食用菌品質評價研究淺析

董 慧，李曉貝，張艷梅，鄂恒超，周昌艷，趙曉燕

(上海市農業科學院農產品質量標準與檢測技術研究所，農業農村部農產品質量安全風險評估實驗室(上海)，上海 201304)

中國是認識和利用食用菌最早的國家，也是世界上主要的食用菌生產國和出口國。目前我國境內已發現的食用菌種類有1 000余種，被廣泛食用的有200種左右[1-2]。早期人類對食用菌的獲取完全依賴野外采集，隨著人類文明的進步及對食用菌的深入了解，人類獲取食用菌的途徑已逐漸由野外采集向馴化栽培邁進。據統計，當前人工馴化栽培成功的食用菌有60多種，是僅次于糧、棉、油、菜、果的第六大類產品[3]。食用菌蛋白質含量約占其干重的30%—45%，是普通蔬菜含量的10倍左右，與牛肉、豬肉等肉類相當，接近大豆中的蛋白質含量，是絕佳的膳食蛋白質來源[4]。除蛋白質外，食用菌還富含維生素、多聚糖和多種人體必需氨基酸，營養極為豐富。

近年來，貴州、陜西、吉林等一些省份把食用菌產業作為脫貧攻堅、鄉村振興的助推產業，在此政策影響下，食用菌產業保持了穩定增長。隨著人們對食用菌品質的要求越來越高，加之其分布的廣泛性以及品種間的差異性，建立一個科學客觀的食用菌品質評價體系對于生產者、消費者及我國食用菌產業都意義重大。本文以中國產量最大的食用菌栽培品種香菇及近年栽培技術取得突破性進展的羊肚菌為例，分析影響食用菌品質的主要因素，并對食用菌品質評價方法進行綜述，以期能為食用菌品質評價體系的構建提供參考。

1 品質影響因素

影響食用菌品質的因素主要有外觀、風味、內在營養、安全性等，不同因素間既密切相關又相對獨立。

1.1 外觀因素

食用菌外觀品質是決定消費者購買意向的主要因素，目前食用菌的外觀品質仍然采用定級評價，大多是通過評價員及消費者的感官來直接進行，識別的主觀性強而結果的客觀性差，但由于其評價結果最接近消費者的真實感覺且可進行整體評價，目前仍廣泛應用于食用菌的品質認定及評價過程中。

以香菇和羊肚菌為例，參照NY/T 1061—2006《香菇等級規格》標準，將香菇分為特級、一級和二級[5]。香菇在生長過程中，由于表皮細胞與肉質細胞分裂不同步，肉質細胞生長速度過快會脹破表皮細胞使菌蓋龜裂，形成褐白相間的菊花狀花紋，同時受光照、溫差等環境因素的影響，不同品種不同批次采收的香菇其菌蓋花紋存在很大的差異，價格差距也較大，珍品花菇的價格是普通光面香菇的5—8倍[6-8]。子實體大小和菌蓋形態也是影響香菇產量及價格的關鍵要素，菌蓋圓整、菌肉質厚、開傘適宜的香菇一般較受消費者歡迎，市場價格也較高。羊肚菌鮮品的分級一般以子囊果大小均勻程度、菌肉厚薄程度、含水量大小、顏色、雜質等作為標準，其中，顏色(黑)、外形(錐形)、含水量(1∶7—1∶10)是鮮羊肚菌外觀品質等級評價的最重要的3個要素。不同的消費方式對子囊果的大小要求不同，但同一級別中的羊肚菌要求均勻一致，不同等級的羊肚菌每公斤售價差距近千元人民幣。

1.2 風味因素

食用菌所具有的獨特風味是決定其品質與大眾接受度的一個重要因素，包括香味和滋味兩方面[9-10]。食用菌香味與其所含的揮發性成分密切相關，主要有八碳化合物和含硫化合物，醛酸酮酯類化合物與之互補。最典型的八碳化合物是1-辛烯-3-醇，幾乎存在于所有的食用菌中，已被美國食品藥品監督管理局(FDA)納入食品添加劑范疇[11]。含硫化合物是食用菌揮發性香味物質的另一重要組成部分，其中1,2,3,5,6-五硫雜環庚烷(香菇精Lenthionine)、1,2,4-三硫雜環戊烷等含硫雜環化合物是香菇中最重要的香味來源[12-14]。影響食用菌滋味的主要物質是一類可溶的、相對分子質量較低的化合物，主要有氨基酸、5’-核苷酸及低聚糖等。食用菌中香菇呈鮮性最強，含有較多的呈味核苷酸類物質，如鳥苷酸、腺苷酸、胞苷酸、尿苷酸等，其中鳥苷酸的含量最為豐富，是香菇中最主要的呈鮮因素[15]，當5’-核苷酸與氨基酸尤其是谷氨酸共同作用時，增鮮作用尤為明顯[16]。羊肚菌也具有極其獨特的風味，在美、法等國被視為僅次于塊菌的美味食用菌，其主要的呈味成分為順-3-氨基-L-脯氨酸、α-氨基異丁酸及2,4-二氨基異丁酸等稀有氨基酸[17]。

1.3 內在營養因素

影響食用菌品質的內在營養因素眾多，不同品種間品質差異也較大，因此在食用菌品質評價過程中，需要對其內在營養因素進行綜合分析評價，才能對食用菌的品質及價值做到全面的認識。

1.3.1 蛋白質與氨基酸

食用菌是典型的高蛋白、低脂肪產品，蛋白質中氨基酸種類豐富，必需氨基酸占比達到38%，營養價值達到FAO/WHO提出的必需氨基酸占比40%左右的理想蛋白質水平[18]。香菇不僅必需氨基酸配比適宜，還含有較多的人體第一限制氨基酸——賴氨酸，這對平衡膳食中氨基酸比例具有積極意義[19]。羊肚菌子實體蛋白質含量與雞油菌相近，所含的人體必需氨基酸含量非常高，占氨基酸總量的47.47%，高于一般食用菌必需氨基酸占比25%—40%的水平，其氨基酸含量僅次于白蘑和小刺猴頭。羊肚菌中還存在多種稀有氨基酸，如α-氨基異丁酸、2,4-二氨基異丁酸等[20]。當前食用菌中酸水解氨基酸含量一般參照《食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》(GB 5009.124—2016)執行[21]。

1.3.2 糖類化合物

目前已從高等擔子菌中篩選到300余種有生物活性的多糖物質，如：雜多糖、甘露聚糖、葡聚糖、糖蛋白和多糖肽，以葡聚糖為主[22]。食用菌種類不同，含有的多糖分子量、空間架構也不一致，其營養價值也不一樣。研究顯示，食用菌多糖可以增強人體免疫功能、減緩腫瘤細胞的擴散，對部分病毒有一定的抵抗作用[23-24]。Chihara等[25]發現香菇中含多種多糖，其中一種具有明顯的抗腫瘤作用，定名為Lentinan，其結構以β-(1-3)吡喃葡糖苷為主鏈[26]。在羊肚菌中，主要有MEP-SP1、MEP-SP2和MEP-SP3三種羊肚菌多糖，具有增強機體免疫力、降低膽固醇、抗疲勞、抗病毒等作用[27-29]，其中MEP-SP1是一種由木糖、葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖(29∶24∶61∶39)殘基為重復單元組成的雜多糖。目前國內外食用菌多糖的測定方法主要有比色法、滴定法、高效液相色譜法、薄層層析法等，綜合可操作性、靈敏度及回收率等因素，苯酚-硫酸法是目前測定食用菌粗多糖含量較為理想的方法[30]。

1.3.3 維生素

食用菌中維生素A、維生素B、煙酸、維生素D、維生素E含量普遍高于植物性食品，常吃食用菌可預防或減少維生素缺乏癥，提高機體免疫力[31]。香菇中含有較多的維生素B1、維生素B2、尼克酸等，還含有蔬菜中缺乏的麥角甾醇。麥角甾醇是維生素D2的前體，在陽光或紫外線的照射下可以大幅度地轉化為維生素D2，參與人體內鈣吸收[32]。目前對于食用菌中維生素含量測定多采用高效液相色譜法，其操作簡便、測定準確、重復性好，不過由于維生素種類的多樣性，目前也只能實現部分維生素同時測定。

1.3.4 其他成分

食用菌的營養成分還包括三萜類、黃酮類、核苷類、多酚類、皂甙類、內酯類和礦物質等。在香菇中，除香菇多糖和麥角甾醇外，含有的小分子RNA也具有明顯的抗病毒作用，含有的香菇嘌呤能夠加快膽固醇的分解，方便其從血漿中排除和轉移，避免膽固醇長期留在體內，有效降低血脂[33]。羊肚菌中新化合物也不斷被發現：Tomita[34]從羊肚菌中分離出了血小板集落抑制因子，其效價比阿司匹林高出2—3倍；Saegusa等[35]從羊肚菌中獲得了黑色素形成的抑制劑(酪氨酸抑制劑)。此外，研究還表明羊肚菌富含纖維素酶、γ-谷氨酰轉肽酶、藥用色素等活性成分[36]。

1.4 安全性因素

食用菌安全性主要受農藥濫用與殘留、重金屬污染、添加劑污染、微生物污染影響。

食用菌在生產過程中常會受到病蟲害的侵害，一般采用農藥來進行防治。目前在我國獲得登記的可用于食用菌的農藥有效成分只有6種，菇農亂用藥的現象時有發生，對食用菌品質及人體健康影響較大[37]。此外，食用菌本身具有較強的富集作用，受栽培環境等的影響，重金屬污染成為威脅食用菌質量安全的重要因素之一，香菇中鎘(Cd)元素含量超標情況較嚴重[38-39]。甲醛香菇、熒光劑蘑菇、檸檬酸食用菌等質量安全事件的曝光也使大眾對食用菌添加劑的關注增加[40]。食用菌中常見的含量超標成分有二氧化硫、甲醛、亞硫酸鹽、亞硝酸鹽、山梨酸和苯甲酸等[41]，其中，二氧化硫和亞硫酸鹽主要來源于漂白劑和護色劑的不當應用，而熒光增白劑作為一種危險源，是嚴禁在食品中使用的。香菇中含有甲醛一直是受到消費者質疑乃至遭遇國際貿易“綠色壁壘”的重要問題，但香菇中的甲醛乃香菇風味物質產生過程中的副產物，不能直接根據游離甲醛的毒性結果來評價香菇內源性甲醛的毒性，而應對內源性甲醛以何種狀態存在于香菇中、其存留形式是否對其毒性產生影響等問題進行深入研究,尋找和研發高效安全的香菇甲醛分析檢測和調控技術[42]。

食用菌微生物污染主要為細菌污染和真菌污染兩種。食用菌作為一種真菌微生物，在生產加工過程中接觸其他微生物的概率更大，其感染微生物后，會發生毒變，人食用后會導致慢性中毒甚至細胞癌變[43]。

2 品質評價方法

目前關于食用菌品質評價的方法與之前相比有了很大的進步和發展，尤其是統計分析技術的應用，為品質評價提供了理論依據，使評價結果更準確和科學。

2.1 化學計量學評價

常用的化學計量學方法有主成分分析法(principal components analysis，PCA)、聚類分析法(cluster analysis，CA)、灰色關聯度分析法(grey system connection method，GSCM)、層次分析法(analytic hierarchy process，AHP)、神經網絡法(neural network)以及模糊綜合評判法(fuzzy comprehensive evaluation，FCE)等。食用菌品質評價中常用的是主成分分析法和聚類分析法。于士軍等[44]通過主成分分析和聚類分析對6種食用菌的品質進行分析，為食用菌資源的品質鑒定提供了依據。

2.2 化學指紋圖譜評價

化學指紋圖譜是以化學成分為基礎進行的光譜或者色譜研究。不同品種食用菌所含成分及含量不同，其差異可通過化學指紋圖譜進行區分，根據圖譜反映出的信息差異，可對食用菌品質進行評價和分類。常用的色譜方法有薄層層析色譜(TLC)、高效液相色譜(HPLC)、氣相色譜(GC)、液質聯用(LC-MS)和氣質聯用(GC-MS)等。薄層色譜主要用于食藥用菌物種真偽鑒別研究，丁平平等[45]利用高效薄層色譜指紋圖譜對37批靈芝樣品進行分析比較，結合相似度分析和聚類分析對靈芝和近緣品種進行了區分鑒定。液相色譜指紋圖譜可用于食用菌產地、物種、部位鑒別及質量評價等方面的研究，Chen等[46]采用高效液相色譜法建立了6個產地靈芝的指紋圖譜，從中篩選出4個指標成分，并將樣品按照產地來源進行了區分。氣相色譜指紋圖譜常用于食用菌風味物質的研究，陳萬超等[47]采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術(SPME-GC-MS)對12個品種香菇的揮發性成分進行分析，并結合聚類分析法篩選出42個共有香氣特征成分，構建出香菇特征化學指紋圖譜 。

2.3 電子鼻和電子舌

電子鼻是由不同專一性氣敏傳感器構成的陣列和適當的識別方法組成的儀器，用來識別氣味，可得到與人感官品評一致的結果。電子鼻在食用菌品質評價方面的應用主要集中在不同品種、不同產地、不同等級等樣品的香氣品質的鑒別。電子舌是模仿人體味覺機理研制出來的，是通過軟件對數據進行處理分析并對不同物質進行模式識別，進而得出不同物質的信息[48]，較少用于食用菌的品質分析方面的研究。陳茂晴[49]在金耳深層發酵過程中基于電子鼻和電子舌進行過程檢測，分析了發酵液中關鍵理化指標變化情況。

2.4 光譜學評價

紅外光譜指紋圖譜、紫外光譜指紋圖譜、核磁共振指紋圖譜等是依據樣品所含化學成分的結構信息得到特征圖譜，進而對樣品中特定化學成分進行研究。紅外光譜因其無污染、取樣無損傷、準確快速等優點被廣泛應用于大型真菌的化學成分分析和質量檢測[50]。張榮芳[51]基于近紅外漫反射光譜技術成功建立了雙孢蘑菇內部品質檢測的偏最小二乘判別模型 。紫外光譜可用于食用菌的分析鑒別，楊天偉等[52]分析了14種牛肝菌的菌蓋紫外指紋圖譜，結果表明不同產地、不同種類牛肝菌的化學成分具有一定差異，為食用菌的市場質量控制提供了理論依據。核磁共振指紋圖譜可提供樣品初生和次生代謝產物的整體信息，具有較強的特征性和專屬性，是鑒別品種真偽的有效方法，陳罡等[53]構建了3個不同產地野生冬蟲夏草及偽品的水提物和醇提物核磁特征指紋圖譜，發現冬蟲夏草偽品與野生樣品之間差異明顯，能夠較好區分。

3 展望

我國食用菌種類繁多，但地域、品種以及栽培管理措施的差異，使得市場上的食用菌品質參差不齊。判定其品質優劣的因素有很多，不同指標間既密切相關又相對獨立，為避免信息重復，需對評價指標進行簡化，提取主要指標進行綜合評價。未來食用菌品質評價研究主要趨于兩方面：一是多方法結合，將不同的方法綜合應用，充分發揮各自優勢，使評價結果更具科學性和可靠性，比如主成分分析法與聚類分析法結合應用可篩選影響食用菌品種的關鍵因子，并對具有類似品質的品種進行分類；二是利用評價模型對品質進行預測，其不僅具有較強的通用性和推廣性，還有算法新穎、計算方便的優勢。

綜上，當前食用菌品質評價主要針對于營養品質方面，需要建立一個科學的綜合性評價體系，為提高食用菌品質提供理論依據和實踐經驗。