柑橘皮渣栽培平菇及其營養(yǎng)安全評估*

張?jiān)迫?，富繼虎，唐國發(fā)，胡登概，陳華清

(重慶理工大學(xué)藥學(xué)與生物工程學(xué)院，重慶，400054)

據(jù)統(tǒng)計，全球柑橘消費(fèi)的主要途徑和比例為:鮮食55%、加工45% (其中柑橘汁占95%，罐頭占4.5%)［1］。柑橘皮渣是柑橘榨汁企業(yè)的主要副產(chǎn)物，主要由柑橘皮(60% ～65%)、絲穰和粹屑(30%～35%)、種子(0% ～10%)組成［2］。柑橘渣含水量55% ～70%，鮮渣容易腐爛變質(zhì)，直接送往垃圾填埋場生成的滲濾液較多且腐臭難聞，處理難度較大，垃圾場不愿接收。

目前國內(nèi)外柑橘加工企業(yè)對柑橘皮渣的利用以填埋、加工動物飼料、制造有機(jī)肥等處理方式為主，存在填埋污染環(huán)境，加工成動物飼料口感不好不受養(yǎng)殖戶歡迎，制造有機(jī)肥經(jīng)濟(jì)附加值短期內(nèi)體現(xiàn)不出來、產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價高不易推廣等問題;科研工作者的研究主要集中于柑橘皮渣發(fā)酵生產(chǎn)乙醇、沼氣以及從中提取不同的活性成分［3］，研究大多局限于實(shí)驗(yàn)室，與企業(yè)需要結(jié)合不佳，實(shí)際應(yīng)用程度較低。

柑橘皮渣含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，風(fēng)干后的皮渣所含營養(yǎng)成分:干物質(zhì)87.76% ～90.06%、粗蛋白7.85% ～18.21%、粗纖維11.9% ～17.38%、灰分3.90%、粗脂肪3.00% ～5.54%、無氮浸出物43.25% ～62.15%、鈣0.47% ～0.73%、磷0.21% ～0.52%以及多種氨基酸和礦物質(zhì)［4］。柑橘皮渣的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化多年來一直都是科研工作者的研究熱點(diǎn)。

平菇是老百姓比較喜歡的菜品之一。平菇栽培技術(shù)比較成熟，傳統(tǒng)平菇栽培所用培養(yǎng)基一般以棉籽殼為主，受地域限制。本研究在前期工作［5］基礎(chǔ)上以柑橘皮渣為主料栽培出平菇，為柑橘園區(qū)菇農(nóng)開辟了新的平菇栽培原料。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

平菇栽培種農(nóng)高6 號、平菇栽培專用耐高壓聚丙烯膜、套環(huán)等，購自重慶市農(nóng)科所。柑橘皮渣為春季果榨汁后的果渣，由重慶三峽建設(shè)集團(tuán)派森百橙汁有限公司提供。在檢測過程中用到的農(nóng)藥殘留、17 種氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品為色譜純，其余試劑均為市售分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 平菇栽培管理方法

1.2.1.1 材料的預(yù)處理

將柑橘皮渣切成1 cm3左右的小丁，并加入適量石灰水，邊加邊攪拌，調(diào)節(jié)其終pH 值至pH 7.0 ～7.5。稻殼提前24 h 浸泡以充分吸水。

1.2.1.2 培養(yǎng)基的配制

按表1 配方配制培養(yǎng)基(每個配方設(shè)5 個平行，用配方號加數(shù)字1 ～5 標(biāo)示)，適當(dāng)加水或揉捏調(diào)節(jié)水分至60% ～65%，按照行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，將混合料緊握手中，在指縫間應(yīng)有水溢出但不下滴時培養(yǎng)基的含水量為60% ～65%。

將兩端開口的聚丙烯膜一端用套環(huán)、單層聚丙烯膜、橡皮筋封口，從另一端開始裝料邊裝邊壓緊，裝至袋體積的4/5 左右時用同樣的方法封口，裝好的培養(yǎng)基在滅菌鍋中縱橫交叉排放，121℃高壓滅菌2 h，冷卻備用。

表1 不同配方的基料配比Table 1 Basic material ratio of different formula

1.2.1.3 接種發(fā)菌

按照無菌操作技術(shù)要求用接種勺在原種瓶中挖固體菌塊6 ～7 勺，放于栽培袋一頭，用單層聚丙烯膜封口后用同樣的方法再接種另一端封口，置于培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)架上按配方排列，室溫培養(yǎng)30 d 左右。隔3 ～5 d 觀察記錄菌絲生長情況。

1.2.1.4 出菇管理

菌絲長滿栽培袋后，打開兩端開口，用接種針在兩端開口處菌絲表面來回劃幾次搔菌，按常規(guī)方法進(jìn)行管理，出菇前每天往空氣中噴水霧6 ～7 次，保證菌袋附近空氣濕度在85% ～90%，出菇后當(dāng)菌蓋直徑大于1 cm 后，直接往菌蓋上噴水霧，適時開窗通風(fēng)。平菇成熟后從菌根部輕輕擰下，稱其質(zhì)量。按照需要取部分樣品測定其營養(yǎng)成分、重金屬含量和農(nóng)藥殘留，直至所有配方出菇期結(jié)束。統(tǒng)計每個配方出菇質(zhì)量及生物學(xué)效率，以不同配方均值表示，根據(jù)出菇的質(zhì)量及生長周期選擇合適的配方。生物學(xué)效率按照下列公式計算:

1.2.2 平菇營養(yǎng)及衛(wèi)生指標(biāo)檢測

測定水分和維生素、亞硝酸鹽、多酚、膳食纖維、氨基酸等含量時，采用鮮菇;測定其他成分時，將食用菌在90 ～105℃下烘至恒重后，粉碎成細(xì)末備用。

水分:105 ℃常壓干燥法，按GB5009.3 測定。

多糖和還原糖:蒽酮-硫酸比色法。

蛋白質(zhì):微量凱氏定氮法，按GB5009.5 測定。

粗脂肪:索氏脂肪抽提法，按GB5009.6 測定。

粗纖維:按GB5009.10 法測定。

游離氨基酸:用日立L-8800 全自動氨基酸分析儀測定。

亞硝酸鹽:分光光度法按GB5009.33 -2010 測定。

多酚:采用福林酚法測定。

膳食纖維:參考文獻(xiàn)［6］。

重金屬:用原子吸收分光光度法。

農(nóng)藥殘留:用N6890 型氣相色譜儀測定。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 平菇栽培試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過近2 個月的培養(yǎng)管理，3 個柑橘皮渣培養(yǎng)基配方都成功栽培出平菇，不同配方的基料配比對平菇的生長周期、出菇質(zhì)量等都有影響。結(jié)果見表2 和表3。

表2 不同配方出菇質(zhì)量及平菇生長周期Table 2 Quantity and growth cycle of oyster mushroom cultivated in different medium

表3 不同配方單袋出菇情況綜合分析Table 3 Comprehensive analysis with production of mushrooms per bag cultivated in different medium

平菇的營養(yǎng)生長指菌絲的生長，營養(yǎng)生長期則指從接種栽培種到菌絲長滿栽培袋這段時間。從表2可以看出設(shè)計的3 個配方中除B2、C1、C2三袋污染雜菌沒有正常出菇外，其他菌袋都順利出菇。每個配方的平行試驗(yàn)之間出菇量和生物轉(zhuǎn)化率差別很大，可能是由于每袋裝料的疏松程度及接種量不能控制到完全一樣所致，但并不影響對配方總體的分析判斷。

3 個配方中，B 配方平均營養(yǎng)生長周期為27.8 d，明顯低于其他2 個配方，平均生物轉(zhuǎn)化率為72.4%，B 配方中輔料主要為稻殼，稻殼的加入使培養(yǎng)基中有充足的空氣有利于平菇菌絲的生長，由于營養(yǎng)生長期太短而且稻殼的持水性差，菌絲營養(yǎng)積累不夠?qū)е略撆浞狡骄龉搅孔畹?。A 和C 配方的平均營養(yǎng)生長期比B 配方長，營養(yǎng)生長期的積累使出菇量增大甚至出現(xiàn)爆發(fā)性出菇，平均單袋出菇量均明顯大于B 配方，A2、C3、C4的單次最大出菇質(zhì)量分別達(dá)到489.6 g、536.7 g、452.6 g(表中沒單獨(dú)列出)。

A 配方平均單袋出菇量最多，生物轉(zhuǎn)化率最高，但3 個配方平均的生物轉(zhuǎn)化率在80%以下，說明配方還有待優(yōu)化。

2.2 采摘的平菇營養(yǎng)安全評估

采摘的平菇(后面稱為柑橘皮渣平菇)稱重后密封放冰箱-20℃保存，按照常規(guī)方法取樣后測定其營養(yǎng)成分以及重金屬、農(nóng)藥殘留等指標(biāo)，與市場上出售的平菇(簡稱市售平菇)做比較。

2.2.1 柑橘皮渣主要成分與傳統(tǒng)食用菌栽培材料(以棉籽殼為例)的比較

本研究以柑橘皮渣為主料，其主要成分與傳統(tǒng)棉籽殼菌栽培材料比較結(jié)果如表4 所示。柑橘皮渣中粗蛋白、水不溶性纖維均低于傳統(tǒng)平菇栽培料，因此在后期優(yōu)化配方時需增加粗蛋白、水不溶性纖維含量較高的輔料比例。柑橘皮渣中水分含量較高，培養(yǎng)基中幾乎不需額外加水，Vc 含量較高，有利于提升平菇營養(yǎng)品質(zhì)。

表4 柑橘皮渣主要成分與傳統(tǒng)食用菌栽培材料(以棉籽殼為例)比較Table 4 Comparation of the main components of citrus peel residues with traditional domestic fungus cultivation material (cotton seed hulls，for example)

2.2.2 柑橘皮渣平菇與市售平菇部分營養(yǎng)成分比較

如表5 所示，柑橘皮渣平菇的水分、粗蛋白等指標(biāo)與市售平菇差別不大，但水不溶性膳食纖維含量明顯低于市售平菇，可溶性膳食纖維含量略高于對照，在平菇的表觀特征上表現(xiàn)為脆嫩易嚼，但子實(shí)體太脆易斷不方便儲存和運(yùn)輸。

柑橘皮渣平菇的Vc、多酚、多糖含量都明顯高于市售平菇，而粗脂肪和亞硝酸鹽含量明顯低于市售平菇，這可能跟柑橘皮渣的Vc 及可溶性糖分含量較高有關(guān)(表4)。多糖是食用菌中的典型功能活性物質(zhì)，在食用菌中含量豐富。多酚是指分子結(jié)構(gòu)中有若干個酚性羥基的植物成分的總稱，在柑橘類果實(shí)中含量豐富，包括黃酮類、單寧類、酚酸類以及花色苷類等，被稱為“第七類營養(yǎng)素”，具有潛在促進(jìn)健康的作用。粗脂肪含量和亞硝酸鹽含量低也符合當(dāng)下健康飲食結(jié)構(gòu)的需要。以柑橘皮渣為主料栽培平菇，通過菌絲的富集作用將柑橘皮渣中含量較高的Vc、多酚、多糖轉(zhuǎn)化為平菇子實(shí)體的營養(yǎng)成分，使其在營養(yǎng)價值方面優(yōu)于市場上傳統(tǒng)培養(yǎng)料栽培的平菇。

表5 柑橘皮渣平菇與市售平菇部分營養(yǎng)成分比較Table 5 Comparation of nutritive components in oyster mushroom cultivated in citrus peel residues medium with those commercially avilable

2.2.3 平菇的氨基酸種類及含量分析

表6 柑橘皮渣平菇的氨基酸種類及含量分析%Table 6 Kinds of amino acids and content of citrus peel residues-mushroom analysis %

表6 是2 個樣品的17 種氨基酸含量比較，方差分析見表7、表8。結(jié)果表明，2 個樣品總的氨基酸種類及含量差異不顯著，個別氨基酸的含量差別顯著。比如柑橘皮渣平菇的谷氨酸、精氨酸、氨的含量明顯高于市售平菇，谷氨酸是一種典型的鮮味物質(zhì)，在食品中起增鮮作用。但柑橘皮渣栽培的平菇中氨的含量略高于市場上平菇，可能會影響其口感?？稍诤罄m(xù)工作中增加培養(yǎng)基的C/N 來解決這個問題。

柑橘皮渣平菇的亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸的含量低于市售平菇含量。分析柑橘皮渣的氨基酸含量，其中脯氨酸和谷氨酸含量相對其他氨基酸較高，對應(yīng)平菇中這2 種氨基酸含量也高，但柑橘皮渣中異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、賴氨酸、組氨酸含量相對低，由其栽培出的平菇這幾種氨基酸也低于市場上的平菇，可能栽培原料的氨基酸種類和含量與其栽培的平菇氨基酸種類和含量之間有緊密的聯(lián)系，這對以后柑橘皮渣栽培平菇的配方優(yōu)化有一定的指導(dǎo)作用。

表7 兩個平菇樣品氨基酸含量方差分析(一)Tab 7 Variance analysis of two oyster mushroom samples’amino acids content(I)

表8 兩個平菇樣品氨基酸含量方差分析(二)Table 8 Variance analysis of two oyster mushroom samples’amino acids content (II)

2.2.4 平菇安全衛(wèi)生指標(biāo)測定結(jié)果

從表9 可以看出，2 個樣品的總汞含量均小于綠色食用菌和無公害平菇行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定［10］，有機(jī)汞未檢出，但2 個樣品的鉛、鎘含量均大大超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，試驗(yàn)中未添加任何化學(xué)試劑，因此鉛、鎘的來源可能歸結(jié)于平菇栽培原料的生長土壤污染，日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，柑橘皮渣中的果膠有吸附鉛、鐵等元素的作用［11］，食用菌菌絲對重金屬有富集作用［12］，這對食用菌的栽培原材料提出了更高的要求。

2 個樣品的農(nóng)藥殘留測定結(jié)果表明市場上平菇的菊酯類農(nóng)藥超過了綠色食用菌和無公害食品食用菌標(biāo)準(zhǔn)(0.05 mg/kg)，柑橘皮渣栽培的平菇符合綠色食用菌的農(nóng)殘標(biāo)準(zhǔn)，其他幾種農(nóng)藥沒檢出。

表9 柑橘皮渣平菇與市場平菇重金屬含量比較mg/kgTable 9 Comparation ofheavy metal content of citrus peel residues-oyster mushroom with those commercially avilable mg/kg

表10 柑橘皮渣栽培的平菇農(nóng)藥殘留與市場平菇比較Table 10 Comparation of multi pesticides residue in citrus peel residues-oyster mushroom with those commercially avilable

3 小結(jié)

以柑橘皮渣為主料設(shè)計的3 個配方均成功栽培出平菇，同樣的平菇栽培種，用A 配方和C 配方培養(yǎng)營養(yǎng)生長期較長，出菇比較集中;用B 配方培養(yǎng)營養(yǎng)生長期相對短，單次出菇量少。

柑橘皮渣平菇Vc、多糖、多酚等活性成分含量高，氨基酸種類和含量與市售平菇?jīng)]有顯著性差異，營養(yǎng)價值高，但不可溶性膳食纖維含量低，氨含量高，影響其品質(zhì)和口感。通過對平菇的衛(wèi)生安全指標(biāo)檢測，發(fā)現(xiàn)其農(nóng)藥殘留符合綠色食用菌標(biāo)準(zhǔn)，市場上平菇超標(biāo);但柑橘皮渣栽培的平菇和市場上出售的平菇鉛含量都超標(biāo)，這和食用菌菌絲的富集作用以及柑橘皮渣中果膠的吸附作用有關(guān)。

因此，后期配方優(yōu)化時應(yīng)適當(dāng)減少稻殼含量、增加能夠使培養(yǎng)基疏松多孔的含不溶性纖維較高的輔料，保證一定數(shù)量的豆粕，以促進(jìn)平菇菌絲生長得粗壯且延長營養(yǎng)生長期使出菇比較集中，提升出菇數(shù)量和品質(zhì)，提高所栽培平菇的不溶性纖維含量改善其韌性，增加C/N，使平菇的氨含量減少。在用柑橘皮渣栽培平菇之前最好去除其中的果膠，以減少菌絲吸附的鉛。

［1］ 趙建，袁玲，黃建國，等. 柑橘皮渣高溫堆肥生產(chǎn)有機(jī)肥［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2011，27(10):270 -275.

［2］ 劉曉軍. 柑橘加工副產(chǎn)品加工利用［J］. 農(nóng)產(chǎn)品加工，2007(11):29 -30.

［3］ 孫金輝，陳海桂，盧沿鋼，等. 柑橘皮渣生物轉(zhuǎn)化利用研究進(jìn)展［J］. 食品科學(xué)，2011，32(19):312 -314.

［4］ 姚焰礎(chǔ)，劉作華，楊飛云，等. 柑橘皮渣的營養(yǎng)組成及其在畜禽飼料中的應(yīng)用研究進(jìn)展［J］. 養(yǎng)豬，2013(1):17-20.

［5］ 張?jiān)迫?，王穎，全學(xué)軍，等. 利用柑橘皮渣栽培平菇試驗(yàn)［J］. 食用菌，2009(6):37，56.

［6］ Nils G Asp，Claes G Johansson，HAkan Hallmer，et.al.Rapid enzymatic assay of insoluble and soluble dietary fiber［J］. J Agric Food Chem，1983，31:476 -482

［7］ 焦鐳，柴夢穎. 平菇下腳料的營養(yǎng)價值及綜合利用［J］. 河南農(nóng)業(yè)，2003(7):17.

［8］ 院江，孫新文，蔡鐵奎. 棉籽殼發(fā)酵前后游離棉酚及營養(yǎng)成分變化的試驗(yàn)［J］. 飼料研究，2006(4):3 -4.

［9］ 孫運(yùn)風(fēng). 食用菌多糖的藥理作用及應(yīng)用前景［J］. 社區(qū)醫(yī)學(xué)雜志，2006，4(1):29 -31.

［10］ 賈身茂，劉桂娟. 我國食用茵產(chǎn)品質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施現(xiàn)狀［J］. 浙江食用菌，2010，18(1):17 -20.

［11］ 張可喜. 日本發(fā)現(xiàn)柑橘渣可吸附鉛等有害物質(zhì)［DB/OL］. 新華社《人民網(wǎng)》，2000 -07 -23［2011 -7 -5］.http://www.gspst.com/yyjs/yyjssjk/zzjs/gg/gj/12704.html.

［12］ 安鑫龍，周啟星. 平菇菌絲體對Cd、Pb 及其復(fù)合污染的生長與富集響應(yīng)［J］. 中國環(huán)境科學(xué)，2008，28(7):630 -633.