油茶殼基質結合富鋅、富硒栽培的香菇營養品質及其蛋白質營養價值分析

薛晨光，冮 潔，鄧海平，潘 玲，宋文俊，楊新鵬，關穎賢

(1.大連民族大學 生命科學學院，遼寧 大連 116605；2.貴州省銅仁市農業科學院，貴州 銅仁 554300；3.貴州省銅仁市林業科學院，貴州 銅仁 554300 )

油茶(Camelliaoleifera)作為中國重要的木本油料作物之一，2018年種植面積達到426.7萬hm2，年茶油產量 65.75萬噸。油茶殼占整個果實質量的50%～60%，每年有超過300萬噸油茶殼產生。油茶殼是一種豐富的生物質資源,然而通常被當做農業廢棄物丟棄或焚燒，不但未得到有效利用，還造成環境污染和資源浪費[1]。油茶殼和油茶餅可用于食用菌的栽培[2]。使用油茶殼栽培香菇可以提高菌絲體的吃料速度和生長率[3]。使用油茶餅粕栽培茶薪菇，最適添加量為20%，其菌絲體生長速率和生物學效率分別提高了5.70%和11.85%；使用油茶餅粕栽培金針菇，最適添加量為20%，其菌絲體生長速率和生物學效率分別提高了2.10%和4.10%，使用油茶餅栽培平菇，可促進平菇菌絲體生長[4]。

香菇(Lentinusedodes) 是中國產量第一大食用菌，民間素有“山珍”之稱[5]。近年來隨著全國產業扶貧工作的開展，香菇栽培規模逐年遞增，據中國食用菌協會統計，2018年全國香菇產量達到1043.2萬噸，比2017年增長5.75 %[6]，占全球總產量的90%以上，產值超過1000億元。香菇富含多糖、蛋白質、礦物質和維生素等多種營養物質[7]，具有提高人體免疫力等保健功能。香菇具有較強的富硒、富鋅能力[8]，通過將硒、鋅離子吸收進入菌絲細胞內進行物質代謝，將無機硒、鋅結合到大分子活性物質上，成為有機硒多糖、鋅多糖和有機硒蛋白、鋅蛋白[9]。本研究采用油茶殼基質結合富硒、富鋅栽培香菇，對其營養品質和蛋白質營養價值進行了分析，為油茶殼基質在食用菌栽培中的應用和富鋅、富硒香菇的開發奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

香菇(Lentinusedodes)：由貴州省銅仁市農業科學院栽培，富硒香菇是在栽培基料中加入0.01%亞硒酸鈉，富鋅香菇是在栽培基料中加入0.01%硫酸鋅。

1.2 實驗試劑

硫酸鋅、亞硒酸鈉、硫酸銅、硫酸鉀、硼酸、NaOH、溴甲基綠、甲基紅、95%乙醇、苯酚、濃硫酸、石油醚、HCl、3,5-二硝基水楊酸、酒石酸鉀鈉、結晶酚、愈創木酚、30% H2O2、甲硫氨酸、氮藍四唑、EDTA-Na2、核黃素、PVP、DTT和硫代巴比妥酸等均為分析純試劑。

1.3 實驗儀器

AL204 電子精密天平(梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司)、HH-S水浴鍋(鞏義市英峪予華儀器廠)、EL20實驗pH計(梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司)、中藥粉碎機(寧波新芝有限公司)、T18 digital勻漿機(IKA公司)、DH-9053A電熱恒溫鼓風干燥箱(上海精宏實驗設備有限公司)、HH-ZK4數顯恒溫水二列四孔智能水浴鍋(鞏義市予華儀器有限責任公司)、H-2050R臺式高速冷凍離心機(長沙湘儀離心機儀器有限公司)、FOSS8400全自動型凱氏定氮儀(蘇州安創儀器有限公司)。

1.4 實驗方法

1.4.1 香菇栽培基質配方

香菇栽培配方見表1。

表1 香菇栽培配方 %

1.4.2 香菇營養品質的測定

香菇處理方法：將新鮮香菇去根部，在60 ℃烘干，粉碎后過60目篩子，粉末用于測定。

水分：采用《GB 5009.3-2016 食品安全國家標準 食品中水分的測定》。

1. 遺傳因素：PSD的發生與遺傳因素密切相關。5-羥色胺轉運體基因連鎖多態性區域(5-hydroxytryptamine transporter-linked polymorphic region，5-HTTLPR)、5-羥色胺受體和腦源性神經營養因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)基因型的多肽性對PSD的發生有重要影響。一項276例腦卒中隊列研究顯示：5-羥色胺受體2A抗體(5-HTR2A)的1438 A/A基因型與主要PSD相關，而5-HTTLPR的s/s和BDNF met/met基因型與PSD密切相關[5]。

灰分：采用《GB 5009.4-2016 食品安全國家標準 食品中灰分的測定》。

蛋白質：采用《GB 5009.5-2016 食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》。

粗多糖：采用《NY/T 1676-2008 食用菌中粗多糖含量的測定》。

粗纖維：采用《GB/T 5009.10-2003 植物類食品中粗纖維的測定》。

脂肪：采用《GB 5009.6-2016 食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》。

礦物質元素：采用《GB 5009.268-2016 食品安全國家標準 食品中多元素的測定》中ICP-MS法。

氨基酸：采用《GB 5009.124-2016 食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》。

采用化學評分的方法。氨基酸比值系數(ratio co- efficient of amino acid，RCAA)，氨基酸比值系數分( score of amino of amino acid，SRCAA) 和化學評分(chemical score，CS)按FAO的方法計算，氨基酸評分(amino acid score，AAS)、必需氨基酸指數(essential amino acid index，EAAI)、生物價 ( biological value，BV)和營養指數(nutrient index，NI)按BANO等的方法進行計算[10，11]，必需氨基酸相對比值(Essential Amino Acid Relative Ratio，EAARR)按趙建幸[12]的方法進行計算，模糊配方法計算貼近度(Fuzzy scoring)按照陳琛[13]的方法計算。

1.5 數據分析

每個試驗重復處理3次，用Microsoft Excel 軟件計算平均值和標準偏差，用SPSS分析數據顯著性差異。

2 結果及分析

2.1 油茶殼結合富鋅、富硒栽培的香菇營養品質分析

測定結果見表2。

表2 香菇的灰分、蛋白質、脂肪、粗纖維、粗多糖的測定結果 %

由表2可知，加了油茶殼栽培的香菇(YK)比CK，蛋白質含量明顯提高，增加了68.45%，說明在栽培香菇時添加油茶殼有助于提高香菇中蛋白質的含量；從S1和CK，以及Z1和CK的測定結果可以看出，僅僅使用雜木屑栽培香菇時，對香菇進行富硒或者富鋅處理，會使香菇中蛋白質的含量增加，說明鋅、硒元素對香菇蛋白質的合成起到了促進作用，可能是由于無機鋅和硒進入菌絲體后，促進氨基酸和蛋白質的合成。富硒栽培香菇時，隨著培養基質中油茶殼比例的增加，富硒香菇 S2、S3、S4的蛋白質呈現先增加后降低的趨勢，當油茶殼添加比例為40%時，富硒香菇中蛋白質含量最高，為29.17%，比CK提高73.01%；富鋅栽培香菇時，隨著培養基質中油茶殼的比例增加，Z2、Z3、Z4的蛋白質含量呈現遞增的趨勢，說明使用油茶殼取代部分雜木屑作為培養香菇的基質，會使富鋅香菇中蛋白質的含量增加，油茶殼含量越高，富鋅香菇中蛋白質含量越高，當油茶殼比例60%時，富鋅香菇中蛋白質含量最高，為31.71%，比CK提高88.08%。

從CK和YK粗多糖的測定結果可以看出，加了油茶殼栽培的香菇，粗多糖含量提高，增加了16.01%；S1和CK，以及Z1和CK比較，單獨使用雜木屑培養的香菇，對其進行富鋅、富硒處理，會提高香菇中的粗多糖的含量。富鋅、富硒香菇中粗多糖含量隨著栽培基質中油茶殼比例的增加而增加，當油茶殼比例為60%時，富硒香菇粗多糖含量最高，為4.82%，比CK提高45.62%；富鋅香菇粗多糖含量最高為5.60%，比CK提高69.18%。

油茶殼栽培使香菇的灰分含量增高。YK與CK對比增加了13.83 %，說明在栽培香菇時添加油茶殼，有助于提高香菇中的無機鹽的含量，再結合富硒、富鋅栽培，會使香菇中無機鹽類含量升高。隨著培養基質中油茶殼的增加，富硒香菇 S2、S3、S4的灰分呈現遞減的趨勢；相反，富鋅香菇Z2、Z3、Z4的灰分呈現遞增的趨勢，使用油茶殼取代部分雜木屑作為培養香菇的基質，會促進富鋅香菇中的無機鹽類含量增加。當油茶殼比例20%時，富硒香菇的灰分含量最高；當油茶殼比例60%時，富鋅香菇的灰分含量最高。

采用油茶殼栽培香菇可以提高香菇中的粗脂肪含量，YK與CK相比提高了15.54%。分別對富硒、富鋅香菇進行分析，當油茶殼比例為60%時，富硒香菇粗脂肪含量最高為2.59%(S4)，比CK提高了34.20%，隨著培養基質中油茶殼的增加，粗脂肪含量降低；當油茶殼比例為40%時，富鋅香菇中粗脂肪含量最高，為2.49%(Z3)，比CK提高了2.02%。

油茶殼栽培使香菇的粗纖維含量提高。從S1和CK，以及Z1和CK的測定結果可以看出，單獨使用雜木屑培養的香菇，對其進行富鋅、富硒處理，會提高香菇中的粗纖維的含量。隨著栽培基質中油茶殼比例的提高，富鋅、富硒香菇中粗纖維含量均呈現增長趨勢，說明使用油茶殼栽培香菇，可以提高香菇中粗纖維含量。當油茶殼含量為60%時，富硒香菇粗纖維含量最高，為7.59%，比CK提高16.23%；富鋅香菇粗纖維含量最高為7.51%，比CK提高15.01%。

2.2 礦物質元素分析

香菇的礦物質元素含量見表3。

表3 香菇的礦物質元素含量 (mg·kg-1)

由表3可知，采用油茶殼作為基質并結合富鋅、富硒栽培香菇，香菇中的10種礦物質元素含量均出現了明顯的提升，說明香菇菌絲體可以很好地吸收利用油茶殼中的礦物質元素，并且對硒、鋅元素的吸收尤為明顯。在采用油茶殼并結合富硒栽培后，香菇中的硒元素含量顯著提高，其中S2香菇硒含量最大，為166.54 mg·kg-1，比CK硒含量增加2 081.75倍；富鋅栽培的香菇隨著油茶殼比例的增加鋅含量逐漸提高，Z4香菇鋅含量最大，為126.07 mg·kg-1，比CK提高了2.87倍。

2.3 氨基酸組成的分析

對香菇氨基酸組成進行了測定，結果見表4。香菇中檢測出17 種氨基酸，其中包括除色氨酸以外的7種必需氨基酸。

由表4可知，YK比CK的必需氨基酸含量和氨基酸總量分別提高了20.88 %和39.24 %，說明使用油茶殼栽培香菇可以提高香菇中的必需氨基酸含量和氨基酸總量。油茶殼基質結合富鋅、富硒栽培香菇時，香菇中的必需氨基酸含量和氨基酸總量隨著油茶殼比例的增加持續上升，富硒和富鋅香菇的必需氨基酸含量在油茶殼比例為60%時達到最大，分別為7.34%和7.38%，比CK分別提高了47.39%和48.19%；氨基酸總量也是油茶殼添加比例為60%達到最大，富硒香菇為20.68%，比CK 提高了61.31%，富鋅香菇為21.88%，比CK提高了70.67 %。

2.4 蛋白質營養價值評價

根據表4中香菇的氨基酸含量和它們的蛋白質含量，計算出香菇蛋白質的必需氨基酸的含量，見表5。采用化學評分法對各種香菇的蛋白質營養價值進行評價，并計算獲得的各個指標結果見表6。

表4 香菇的氨基酸含量 %

表5 香菇蛋白質的必需氨基酸組成及含量 (mg·g-1)

表6 香菇的蛋白質營養價值評價結果

由表6可知，油茶殼結合富鋅、富硒栽培的香菇，可以提高香菇蛋白質的化學分，添加40%比例的油茶殼栽培的富硒香菇S3比單獨使用40%油茶殼栽培的香菇YK，蛋白質化學分提高了21.34%，說明香菇蛋白質的氨基酸組成更接近全雞蛋模式。添加40%比例的油茶殼栽培的富硒、富鋅栽培香菇(S3、Z3)，氨基酸評分分別為63.67和60.42，比未富硒、富鋅栽培的香菇(YK)提高了19.41%和13.32%，說明富硒、富鋅栽培可以使香菇中必需氨基酸組成更均衡，更接近FAO/WHO模式。對油茶殼栽培的香菇進行富硒、富鋅處理后，SRCAA值均有所提升，說明油茶殼栽培結合富硒、富鋅處理，可以使香菇中的必需氨基酸更接近FAO/WHO的必需氨基酸模式。對于富硒香菇S2、S3、S4，油茶殼比例由20%增加到60%時，必需氨基酸指數也在增加，但對于富鋅香菇Z2、Z3、Z4，油茶殼比例由20%增加到60%時，必需氨基酸指數逐漸降低。富硒、富鋅栽培的香菇，其生物價BV均高于未富硒、富鋅栽培的香菇，說明富鋅、富硒栽培可以提高香菇的蛋白質利用率。對比YK和CK可以發現使用油茶殼栽培香菇，營養指數提高了21.25%，對于富硒香菇，油茶殼比例為60%時，營養指數最大，為20.94，比CK組提高了47.36%；對于富鋅香菇，油茶殼比例為60%時，營養指數最大，為20.98，比CK組提高了47.64 %。10組香菇的貼近度均約為0.99，說明與FAO/WHO模式的貼近程度很高，其營養價值與FAO/WHO模式相近。

不同的氨基酸具有不同的味感特性[14]，一般將其分成鮮味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸和無味氨基酸4類，其中又以鮮味氨基酸和甜味氨基酸對食用菌滋味的貢獻較大[15]，其他類氨基酸對其滋味有提升作用，這些不同種類的呈味氨基酸經過不同的配比和綜合作用，構成了各種食用菌的不同味感特性。鮮味氨基酸主要是谷氨酸與天冬氨酸2種，甜味氨基酸包括丙氨酸、甘氨酸、脯氨酸、絲氨酸和蘇氨酸5種，苦味氨基酸主要包括亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、組氨酸和精氨酸7種，無味氨基酸包括胱氨酸、賴氨酸和酪氨酸3種[16]。

香菇中呈味氨基酸的分析見表7。由表7可知，10種栽培香菇的呈味氨基酸(鮮味、甜味、苦味)總量變動范圍為11.54%～19.90 %，最高的是 S4和Z4，分別達到18.74 %和19.90%。10種栽培香菇的鮮味氨基酸含量比例均達到30%以上。10種栽培香菇呈味氨基酸的含量高低不一，但均以鮮甜味為主。YK的鮮味氨基酸含量比例比CK高24.11%，說明使用油茶殼栽培香菇可以極大地提高香菇鮮味。對于富硒香菇，栽培基質中油茶殼比例為20%時，香菇中鮮味氨基酸含量比例最高，對于富鋅香菇，栽培基質中油茶殼比例為60%時，香菇中鮮味氨基酸含量比例最高，說明使用適宜濃度的油茶殼栽培富硒、富鋅香菇，可以增加其鮮味，以其為原料開發風味產品的潛力很大，具有開發前景。

表7 香菇中呈味氨基酸的分析 %

3 結 論

油茶殼結合富硒、富鋅栽培香菇，有助于香菇中蛋白質、多糖等營養成分的合成和硒、鋅元素的吸收轉化，栽培基質中油茶殼比例為60%時，香菇的蛋白質、多糖和硒、鋅元素含量達到最大，蛋白質化學分和氨基酸評分更接近全雞蛋模式和FAO/WHO模式，香菇中必需氨基酸含量增加，組成更均衡，鮮味氨基酸占比增加，提高了香菇的鮮味。因此，在栽培基質中添加60%的油茶殼，并結合富硒、富鋅栽培香菇是比較適宜的比例，獲得具有更高營養品質和風味的香菇，具有很好的應用前景。