食藥用菌固態(tài)發(fā)酵竹筍殼生產(chǎn)功能性飼料研究

梁磊，黃清鏵，張柳蓮，王慶福，陳瑞榮，康佩姿

（廣州甘蔗糖業(yè)研究所，廣東省植物纖維綜合利用工程技術(shù)研究開發(fā)中心，廣州市植物纖維綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510316）

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食藥用菌固態(tài)發(fā)酵竹筍殼生產(chǎn)功能性飼料研究

梁磊，黃清鏵，張柳蓮，王慶福*，陳瑞榮，康佩姿

（廣州甘蔗糖業(yè)研究所，廣東省植物纖維綜合利用工程技術(shù)研究開發(fā)中心，廣州市植物纖維綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510316）

本試驗(yàn)利用3株不同食藥用菌（赤芝、朱紅密孔菌、樹舌靈芝）對竹筍殼進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，通過觀察發(fā)酵前后筍殼纖維結(jié)構(gòu)，以及對發(fā)酵后筍殼粗蛋白質(zhì)、多糖、總黃酮和纖維含量進(jìn)行測定，分析不同食藥用菌固態(tài)發(fā)酵筍殼情況。結(jié)果表明，食藥用菌發(fā)酵后筍殼纖維結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重破壞，發(fā)酵后粗蛋白質(zhì)和多糖含量均顯著提高，3株食藥用菌發(fā)酵后多糖含量均增加2倍以上，粗蛋白質(zhì)含量至少提高了51%，其中赤芝發(fā)酵后粗蛋白質(zhì)含量均提高了104%；固態(tài)發(fā)酵后筍殼總黃酮含量有所降低，但抗氧化性并未明顯降低。

食藥用菌；筍殼；固態(tài)發(fā)酵；功能飼料

竹筍殼中含有糖類、黃酮類等物質(zhì)，具有較強(qiáng)的抗氧化作用，同時(shí)其富含粗纖維、含氮物等，且質(zhì)地疏松，是食藥用菌栽培的理想生物質(zhì)原料（林珊等，2012）。竹筍殼經(jīng)過食藥用菌培養(yǎng)后，剩余的菌糠中富含大量的蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)元素、粗纖維、生物活性成分等，營養(yǎng)價(jià)值明顯提高，且適口性好，是飼料加工生產(chǎn)的理想原料（張雅雪等，2013；曹啟民等，2013）。然而目前報(bào)道的利用筍殼培養(yǎng)的食藥用菌主要是平菇、蘑菇、榆黃蘑等（宋瑞生等，2014；李海彬等，2013）。因此開展筍殼培養(yǎng)食藥用菌菌糠成分分析及功能研究，不僅拓展了筍殼高值化利用方向，變廢為寶，提高經(jīng)濟(jì)效益，而且在環(huán)境保護(hù)方面有重要意義。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

1.1.1供試菌株赤芝、樹舌靈芝、朱紅密孔菌，由本實(shí)驗(yàn)室保藏。

1.1.2主要試驗(yàn)儀器馬弗爐，天津泰斯特儀器公司；掃描電鏡，荷蘭Phenom公司；UV-2550紫外可見分光光度計(jì)，日本島津。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1發(fā)酵培養(yǎng)菌株經(jīng)PDA固體平板活化后，以打孔器（10 mm）打孔，接種到裝有竹筍殼的組培瓶中（含水量65%左右），每瓶接5片菌種，共分4組，分別為赤芝組、朱紅密孔菌組、樹舌靈芝組和對照組，每組3瓶，置于25℃條件下培養(yǎng)，觀察每組菌絲體生長情況，培養(yǎng)30 d后，取樣進(jìn)行組分分析。

1.2.2纖維組分分析纖維素和半纖維素的提取方法參照王慶福等（2014）的方法，分別測定纖維素提取液中的六碳糖和半纖維素提取液中的五碳糖，并計(jì)算出纖維素與半纖維素含量。其中纖維素的測定以葡萄糖量為橫坐標(biāo)（x），吸光度（A）為縱坐標(biāo)（y），得到線性回歸方程為：y=0.0064x-0.0141，R2=0.9991。半纖維素的測定以木糖量為橫坐標(biāo)（x），吸光度（A）為縱坐標(biāo)（y），得到線性回歸方程為：y=0.0501x+0.0412，R2=0.9996。

1.2.3筍殼纖維結(jié)構(gòu)取對照組竹筍殼和試驗(yàn)組的樣品，在掃描電子顯微鏡下觀察3個(gè)菌株對筍殼降解情況。

1.2.4發(fā)酵產(chǎn)物營養(yǎng)成分測定及其抗氧化能力分析多糖測定：竹筍殼固體發(fā)酵物，于60℃干燥箱中烘干至恒重，粉碎，精確稱樣品粉末1 g，置蒸餾瓶中，加水40 mL，沸水回流提取1 h，重復(fù)2次，減壓抽濾，濃縮至濾液體積的20%左右，離心去沉淀，上清液加入4倍體積的無水乙醇沉淀，過夜。4000 r/min離心10 min，棄去上清液，沉淀用80%乙醇清洗3次，蒸餾水溶解并定容至100 mL并搖勻。多糖測定方法采用蒽酮-硫酸比色法（Lin等，2014）。以葡萄糖量為橫坐標(biāo)（x），吸光度（A）為縱坐標(biāo)（y），繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程為：y= 0.0049x+0.0073，R2=0.9997。

黃酮類測定：稱取處理好的竹筍殼2 g，加入60 mL 60%的乙醇溶液，在80℃，微波600 W，超聲波500 W條件下提取15 min，浸提結(jié)束后減壓抽濾，并將濾液置于100 mL容量瓶中，加60%乙醇定容至刻度并搖勻。黃酮類測定方法才采用亞硫酸鈉-硝酸鋁比色法（林珊等，2012），以蘆丁量為橫坐標(biāo)x，吸光度A為縱坐標(biāo)y，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程為：y=12.32x-0.0013，R2=0.9997。

粗蛋白測定方法參照GB/T 6432-1994。

DPPH自由基清除率測定參照J(rèn)ing和Liang（2013）的方法。2 mL樣品液加入2 mL DDPH儲(chǔ)備液，搖勻反應(yīng)30 min，于517 nm處測吸光度，清除率計(jì)算公式為：

式中：S為樣品自由基清除率，%；A為樣品加入DDPH反應(yīng)后吸光度，A0為乙醇加入DDPH后吸光度。

2　結(jié)果與討論

2.1纖維組分分析結(jié)果筍殼纖維成分測定結(jié)果見圖1。由圖1可見，未經(jīng)發(fā)酵處理的筍殼纖維素和半纖維素含量分別為32.09%和33.79%。3株食藥用菌對筍殼主要纖維成分的降解率結(jié)果見表1。表1結(jié)果顯示，3個(gè)菌株對筍殼纖維均具有較強(qiáng)的降解能力，赤芝、朱紅密孔菌和樹舌靈芝對竹筍殼纖維的總降解率分別為53.54%、28.12%和52.53%；赤芝與樹舌靈芝對竹筍殼纖維的降解效果相近，對筍殼纖維素和半纖維素的降解規(guī)律基本一致，兩菌株對筍殼纖維素和半纖維素降解效果差異不顯著，降解率為50%～55%；而朱紅密孔菌對筍殼纖維的降解率為30%左右，明顯低于赤芝和樹舌靈芝。結(jié)果得出赤芝與樹舌靈芝對竹筍殼的降解能力比朱紅密孔菌強(qiáng)，筍殼纖維經(jīng)這兩菌株發(fā)酵30 d后，約有1/2的纖維被降解，而朱紅密孔菌發(fā)酵處理30 d后大概可降解1/3的筍殼纖維。

圖1　發(fā)酵前后筍殼纖維含量

表1　不同菌株對竹筍殼纖維的降解率

2.2筍殼纖維結(jié)構(gòu)掃描結(jié)果對發(fā)酵處理前后筍殼進(jìn)行掃描電鏡觀察，筍殼天然結(jié)構(gòu)表面較為平整，形態(tài)呈現(xiàn)凹凸不平的特征，經(jīng)過食藥用菌處理后表面結(jié)構(gòu)明顯被破壞，且菌絲進(jìn)入筍殼纖維中。赤芝處理后筍殼纖維束表面破裂，表面粗糙且呈多孔結(jié)構(gòu)，孔徑較大，筍殼纖維骨架形態(tài)仍大致可見；朱紅密孔菌處理后的筍殼結(jié)構(gòu)與赤芝類似，但對筍殼纖維束破壞更徹底，筍殼骨架呈不規(guī)則狀；樹舌靈芝處理后菌絲進(jìn)入筍殼纖維中，呈多孔結(jié)構(gòu)且孔徑較小而密，筍殼骨架較完整。

2.3發(fā)酵產(chǎn)物營養(yǎng)成分測定及抗氧化能力分析結(jié)果對竹筍殼和經(jīng)食藥用菌固態(tài)發(fā)酵后的筍殼進(jìn)行粗蛋白質(zhì)含量測定，結(jié)果見圖2。由圖2可見，3株食藥用菌發(fā)酵后筍殼粗蛋白質(zhì)含量均極顯著高于未處理的筍殼粗蛋白質(zhì)含量；赤芝發(fā)酵后粗蛋白質(zhì)增加量最大，比對照增加了104%；朱紅密孔菌發(fā)酵處理后筍殼粗蛋白質(zhì)含量增加51%。發(fā)酵前后筍殼的總黃酮含量測定結(jié)果見圖3。由圖3可見，固態(tài)發(fā)酵后筍殼總黃酮含量均有所降低，赤芝、朱紅密孔菌和樹舌靈芝發(fā)酵后總黃酮含量分別降低了30%、18%和27%；總黃酮抗氧化活性結(jié)果表明，赤芝處理樣黃酮提取液對DPPH自由基清除率為71.26%，比對照低7.46%，具有顯著差異，朱紅密孔菌和樹舌靈芝處理樣清除率在74%左右，略低于對照，統(tǒng)計(jì)結(jié)果與對照無顯著差異。發(fā)酵前后筍殼的多糖含量測定結(jié)果見圖4。由圖4可見，食藥用菌發(fā)酵后多糖含量明顯增加，赤芝、朱紅密孔菌與樹舌靈芝發(fā)酵后多糖含量分別為10.78、11.34、10.74 mg/g，均比未經(jīng)發(fā)酵的筍殼多糖含量增加2倍以上，食藥用菌發(fā)酵液多糖提取液的DPPH自由基清除率為68%～73%，而筍殼多糖提取液的DPPH自由基清除率為30.26%，這與多糖含量結(jié)果趨勢一致。

圖2　固態(tài)發(fā)酵前后筍殼粗蛋白質(zhì)含量

圖3　固態(tài)發(fā)酵前后筍殼黃酮含量及抗氧化活性

圖4　固態(tài)發(fā)酵前后筍殼多糖含量及抗氧化活性

3　討論

經(jīng)食藥用菌發(fā)酵后竹筍殼總纖維含量減少28%～55%，赤芝與樹舌靈芝發(fā)酵后筍殼總纖維由原來的70%左右減少到32%左右；粗蛋白質(zhì)含量由原來的7%提高到11%～15%，比發(fā)酵前提高了2.08倍。本研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)赤芝與樹舌靈芝固態(tài)發(fā)酵后竹筍殼纖維降解率均大于50%，粗蛋白質(zhì)含量均大于11%，其中赤芝處理后粗蛋白質(zhì)含量為14.88%。未經(jīng)出菇的筍殼纖維降解率和粗蛋白含量接近或高于已報(bào)道的棉籽殼、木屑、秸稈等為主料的其他菌糠（張麗影，2015；孫召偉等，2014）。若經(jīng)過出菇后筍殼纖維降解率與粗蛋白質(zhì)含量還會(huì)繼續(xù)增加，這為竹筍殼栽培食用菌和加工生產(chǎn)功能飼料提供一定的理論基礎(chǔ)。

食藥用菌發(fā)酵后總黃酮含量略又降低，但3個(gè)菌株發(fā)酵物對DPPH自由基清除率并未明顯降低。0.4 mL食藥用菌發(fā)酵物總黃酮粗提液中黃酮濃度為17～19 μg/mL，而0.4 mL筍殼黃酮提取液中黃酮的濃度約為24 μg/mL，說明經(jīng)食藥用菌發(fā)酵后的低濃度的黃酮清除DPPH自由基能力與較高濃度筍殼黃酮相當(dāng)，這可能是由于食藥用菌發(fā)酵后黃酮的種類和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使發(fā)酵后黃酮的抗氧化能力提高；也可能是筍殼黃酮提取物中存在較多的類似物，使測得的結(jié)果偏高，具體機(jī)理有待后續(xù)研究。

筍殼經(jīng)過赤芝、樹舌靈芝和朱紅密孔菌發(fā)酵后多糖含量顯著提高，0.7 mL多糖提液中多糖濃度為37～40 μg/mL，其對DDPH清除率在70%左右，食用菌多糖具有抗氧化、抗疲勞、提高免疫力等功效。林占禧等（2004）研究發(fā)現(xiàn)，菌草靈芝菌糠具有防治仔豬腸炎痢疾、降低豬血膽固醇與血脂含量，以及增強(qiáng)免疫力的效果。池雪林等（2007）參考文獻(xiàn)

報(bào)道，添加2.5 g/kg靈芝菌糠的飼料飼養(yǎng)海蘭褐商品蛋雞可降低雞蛋膽固醇含量，提高產(chǎn)蛋率。因此，將利用筍殼栽培食藥用菌后的菌糠加工成飼料添加劑可充分利用食藥用菌多糖提高動(dòng)物機(jī)體免疫作用，即可提高經(jīng)濟(jì)效益又解決了竹筍殼和栽培后菌糠丟棄引起的環(huán)境污染問題。

［1］曹啟民，張永北，宋紹紅，等.靈芝菌糠發(fā)酵飼料對育肥豬生產(chǎn)性能的影響［J］.中國飼料，2013，9：39～41.

［2］池雪林，吳德峰，曾顯成，等.靈芝和菌糠降低雞蛋膽固醇的試驗(yàn)研究［J］.福建畜牧獸醫(yī)，2007，29（4）：3～5.

［3］李海彬，陳少雄，楊培新，等.竹筍殼對平菇菌絲生長和產(chǎn)量的影響［J］.海南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，26（3）：296～298.

［4］林占熺，高懷賓，林輝，等.菌草靈芝、菌糠和中草藥飼料添加劑防治仔豬腸炎的效果［J］.福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，33（1）：85～88.

［5］林珊，林梅芳，吳嬌瑜，等.竹筍殼黃酮類化合物的提取及其抗氧化活性的研究［J］.應(yīng)用化工，2012，41（3）：465-468.

［6］宋瑞生，桂仁意，劉志強(qiáng)，等.毛竹食用菌復(fù)合經(jīng)營模式研究［J］.世界竹藤通訊，2014，12（2），1～4.

［7］孫召偉，邢力，王宇，等.五種菇類菌糠營養(yǎng)成分的比較研究［J］.黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，9：32～33.

［8］王慶福，黃清鏵，梁磊，等.3種真菌降解甘蔗渣能力及菌糠營養(yǎng)功能評價(jià)［J］.甘蔗糖業(yè)，2015，3：45～49.

［9］張麗影，潘婷，蘇宇，等.平菇和杏鮑菇兩種菌糠的營養(yǎng)價(jià)值分析［J］.廣東微量元素科學(xué)，2015，22（5）：24～28.

［10］張雅雪，古永輝，殷中瓊，等.菌糠的營養(yǎng)價(jià)值及其在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］.中國飼料，2013，3：41～44.

［11］Lin L，Wang Y，Wang F X，et al.Determination of polysaccharides content of Gentiana farreri from different producing areas based on anthrone-sulfuric acid method［J］.Zhongguo Zhong yao za zhi=Zhongguo zhongyao zazhi=China journal of Chinese materia medica，2014，39（14）：2774～2776.

［12］Jing B L，Liang L.Extraction of Pigment from Sugarcane Juice Alcohol Wastewater and Evaluation of Its Antioxidant and Free Radical Scavenging Activities［J］.Food Science and Biotechnology，2012，21（5）：1489～1496.

To study the solid-state fermentation effect of bamboo shoots shell with three edible/medicinal fungi（Ganoderma lucidum，Pycnoporus cinnabarinus，Ganoderma australe），the fiber structural changes of bamboo shoot shell before and after fermentation was observed，the crude protein，polysaccharide，total flavonoids and fiber content was measured after fermentation.Results showed that fiber structure of bamboo shoot shell after fermentation were seriously damaged，the crude protein and polysaccharide content were significantly increased after fermentation，furthermore，the crude protein content increased by 51%at least of three fungi，among them the crude protein content of Ganoderma lucidum fermentation increased by 104%；polysaccharide results showed that the content of all three increased more than 2 times compared with to natural bamboo shoots shell.Though the content of total flavonoids had decreased after solid-state fermentation，the antioxidant activity wasn’t significantly decreased.

edible/medicinal fungi；bamboo shoots shell；solid-state fermentation；functional feed

添加劑

S816.3

A

1004-3314（2016）05-0014-03

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20160503

廣州市珠江科技新星項(xiàng)目（2014J2200074）；廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2013B010102003）；廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2013B060600001）；轉(zhuǎn)制院所創(chuàng)新能力專項(xiàng)資金（2014EG111227）