菌草栽培平菇子实体的营养成分分析_林应兴.pdf

江西农业学报 2023，35（01）：172176ActaAgriculturaeJiangxiDOI:10.19386/ki.jxnyxb.2023.01.027菌草栽培平菇子实体的营养成分分析林应兴（福建农林大学 国家菌草工程技术研究中心，福建 福州 350002）摘 要:以菌草栽培的平菇子实体为试验材料，采用国家标准分析方法测定菌草平菇子实体的营养成分含量。结果表明：菌草平菇具有高蛋白(22.5 g/100 g)、高膳食纤维(22.16 g/100 g)、低脂肪（2.8 g/100 g）、丰富的多糖（20.2 g/100 g）和富含多种矿物质元素的特点。菌草平菇的蛋白质中含有17种氨基酸，氨基酸总量为21.75 g/100 g，其中，7种人体必需氨基酸（EAA）的总含量为8.33 g/100 g；3种支链氨基酸，其支链氨基酸总量/芳香族氨基酸总量的比值（F值）为2.19；富含鲜甜味氨基酸，其含量占总氨基酸含量的53%；必需氨基酸/总氨基酸值为0.38，必需氨基酸/非必需氨基酸的值为0.62，与FAO/WHO提出的蛋白质模式的限量值相近。菌草平菇对铅、砷、汞、镉等重金属均有富集能力，尤其对镉的富集能力更强。关键词:菌草；平菇；营养成分；矿物质元素；氨基酸；重金属 中图分类号：S646.14 文献标志码：A 文章编号：1001-8581（2023）01-0172-05 Analysis of Nutritional Components in Fruiting Body of Oyster Mushrooms Cultivated with JUNCAO LINYing-xing（ChinaNationalEngineeringResearchCenterofJUNCAOTechnology,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou350002,China）Abstract:ThefruitingbodiesofoystermushroomcultivatedwithJUNCAOwereusedastestmaterialstodeterminethecontentofnutritionalcompositionbynationalstandardanalysismethod.TheresultsshowedthatJUNCAOoystermushroomhadthecharacteristicsofhighprotein(22.5g/100g),highdietaryfiber(22.16g/100g),lowfat(2.8g/100g),richpolysaccharide(20.2g/100g)andmanymineralelements.TheproteinofJUNCAOoystermushroomcontained17kindsofaminoacids.Thetotalamountofaminoacids(TAA)was21.75g/100g.Thetotalcontentof7kindsofessentialaminoacids(EAA)was8.33g/100g.Therewere3kindsofbranched-chainaminoacids,andFvalue(branched-aromaticratio)was2.19.Therewasrichinumami-sweetaminoacids,accountingfor53%.Meanwhile,E/T(0.38)andE/N(0.62)wereclosetothevaluesoftheproteinmodelproposedbyFAO/WHO.TheJUNCAOoystermushroomcanenrichheavymetalssuchasPb,Se,HgandCd,etc.,especiallyCd.Key words:JUNCAO;Pleurotus ostreatus;Nutritionalcomponent;Mineralelement;Aminoacid;Heavymetal菌草是指可以作为栽培食用菌、药用菌培养基的一类草本植物，包含巨菌草、类芦、五节芒、芒萁等几十种草本植物。林占熺1在1987年首次提出使用菌草替代阔叶树来生产菌物蛋白。目前，菌草的综合利用主要是食药用菌栽培1、食品2-3、畜牧4-8、生态治理9-12、生物质燃料13-17、生物农药制剂18、生物质肥19-20、造纸21-22等领域。食用菌是一种既营养又美味的食品，其含有丰富的蛋白质、维生素和无机元素，特别是各类微量元素能够增强人体免疫机能，并预防某些疾病，对人体生长发育有着不可忽视的作用。平菇(Pleurotus ostreatus)又名侧耳，是传统的药食两用菌。平菇富含蛋白质、膳食纤维、多种维生素、矿物质元素和多糖类物质，具有抗肿瘤、抗氧化、抗病毒，调节人体免疫系统等作用23-25。但不同的产地和栽培料方法都会影响平菇的营养组分含量26-27。使用菌草栽培的平菇（以下简称菌草平菇）不仅产量高、成本低，而且味道鲜美、营养丰富。基于此，本研究以菌草栽收稿日期：2022-11-19基金项目：福建省重大专项“菌草种质创新及其产业化利用关键技术研究与应用”（2021NZ029009）；福建农林大学“学科交叉融合推动菌草科学及产业高质量发展”（XKJC-712021030）。作者简介：林应兴（1969），男，农艺师，主要从事菌草栽培食用菌技术研究及推广应用。1 期173林应兴：菌草栽培平菇子实体的营养成分分析培的平菇子实体为试验材料，通过测定其营养成分组成及含量，以期为菌草栽培平菇的营养综合利用和开发提供理论参考。1 材料与方法1.1 试验材料平菇菌种PL969及五节芒菌草培养基均由福建农林大学菌草研究所提供；麦皮、石膏为市售。1.2 试验方法1.2.1 菌草平菇试样制备流程图 栽培基料准备拌料装袋灭菌冷却接种干燥备用平菇子实体墙式开袋出菇菌丝培养1.2.2 菌草平菇基础营养成分测定方法 脂肪含量的测定方法为 食品安全国家标准食品中脂肪的测定（GB5009.62016）中的索氏抽提法；蛋白质含量的测定依据 食品安全国家标准食品中蛋白质的测定（GB5009.52016）；膳食纤维含量的测定依据 食品安全国家标准食品中膳食纤维的测定（GB5009.882014）；灰分含量的测定依据 食品安全国家标准食品中灰分的测定（GB5009.42016）；碳水化合物含量的测定依据 食品安全国家标准预包装食品营养标签通则（GB280502011）的方法。1.2.3 菌草平菇粗多糖测定方法 菌草平菇粗多糖含量的测定参照 出口植物源食品中粗多糖的测定苯酚硫酸法（SN/T42602015）。1.2.4 菌草平菇矿物质元素含量的测定方法 钙、铁、铜、锌、硫和镁含量的测定依据 食品安全国家标准食品中多元素的测定（GB5009.2682016）中的电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）；磷含量的测定依据 食品安全国家标准食品中磷的测定（GB5009.872016）。1.2.5 菌草平菇氨基酸的组分及含量的测定方法 菌草平菇中氨基酸的组成及含量的测定依据食品安全国家标准食品中氨基酸的测定（GB5009.1242016）。1.2.6 菌草平菇重金属元素含量的测定方法 铅含量的测定方法为 食品安全国家标准食品中铅的测定（GB5009.122017）中的石墨炉原子吸收光谱法；砷含量的测定方法为 食品安全国家标准食品中总砷及无机砷的测定（GB5009.112014）中的氢化物原子荧光光谱法；汞含量的测定方法为食品安全国家标准食品中总汞及有机汞的测定（GB5009.172021）中原子荧光光谱分析法；镉含量的测定依据 食品安全国家标准食品中镉的测定（GB5009.152014）。1.3 数据分析采用Excel2020软件对数据进行整理。2 结果与分析2.1 菌草平菇的基础营养成分分析食用菌中富含多种营养素。其中，蛋白质是各种生命活动的主要承担者，在控制、记忆和识别遗传信息等方面都有重要的作用；膳食纤维属于非血糖生成的碳水化合物，具有高饱腹感、低热量的特点，能促进肠蠕动，减轻肠胃疾病的罹患机率28-30。由表1可知，在菌草平菇的基础营养中，能量为1268kJ/100g，营养素参考值为15%。在5种基础营养成分中以碳水化合物、蛋白质和膳食纤维的含量较高，分别为35.54、22.50、22.16g/100g，三者中营养素参考值最高的为膳食纤维，达89%；其次是蛋白质，为38%。菌草平菇基础营养成分中脂肪的含量最低，仅为2.8g/100g。由此可知，菌草平菇的属于高蛋白质、高膳食纤维、低脂肪的食品。在居民膳食平衡中，食用菌草平菇可为人体提供较高的菌物蛋白和膳食纤维。表1 草栽平菇基础营养成分项目菌草平菇基础营养营养素参考值NRV/%能量1268kJ/100g15碳水化合物35.54g/100g12膳食纤维22.16g/100g89蛋白质22.50g/100g38灰分6.90g/100g/脂肪2.80g/100g52.2 菌草平菇的矿物质元素组分及含量分析矿物质元素在人体中有着不可或缺的作用，由于其在人体内无法自我生成，必须通过食物摄入来补充人体所需的矿质元素。有研究表明，食用菌子实体在生长过程中对环境中的微量元素有显著的富集能力31，富集的微量元素具有良好的稳定性和安全性。从表2可知，菌草平菇对不同矿物质元素的富集能力不同，其检测到的7种矿物质元素中以磷含量最高，为1075.00mg/100g，说明菌草平菇在生长过程中对磷具有较强的富集能力，同时也表明栽培料中所含磷元素较高；其次是镁元素，含量为84.9mg/100g；硫含量最低，仅为0.83mg/100g。食用菌江 西 农 业 学 报35 卷174因其具有特殊的细胞结构，更利于矿物质的富集，但其富集能力又受到环境中矿物质元素源、浓度、pH值和菌体生长时间等的影响32。因此，可通过调整配制栽培基料中相应矿物质元素的成分和含量来补充矿质元素源，还可以通过调整培养条件达到富集矿质元素的目标，如调整基料pH值、延长培养时间等。由于菌草平菇中磷、钙、镁等。常量元素的含量较为丰富，特别是磷含量超过了1000mg/100g，磷与钙在人体的生理生化过程中具有协同作用，因此，需补钙的人群可以以菌草平菇作为磷元素补充，进而促使机体达到磷、钙平衡。表2 菌草平菇中矿物质元素含量矿质元素种类含量/(mg/100g)磷1075.00钙11.10铁3.66铜1.42锌5.51硫0.83镁84.92.3 菌草平菇中粗多糖含量分析多糖是由10个以上的单糖分子通过糖苷键聚合而成的化合物，其富含生物活性，且具有多种保健功效33-38。通过测定得知，菌草平菇中富含多糖类物质，其含量高达20.2g/100g。在生产应用中，可以利用菌草栽培的平菇子实体富含粗多糖的这一特性，开发更多可食可药的菌类保健食品。2.4 菌草平菇中氨基酸组成及含量分析从表3可知，菌草平菇蛋白质中检测到17种氨基酸(色氨酸未测)，其中有7种人体必需氨基酸。必需氨基酸占氨基酸总量的值(E/T)为0.38，必需氨基酸与非必需氨基酸的值(E/N)为0.62，这些值与联合国粮食及农业组织(FAO)、世界卫生组织（WHO）公布的理想蛋白质模式中E/T=0.4、E/N=0.60相近。鲜甜味氨基酸占氨基酸总量(UAA+SAA)/TAA 的一半以上，达0.53。检测结果表明，菌草平菇鲜甜味明显，可将其应用于食品提鲜剂的加工利用。支链氨基酸/芳香族氨基酸的值（F值）是评价蛋白质营养价值指标之一，F值越大说明蛋白质潜在的生物活性越好39。从表3可知，菌草平菇的F值为2.19，说明菌草平菇具有较高的蛋白质营养价值，其蛋白质具有较高的潜在生物活性。由于菌草平菇不仅可为人们补充日常所需的蛋白质、氨基酸等营养素，又因其含有婴儿必需氨基酸（如组氨酸）和早产儿所必需的氨基酸（如精氨酸、胱氨酸和酪氨酸等），因此还可深入开展菌草平菇应用于婴幼儿或早产儿的氨基酸营养补充剂的研究。表3 菌草平菇中氨基酸组成及含量氨基酸种类含量/(g/100g)氨基酸种类含量/(g/100g)天门冬氨酸Asp2.15苯丙氨酸Phe*0.94苏氨酸Thr*1.11赖氨酸Lys*1.39丝氨酸Ser1.14组氨酸His0.56谷氨酸Glu3.79精氨酸Arg1.60甘氨酸Gly1.11脯氨酸Pro0.83丙氨酸Ala1.36总氨基酸21.75胱氨酸Cys0.14必需氨基酸8.33缬氨酸Val*1.19必需氨基酸/总氨基酸0.38蛋氨酸Met*1.25必需氨基酸/非必需氨基酸0.62异亮氨酸Ile*0.95(鲜味氨基酸+甜味氨基酸)/总氨基酸0.53亮氨酸Leu*1.50支链氨基酸/芳香族氨基酸2.19酪氨酸Tyr0.76注：*为必需氨基酸；为半必需氨基酸，FAO/WHO标准方式计入的必需氨基酸；鲜味氨基酸：Asp和Glu；甜味氨基酸：Ala、Gly、Pro、Ser和Thr；支链氨基酸：Leu、Ile和Val，芳香族氨基酸：Phe和Tyr。2.5 菌草平菇中重金属含量分析食用菌栽培过程会受到栽培料、土壤、水等外界环境中携带的重金属污染，从而富集在食用菌子实体内，在人类食用菌子实体时而被人体所摄入。日常饮食中摄入超量的重金属会使人体中的蛋白质结构发生不可逆的改变，进而影响人体健康。由表4可知，菌草平菇含有铅、砷、汞、镉等重金属，且镉含量较其他重金属的含量高，说明菌草平菇对铅、砷、1 期175林应兴：菌草栽培平菇子实体的营养成分分析汞、镉等重金属均有富集能力，尤其对镉的富集能力更强，但与 食品安全国家标准食品中污染物限量（GB27622017）中限量值相比，各重金属含量均低于限量值。因此，菌草平菇在栽培过程中受重金属污染小，未达到重金属超标含量。表4 菌草平菇中重金属含量 mg/kg重金属种类菌草平菇中含量GB27622017限量值汞0.0210.1铅0.0221.0镉0.1600.5砷0.0660.53 讨论菌草栽培的平菇的营养成分与其他栽培料（如棉籽壳、玉米芯、木屑、大豆秸秆、棉柴屑）栽培的平菇40相近或较高，特别是蛋白质、粗多糖和氨基酸及其必需氨基酸在含量上存在较大优势,并且从菌草栽培平菇的基础营养成分的营养素参考值及其所含氨基酸中的必需氨基酸、非必需氨基酸、鲜甜味氨基酸与总氨基酸等的比值和F值的大小来证实菌草栽培的平菇的营养价值，同时也分析了菌草栽培的平菇对微量元素和重金属的富集能力。分析结果表明采用菌草作为培养料栽培平菇的有较高营养价值，且重金属含量在国家标准范围内。因此，利用菌草作为平菇的栽培料是可行的，且营养效价高。此外，菌草作为新型食用菌栽培原料，具有周年生、产量高、来源易、成本低和质量安全性高等特点，其作为食用菌栽培料具有广阔的前景。并且菌草栽培平菇的蛋白质、粗多糖、氨基酸及鲜甜味氨基酸含量较高，可在食品领域研发应用，如调味品开发利用，或作为面条、面包、饼干等食品的原、辅料，开发具有特色风味、富含活性的多糖产品。4 结论综上所述，菌草栽培的平菇是高蛋白、高膳食纤维的菌物食品，具有较高粗多糖、多种矿物质元素以及低脂肪的特点；菌草平菇中含有17种氨基酸，其中7种为人体必需氨基酸，总氨基酸含量为21.75g/100g，必需氨基酸总量8.33g/100g，且E/T为0.38，E/N为0.62，与FAO/WHO的理想蛋白质模式的E/T（0.4）、E/N（0.60）的值相近；F值为2.19，菌草平菇的蛋白质含较高支链氨基酸，其蛋白质具有较高的潜在生物活性；菌草平菇对重金属具有一定富集能力，检测分析结果表明其含有的Pb、Se、Hg、Cd等重金属含量均低于国家限量标准。因此，菌草栽培的平菇是富含多种营养素及安全可食用的菌物食物。参考文献：1 林占熺.菌草学 M.北京:中国农业科学技术出版社,2013.2 福建农林大学.一种菌草果冻及其制备方法:CN110074371A P.2019-08-02.3 童金华.菌草复合饮料配方的研究 J.农产品加工,2021(7):26-29,33.4 贾顺斌,唐俊伟,王晓彤.巨菌草等3种牧草育肥绵羊饲喂试验 J.青海草业,2019,28(4):21-23.5 杨旭晖,马亨,徐新平.三种不同青贮饲料饲喂育肥牛羊对比效果试验 J.畜牧兽医杂志,2019,38(1):86-87,90.6 黄晓飞,孟庆翔,杨甲轩,等.巨菌草青贮替代全株玉米青贮对奶牛生产性能、乳成分和经济效益的影响 J.中国畜牧兽医,2017,44(7):1997-2002.7 杜森有,陈朋刚.巨菌草青贮饲料饲喂肉牛的研究 J.畜牧与饲料科学,2018,39(10):31-32.8 顾丽红,刘圈炜,邢漫萍,等.巨菌草饲喂北京鸭的效果分析 J.中国家禽,2017,39(12):61-63.9 胡应平,林占森,林冬梅,等.卢旺达高原坡地水土流失的研究与对策 J.西南农业学报,2019,32(2):389-394.10 蒋芳市,何恺文,李慧,等.2种草本植物根系对崩岗洪积扇土壤分离的影响 J.水土保持学报,2018,32(6):112-117.11 徐磊,周静,梁家妮,等.巨菌草对Cu、Cd污染土壤的修复潜力 J.生态学报,2014,34(18):5342-5348.12 林占熺,苏德伟,林辉,等.黄河菌草生态安全屏障建设的研究与应用 J.福建农林大学学报:自然科学版,2019,48(6):803-812.13 邱世海,韦立新,席春燕,等.生物质发电厂燃料适用预处理技术应用现状:以探讨巨菌草的干燥预处理技术为例 J.轻工科技,2012,28(5):102-104.14 林兴生,林占熺,林冬梅,等.菌草作为生物质燃料的初步研究 J.福建林学院学报,2013,33(1):82-86.15 童金阜.巨菌草种植及其作为生物质能源生产沼气的方法:CN101617599A P.2010-01-06.16 肖正,赵超,刘斌.巨菌草高温发酵产沼气的初步研究J.安徽农学通报:上半月刊,2012,18(17):18-21.17 于智豪,肖正,贾瑞博,等.巨菌草沼渣制备液化多元醇及合成聚氨酯的研究 J.生物质化学工程,2016,50(1):11-16.江 西 农 业 学 报35 卷17618 肖顺,刘国坤,张绍升.用菌草培养食线虫真菌淡紫拟青霉 J.福建农林大学学报:自然科学版,2008,37(5):460-462.19 JiaYL,LiaoZ,ChewHF,etal.EffectofPennisetum giganteumz.x.linmixednitrogen-fixingbacterialfertilizeronthegrowth,quality,soilfertilityandbacterial communityofpakchoi(Brassica chinensisL.)J.PLoSOne,2020,15(2):0228709.20 林标声,汪丽芳,张凯丽,等.巨菌草内生固氮菌与解磷菌互作效应及其混合菌肥制备 J.江苏农业科学,2018,46(13):281-283.21 鲁南,沈锋,王胜丹,等.巨菌草的生物结构及制浆造纸性能 J.纸和造纸,2015,34(3):27-30.22 沈锋,陈嘉川,杨桂花,等.巨菌草纤维特性分析及其木素结构表征 J.中国造纸,2017,36(3):13-20.23 常存,段楠,杨雪冰.平菇的营养成分测定及保健功能研究 J.黑龙江科学,2019,10(18):30-31.24 汪建中,李艳如,龚华锐.平菇菌粗多糖的抗氧化活性研究 J.生物学杂志,2014,31(1):15-19.25 王建化,孙高飞,李友杰.平菇价值及其深加工产品J.农产品加工:学刊,2012(3):140-141.26 龙瑞,苏玲,王琦.不同地区平菇营养成分的分析比较J.中国食用菌,2020,39(5):43-49.27 贺望兴,李延升,石旭平,等.茶枝屑替代木屑栽培平菇的研究 J.中国食用菌,2021,40(1):153-157.28 杨豆豆,张静,郭家刚,等.茶渣栽培平菇的子实体营养成分分析 J.食品工业科技,2014,35(22):353-355,363.29 周才琼,周玉林.食品营养学 M.北京:中国计量出版社,2006.30 Ionita-MndricanCB,ZianiK,MititeluM,etal.Ther-apeuticbenefitsanddietaryrestrictionsoffiberintake:Astateoftheartreview J.Nutrients,2022,14(13):2641.31 宁扬,朱长俊,潘静,等.食用菌富集微量元素及对其酶活性影响研究进展 J.现代食品,2020(13):109-112.32 于克学.冬虫夏草液体发酵富集硒、锌、锗研究 D.泰安:山东农业大学,2003.33 刘玉峰,马海燕,李鲁盼,等.天然活性多糖提取工艺及结构解析研究进展 J.辽宁大学学报:自然科学版,2018,45(2):154-161.34 LeeYL,YenMT,MauJ.AntioxidantpropertiesofvariousextractsfromHypsizigus marmoreus J.FoodChemistry,2007,104:1-9.35 GuSS,XuJY,TengWT,etal.Localdeliveryofbioco-mpatiblelentinan/chitosancompositeforprolongedinhib-itionofpostoperativebreastcancerrecurrence J.Intern-ationalJournalofBiologicalMacromolecules,2022,194:233-245.36 王帮武,杨新林,张利刚,等.灵芝酸性组分的提取分离及抑菌活性研究 J.北京理工大学学报,2002,22(1):125-128.37 WuDT,AnLY,LiuLY,etal.InvitrofecalfermentationpropertiesofpolysaccharidesfromTremella fuciformis andrelatedmodulationeffectsongutmicrobiota J.FoodResearchInternational,2022,156:111185.38 顾红,于丽薇.食用菌多糖的保健作用探讨与提取工艺研究 J.哈尔滨师范大学自然科学学报,2008,24(5):87-89.39 黄百祺,黄创成,吴巨贤,等.4种龟肉酶解液的氨基酸及呈味特性比较 J.食品研究与开发,2021,42(8):12-17.40 申进文,刘超,张倩,等.5种培养料对平菇营养成分的影响J.河南农业科学,2016,45(10):103-106.（责任编辑：许晶晶）