蘋果木屑栽培基質(zhì)對平菇產(chǎn)量及子實體氨基酸營養(yǎng)價值的影響*

梁 然，鄭靜宜，尹淑麗，馬 宏，劉昆昂，張根偉，李向前

（1.河北省科學(xué)院 生物研究所，河北 石家莊 050081；2.石家莊市鹿泉區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，河北 石家莊 050200；3.河北省種子總站，河北 石家莊 050031）

河北省蘋果的種植面積和產(chǎn)量均居全國前列，是我國主要種植基地之一，蘋果產(chǎn)業(yè)是我省生態(tài)建設(shè)和鄉(xiāng)村振興的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)[1]。每年產(chǎn)量巨大的蘋果果樹殘枝被隨意丟棄或直接焚燒，造成嚴(yán)重的資源浪費和環(huán)境污染，亟需尋求高效的資源化利用途徑[2-4]。

平菇 （Pleurotus ostreatus） 隸屬于擔(dān)子菌門（Basidio-mycota） 傘菌目 （Agaricales） 側(cè)耳科（Pleurotaceae），是我國栽培量、消費量較大的食用菌之一[5]。隨著栽培規(guī)模的擴(kuò)大，對闊葉木屑的需求量也急劇增加，為緩解“菌林矛盾”，目前已采用枸杞木屑、桑枝木屑、桉木屑等替代闊葉木屑來栽培平菇[6-8]。

已有研究表明，使用蘋果木屑可栽培香菇（Lentinus edodes）、大球蓋菇 （Stropharia rugosoannulata）、黑木耳（Auricularia auricula）等食用菌[9-13]。且使用蘋果木屑栽培黑木耳時可提高其菌絲生長速度，生物學(xué)效率高達(dá)117.42%，污染率降低1.43%，出耳周期縮短至76 d[12-14]。已有學(xué)者使用蘋果枝木屑與玉米芯混合的培養(yǎng)料栽培平菇，但尚未發(fā)現(xiàn)以蘋果木屑為主料栽培平菇并對子實體營養(yǎng)價值進(jìn)行評價的相關(guān)報道[15]。因此，通過探究蘋果木屑與不同基質(zhì)混配后對平菇產(chǎn)量、子實體氨基酸的組成及含量、營養(yǎng)價值的影響，為蘋果木屑的食用菌栽培高效利用提供理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試菌株

平菇“冀雜26”，為河北省科學(xué)院生物研究所自主選育的品種[16]。

1.2 培養(yǎng)料配方及養(yǎng)分含量測定

蘋果剪枝木屑，采集于河北省石家莊鹿泉區(qū)大河鎮(zhèn)；玉米芯、棉籽皮、麩皮、石膏，購買于石家莊市場。試驗設(shè)計了以蘋果木屑作為主料的4種培養(yǎng)料配方，詳見表1。

表1 培養(yǎng)料的不同配比Tab.1 Different proportions of substrates

如表1所示，按各配方的原料配比進(jìn)行培養(yǎng)料的配制。培養(yǎng)料中的全氮根據(jù)改進(jìn)后的植物全氮H2SO4-H2O2消煮法進(jìn)行測定[17]。全磷、全鉀、全鐵、總銅、全錳、全鋅、全鈣、全鎂按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《森林植物與森林枯枝落葉層全硅、鐵、鋁、鈣、鎂、鉀、鈉、磷、硫、錳、銅、鋅的測定》（LY/T 1270-1999）[18]方法進(jìn)行測定。

1.3 栽培方法

蘋果木屑在配料前需提前預(yù)濕并堆置2 d，然后按照表1配方進(jìn)行配料，拌料混勻。采用聚乙烯塑料袋（20 cm×50 cm×0.025 cm），每個配方裝400袋，每袋培養(yǎng)料干質(zhì)量約1.5 kg，常壓滅菌，100℃維持24 h。待菌袋冷卻至常溫后接種，接種量為5%。

菌絲滿袋1周后，均移至暖棚中，菌袋擺放3層～4層。出菇溫度為15℃～28℃，棚內(nèi)濕度為85%～90%。隨機(jī)采集第1潮子實體共5 kg，40℃烘箱中烘干至質(zhì)量恒定（約4 h），用多功能粉碎機(jī)粉碎成粉末后過40目篩備用。測定每潮平菇的鮮質(zhì)量，并統(tǒng)計總產(chǎn)量。

1.4 平菇子實體氨基酸含量測定

依據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氨基酸的測定》（GB 5009.124-2016）[19]進(jìn)行氨基酸含量測定。

1.5 營養(yǎng)價值分析

利用聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織FAO（Food and A－griculture Organization of the United Nations） 和世界衛(wèi)生組織WHO（World Health Organization） 的必需氨基酸模式，計算樣品中必需氨基酸比值（RAA）、氨基酸比值系數(shù)（RC）、比值系數(shù)分（SRC），分析樣品的營養(yǎng)價值[20]。

必需氨基酸比值（RAA）的計算公式為：

式中：mEAA為樣品中某一必需氨基酸的含量；MEAA為FAO/WHO模式譜相應(yīng)必需氨基酸的含量。

氨基酸比值系數(shù)（RC）的計算公式為：

比值系數(shù)分（SRC）的計算公式為：

式中：RSD為RC的相對標(biāo)準(zhǔn)差。

1.6 主要儀器

DH-101-2BY電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，北京君方科儀科技發(fā)展有限公司；L-8900氨基酸分析儀，日本日立公司。

1.7 數(shù)據(jù)分析

用Excel對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，用SPSS 17.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配方原料的營養(yǎng)物質(zhì)含量分析

4種不同配方的營養(yǎng)物質(zhì)含量見表2。

表2 不同配方的營養(yǎng)物質(zhì)含量Tab.2 Nutritional contents of different formulations

如表2所示，配方1栽培基質(zhì)中全鉀、全鐵的含量最高；配方2栽培基質(zhì)中全鎂含量最高；配方3栽培基質(zhì)中全錳、全鋅的含量最高；配方4栽培基質(zhì)中全氮、全磷、總銅、全鈣的含量最高。

2.2 不同配方原料的產(chǎn)量及生物學(xué)效率

不同配方原料的產(chǎn)量及生物學(xué)效率見圖1。

如圖1所示，平菇冀雜26采用配方2栽培時其產(chǎn)量及生物學(xué)效率最高，與配方1、配方3和配方4相比，產(chǎn)量分別提高16.29%、35.89%和36.17%。可見，蘋果木屑的添加比例及輔料不同會影響平菇的產(chǎn)量及生物學(xué)效率。

圖1 不同配方栽培平菇的產(chǎn)量及生物學(xué)效率Fig.1 Yield and biological efficiency of Pleurotus ostreatus cultivated with different formulas

2.3 不同配方的營養(yǎng)條件與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

栽培基質(zhì)營養(yǎng)條件與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)見表3。

表3 栽培基質(zhì)營養(yǎng)條件與產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)Tab.3 Correlation coefficient between yield and nutrient condition of cultivation substrate

如表3所示，栽培基質(zhì)的營養(yǎng)條件與產(chǎn)量的相關(guān)性不同。平菇冀雜26的產(chǎn)量與全氮含量、碳氮比不相關(guān)；與全磷含量、全鐵含量、全鈣含量弱負(fù)相關(guān)；與全錳含量、總銅含量中等程度負(fù)相關(guān)；與全鋅含量極強(qiáng)負(fù)相關(guān)；與全鉀含量、全鎂含量中等程度正相關(guān)。可見，栽培基質(zhì)中全鉀和全鎂的含量具有提高產(chǎn)量的潛力。

2.4 子實體氨基酸組分分析

檢測出的17種氨基酸包括必需氨基酸（EAA）和非必需氨基酸（NEAA），以此統(tǒng)計總氨基酸（TAA）、總必需氨基酸（TEAA）、總非必需氨基酸（TNEAA）、總藥用氨基酸（TMAA） 的含量。4種配方栽培的平菇子實體所含氨基酸組分及含量的結(jié)果見表4。

表4 平菇子實體氨基酸組成及含量Tab.4 Compositions and contents of amino acid in Pleurotus ostreatus fruit bodies

如表4所示，使用4個不同的配方栽培平菇，其子實體中氨基酸的種類齊全，均含有17種氨基酸。藥用氨基酸包括天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、異亮氨酸、精氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸。配方4栽培的平菇子實體中總藥用氨基酸含量最高；配方4栽培的平菇子實體中，除蛋氨酸外其他必需氨基酸含量均高于另外3個配方；且總氨基酸含量最高，較配方1、配方2、配方3分別提高57.50%、44.80%、42.03%。

2.5 子實體呈味氨基酸分析

非揮發(fā)性的滋味物質(zhì)和揮發(fā)性的香味物質(zhì)的共同作用使食用菌味道鮮美，風(fēng)味獨特[21]。呈味氨基酸（DAA）屬于非揮發(fā)性滋味物質(zhì)，分為鮮味氨基酸 （UAA）、甜味氨基酸 （SAA）、苦味氨基酸（BAA）[22]。在檢測出的17種氨基酸中，DAA包括谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸、精氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、賴氨酸、脯氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、組氨酸；UAA包括谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸、精氨酸；SAA包括蘇氨酸、絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸、賴氨酸、脯氨酸；BAA包括纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、精氨酸。分析（UAA+SAA）/BAA的比值，若比值低于1，則苦味氨基酸含量高；如果比值高于1，代表鮮甜味氨基酸含量高。4種配方栽培的平菇子實體呈味氨基酸的含量及分析見表5。

表5 平菇子實體呈味氨基酸分析Tab.5 Analysis of flavored amino acids in Pleurotus ostreatus fruit bodies

如表5所示，配方4栽培的平菇子實體中鮮味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸、呈味氨基酸含量最高，分別占總氨基酸（TAA） 含量的44.74%、32.28%、36.82%、95.99%，苦味氨基酸在氨基酸總量中的占比最大，為36.82%。配方2栽培的平菇子實體中鮮味氨基酸在氨基酸總量中占比最大，為48.03%；配方3栽培的平菇子實體中甜味氨基酸在氨基酸總量中的占比最大，為42.86%；4種配方栽培的平菇子實體中（UAA+SAA）/BAA的比值為2.03～3.73，表明平菇子實體的氨基酸以鮮甜味氨基酸為主。

2.6 子實體氨基酸的營養(yǎng)價值評價

2.6.1 必需氨基酸與FAO/WHO、全雞蛋模式譜比較

平菇子實體必需氨基酸與模式譜比較見表6。

如表6所示，4個配方栽培的平菇子實體中必需氨基酸占總氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和與FAO/WHO模式更接近，遠(yuǎn)低于全雞蛋模式，因此選用FAO/WHO模式進(jìn)行氨基酸營養(yǎng)評價。

表6 平菇子實體必需氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)與模式譜比較Tab.6 Comparison of mass fraction of essential amino acids in total amino acids and pattern spectrum of the Pleurotus ostreatus fruit bodies

2.6.2 氨基酸比值系數(shù)

利用FAO/WHO的必需氨基酸模式，根據(jù)公式（1） ～公式（3） 計算樣品中氨基酸的RAA、RC、SRC。其中，RC>1表示氨基酸相對過剩，RC<1表示氨基酸相對不足；RC值最小的氨基酸則為限制氨基酸[20]。RAA、RC及SRC的計算結(jié)果詳見表7。

表7 不同配方栽培平菇子實體中必需氨基酸的RAA、RC及SRCTab.7 RAA,RC and SRC of essential amino acids of Pleurotus ostreatus fruit bodies cultivated with different formulas

由表7可知，配方1栽培的平菇子實體中蘇氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸含量相對過剩；配方2栽培的平菇子實體中蘇氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸、賴氨酸的含量相對過剩；配方3栽培的平菇子實體中的蘇氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸的含量相對過剩；配方4栽培的平菇子實體中除蛋氨酸+半胱氨酸、賴氨酸、亮氨酸含量不足外，其他的氨基酸相對過剩。配方1、配方3、配方4栽培的平菇子實體必需氨基酸中第一限制性氨基酸為蛋氨酸+半胱氨酸，配方2栽培的平菇子實體必需氨基酸中第一限制性氨基酸為亮氨酸。

SRC越接近100，食物蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值越高[20]。4種配方栽培的平菇子實體SRC為64.82～88.80，大小順序為配方2>配方4>配方1>配方3；其中配方2栽培的平菇子實體必需氨基酸的SRC最大。

2.6.3 不同配方原料的營養(yǎng)條件與SRC的相關(guān)性分析

栽培基質(zhì)營養(yǎng)條件與SRC的相關(guān)系數(shù)見表8。

如表8所示，不同配方培養(yǎng)料的營養(yǎng)條件與SRC的相關(guān)性不同。平菇冀雜26的SRC與全鉀含量不相關(guān)；與碳氮比、全錳含量中等程度負(fù)相關(guān)，與全鐵含量強(qiáng)負(fù)相關(guān)，與全鋅極強(qiáng)負(fù)相關(guān)；與全磷含量、總銅含量、全鈣含量弱正相關(guān)，與全氮含量中等程度正相關(guān)，與全鎂含量極強(qiáng)正相關(guān)。可見，栽培基質(zhì)中全氮和全鎂的含量有提高平菇子實體中SRC的潛力。

表8 栽培基質(zhì)營養(yǎng)條件與SRC的相關(guān)系數(shù)Tab.8 Correlation coefficient between SRC and nutrient condition of cultivation substrate

3 討論

研究4種不同配方栽培平菇的產(chǎn)量、子實體氨基酸種類及含量、子實體蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的結(jié)果表明，配方2栽培的平菇產(chǎn)量最大、生物學(xué)效率最高，子實體的氨基酸比值系數(shù)分最大，蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值最高。平菇子實體中均含有17種氨基酸，以鮮甜味氨基酸為主；配方1、配方3、配方4栽培的平菇子實體必需氨基酸中第一限制性氨基酸為蛋氨酸+半胱氨酸；配方2栽培的平菇子實體必需氨基酸中第一限制性氨基酸為亮氨酸。

不同培養(yǎng)料對平菇產(chǎn)量及蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的影響不同。棉籽皮與玉米芯相比，棉籽皮有利于提高平菇的產(chǎn)量及子實體的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值；與胡素娟等[23]以棉籽殼為基質(zhì)栽培平菇，品質(zhì)和產(chǎn)量高于玉米芯的結(jié)果相一致。蘋果木屑替代玉米芯，有利于提高平菇的產(chǎn)量及子實體的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值；替代棉籽皮，平菇產(chǎn)量及子實體蛋白質(zhì)營養(yǎng)降低；完全替代玉米芯和棉籽皮后，平菇產(chǎn)量降低，子實體蛋白質(zhì)營養(yǎng)提高。可見，棉籽皮、蘋果木屑的添加有利于提高平菇的產(chǎn)量及子實體的蛋白質(zhì)營養(yǎng)，與蘋果木屑栽培糙皮側(cè)耳（Pleurotus ostreatus），子實體營養(yǎng)價值高的結(jié)果一致[24]。

不同培養(yǎng)料對平菇子實體中氨基酸種類及含量的影響不同。與玉米芯相比，棉籽皮更利于提高平菇子實體中必需氨基酸、總氨基酸、藥用氨基酸及鮮味氨基酸的含量；蘋果木屑替代玉米芯有利于提高平菇子實體中必需氨基酸、總氨基酸、藥用氨基酸、鮮味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸和呈味氨基酸的含量，替代棉籽皮有利于非必需氨基酸、總氨基酸含量、甜味氨基酸和呈味氨基酸的提高，完全替代玉米芯和棉籽皮，有利于提高平菇子實體中必需氨基酸、非必需氨基酸、氨基酸總量、藥用氨基酸、鮮味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸和呈味氨基酸的含量。與蘋果木屑栽培的糙皮側(cè)耳中鮮味氨基酸和甜味氨基酸含量高的結(jié)果一致[24]。可見，棉籽皮、蘋果木屑的添加有利于增加平菇子實體中氨基酸的含量。

礦質(zhì)元素能影響食用菌的生長及產(chǎn)量[25]。培養(yǎng)料中全鉀和全鎂的含量與平菇產(chǎn)量正相關(guān)，與熊閱斌[26]、張萍[27]、呂軍[28]等適量施用鉀肥可以使平菇增產(chǎn)的結(jié)果一致；全氮和全鎂與氨基酸比值系數(shù)分SRC正相關(guān)，具有提高子實體蛋白質(zhì)營養(yǎng)的潛力，與氮素可在一定程度上提高平菇品質(zhì)的結(jié)果一致[29]。

綜上，平菇培養(yǎng)料中添加蘋果剪枝木屑和棉籽皮，適量提高培養(yǎng)料中的全氮、全鎂和全氮的含量，利于提高平菇的產(chǎn)量、增加子實體中的氨基酸含量、提高子實體的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值。本研究試驗結(jié)果可為平菇的高產(chǎn)、高品質(zhì)提供一定的理論基礎(chǔ)及依據(jù)。