前三潮茶樹菇的成分差異比較研究

程新，李昆太，黃林，李榮同

1(江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 生物科學(xué)與工程學(xué)院，江西 南昌，330045) 2(東華理工大學(xué) 化學(xué)生物與材料學(xué)院，江西 南昌，330013)

茶樹菇(Agrocybecylindracea)又名柱狀田頭菇、楊樹菇、茶薪菇、柱狀環(huán)繡傘等，屬擔(dān)子菌亞門層菌綱傘菌目糞銹傘科田頭菇屬，原為高山密林地區(qū)茶樹蔸部生長(zhǎng)的一種野生蕈菌，經(jīng)過優(yōu)化改良后實(shí)現(xiàn)人工栽培[1]，主要生長(zhǎng)于溫帶至亞熱帶地區(qū)，具有較好的食用及保健價(jià)值[2-3]。作為一種周年栽培型食用菌，不同地區(qū)茶樹菇生長(zhǎng)周期不同[4]，以江西撫州地區(qū)為例，一般在春季出菇，全年可采摘5～7潮不等，其中以前三潮菇的品質(zhì)和產(chǎn)量最高，可占總產(chǎn)量的70%以上，也是目前市面上最主要的產(chǎn)品。

食用菌營(yíng)養(yǎng)成分是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，因此近年來對(duì)茶樹菇營(yíng)養(yǎng)及保健功能的研究不斷出現(xiàn)。陳小保等對(duì)茶樹菇子實(shí)體中所含的糖、蛋白質(zhì)、脂肪等營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了詳細(xì)的分析，結(jié)果表明茶樹菇是一種典型的高蛋白低脂肪健康食品，具有較好的推廣栽培價(jià)值[5]；AKATA等研究了包含茶樹菇在內(nèi)的十六種野生食用菌的化學(xué)組成，并對(duì)其抗氧化活性進(jìn)行了初步分析，結(jié)果表明茶樹菇提取物的自由基清除率高達(dá)95%以上，高于試驗(yàn)中的大部分食用菌[6]；CILERDZIC及LIU等人的研究也表明茶樹菇及其所產(chǎn)的多糖等成分具有非常好的抗氧化、抗衰老等功效[7-8]。

目前，盡管對(duì)于茶樹菇的營(yíng)養(yǎng)成分已有了較多的研究報(bào)道，但對(duì)于其不同潮次，特別是對(duì)于商業(yè)價(jià)值最高的前三潮產(chǎn)品之間的營(yíng)養(yǎng)成分差異尚無相關(guān)研究報(bào)道。本研究以前三潮茶樹菇子實(shí)體干品為研究對(duì)象，分析樣品中基本營(yíng)養(yǎng)成分、礦物元素含量、氨基酸組成及揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)等指標(biāo)的差異，為茶樹菇的合理、高效利用提供依據(jù)，也為茶樹菇產(chǎn)品的分級(jí)銷售等工作提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

不同潮茶樹菇干品由江西省撫州市黎川縣江西利康綠色農(nóng)業(yè)有限公司提供。根據(jù)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，該地區(qū)茶樹菇出菇時(shí)間和基本情況如表1所示。

1.2 儀器與設(shè)備

LT1002B電子天平，常熟市天量?jī)x器有限責(zé)任公司；7890A氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國(guó)安捷倫(Agilent)公司；biochrom 30+全自動(dòng)氨基酸分析儀，英國(guó)柏康(biochrom)公司；AA600原子吸收光譜儀，美國(guó)PE公司。

1.3 方法

1.3.1 基本成分測(cè)定

水分測(cè)定采用直接干燥法，參照GB 5009.3—2010測(cè)定；灰分測(cè)定采用灼燒法，參照GB 5009.4—2010測(cè)定；粗蛋白測(cè)定采用凱氏定氮法，參照SN/T 0800.3—1999測(cè)定；粗脂肪測(cè)定采用索式抽提法，參照GB/T 15674—2009測(cè)定；粗纖維測(cè)定參照GB/T 5009.10—2003進(jìn)行。

表1 黎川地區(qū)茶樹菇出菇情況表Table 1 Fruiting pattern of A. cylindracea in Lichuan area of Jiangxi province

注：本數(shù)據(jù)為多年來經(jīng)驗(yàn)性數(shù)據(jù)，具體出菇時(shí)間及產(chǎn)品性質(zhì)隨當(dāng)年環(huán)境等情況略有變化。

1.3.2 礦物質(zhì)元素含量測(cè)定

硒含量測(cè)定采用氫化物原子熒光光譜法，參照GB 5009.93—2010測(cè)定；鋅含量測(cè)定采用原子吸收法，參照GB/T 5009.14—2003測(cè)定；鈣含量采用原子吸收分光光度法，參照GB/T 5009.92—2003測(cè)定；鎂含量采用原子吸收分光光度法，參照GB/T 5009.90—2003測(cè)定。

總砷測(cè)定采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法，參照GB 5009.11—2014測(cè)定；鉛含量測(cè)定采用石墨爐原子吸收光譜法，參照GB 5009.12—2010測(cè)定；汞含量測(cè)定采用原子熒光光譜分析法，參照GB 5009.17—2014測(cè)定；鎘含量測(cè)定采用石墨爐原子吸收光譜法，參照GB 5009.15—2014測(cè)定。重金屬含量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參照《綠色食品食用菌》(NY/T 749—2012)。

1.3.3 氨基酸測(cè)定

氨基酸測(cè)定參照文獻(xiàn)[9]進(jìn)行。茶樹菇干品采用105 ℃烘干至恒重，粉碎后過100目篩制得干菇粉。稱取0.5 g干燥后的菇粉，與50 mL HCl(0.1 mol/L)混合后室溫下振蕩45 min，濾紙過濾后用0.45 μm的濾膜過濾。取濾液與鄰苯二甲醛混合進(jìn)行衍生化，反應(yīng)完成后立刻測(cè)定游離氨基酸。

氨基酸分析柱為RP-18色譜柱，流動(dòng)相為：A相為50 mmol/L乙酸鈉(pH 5.7，加入0.5%四氫呋喃)；B相為去離子水；C相為甲醇。梯度洗脫程序?yàn)椋?～38 min，A∶B∶C從80∶0∶20(體積比，下同)變到33∶0∶67；38～40 min，0∶33∶67；40～43 min， 0∶100∶0。儀器參數(shù)設(shè)定：緩沖溶液總流速1.2 mL/min(壓力50～60 MPa)，反應(yīng)器溫度130 ℃，柱溫箱溫度58 ℃，進(jìn)樣體積20 μL，通道1檢測(cè)波長(zhǎng)450 nm，通道2檢測(cè)波長(zhǎng)340 nm，采用儀器自帶程序進(jìn)行定量分析。

氨基酸評(píng)價(jià)方法根據(jù)FAO/WHO 1973 年建議的氨基酸評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式和中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所提出的雞蛋蛋白質(zhì)模式進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)，氨基酸評(píng)分(AAS)、化學(xué)評(píng)分(CS)及必需氨基酸指數(shù)(EAAI)計(jì)算方法按照參考文獻(xiàn)[10]進(jìn)行。

1.3.4 風(fēng)味物質(zhì)測(cè)定

樣品前處理參照文獻(xiàn)[11]進(jìn)行。色譜柱HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm) ，載氣(He)流量：1 mL/min; 程序升溫：初溫60 ℃，保持1 min，以5 ℃/min上升到200 ℃，保持5 min，再以20 ℃/min 上升到250 ℃；進(jìn)樣口溫度: 230 ℃；進(jìn)樣量：1 μL。不分流。電離方式EI；電子能量70 eV；接口溫度為280 ℃；質(zhì)譜掃描范圍為45～400 amu。

1.4 數(shù)據(jù)分析

每個(gè)樣品重復(fù)取樣3次進(jìn)行測(cè)定， 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS7.5 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，試驗(yàn)結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(X±SD)表示，不同處理間比較采用單因素方差分析，多重比較采用Turky法。PCA分析采用SIMCA-P 13.0軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

不同潮數(shù)茶樹菇的基本營(yíng)養(yǎng)成分如表2所示，所有物質(zhì)的含量均以子實(shí)體干品計(jì)算。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，三潮茶樹菇子實(shí)體中，灰分和粗脂肪的含量差異均不顯著(p>0.05)，但第三潮茶樹菇的粗脂肪含量低于前兩潮產(chǎn)品。粗蛋白的含量隨著潮數(shù)增加有上升趨勢(shì)，而第一潮茶樹菇子實(shí)體的粗纖維含量最低，第二潮最高。從基本營(yíng)養(yǎng)成分來看，茶樹菇屬于典型的高蛋白低脂肪食品。

表2 不同潮茶樹菇基本營(yíng)養(yǎng)成分Table 2 Nutrients composition of Agrocybe cylindracea between different tides

注：同一行中不同的字母表示在0.05的水平上差異顯著(p<0.05)，表3、表4同。

值得注意的是，本次取樣的產(chǎn)品中，三潮菇水分含量均高于國(guó)家綠色食用菌標(biāo)準(zhǔn)中要求的含量(≤12.0%)，說明其產(chǎn)品的烘干或保藏環(huán)節(jié)還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

2.2 礦物質(zhì)元素含量測(cè)定

礦物質(zhì)元素含量如表3所示。從測(cè)定結(jié)果可以看出，在測(cè)定的8種元素中，茶樹菇子實(shí)體中含量最高的為鎂元素，其次為鈣元素，但這2種元素在三潮菇之間差異不顯著。第三潮菇的鋅元素含量顯著高于第一、二潮，硒元素盡管含量較低，但在三潮菇之間差異顯著。

重金屬殘留是影響茶樹菇安全性的重要指標(biāo)，由于食用菌一般具有富集重金屬的特性，因此需要對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)[12]。從測(cè)定結(jié)果可以看出，砷元素在第二潮菇中含量最高，顯著高于其他兩潮，而鉛元素的含量在三潮菇之間差異不顯著。前兩潮菇汞元素含量均低于0.01 mg/kg，但在第三潮菇中含量大幅度升高。而鎘元素的含量在三潮菇之間有明顯的上升趨勢(shì)，各潮菇之間差異顯著。總體來看，本次測(cè)定的茶樹菇樣品四種重金屬含量均低于國(guó)家農(nóng)業(yè)部綠色農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(NY/T 749—2012)，且除砷含量略高以外，鉛、汞及鎘的含量均低于已有報(bào)道[13]，具有較好的食品安全性。

表3 不同潮茶樹菇礦物質(zhì)元素含量 單位：mg/kgTable 3 Mineral elements composition of Agrocybe cylindracea between different tides

2.3 氨基酸含量測(cè)定

表4顯示了不同潮茶樹菇子實(shí)體中氨基酸組成和檢測(cè)出的主要13種氨基酸含量(含量大于0.01 g/100g

表4不同潮茶樹菇氨基酸組成及含量

單位：g/100gTable 4 Amino acids composition and contents of Agrocybe cylindracea between different tides

干物質(zhì))，其中包括4種必需氨基酸(蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸及賴氨酸)。從測(cè)定結(jié)果可以看出，前兩潮茶樹菇子實(shí)體中的氨基酸總量無顯著性差異，除脯氨酸外，其他12種氨基酸的含量也無顯著性差異。但第三潮茶樹菇子實(shí)體的氨基酸總量及各種氨基酸含量(除脯胺酸外)均顯著高于前兩潮。但從總體來看，必需氨基酸在總氨基酸中所占的比例并沒有很大差異，均在30%左右，略低于FAO/WHO的標(biāo)準(zhǔn)(35.38%)[10]。

鮮味氨基酸的組成和含量決定了蛋白質(zhì)的鮮美與可口程度，但鮮味氨基酸的定義在不同文獻(xiàn)中各不相同[14-15]，本研究選擇常見的天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸4種氨基酸作為典型鮮味氨基酸[16]，并對(duì)其含量進(jìn)行分析。其中谷氨酸和天冬氨酸是鮮味氨基酸中的特征性氨基酸，同時(shí)也是茶樹菇中含量最高的2種氨基酸。從檢測(cè)結(jié)果來看，茶樹菇中天冬氨酸的含量高于海鮮菇[17]、真姬菇、杏鮑菇等[18-19]菇類，谷氨酸的含量也高于真姬菇、杏鮑菇等菇類，與海鮮菇基本相當(dāng)。從測(cè)定結(jié)果還可以看出，茶樹菇中富含精氨酸和賴氨酸，研究表明精氨酸具有增強(qiáng)人體免疫力、調(diào)整血糖、有效保護(hù)肝臟和抗疲勞等功效[20]，而賴氨酸對(duì)改善人類膳食營(yíng)養(yǎng)和動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育、調(diào)節(jié)體內(nèi)代謝平衡、提高體內(nèi)對(duì)谷類蛋白質(zhì)的吸收均有重要作用[21]。因此茶樹菇不僅具有誘人的鮮味，還具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

為了更好的考察不同潮茶樹菇子實(shí)體氨基酸含量及組成的規(guī)律，采用主成分分析(PCA)對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同潮茶樹菇產(chǎn)品氨基酸含量的PCA得分圖Fig.1 Score plots of PCA models of amino acids between different tides

PCA為無監(jiān)督的分析方法，反映了數(shù)據(jù)的原始狀態(tài)，可以用來觀察實(shí)驗(yàn)樣品的自然分布和組別關(guān)系[22]。采用主成分分析法對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而考察數(shù)據(jù)的分類情況，結(jié)果表明使用PCA模型可以取得較好的擬合效果，R2X(模型概括能力)和Q2(模型預(yù)測(cè)能力)分別為0.978和0.885，滿足數(shù)據(jù)分析要求[23]。從圖1中可以看出，第一潮(編號(hào)1～3)和第二潮(編號(hào)4～6)茶樹菇產(chǎn)品的氨基酸含量特征比較接近，無法通過PCA分析進(jìn)行區(qū)分，但第三潮(編號(hào)7～9)產(chǎn)品在得分圖上與其他兩代產(chǎn)品有較為明顯的差異，說明第三潮產(chǎn)品的氨基酸特征與前兩潮有顯著差異。

2.4 不同潮茶樹菇子實(shí)體品質(zhì)評(píng)價(jià)

食物中蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值主要取決于氨基酸的比例及必需氨基酸的種類和含量。以FAO/WHO 提供的理想蛋白質(zhì)中必需氨基酸含量的模式、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所提出的雞蛋蛋白質(zhì)模式作參比，對(duì)三潮茶樹菇子實(shí)體的氨基酸組成進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)，計(jì)算其氨基酸評(píng)分(AAS)、化學(xué)評(píng)分(CS)和必需氨基酸指數(shù)(EAAI) ，結(jié)果如表5及表6所示。從表5可以看出，三潮茶樹菇中4種必需氨基酸的含量均低于雞蛋蛋白和FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)。從表6的結(jié)果可以看出，在AAS和CS兩種評(píng)價(jià)模式下，茶樹菇子實(shí)體中必需氨基酸額得分均較低，而亮氨酸和異亮氨酸為普遍性限制性氨基酸。從EAAI指數(shù)也可以看出，茶樹菇子實(shí)體必需氨基酸含量與標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)存在較大的差距。

表5 不同潮茶樹菇必需氨基酸含量與組成 單位：mg/g 蛋白質(zhì)Table 5 The essential amino acids composition and contents of Agrocybe cylindracea in different tides

表6 不同潮茶樹菇的AAS、CS及EAAI比較Table 6 Comparison of AAS，CS and EAAI between different tides

注：*為第一限制性氨基酸；**為第二限制性氨基酸。

2.5 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

食用菌獨(dú)特的香氣不僅可以增加人的快感、引起人們的食欲，而且可以刺激消化液的分泌，促進(jìn)人體對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分的消化吸收[24]。經(jīng)過GC-MS分析，分別從前3潮茶樹菇干品蒸餾組分中鑒定出37、32及40種揮發(fā)性物質(zhì)，但不同潮樣品之間的揮發(fā)性物質(zhì)種類及含量差異較大。表7中列出了不同大類揮發(fā)性物質(zhì)的種類及其含量。

表7 茶樹菇揮發(fā)性成分的GC-MS分析結(jié)果Table 7 GC-MS Analysis result of volatile components of Agrocybe cylindracea

為了更好地觀察茶樹菇干品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的總體特征，將所有比對(duì)出的物質(zhì)及其含量原始數(shù)據(jù)采用PCA模型進(jìn)行擬合，結(jié)果發(fā)現(xiàn)模型的R2X和Q2分別為0.777和0.367，說明模型的擬合度和預(yù)測(cè)能力均不是特別理想。從圖2中也可以看出，三潮茶樹菇的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)樣品點(diǎn)并沒有明顯分開，盡管第三潮菇(編號(hào)7～9)有相對(duì)獨(dú)立的趨勢(shì)，但這種趨勢(shì)并不明顯。這說明茶樹菇的揮發(fā)性風(fēng)味特征受多種因素的影響，并不因潮數(shù)不同而有明顯的特征。

圖2 不同潮茶樹菇產(chǎn)品風(fēng)味物質(zhì)的PCA得分圖Fig.2 Score plots of PCA models of Amino acids Between Different tides

3 討論

營(yíng)養(yǎng)成分及其食品安全性是影響食用菌品質(zhì)的重要指標(biāo)，也是影響產(chǎn)品銷售的核心問題。從現(xiàn)有的研究報(bào)道來看，不同潮期食用菌的營(yíng)養(yǎng)成分隨品種的不同有較大差異。李雪丹等[25]研究了2個(gè)品種的滑子菇各潮期產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分的差異，結(jié)果表明第一潮滑子菇總糖、多糖含量最高，第二潮灰分、蛋白質(zhì)含量最高，而第三潮產(chǎn)品的纖維素含量最高；向瑩等[26]研究了金針菇三種潮期的產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分差異，結(jié)果表明第一潮金針菇的營(yíng)養(yǎng)成分最為豐富，而隨后兩潮產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)成分會(huì)相對(duì)下降；張小爽等[27]比較了不同潮期香菇的營(yíng)養(yǎng)成分，結(jié)果表明第一潮香菇粗纖維含量最高，第二潮產(chǎn)品多糖和氨基酸含量最高，第三潮產(chǎn)品則含有最多的香菇總糖，而蛋白質(zhì)含量則以第四潮產(chǎn)品最高；本研究結(jié)果表明盡管在氨基酸評(píng)分等方面三潮茶樹菇產(chǎn)品之間并無顯著差異，但第三潮菇在蛋白質(zhì)含量等指標(biāo)上顯著優(yōu)于前兩潮，且脂肪含量也顯著降低，硒、鋅、鈣元素的含量也相對(duì)更高，具有更好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。綜合上述研究來看，無論是哪種食用菌，其不同潮期的產(chǎn)品之間均存在較大的營(yíng)養(yǎng)差異，這一點(diǎn)在進(jìn)行產(chǎn)品分級(jí)和銷售時(shí)是需要注意的。

食用菌分級(jí)可以給種植戶帶來更大的收益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，是制約食用菌行業(yè)健康發(fā)展的瓶頸之一[28]。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道和實(shí)地調(diào)研情況來看，目前大部分地區(qū)和企業(yè)在評(píng)價(jià)食用菌品質(zhì)時(shí)，大多采用較為簡(jiǎn)單的外觀形態(tài)作為最主要指標(biāo)[29]，忽略了營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、食品安全性等關(guān)鍵因素。江西作為我國(guó)最大的茶樹菇生產(chǎn)基地，目前茶樹菇的分級(jí)也基本以外觀形態(tài)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，而從本研究的結(jié)果來看，不同潮茶樹菇的營(yíng)養(yǎng)成分之間存在較大的差異，這一點(diǎn)可以作為產(chǎn)品分級(jí)的重要參考。本研究成果可以為茶樹菇分級(jí)及后期銷售提供一定的參考。