兩種蟲草基質營養價值和活性成分比較分析

紀偉，王一璞，蘇文英，劉曉梅，任立凱*，陳克龍*

1.連云港市農業科學院（連云港 222000）；2.青海師范大學（西寧 810000）

蛹蟲草子實體和蟬花子實體（人工培植）同屬藥食同源的新食品原料[1-2]，蛹蟲草基質和蟬花基質分別為它們采收后的副產物[3]，蛹蟲草基質和蟬花基質組成結構相同，均為不完全發酵的培養基和菌絲組成，外觀顏色稍有區別，蛹蟲草菌絲呈灰白色至橙黃色，蟬花菌絲呈灰白色至黃褐色。蛹蟲草基質和蟬花基質的主要成分和其對應子實體的主要成分相近，同樣富含豐富的腺苷、多糖、蟲草酸和礦物質元素等[4-6]，說明它們同樣具備應用于食品工業的潛質。劉蘇萌等[7]建立了蛹蟲草栽培廢基質粗多糖的熱水提取最佳工藝，并發現提取的粗多糖對DPPH的抑制率為83.33%，顯示出較強的抗氧化活性；王雪等[8]通過超聲波-酶法所得蛹蟲草基質多糖的得率最高，達30.27%，超聲波-酶法提取的蛹蟲草基質多糖體外抗氧化活性最好；孟盛楠等[6]采用二次通用旋轉組合設計，優化得到蟲草素的最佳提取工藝條件，蟲草素得率可達0.132%。以上研究說明蟲草基質可以作為蟲草活性成分提取的原料，從而被高值化應用于食品工業。

此研究對蛹蟲草基質和蟬花蟲基質一般營養成分、礦物質元素、維生素、氨基酸和活性成分進行檢測分析，并首次使用氨基酸評分（AAS）、化學評分（CS）、氨基酸比值（RAA）、氨基酸比值系數（RCAA）、必需氨基酸指數（EAAI）、生物價（BV）、營養指數（NI）和氨基酸比值系數分值（SRCCA）方法[9-11]對兩種蟲草基質的蛋白質營養價值進行系統評價，為蛹蟲草基質和蟬花基質在食品工業開進一步開發利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

蛹蟲草基質：將滅菌的燕麥等培養基接種蛹蟲草液體菌種，在23 ℃的環境中培養45 d，將蛹蟲草子實體采收后，剩余部分烘干、粉碎，即為蛹蟲草基質。

蟬花基質：將滅菌的小麥等培養基接種蟬花液體菌種，在22 ℃的環境中培養22 d，將蟬花子實體采收后，剩余部分烘干、粉碎，即為蟬花基質。

1.2 主要儀器及試劑

723N可見分光光度計（上海佑科儀器儀表有限公司）；ATN-300凱氏定氮儀（上海洪紀儀器設備有限公司）；Agilent1200高效液相色譜儀（美國Agilent公司）；SW-CJ-1CU超凈工作臺（蘇州安泰）；等。

葡萄糖、甲醇、苯酚、硫酸、無水乙醇（國藥集團化學試劑有限公司）；麥芽糖、蛋白胨[生工生物工程（上海）股份有限公司]；酵母浸粉、瓊脂粉（北京奧博星生物技術有限責任公司）；腺苷標準品（110879-202204）、麥角甾醇標準品（111845-202105）：中檢所；等。

1.3 檢測方法

1.3.1 一般營養成分檢測

1) 蛋白質：按GB 5009.5—2016執行；

2) 脂肪：按GB 5009.6—2016執行；

3) 飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸：按GB 5009.168—2016執行；

4) 總糖：按GB/T 15672—2009執行；

5) 碳水化合物、能量：按GB 28050—2011執行；

6) 不溶性膳食纖維：按GB 5009.88—2014執行。

1.3.2 礦質元素檢測

1) 鈉、鉀：按GB 5009.91—2017執行；

2) 鈣：按GB 5009.92—2016執行；

3) 鎂：按GB 5009.241—2017執行；

4) 磷：按GB 5009.87—2016執行；

5) 鐵：按GB 5009.90—2016執行；

6) 鋅：按GB 5009.14—2017執行；

7) 硒：按GB 5009.93—2017執行；

8) 銅：按GB 5009.13—2017執行；

9) 鉻：按GB 5009.123—2014執行；

10) 錳：按GB 5009.242—2017執行；

11) 鎘：按GB 5009.15—2014執行；

12) 鉬：按GB 5009.268—2016執行。

1.3.3 維生素檢測

1) 維生素A 、維生素D3、維生素E：按G B 5009.82—2016執行；

2) 維生素B2：按GB 5009.85—2016執行；

3) 維生素B6：按GB 5009.154—2016執行；

4) 維生素C：按GB 5413.18—2010執行；

5) 維生素K1：按GB 5009.158—2016執行。

1.3.4 氨基酸檢測

氨基酸：按GB 5009.124—2016執行。

1.3.5 活性成分檢測

1) 腺苷：參照參考文獻[12]，并進行了調整；

2) 多糖：參照參考文獻[13]，并進行了調整；

3) 甘露醇：參照參考文獻[14]，并進行了調整；

4) 麥角甾醇：參照參考文獻[15]，并進行了調整。

1.4 數據處理

采用SPSS和Excel軟件對數據處理分析，采用Duncan新復極差法對組間差異顯著性進行分析，以P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 一般營養成分含量

經兩種蟲草基質一般營養成分比較分析發現（表1），蛹蟲草基質與蟬花基質比較，蛋白質含量低出32.81%，脂肪含量低出21.43%，飽和脂肪酸含量低出15.00%，不飽和脂肪酸含量低出62.64%，總糖含量低出11.09%，不溶性膳食纖維含量低出83.48%，而碳水化合物和能量高于蟬花基質，分別高出8.91%和1.59%。

表1 蛹蟲草基質和蟬花基質一般營養成分含量

2.2 礦質元素含量

經兩種蟲草基質礦質元素含量比較分析發現（表2），蛹蟲草基質檢測出13種，蟬花基質檢測出11種，硒元素和鎘元素未在蟬花基質中檢測出。蛹蟲草基質與蟬花基質比較，鈣元素高出213.61%，鉀元素高出315.00%，銅元素高出260.39%，鎘元素高出38.98%，鉬高出18.57%，而鈉元素低出1.48%，鎂元素低出51.04%，磷元素低出69.68%，鐵元素低出90.14%，鋅元素低出27.52%，錳元素低出65.68%。

表2 蛹蟲草基質和蟬花基質礦質元素含量

2.3 維生素含量檢測

經兩種蟲草基質維生素含量比較分析發現（表3），蛹蟲草檢測出2種，分別為維生素C和維生素B2，蟬花基質檢測出5種，分別為維生素E、維生素C、維生素B2、維生素B6和維生素K1，其中蛹蟲草基質與蟬花基質比較，維生素C高出100%，維生素B2高出75.91%。

表3 蛹蟲草基質和蟬花基質維生素含量

2.4 活性成分含量檢測

經對兩種蟲草基質活性成分進行檢測發現（表4），蟬花基質中腺苷含量、甘露醇含量和麥角甾醇含量三者均顯著高于蛹蟲草基質（P＜0.05），分別為0.035%，2.48%和0.045%，而蛹蟲草基質中粗多糖含量更高，顯著高于蟬花基質（P＜0.05），含量為39.26%。圖1為腺苷標準品定位對照溶液（Ⅰ）和試驗樣品（Ⅱ）HPLC色譜圖。

圖1 腺苷標準品定位對照溶液（Ⅰ）和試驗樣品（Ⅱ）HPLC色譜圖

表4 蛹蟲草基質和蟬花基質活性成分含量 單位：%

2.5 氨基酸含量檢測

經對蛹蟲草基質和蟬花基質氨基酸進行檢測發現（表5），兩者氨基酸中均為谷氨酸含量最高，蛋氨酸最低，蛹蟲草基質和蟬花基質中谷氨酸含量分別為0.78 g/100 g和2.05 g/100 g，蛋氨酸含量分別為0.07 g/100 g和0.11 g/100 g。蛹蟲草基質中氨基酸的含量均低于蟬花基質，其中谷氨酸、胱氨酸、異亮氨酸、酪氨酸和脯氨酸含量差異明顯，分別低出61.95%，56.47%，52.63%，57.50%和73.97%。蛹蟲草基質總氨基酸含量為4.47 g/100 g，蟬花基質中總氨基酸含量為8.96 g/100 g，蟬花基質中總氨基酸含量幾乎是蛹蟲草基質的2倍。

表5 蛹蟲草基質和蟬花基質氨基酸種類和含量單位：g/100 g

2.6 必需氨基酸組成

由表6可知，蛹蟲草基質中的必需氨基酸組成較高，為38.53 g/100 g，高于蟬花基質必需氨基酸的組成，高于FAO/WHO模式，但低于雞蛋模式，蟬花基質必需氨基酸組成高于FAO/WHO模式。蛹蟲草基質中異亮氨酸組成為4.02 g/100 g，低于蟬花基質，低于雞蛋模式，略高于FAO/WHO模式，蛹蟲草其它必需氨基酸組成均高于蟬花基質。蛹蟲草基質和蟬花基質必需氨基酸組成含量前四位均為苯丙氨酸+酪氨酸、亮氨酸、纈氨酸和蘇氨酸，總體看蟬花基質必需氨基酸組成與FAO/WHO模式更接近。

表6 蛹蟲草基質和蟬花基質必需氨基酸組成單位：g/100 g蛋白質

2.7 必需氨基酸的AAS、CS、RAA和RCAA

由表7可知，根據AAS評分，蛹蟲草基質和蟬花基質中第一限制氨基酸均為賴氨酸，分別為73.15和50.73。根據CS評分，蛹蟲草基質中第一限制氨基酸為（蛋氨酸+半胱氨酸），為16.91，而蟬花基質中第一限制氨基酸仍為賴氨酸，為6.77。

表7 蛹蟲草基質和蟬花基質必需氨基酸的AAS、CS、RAA和RCAA

RAA反映食物中氨基酸含量相當于模式氨基酸的倍數，根據蛹蟲草基質和蟬花基質的RAA計算值可知，兩者必需氨基酸中異亮氨酸、亮氨酸、（苯丙氨酸+酪氨酸）、蘇氨酸和纈氨酸均高于模式氨基酸，而賴氨酸和（蛋氨酸+半胱氨酸）均低于模式氨基酸。其中蛹蟲草基質和蟬花基質的RAA值中賴氨酸均為最低，分別為0.73倍和0.51倍，（苯丙氨酸+酪氨酸）最高，分別為1.45倍和1.43倍。

RCAA數值大于和小于1都表示偏離氨基酸模式。RCAA＞1表示該氨基酸相對過剩，RCAA＜1表示該氨基酸相對不足。根據蛹蟲草基質和蟬花基質的RCAA計算值可知，蛹蟲草基質的RCAA值在0.66～1.32之間，其中亮氨酸幾乎等于1，說明蛹蟲草基質中亮氨酸含量接近于模式氨基酸，而異亮氨酸、賴氨酸、（蛋氨酸+半胱氨酸）相對不足，（苯丙氨酸+酪氨酸）、蘇氨酸、纈氨酸相對過剩。蟬花基質的RCAA值在0.50～1.40之間，其中亮氨酸等于1，說明蟬花基質中亮氨酸含量符合模式氨基酸，而賴氨酸、（蛋氨酸+半胱氨酸）相對不足，異亮氨酸、（苯丙氨酸+酪氨酸）、蘇氨酸、纈氨酸相對過剩。

2.8 蛋白質的EAAI、BV、NI和SRCCA

由表8可知，蛹蟲草基質的EAAI、BV、NI和SRCCA均高與蟬花基質，說明蛹蟲草基質的蛋白質氨基酸組成均衡度高于蟬花基質。

表8 蛹蟲草基質和蟬花基質蛋白質的EAAI、BV、NI和SRCCA

3 結論

研究發現：一般營養成分方面，蟬花基質較蛹蟲草基質在蛋白質、脂肪、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、總糖和不溶性膳食纖維含量方面有著明顯優勢，但蛹蟲草基質的碳水化合物和能量高于蟬花基質。礦質元素方面，蛹蟲草基質檢測13種，蟬花基質檢測出11種，維生素方面，蛹蟲草基質檢測出2種，分別為維生素C和維生素B2，含量均高于蟬花基質，蟬花基質檢測出5種，分別為維生素E、維生素C、維生素B2、維生素B6和維生素K1。活性成分方面，蟬花基質中腺苷、甘露醇和麥角甾醇含量三者均顯著高于蛹蟲草基質（P＜0.05），而蛹蟲草基質中粗多糖含量更高，顯著高于蟬花基質（P＜0.05）。

蛹蟲草基質和蟬花基質氨基酸中均為谷氨酸含量最高，蛋氨酸最低。蛹蟲草基質中氨基酸的含量均低于蟬花基質，但蛹蟲草基質中的必需氨基酸組成較高，為38.53 g/100 g，高于FAO/WHO模式，蟬花基質必需氨基酸組成高于FAO/WHO模式，總體看蟬花基質必需氨基酸組成與FAO/WHO模式更接近。根據AAS評分，蛹蟲草基質和蟬花基質中第一限制氨基酸均為賴氨酸。根據CS評分，蛹蟲草基質中第一限制氨基酸為（蛋氨酸+半胱氨酸），而蟬花基質中第一限制氨基酸仍為賴氨酸。根據蛹蟲草基質和蟬花基質的RAA計算值可知，兩者必需氨基酸中異亮氨酸、亮氨酸、（苯丙氨酸+酪氨酸）、蘇氨酸和纈氨酸均高于模式氨基酸，而賴氨酸和（蛋氨酸+半胱氨酸）均低于模式氨基酸。其中蛹蟲草基質和蟬花基質的RAA值中賴氨酸均為最低，分別為0.73倍和0.51倍，（苯丙氨酸+酪氨酸）最高，分別為1.45倍和1.43倍。根據蛹蟲草基質和蟬花基質的RCAA計算值發現，蛹蟲草基質的RCAA值在0.66～1.32之間，其中亮氨酸幾乎等于1，說明蛹蟲草基質中亮氨酸含量接近于模式氨基酸，而異亮氨酸、賴氨酸、（蛋氨酸+半胱氨酸）相對不足，（苯丙氨酸+酪氨酸）、蘇氨酸、纈氨酸相對過剩。蟬花基質的RCAA值在0.50～1.40之間，其中亮氨酸等于1，說明蟬花基質中亮氨酸含量符合模式氨基酸，而賴氨酸、（蛋氨酸+半胱氨酸）相對不足，異亮氨酸、（苯丙氨酸+酪氨酸）、蘇氨酸、纈氨酸相對過剩。蛹蟲草基質的EAAI、BV、NI和SRCCA均高與蟬花基質，說明蛹蟲草基質的蛋白質氨基酸組成均衡度高于蟬花基質。