三種食用菌子實體與廢棄物主要活性成分分析

薛令坤，唐慶九，劉艷芳，*，楊　　焱，周　　帥，王金艷，于華崢，張勁松，*

（1.上海海洋大學食品學院，上海201306；2.國家食用菌工程技術研究中心，農業部南方食用菌資源利用重點實驗室，上海市農業科學院食用菌研究所，上海201403；3.上海師范大學生命與環境科學學院，上海200234）

三種食用菌子實體與廢棄物主要活性成分分析

薛令坤1，2，唐慶九2，劉艷芳2，*，楊焱2，周帥2，王金艷1，2，于華崢1，3，張勁松2，*

（1.上海海洋大學食品學院，上海201306；2.國家食用菌工程技術研究中心，農業部南方食用菌資源利用重點實驗室，上海市農業科學院食用菌研究所，上海201403；3.上海師范大學生命與環境科學學院，上海200234）

以三種工廠化栽培食用菌杏鮑菇、真姬菇、金針菇為研究對象，對其子實體與廢棄物（下腳料與菌糠）的水溶性多糖、β-葡聚糖、海藻糖、糖醇和核苷等主要活性成分含量進行測定與比較。結果顯示：同一食用菌子實體與廢棄物主要活性成分種類類似，但子實體和下腳料活性成分含量較高，菌糠中含量較低。三種食用菌相比，杏鮑菇子實體水溶性多糖和β-葡聚糖含量均為最高，含量分別為7.44%和36.93%，且杏鮑菇下腳料中β-葡聚糖也較豐富，含量為22.41%，而金針菇多糖及β-葡聚糖含量最低；杏鮑菇子實體和下腳料中的海藻糖含量高于真姬菇和金針菇子實體，分別達到40.36%和19.04%，而只有金針菇含有阿拉伯糖醇，其子實體和下腳料含量分別為18.65%和8.17%。核苷類成分分析結果表明，三種食用菌子實體中核苷種類較豐富，且大部分核苷類化合物含量是子實體中最高。但是真姬菇和杏鮑菇下腳料中胞苷和鳥苷的含量遠高于相應的子實體，這可能與其代謝相關。

食用菌，子實體，下腳料，菌糠，活性成分

食用菌是理想的天然食品，富含多種活性成分且具有多種保健功能，因此受到了國內外學者越來越多的關注。隨著食用菌工廠化栽培技術的發展和普及，我國食用菌生產得到了快速發展，現已成為世界上最大的食用菌生產國和出口國［1］。目前，金針菇、杏鮑菇和真姬菇是大規模工廠化栽培的主要品種［2］，產量較高，但在加工生產過程中會產生大量的廢棄物，主要包括其菌糠和下腳料。菌糠又稱菇渣或菌渣，是指在生產上已經不具有提供養分能力的食用菌培育基質，一般在食用菌收獲后被丟棄，是食用菌行業產生的主要廢棄物［3］。而下腳料是菌腳、菇片、菌柄基部等食用菌加工副產物，在加工過程中因難以食用或商品價值低而被廢棄。

近年來，對三種食用菌子實體、下腳料和菌糠的營養成分如粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、維生素、礦物質元素等的測定國內已有較多的文獻報道［3-4］。而關于其活性成分的研究，主要集中在對其子實體或菌絲體中的多糖含量的測定等方面［5-6］，對下腳料和菌糠中β-葡聚糖和各種糖醇的含量測定，至今未見相關報道。對于核苷類活性成分，僅見對食用菌子實體中腺苷［7］與5’-核苷酸［8］含量的測定報道，而關于菌糠中核苷類物質的測定，至今仍屬空白。目前國內食用菌廢棄物開發利用率較低，多限于在動物飼料和有機肥中使用，因此有必要對食用菌苷的保健作用及下腳料和菌糠的主要活性成分進行更詳細深入的分析研究，為將來的高值化開發利用提供指導。

本文通過對三種工廠化栽培食用菌子實體和廢棄物中主要活性成分的測定和比較，探究其子實體與廢棄物活性成分的組成與含量的差異，為三種食用菌及其廢棄物的深度綜合利用開發提供依據。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

杏鮑菇子實體、下腳料和菌糠由上海國森生物科技有限公司提供，金針菇各材料來自上海雪榕生物科技股份有限公司，真姬菇各材料來自上海豐科生物科技股份有限公司，各材料均在60℃鼓風干燥箱中烘干至恒重，粉碎80目過篩，置于干燥器中保存備用；50%NaOH溶液德國Merck公司；葡萄糖、海藻糖、甘露醇、阿拉伯糖醇標品，核苷類成分標品美國Sigma公司；分析純無水乙醇、分析純苯酚和98%濃硫酸國藥集團藥業股份有限公司；酵母和蘑菇β-葡聚糖檢測試劑盒愛爾蘭Megazyme公司。

DJ-10A型中藥粉碎機上海淀久公司；KQ-600B型超聲波清洗器昆山超聲儀器有限公司；臺式高速大容量離心機Eppendorf公司；ICS-2500型高效離子色譜儀Dionex公司；Synergy HT型多功能酶標儀Bio-TEK公司；Waters600型高效液相色譜儀Waters公司。

1.2測定方法

1.2.1水溶性多糖和β-葡聚糖含量測定多糖含量測定［9］：稱取樣品粉末100mg加入離心管中，加入10mL 85%乙醇，超聲30min，離心，棄上清液，沉淀再重復處理1次，之后沉淀轉入帶塞三角瓶中，加蒸餾水定容至100mL，沸水浴2h，冷卻，提取液13400g離心15min，用苯酚-硫酸法測上清液水溶性多糖含量。

β-葡聚糖的測定：參照Megazyme公司提供的酵母和蘑菇β-葡聚糖檢測試劑盒中的方法進行β-葡聚糖含量測定。

1.2.2海藻糖和糖醇含量測定精確稱取樣品粉末1g于帶塞三角瓶中，加超純水100mL，沸水浴2h，冷卻定容至100mL，分別取1mL提取液13400g條件下離心15min，上清液用高效陰離子色譜-脈沖安培法（HAPEC-PAD）測定海藻糖和糖醇的含量［10］。

色譜條件：CarboPac MA1陰離子交換柱（4mm× 250mm），流動相480mmol/L NaOH，流速0.40mL/min，上樣量25μL，柱溫30℃。

1.2.3核苷類成分含量測定精確稱取100mg樣品粉末于15mL離心管中，加入10mL蒸餾水，超聲30min，然后100℃沸水浴1h，提取液13400g離心15min，取上清液用0.45μm水相過濾膜過濾，對濾液進行HPLC分析。

色譜條件為色譜柱：ultimate LP-C18（4.6mm× 250mm）；流動相：甲醇（A）-水（B）溶液，梯度洗脫（0～5min，5%A；5～20min，5%→20%A；20～31min，20%→5%A；31～40min，5%A）；柱溫：30℃；進樣量：10μL；流速：1mL/min；檢測波長：259nm。

2　結果與分析

2.1水溶性多糖和β-葡聚糖含量分析

三種食用菌子實體及其廢棄物中水溶性多糖測定結果（表1）顯示，杏鮑菇和金針菇各材料中，子實體水溶性多糖含量最高，下腳料次之，菌糠多糖含量最低。其中，杏鮑菇子實體水溶性多糖含量達到7.44%，是多糖提取的良好材料。真姬菇各材料中多糖含量相當，均達到6%以上，其下腳料多糖含量為6.47%，高于其子實體多糖含量，且與杏鮑菇和金針菇廢棄物相比，真姬菇下腳料和菌糠在水溶性多糖的提取上具有優勢。

食用菌β-葡聚糖作為多糖研究領域中的一個重要分支，因其在抗腫瘤、抗氧化、免疫調節［11］等方面獨特的生物活性而引起廣泛的關注。從表1可以看出，三種食用菌子實體中β-葡聚糖含量均最高，下腳料次之，菌糠中含量最低。其中，杏鮑菇子實體中β-葡聚糖含量達到36.93%，而在所有廢棄物中杏鮑菇下腳料的β-葡聚糖含量最高，為22.41%，其含量與真姬菇子實體相當，且高于金針菇子實體，因此杏鮑菇下腳料在β-葡聚糖提取與制備方面具有很大的開發利用價值。

表1　三種食用菌子實體和廢棄物中水溶性多糖和β-葡聚糖含量比較Table 1　Comparison on the contents of water-soluble polysaccharides and β-glucan of fruit bodies and wastes

2.2海藻糖和糖醇含量分析

采用HAPEC-PAD法對三種工廠化栽培食用菌子實體、下腳料及菌糠中海藻糖和糖醇含量進行測定，其標準圖譜如圖1所示。

圖1　海藻糖和糖醇標品色譜圖Fig.1　The chromatogram of trehalose and sugar alcohols

由表2可以看出，三種工廠化栽培食用菌均含海藻糖，但在糖醇的種類上存在差異，杏鮑菇、真姬菇主要含甘露糖醇，而金針菇主要含阿拉伯糖醇。除杏鮑菇中的甘露糖醇外，其他各成分在含量變化上呈現出相同的趨勢：子實體含量最高，下腳料次之，菌糠最低。杏鮑菇富含海藻糖，各材料海藻糖含量高于真姬菇和金針菇，其子實體海藻糖含量高達40.36%，下腳料海藻糖含量也高于真姬菇和金針菇子實體，為19.04%，接近子實體含量的一半。在甘露糖醇含量上，杏鮑菇下腳料含量最高，為8.15%，高于其子實體，說明杏鮑菇中甘露糖醇可能主要儲存于其下腳料中。而在三種食用菌中，只有金針菇含有阿拉伯糖醇，其子實體阿拉伯糖醇含量為18.65%，下腳料阿拉伯糖醇含量為8.17%。總的來講，三種工廠化栽培食用菌下腳料中含有豐富的海藻糖和糖醇，尤其是杏鮑菇下腳料和金針菇下腳料，分別富含海藻糖和阿拉伯糖醇，可應用于相應產物的制備提取。

表2　三種食用菌子實體及廢棄物海藻糖和糖醇含量比較Table 2　Comparison on the contents of trehalose and sugar alcohols of fruit bodies and wastes

表3　三種食用菌子實體和廢棄物核苷含量比較（μg/100mg）Table 3　Comparison on the contents of nucleoside in the fruit bodies and wastes（μg/100mg）

2.3核苷含量分析

采用HPLC法測定各材料核苷類成分含量，其七種核苷類成分標準色譜圖如圖2所示。同時，由表3可以看出，相對于下腳料和菌糠，三種食用菌子實體中核苷種類較豐富；腺苷和鳥苷在子實體、下腳料和菌糠中均有分布，且其腺苷含量分布存在明顯的規律性，子實體最高，下腳料次之，菌糠含量最低；次黃嘌呤僅存在于子實體中，而不存在于下腳料和菌糠中。

圖2　核苷標準色譜圖Fig.2　The chromatogram of nucleoside standard products

杏鮑菇下腳料與菌糠所含核苷種類一致，均不含次黃嘌呤和肌苷，且其下腳料核苷類化合物含量高于菌糠。真姬菇下腳料胞苷含量最高，為104.19μg/100mg，其子實體腺苷含量最高，為238.09μg/100mg。金針菇菌糠核苷類化合物種類偏少，且含量明顯低于另外兩種食用菌菌糠，金針菇子實體鳥苷含量高于其廢棄物，而杏鮑菇和真姬菇下腳料中鳥苷含量高于其子實體。食用菌子實體、下腳料和菌糠在核苷含量與種類上的差異，可能與各部位核酸代謝能力的強弱有關，也可能與采摘方式有關［12］。

3　結論與討論

多糖是食用菌中的主要活性成分之一，尤其是β-葡聚糖，因具有增強免疫、抗氧化、降低血糖、抗衰老等生物活性和生理功能，成為當今研究的熱點之一。分析表明，三種工廠化栽培食用菌下腳料均含有豐富的多糖，尤其是杏鮑菇下腳料富含β-葡聚糖，含量為22.41%，高于金針菇子實體含量，是食用菌β-葡聚糖提取的良好材料，后期將繼續針對杏鮑菇β-葡聚糖的提取工藝開展研究，為杏鮑菇資源的再利用提供基礎。另外，杏鮑菇子實體及下腳料中海藻糖含量豐富，其含量高于真姬菇和金針菇子實體，考慮到杏鮑菇下腳料價格低廉且產量豐富，因而可以以杏鮑菇下腳料為原料開發高純度海藻糖的提取制備技術。而三種食用菌中僅金針菇含有阿拉伯糖醇，且含量豐富，其子實體含量為18.65%，高于香菇（含量3.47%）和猴頭菌（含量9.21%）［10］，可以做為提取阿拉伯糖醇的新來源。

核苷類物質具有改善心腦血液循環［13］、防止心律失常［14］等藥理活性。目前，食用菌中的核苷類成分主要從蟲草、靈芝等子實體中獲得［15-16］，本研究表明，食用菌下腳料中也含有較豐富的核苷，如杏鮑菇下腳料含有較豐富的鳥苷和尿苷、真姬菇下腳料中含有較豐富的胞苷和鳥苷，但三種食用菌菌糠中核苷種類較少，且含量明顯低于其子實體和下腳料，不適合作為核苷提取的原料。

總之，三種工廠化栽培食用菌廢棄物（下腳料與菌糠）中含有較多的活性成分，具有較大的開發利用價值。目前，食用菌子實體中乳糖、半乳糖、戊聚糖和甲基戊聚糖等功能性糖的含量測定［17］已有報道，五種5’-核苷酸以及RNA、DNA等也已在個別食用菌子實體中完成測定。因此，下一步應對這些活性成分在食用菌下腳料和菌糠中的含量進行測定。另外，兩種具有重要生理功能的環核苷酸（環磷酸腺苷和環磷酸鳥苷）在食用菌中的含量如何，也需要進行測定。

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Analysis of the main active components in the fruit bodies and wastes of three different mushrooms

XUE Ling-kun1，2，TANG Qing-jiu2，LIU Yan-fang2，*，YANG Yan2，ZHOU Shuai2，WANG Jin-yan1，2，YU Hua-zheng1，3，ZHANG Jin-song2，*
（1.College of Food Science，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China；2.National Engineering Research Center of Edible Fungi，Key Laboratory of Edible Fungi Resources and Utilization（South），Ministry of Agriculture，P.R.，China，Institute of Edible Fungi，Shanghai Academy of Agricultural Sciences，Shanghai 201403，China；3.Shanghai Normal University，Shanghai 200234，China）

In this study，the major active components of the fruit bodies and wastes（leftover and mushroom bran）from three industrial cultivated mushrooms（Pleurotus eryngii，Hypsizygus marmoreus and Flammulina velutipes）were determined and compared，including water-soluble polysaccharides，β-glucan，trehalose，sugar alcohols and nucleosides.The results showed that the main components were similar in the fruit bodies and the corresponding wastes，but the contents of active components were different.Compared with other materials，Pleurotus eryngii fruit bodies possessed highest contents of water-soluble polysaccharides（7.44%）and β-glucan（36.93%）.The content of β-glucan in Pleurotus eryngii leftovers also reached 22.41%，while Flammulina velutipes had the lowest contents of water-soluble polysaccharides and β-glucan.The fruit bodies and leftovers of Pleurotus eryngii were rich in trehalose with the contents of 40.36%and 19.04%，respectively，which were much higher than that of Hypsizygus marmoreus and Flammulina velutipes fruit bodies.Arabitol was found only in the materials of Flammulina velutipes.The arabitol contents in the fruit bodies and leftovers were 18.65%and 8.17%，respectively.Nucleosides analysis results indicated that all three fruit bodies were rich in the species of nucleosides components.The contents of most components in fruit bodies were highest.However，for cytidine and guanosine，their contents in the leftovers of Pleurotus eryngii and Hypsizygus marmoreus were much higher than those in the corresponding fruit bodies，which might be related to the metabolism of these components.

mushrooms；the fruit bodies；leftover；mushroom bran；active components

TS207

A

1002-0306（2015）12-0074-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.12.007

2014－09－24

薛令坤（1989-），男，在讀碩士研究生，研究方向：食品科學與工程。

劉艷芳（1980-），女，副研究員，研究方向：食藥用菌深加工。張勁松（1969-），男，研究員，研究方向：真菌化學和藥理學。

農業部公益性行業（農業）科研專項（201303080）。