質，數據以“平均值±標準差”表示，采用Duncan′s新復極差法進行多重比較，圖表中不同小寫字母表示差異顯著性(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 不同比例桑枝屑代料栽培對香菇粗蛋白質及脂肪含量的影響

香菇受到基因型、地域環境、培養基料及栽培管理方式等多種因素的影響,其子實體中營養成分含量往往存在差異[22-24]。圖1比較了不同比例桑枝屑代料栽培下香菇粗蛋白質和脂肪含量，發現不同比例桑枝屑代料栽培下香菇粗蛋白質含量在27.52%～29.60%(圖1-A)，最高的為M5(29.60%),較對照CK(27.71%)提高6.81%，但各處理間均無顯著性差異，說明桑枝屑添加并未改變香菇中粗蛋白質的含量。不同比例桑枝屑代料栽培香菇的脂肪含量存在差異(圖1-B)，M5脂肪含量最低，為0.26%，顯著低于其他處理(P<0.05)，較對照CK(0.68%)降低61.30%。隨著桑枝屑比例增加香菇實體中脂肪含量呈現先降低后升高趨勢，且均顯著小于對照CK(P<0.05)，說明桑枝的添加能夠降低香菇子實體中脂肪生成，這同前人研究結果存在差異[5]，可能是香菇菌種或栽培管理不同造成的。

A-粗蛋白；B-脂肪圖1 不同比例桑枝屑代料栽培對香菇粗蛋白及脂肪含量的影響Fig.1 Effects of different proportions of substitute cultivation of mulberry sawdust on crude protein and fat content of L.edodes注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)(下同)

2.2 不同比例桑枝屑代料栽培對香菇氨基酸組成與含量的影響

氨基酸是在生物體內構成蛋白質分子的基本單位,與生物的生命活動有著密切的關系。現有研究表明，不同食用菌生物體內氨基酸含量會存在較大差異[25]，即使同種食用菌也會受其所在的生活環境[26]、采收期等[27]影響表現各不相同。由表2可知，不同比例桑枝屑代料栽培香菇均含有17種氨基酸(色氨酸水解未檢測)，總氨基酸(total amino acid，TAA)在15.72%～18.16%，必需氨基酸(essential amino acid，EAA)在5.51%～6.20%、非必需氨基酸(nonessential amino acid，NAA)在10.21%～11.96%，其中包含人體必需氨基酸7種，非必需氨基酸10種，呈鮮味氨基酸6種。隨著桑枝屑添加香菇子實體中氨基酸總量先增加后降低，在M5(18.16%)最高，顯著大于其他處理(P<0.05)，說明適當比例(35%～50%)的桑枝屑添加后才能夠增加香菇中氨基酸總量和必需氨基酸含量。谷氨酸(Glu)和天門冬氨酸(Asp)為香菇主要鮮味氨基酸[28]，在不同比例桑枝屑代料栽培香菇均有較高的含量，這與前人研究結果相似[29-30]，其中M5谷氨酸含量3.92%、天門冬氨酸含量1.71%和M4谷氨酸含量3.51%，均顯著大于對照CK(P<0.05)，表明M4和M5處理下香菇較對照CK口感更為鮮美。精氨酸作為兒童必需的氨基酸，在M4、M5和M6中含量較高，均超過1%，顯著大于對照CK(0.85%)(P<0.05)，分別占氨基酸總量的6.5%、6.2%和6.4%，表明添加一定比例(35%～50%)桑枝屑栽培的香菇鮮味更濃，且能夠生產出較適宜兒童食用的營養食品。

表2 不同比例桑枝屑代料栽培對香菇氨基酸組成與含量的影響

2.3 不同比例桑枝屑代料栽培香菇中氨基酸營養價值評價

2.3.1 必需氨基酸模式譜比較

食物中蛋白質的營養價值，與蛋白質中氨基酸含量、種類及組成平衡均有關系。由表3可知，不同桑枝培養料栽培下香菇中蛋白質必需氨基酸總量較高的為M4、M5和M6，分別達到243.80、237.84和243.11 mg/g，與FAO/WHO模式(256 mg/g接近)，但與雞蛋模式差距較大。不同處理下香菇必需氨基酸含量均只在在蘇氨酸(Thr)和苯丙氨酸+酪氨酸(Phe+Tyr)高于FAO/WHO模式，其余必需氨基酸均略低于FAO/WHO模式。

表3 不同比例桑枝屑代料栽培下香菇蛋白質必需氨基酸組成 單位：mg/g

2.3.2 AAS和CS

AAS是食物中某種必需氨基酸含量與FAO/WHO評分標準中相應必需氨基酸含量比值計算而來，反映蛋白質中限制性氨基酸的缺乏水平。由表4可知，M2、M3和 M4氨基酸評分較高，分別75.13、74.25和77.67，第一限制氨基酸均為亮氨酸(Leu)；CK和M1氨基酸評分分別為72.17和71.54，第一限制氨基酸均為亮氨酸(Leu)；M5和M7氨基酸評分分別為73.71和67.46，第一限制氨基酸均為蛋氨酸+胱氨酸(Met+Cys)；M6氨基酸評分為73.67，第一限制氨基酸為異亮氨酸(Ile)。CS用于評價待測蛋白質中某一必需氨基酸的相對含量與雞蛋模式相比，限制性氨基酸的缺乏程度。由表5可知，8個處理氨基酸的化學評分在20.33～26.20，與雞蛋模式差距較大，限制氨基酸均為蛋氨酸+胱氨酸(Met+Cys)，表明不同處理下香菇中含硫氨基酸均嚴重缺乏，與富含蛋氨酸的食物搭配，可提升香菇的必需氨基酸的平衡性。

表4 不同比例桑枝屑代料栽培下香菇必需氨基酸評分Table 4 Amino acid score of essential amino acids of L.edodes under different proportions of mulberry sawdust substitute cultivation

表5 不同比例桑枝屑代料栽培下香菇必需氨基酸化學評分Table 5 Chemical score of essential amino acids of L.edodes under different proportions of mulberry sawdust substitute cultivation

2.3.3 必需氨基酸比值系數

基于氨基酸平衡理論，利用FAO/WHO的必需氨基酸模式，計算RAA、RC以及SRC，對不同處理下香菇中的必需氨基酸進行評價，RC值越接近1，越符合氨基酸標準模式，SRC值越接近100，蛋白質營養價值越高。由表6可以看出，不同處理下香菇中蘇氨酸(Thr)和苯丙氨酸+酪氨酸(Phe+Tyr)的RC值大于1，其余氨基酸RC值均小于1，且蘇氨酸(Thr)、異亮氨酸(Ile)和亮氨酸(Leu)均較為偏離FAO/WHO模式。M1、M2和M5的纈氨酸(Val)，M3、M6、M7的賴氨酸(Lys)，CK的蛋氨酸+胱氨酸(Met+Cys)，RC接近于1，平衡貢獻較好。不同處理下香菇的SRC值在67.95～73.81，與FAO/WHO標準模式有較大差距，氨基酸平衡性較差。

表6 不同比例桑枝屑代料栽培下香菇必需氨基酸比值系數Table 6 Ratio coefficient of essential amino acids of L.edodes under different proportions of mulberry sawdust substitute cultivation

2.3.4 EAAI、BV和NI

利用FAO/WHO的必需氨基酸模式，計算不同處理下香菇的EAAI、生物價BV和NI詳見表7。EAAI由OSER[31-32]提出，用以評價食物的蛋白質質量，EAAI 越接近1，表明試驗蛋白與標準蛋白的必需氨基酸組成越接近，營養價值就越高，且EAAI>95%為優質蛋白源，86%

表7 不同比例桑枝屑代料栽培下香菇必需氨基酸指數、生物價和營養指數 單位：%

3 結論

研究發現，不同比例桑枝屑代料栽培下香菇粗蛋白含量在27.52%～29.20%，處理間無顯著差異，但脂肪含量變化顯著(P<0.05)，桑枝屑比例在50%時含量最低。在氨基酸組成上，不同比例桑枝屑代料栽培下香菇氨基酸種類豐富均含有17種氨基酸，TAA和EAA隨著桑枝替代量增加近似呈先升高后降低的趨勢，桑枝屑比例在50%時達到最大。氨基酸評價表明，桑枝比例在35%時，AAS、EAAI、BV和NI較高，香菇營養價值高，必需氨基酸模式和標準蛋白更接近。從CS和SRC來看，不同比例桑枝屑代料栽培下香菇氨基酸平衡性都比較差，限制氨基酸均為蛋氨酸+胱氨酸(Met+Cys)，與富含蛋氨酸的食物搭配，可提升香菇的必需氨基酸的平衡性。綜上比較，桑枝屑比例在35%～50%時香菇具有較高的優質蛋白和較低的脂肪，且氨基酸營養價值高，味道鮮美。