香菇柄營(yíng)養(yǎng)成分分析及高值化利用研究

王琦，張立娟，王玥瑋，張弘，，楊建禮

（1.天津市食品研究所有限公司，天津市食品工業(yè)生產(chǎn)力促進(jìn)中心，天津 301609；2.天津津墾牧業(yè)集團(tuán)有限公司，天津 300384）

香菇（Lentinus edodes）是側(cè)耳科（Plearataco）擔(dān)子菌的一種藥食兩用的真菌。含有多種營(yíng)養(yǎng)成分如多糖、纖維素、氨基酸、香菇菌素、揮發(fā)性芳香物質(zhì)及礦物質(zhì)元素鐵、鈣、磷等[1-2]。香菇味道鮮美且有很好的營(yíng)養(yǎng)和保健作用。在我國(guó)廣泛地被馴化和栽培，我國(guó)年產(chǎn)香菇約300 萬噸以上，而香菇柄占總重的25%～30%左右[3]，香菇柄中含有大量的營(yíng)養(yǎng)活性成分，但大都沒有被充分地開發(fā)和利用，有時(shí)甚至將香菇柄當(dāng)作廢棄物處理。人們對(duì)香菇柄的開發(fā)和利用已有初步嘗試，已經(jīng)用香菇柄開發(fā)出香菇醬、香菇汁、香菇柄飲料、香菇醬油、蜜餞等食品[4-5]，人們往往多注重香菇柄中的多糖、氨基酸和微量元素的利用，而忽視了香菇柄中的其他營(yíng)養(yǎng)成分，其實(shí)香菇柄中的營(yíng)養(yǎng)成分豐富多樣。香菇柄中每100 g 干香菇柄含糖類物質(zhì)73 g，蛋白質(zhì)6.88 g，脂溶性成分占2.68 g，灰分6.1 g，還含有大量的維生素、礦物質(zhì)[6-8]。

1 香菇柄中的營(yíng)養(yǎng)成分

1.1 香菇柄中的糖類物質(zhì)

香菇柄中的主要成分是纖維素，有生理活性的成分是多糖。纖維素在香菇柄中的含量占到70%以上，香菇柄中的纖維素在大腸中脫水能防止便秘，有降低膽固醇、預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化等功能[9-12]。香菇柄中除纖維素外的糖類物質(zhì)就是多糖。香菇柄多糖是香菇柄中最有效的營(yíng)養(yǎng)成分之一，由香菇柄提取，分級(jí)處理后能獲水溶性多糖，對(duì)該多糖經(jīng)葡聚糖凝膠柱層析純化后，用聚丙烯酰胺凝膠電泳分析其為均一性多糖。紫外光譜、紅外光譜、薄層層析等方法分析從香菇柄中分離出的是一種具有β-糖苷鍵以葡萄糖為主的單一水溶性多糖，香菇柄多糖的單糖組成以葡萄糖為主，還含有木糖、半乳糖和甘露糖。一般認(rèn)為多糖體的主鏈為三鏈右旋螺旋狀結(jié)構(gòu)的β-（1，3）-D-葡萄糖，都具有β-（1，6）-單葡糖基支鏈，其特征是激活寄生的免疫系統(tǒng)，無直接的細(xì)胞毒性作用，香菇柄多糖也是一種免疫刺激劑，能顯著提高巨噬細(xì)胞率和巨噬細(xì)胞指數(shù)而刺激人體抗體的產(chǎn)生進(jìn)而提高人體免疫力。香菇柄中的多糖提取物含量不高，香菇柄多糖提取物不僅能抑制小鼠S-180 實(shí)體腫瘤的生長(zhǎng)而且能干擾體外培養(yǎng)的人肝癌SMMC-7721 細(xì)胞的增殖，具有較好的抗腫瘤活性，對(duì)ICR/HC 小白鼠的肉瘤抑制率為93%～95%，對(duì)CH/HC 小白鼠的肉瘤抑制率為84%～86%，香菇柄多糖能減輕化療藥物對(duì)免疫淋巴的抑制并防止腫瘤病人術(shù)后病情的復(fù)發(fā)[13]。

1.2 香菇柄中的氨基酸和核苷酸

香菇柄中含有的氨基酸，種類多樣、含量豐富。用高效液相色譜法從香菇柄中檢測(cè)出15 種氨基酸，其中谷氨酸（Glu）為 0.51%，天冬氨酸（Asp）為 0.37 %，甘氨酸（Sly）為 0.30 %，亮氨酸（Leu）為 0.30 %，絲氨酸（Ser）為0.22%，纈氨酸（Va1）為0.22%，蘇氨酸（Thr）為0.17%，丙氨酸（Ala）為0.15%，苯丙氨酸（Phe）為0.14%，精氨酸（Arg）為 0.14%，異亮氨酸（Ile）為 0.14%，賴氨酸（Lys）為 0.11 %，組氨酸（His）為 0.08 %，酪氨酸（Tyr）為 0.07%，蛋氨酸（Met）為 0.05%[14-18]。人體必需的8 種氨基酸中，其中有7 種在香菇柄中都有檢出。

香菇柄中除呈味氨基酸外，還有高含量的核苷酸類呈味物質(zhì)，尤其是5’-核苷酸，其中5’-鳥苷酸的含量最為豐富。不僅對(duì)于治療冠心病、心肌梗塞等有輔助作用，而且5’-鳥苷酸和5’-腺苷酸還是強(qiáng)力的助鮮劑，與呈味氨基酸等協(xié)同可以使鮮度提高幾十倍甚至上百倍[19-20]。此外，核苷酸在呈味方面具有多種作用，使甜味呈現(xiàn)更明顯，使酸澀苦等味道減弱同時(shí)對(duì)一些焦糊味、腥味等異味的呈現(xiàn)亦具有削減作用，對(duì)肉的鮮味具有增效作用。在一些食品中，比如肉脯、肉干、肉松等肉類加工制品中添加呈味核苷酸還能夠抑制或者消除一些不良異味，使其苦澀味減少，將其添加到一些醬類產(chǎn)品中，比如黃豆醬等能使其中的生醬味得到明顯的改善。

1.3 香菇柄中的微量元素

微量元素雖然含量微小，但是會(huì)參與代謝過程；作為酶的組成成分或激活劑；在激素和維生素中起獨(dú)特作用；影響核酸代謝等參與維持體內(nèi)滲透壓和酸堿平衡；構(gòu)成血紅蛋白及骨骼等。香菇柄中含有的微量元素含量非常高，K 的含量為19 496.90 mg/kg、P 的含量為 3 263.20 mg/kg、Mg 的含量為 752.80 mg/kg、Ca 的含量為 188.60 mg/kg、Fe 的含量為 71.80 mg/kg、Na 的含量為67.40 mg/kg、Zn 的含量為52.20 mg/kg，尤其是微量元素Na、Ga、Fe、K 的含量，香菇柄均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于香菇全菇[21-23]。

1.4 香菇柄中的其他營(yíng)養(yǎng)成分

香菇柄中含有一種雙鏈核糖核酸，能激發(fā)人體的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)釋放干擾素，人體中的干擾素是一種糖蛋白能干擾病毒的蛋白合成，使其不再生長(zhǎng)繁殖，對(duì)由病毒引起的感冒有預(yù)防作用，對(duì)其他病毒也有一定的作用。香菇柄中含有香菇嘌呤，能使人體血液、肝臟中的膽固醇降低，對(duì)冠心病、動(dòng)脈粥樣硬化、高血壓等心血管疾病具有一定的預(yù)防和治療作用。香菇柄中含有一般蔬菜所缺乏的麥角甾醇，是維生素D 的前體，麥角甾醇在陽光或紫外線的照射下可以轉(zhuǎn)化為維生素D2，維生素D2是參與人體內(nèi)鈣吸收的物質(zhì)。香菇柄中含有維生素B1和維生素B2，同時(shí)香菇柄中還含有多種酶，都有助于人體的健康。香菇柄中還含有一定量的具有抗氧化活性的黃酮類物質(zhì)和萜類物質(zhì)等[24-26]。香菇全菇與香菇柄營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)比見表1，香菇柄與其他蔬菜營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)比見表2。

表1 香菇全菇與香菇柄營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)比Table 1 Comparison of nutrient composition between whole and stalk of Lentinus edodes

表2 香菇柄與其他蔬菜營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)比Table 2 Comparison of nutrient composition of Lentinus edodes stalk with other vegetables

2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

2.1 藥用價(jià)值研究

香菇是人們重要的食用、藥用菌和調(diào)味品，其香味成分主要是香菇酸分解生成的香菇精[27]。香菇的鮮味成分是一類水溶性物質(zhì)，其主要成分是5′-鳥苷酸、5′-AMP、5′-UMP 等核酸構(gòu)成成分，均含 0.1%左右[28-30]。香菇含有一種分子量為100 萬的抗腫瘤成分—香菇多糖，香菇還含有抗病毒的成分—干擾素的誘發(fā)劑—雙鏈核糖核酸，是不可多得的保健食品之一。香菇中含不飽和脂肪酸甚高，還含有大量的可轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D的麥角甾醇和菌甾醇，對(duì)于增強(qiáng)抗疾病和預(yù)防感冒及治療有良好效果。經(jīng)常食用對(duì)預(yù)防人體，特別是嬰兒因缺乏維生素D 而引起的血磷、血鈣代謝障礙導(dǎo)致的佝僂病有益，可預(yù)防人體各種黏膜及皮膚炎病。香菇中所含的生物活性物質(zhì)可預(yù)防血管硬化，降低人的血壓，從香菇中還分離出降血清膽固醇的成分。香菇灰分中含有大量鉀鹽及其它礦質(zhì)元素，被視為防止酸性食物中毒的理想食品。香菇中的碳水化合物中以半纖維素居多，主要成分是甘露醇、海藻糖和菌糖、葡萄糖、戊聚糖、甲基戊聚糖等[31]。

2.2 市場(chǎng)需求分析

近年來，食用菌消費(fèi)呈現(xiàn)全球性穩(wěn)定增長(zhǎng)，年遞增7%～16%。近30年對(duì)食用菌營(yíng)養(yǎng)和藥用功能的研究發(fā)現(xiàn)，食用菌受到越來越多人民的喜愛，成為聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO）推薦的21 世紀(jì)健康食品，世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）推薦的“一葷一素一菇”健康膳食三大基石之一。

從總體上說，食用菌主要作為蔬菜食用，以蔬菜食用的食用菌產(chǎn)品占產(chǎn)量的90%以上。隨著對(duì)食用菌營(yíng)養(yǎng)和健康功能認(rèn)識(shí)的不斷加深和普及，以食用菌為主要原料的各類強(qiáng)化食品、保健品、調(diào)味品、輔助療品、藥品日益受到消費(fèi)市場(chǎng)的青睞，銷量逐年增加。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程和中產(chǎn)階級(jí)的不斷擴(kuò)大，現(xiàn)代社會(huì)生活節(jié)奏的加快，即食食品和休閑食品消費(fèi)量將不斷增加，以食用菌為原料加工成的即食品、調(diào)味料、湯包、湯料市場(chǎng)也將逐漸擴(kuò)大?？傊?，以食用菌為原料進(jìn)行的各類食品和藥品的加工及其產(chǎn)品的銷售將有效地延長(zhǎng)食用菌產(chǎn)業(yè)鏈，而且便于運(yùn)輸貯存，方便食用，并為食用菌產(chǎn)品的出口創(chuàng)造了條件。通過對(duì)食用菌進(jìn)行加工增值，種植效益也會(huì)相應(yīng)提高。因此，對(duì)其關(guān)鍵功效成分進(jìn)行提取、純化并開發(fā)出精深加工產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)前景，還可獲得較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

隨著社會(huì)發(fā)展的不斷進(jìn)步，人們生活質(zhì)量的提高，越來越多的人對(duì)健康與保健有了新的認(rèn)識(shí)。人們對(duì)保健食品的需求在不斷加大，不健康的生活習(xí)慣和飲食結(jié)構(gòu)是其需求量加大的主要原因。近年來，保健品的銷量在逐年增加，隨著功能性保健食品的出現(xiàn)，尤其是含有疾病預(yù)防及治療作用的保健食品，得到了人們的關(guān)注。有緩解疲勞、增加機(jī)體抵抗力、降血脂血糖功能的保健食品尤其得到消費(fèi)者的喜愛。以香菇柄為主要原料，制備功能性香菇柄鮮味劑、功能性香菇柄膳食纖維市場(chǎng)潛力、市場(chǎng)空間巨大，成果應(yīng)用后會(huì)獲得良好經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也將獲得巨大的社會(huì)效益。

3 香菇柄綜合利用

3.1 香菇多糖的利用

從干香菇中提取香菇多糖并將其分裝成膠囊或口服液、香菇飲料、香菇大棗羹、精品盒裝干香菇等。香菇多糖作為一種新型多糖，在預(yù)防癌癥、提高免疫力、預(yù)防心腦血管疾病、護(hù)肝排毒等方面有著突出的功效。通過適當(dāng)方式高效提取香菇多糖，從而使其在醫(yī)藥保健方面發(fā)揮作用，已經(jīng)成為一種新的研究熱點(diǎn)。

3.2 香菇柄的利用

香菇柄中含蛋白質(zhì)15.28%，脂肪1.40%，礦物質(zhì)4.27%，膳食纖維48.3%，有含量極高的膳食纖維。近年來，對(duì)于香菇柄的利用研究越來越多，主要原因還在于香菇柄中含有的香菇多糖、香菇素及其他功效成分，有著提高機(jī)體的免疫力，預(yù)防心腦血管疾病等功效。將香菇柄加工成香菇松后，將香菇松和肉松進(jìn)行適當(dāng)比例混合，加工成的香菇肉松是一種美味可口的食品。

3.3 香菇系列產(chǎn)品的開發(fā)

3.3.1 香菇烘焙食品的開發(fā)和加工

劉存芳等[32]在烤蛋糕的基礎(chǔ)上，用香菇粉替代部分面粉，用淀粉糖漿替代部分白砂糖，開發(fā)研制了香菇保健蛋糕。產(chǎn)品鮮香微甜，松軟可口。以香菇粉、細(xì)糖粉、抹茶粉、發(fā)酵粉為試驗(yàn)原料，采取單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，并以感官評(píng)價(jià)進(jìn)行評(píng)分，研制出了香菇抹茶蛋糕，所得產(chǎn)品內(nèi)部組織細(xì)膩，蜂窩均勻，入口綿軟香甜[33]。以優(yōu)質(zhì)香菇作為原料，采用單因素及正交試驗(yàn)法對(duì)香菇曲奇餅干配方進(jìn)行了研究，確定香菇曲奇餅干最優(yōu)配方及烘焙工藝，所制得餅干形態(tài)完整，色澤均勻，無過焦過白現(xiàn)象，口感酥脆，有淡淡香菇香味[34-35]。

3.3.2 香菇膨化食品的開發(fā)和加工

徐毅等[36]以香菇、大豆蛋白質(zhì)作為原料，通過優(yōu)化加工工藝流程，制成香菇營(yíng)養(yǎng)薯片，得到了營(yíng)養(yǎng)豐富、口感酥脆、具有香菇特殊香氣的膨化食品。

3.3.3 香菇飲料的開發(fā)和加工

將從香菇中浸提出的香菇汁按適當(dāng)比例與不同的食品原料混合可以制備得到香菇飲料，制得的香菇可樂飲料清涼可口、解暑降溫、降壓利尿、解除疲勞[37-38]。

3.3.4 香菇發(fā)酵產(chǎn)品的開發(fā)和加工

包括營(yíng)養(yǎng)香菇醬油、香菇酸乳、香菇奶粉、香菇營(yíng)養(yǎng)液等。以香菇、黑麥仁為主要原料，研制得到黑麥仁香菇營(yíng)養(yǎng)醬（一種發(fā)酵型風(fēng)味醬），其理化指標(biāo)和感官性狀均相較于未加入香菇的小麥仁發(fā)酵制得的面醬更好[39-40]。

3.3.5 其他香菇食品的開發(fā)和加工

目前研究比較多的包括香菇罐頭、香菇醬、香菇肉松、香菇面條等[41]。關(guān)于香菇的綜合利用研究已取得一定成就，但目前關(guān)于香菇的副產(chǎn)品市場(chǎng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為單一，應(yīng)開發(fā)適應(yīng)不同消費(fèi)人群及消費(fèi)市場(chǎng)的產(chǎn)品，豐富產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，中高等技術(shù)含量的產(chǎn)品混合開發(fā)，將香菇保健食品開發(fā)與成熟的食品工藝嫁接，爭(zhēng)取更大市場(chǎng)占有率。還有加工過程成本太大，應(yīng)改良傳統(tǒng)技術(shù)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)解決傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)周期長(zhǎng)、工藝復(fù)雜的問題，如利用微囊技術(shù)提高活性肽穩(wěn)定性；利用超臨界技術(shù)改善提取工藝[42]。

針對(duì)香菇加工的營(yíng)養(yǎng)損失問題，應(yīng)深入研究食用菌中功能因子的化學(xué)組成、理化性質(zhì)，根據(jù)不同功能因子的特性，研發(fā)不同的加工工藝，優(yōu)化工藝條件減少營(yíng)養(yǎng)成分損失的同時(shí)，掩蓋香菇的異味，最大限度發(fā)揮香菇的保健功能，保住其配料的功效，結(jié)合香菇本身的性能搭配食宜禁忌[43]。加強(qiáng)對(duì)香菇多糖的生物活性機(jī)理、功效因子以及量效和構(gòu)效的關(guān)系研究，注重對(duì)多糖分子結(jié)構(gòu)的研究。針對(duì)目前多糖等有效成分提取率不高的現(xiàn)狀應(yīng)綜合使用多種提取工藝，通過遺傳育種、基因重組、物種誘變等手段選育出高產(chǎn)多糖的香菇菌株。除此之外還要優(yōu)化“企業(yè)+基地+農(nóng)戶”模式，充分開發(fā)利用野生香菇資源。加大科技投入，加強(qiáng)香菇資源普查，維護(hù)生物多樣性，確保香菇的引種、馴化、育種與改良有豐富的種質(zhì)資源。