基于玉米秸稈軟材質栽培黑木耳營養品質分析*

徐湘江 張躍新 李靖彤 付婷婷 么宏偉**

（1.黑龍江省林業科學院，黑龍江 哈爾濱 150081；2.黑龍江省林業科學院牡丹江分院，黑龍江 牡丹江 157010）

黑木耳是世界上最重要的四大栽培食用菌之一[1]，富含碳水化合物、氨基酸和微量元素，同時含有大量功能性營養成分，比如多糖、黑色素、多酚、類黃酮等，是營養豐富又具有藥理作用的食用真菌[2]。目前林區多用闊葉樹木屑來栽培黑木耳，而木材需要保護，大多禁伐，栽培黑木耳用的木屑則是用小徑木粉碎取得，另外，近年來因各種原因，導致木屑價格不斷上漲，尋找可替代料木屑栽培黑木耳的其他作物資源已成為亟待解決的問題[3]。

黑木耳諸多營養和保健價值歸因于其本身的多元營養組成，然而目前對黑木耳營養成分變化還缺乏全面的了解。因此，替代料基質是如何影響黑木耳營養組成，以及相關關系如何還需進一步闡明。本研究旨在探究玉米秸稈替代料對黑木耳營養包括常量營養、微量營養和功能性成分差異，通過相關性分析及主成分分析，進一步確定玉米秸稈替代料對黑木耳營養成分影響的主次關系。

1 材料與儀器

1.1 試驗材料

試驗所需樣品序號、來源及處理方式如表1所示。

表1 黑木耳樣品材料

黑木耳實驗樣品基質配方如下：

（1）木屑對照配方

闊葉木屑80%，麥麩17%，豆粉2%，石膏0.7%，白灰0.3%；

（2）玉米秸稈80%配方

玉米秸稈80%，麥麩17%，豆粉2%，石膏0.7%，白灰0.3%；

（3）玉米秸稈60%配方

玉米秸稈60%，闊葉木屑20%，麥麩17%，豆粉2%，石膏0.7%，白灰0.3%；

（4）玉米秸稈40%配方

玉米秸稈40%，闊葉木屑40%，麥麩17%，豆粉2%，石膏0.7%，白灰0.3%；

（5）玉米秸稈20%配方

玉米秸稈20%，闊葉木屑60%，麥麩17%，豆粉2%，石膏0.7%，白灰0.3%。

1.2 試驗主要試劑

苯酚（分析純）、冰乙酸（分析純）、高氯酸（分析純）、硅藻土（分析純）、果糖（分析純）、過氧化氫（分析純）、甲醇（色譜級）、礦物元素標準鹽溶液、鹽酸（優級純）。

表2 主要試驗儀器

1.3 試驗方法

1.3.1 常量營養成分測定

蛋白含量的測定：凱氏定氮法GB 5009.5-2010；粗纖維含量的測定：酸堿處理的方法GB5009.10-2003；粗脂肪的測定：索氏浸提法GB/T 15674-2009；總糖：GB/T 15672-2009；還原糖的測定：直接滴定法GB/T 5009.7-2008；灰分的測定：高溫灼燒法GB/12532-2008；水分含量的測定：直接干燥法GB5009.3-2010。

1.3.2 微量營養成分測定

采用NY/T 1653-2008中的電感耦合等離子發射光譜法。黑木耳多糖的測定：參照倪兆林[4]等人的方法進行測定；黑木耳黑色素的測定：參照李琦[5]等人的方法進行測定；黑木耳總多酚的測定：參照周麗明[6]等人的方法進行測定；黑木耳總黃酮的測定：參照厲榮玉等[7]等人的方法進行測定；黑木耳總膠狀物質的測定：參照厲榮玉等[8]等人的方法進行測定。

1.4 數據統計與分析

數據分析和圖表繪制采用SPSS 20.0和Excel。

2 結果與分析

2.1 不同玉米秸稈添加量對黑木耳常量營養成分的影響

采用常規營養成分分析法對不同玉米秸稈添加量基質黑木耳營養成分進行測定（表3）。隨著玉米秸稈添加量的增大，黑木耳水分、總糖、還原糖、粗纖維變化不顯著；與木屑對照比，玉米秸稈替代料黑木耳的灰分增大、粗脂肪降低；隨著玉米秸稈添加量的增加，黑木耳蛋白質含量升高。用玉米秸稈替代料栽培出的黑木耳，具有高蛋白、低脂肪的特點，這符合當前營養健康飲食的理念，而且用玉米秸稈替代木屑既能節約木材資源，又符合消費者營養需求，因此玉米秸稈替代料基質培養的黑木耳更容易引起消費者的青睞。

表3 不同玉米秸稈添加量對黑木耳常量營養成分的影響

2.2 不同玉米秸稈添加量對黑木耳微量營養成分的影響

采用NY/T 1653-2008中的電感耦合等離子發射光譜法對不同玉米秸稈添加量對黑木耳微量營養成分進行測定（表4）。礦物質元素是構成機體組織的重要原料，也是維持機體酸堿平衡和滲透壓的必要條件。鈣、鐵、鋅均為骨細胞結構和功能的必需元素，另外，鎂是生理生化反應中多種酶的激活劑，并且鎂還具有調節肌肉興奮性的作用。與木屑對照相比，玉米秸稈替代料增加了黑木耳銅、鐵的含量，而降低了鋅、鎂、錳的含量。所以不同玉米秸稈替代料能夠顯著的影響黑木耳礦物質元素的含量。

表4 不同玉米秸稈添加量對黑木耳微量營養成分的影響

2.3 不同玉米秸稈添加量對黑木耳功能性成分的影響

由表5可知，與木屑對照相比，不同玉米秸稈添加量對黑木耳粗多糖影響不顯著，說明不同玉米秸稈添加量對黑木耳多糖次級代謝產物積累影響不大。（1）玉米秸稈替代料能夠提高黑木耳總多酚的含量，但隨著玉米秸稈添加量的增加，總多酚變化趨勢不明顯。這表明玉米秸稈添加量對黑木耳次生代謝產物總多酚的影響較小。（2）玉米秸稈添加量能夠提高黑木耳黑色素的含量，但是隨著玉米秸稈添加量的增加，黑色素變化趨勢不明顯。這表明玉米秸稈替代料對黑木耳次生代謝產物黑色素的影響較小。（3）不同玉米秸稈添加量對黑木耳黃酮含量影響不大，這表明玉米秸稈添加量不能增加黑木耳黃酮類化合物的積累。而不同玉米秸稈添加量黑木耳黃酮含量都比較低，這可能是因為黃酮類化合物主要在脅迫條件下積累，棚栽黑木耳是在人為管理措施下，各種生長條件比較適合黑木耳生長，較少受到環境脅迫影響，所以黃酮類化合物含量比較低。（4）玉米秸稈替代料能夠提高黑木耳黑色素的含量，但是隨著玉米秸稈添加量的增加，黑色素變化趨勢不明顯。這表明不同玉米秸稈添加量對黑木耳黑色素的影響較小。（5）不同玉米秸稈添加量顯著降低了黑木耳膠狀物質的含量，并且隨著玉米秸稈添加量增加，膠狀物質含量逐漸降低。表明不同玉米秸稈添加量在一定程度上影響了黑木耳膠狀物質的積累。

表5 不同玉米秸稈添加量對黑木耳樣品功能性成分的影響

2.4 不同玉米秸稈添加量對黑木耳營養組成的影響

黑木耳含有豐富的常量營養成分、微量營養成分及功能性成分，而且不同玉米秸稈添加量下黑木耳常量營養成分成分、微量營養成分、功能性成分差異較大，很難從整體角度找出玉米秸稈添加量與黑木耳營養成分的關系。為此對7種常量營養成分、7種微量營養成分及5種功能性成分進行主成分分析，以期找到限制性因素。

2.4.1 不同玉米秸稈添加量對黑木耳營養組成主成分分析

主成分分析顯示了不同玉米秸稈添加量對黑木耳營養組成的影響，PC1和PC2分別解釋了總方差的47.49%和26.34%（圖1）。PCA清晰的將不同玉米秸稈添加量栽培的黑木耳和木屑對照處理組樣本區分開。木屑對照與PC1呈正相關，玉米秸稈20%、40%、60%、80%與PC1呈負相關，暗示了玉米秸稈替代料與木屑的差異影響了黑木耳營養成分的變化。隨著玉米秸稈添加量的增多，黑木耳樣本越偏向PC2的正方向，表明PC2代表了不同玉米秸稈添加量栽培出的黑木耳的差異。

圖1 不同黑木耳樣本主成分分析

2.4.2 不同玉米秸稈添加量黑木耳樣品的主要特征性組成成分分析

如圖2載荷圖所示，與PC1正相關的主要是常量營養成分灰分、水分、還原糖等，負相關的主要是膠狀物質、黃酮等。與PC2呈顯著正相關的是全部的礦物質元素銅、鐵、鋅、錳、部分常量營養成分灰分、還原糖，部分功能性成分總黃酮、黑色素等，而與PC2呈負相關的包括膠狀物質、總糖、水分、總多酚等。

圖2 營養成分載荷圖

3 結論

本文用玉米秸稈作為木屑替代料栽培黑木耳，研究玉米秸稈添加量對黑木耳營養成分的影響，結果表明，不同玉米秸稈添加量能夠增加黑木耳灰分、蛋白質、銅、鐵的含量，而降低了鋅、鎂、錳、膠狀物質的含量；對黑色素、總多酚、影響較??；對水分、總糖、還原糖、粗纖維、黃酮影響不顯著。所以用玉米秸稈作為替代料基質栽培黑木耳，能夠顯著的影響黑木耳的常量營養成分、微量營養成分及功能性成分，為不同替代料基質栽培黑木耳提供理論依據。