黃芪藥渣培養(yǎng)料對(duì)猴頭菇產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

李盛杰 江海濤 周峰 霍光明

摘要：以猴頭菇為研究對(duì)象，采用楊木屑為主要原料栽培的猴頭菇作為對(duì)照組，以添加不同比例黃芪藥渣栽培的猴頭菇為試驗(yàn)組，測(cè)定添加黃芪藥渣后對(duì)猴頭菇菌絲生長(zhǎng)速率、產(chǎn)量和生物學(xué)效率等生產(chǎn)性能的影響，對(duì)不同處理組猴頭菇的營(yíng)養(yǎng)和功能成分進(jìn)行比較，測(cè)定猴頭菇中重金屬含量用于安全性評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，添加黃芪藥渣后猴頭菇菌絲生長(zhǎng)速率無(wú)顯著變化，但猴頭菇產(chǎn)量和生物學(xué)效率顯著提高，產(chǎn)量從309 g/kg培養(yǎng)料增加至最高397.1 g/kg培養(yǎng)料，提高了28.5%。黃芪藥渣添加組生產(chǎn)的猴頭菇粗蛋白含量和游離氨基酸含量也顯著提高，并顯示出從黃芪藥渣基質(zhì)中富集總多糖和多酚的能力，試驗(yàn)C組（黃芪藥渣含量60%）猴頭菇總多糖和總多酚含量比對(duì)照組分別提高11.43%和32.98%，說(shuō)明添加合適比例的黃芪藥渣可提高猴頭菇的品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：猴頭菇;黃芪藥渣;總多酚;產(chǎn)量;生物學(xué)效率;生長(zhǎng)速率

中圖分類號(hào)：S646.204? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2021）23-0152-04

收稿日期：2021-06-02

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31802015）;江蘇省自然科學(xué)基金（編號(hào)：BK20180143）;南京農(nóng)業(yè)科技產(chǎn)學(xué)研合作示范基地入庫(kù)項(xiàng)目（編號(hào)：2020RHJD浦01、2020RHJD江04）;江蘇省高校重點(diǎn)建設(shè)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（編號(hào)：蘇教科[2016]8）。

作者簡(jiǎn)介：李盛杰（1988—），男，江蘇徐州人，博士，講師，主要從事特殊生物質(zhì)資源利用研究。E-mail：lishengjie@njxzc.edu.cn。

通信作者：霍光明，碩士，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，主要從事特殊生物質(zhì)資源利用研究。E-mail：cnhougm@163.com。

中藥渣是中藥相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)每年排放中藥渣高達(dá)1 000萬(wàn)t[1]。傳統(tǒng)堆放、焚燒和掩埋等處理方式易造成浪費(fèi)和污染，因此中藥渣資源化利用模式值得研究[2]。中藥渣中含有豐富的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、多糖、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和殘留的大量藥效成分，可被食用菌利用和吸收。研究發(fā)現(xiàn)，中藥渣栽培的食用菌相比木屑、秸稈等傳統(tǒng)基質(zhì)所生產(chǎn)出的食用菌，具有生產(chǎn)周期短、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)[3-7]。因此，中藥渣廢棄物再開(kāi)發(fā)利用與食藥用菌產(chǎn)業(yè)結(jié)合是發(fā)展可持續(xù)綠色農(nóng)業(yè)的未來(lái)趨勢(shì)[8]。

猴頭菇（Hericium erinaceus）是我國(guó)傳統(tǒng)食藥用菌，營(yíng)養(yǎng)豐富且具有抗腫瘤、預(yù)防和治療胃炎、調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)、提高免疫力及促進(jìn)神經(jīng)生長(zhǎng)因子合成等功效[9-16]。猴頭菇的產(chǎn)量和品質(zhì)與栽培條件有關(guān)，其中，栽培基質(zhì)是關(guān)鍵因素。但目前關(guān)于栽培基質(zhì)的研究主要集中在棉籽殼、秸稈和木屑等常用食用菌栽培基質(zhì)[17-20]上。栽培基質(zhì)對(duì)猴頭菇影響的研究主要集中于產(chǎn)量和栽培方式的改良等方面，而關(guān)于栽培基質(zhì)尤其富含藥性成分的藥渣對(duì)于猴頭菇的成分差異性方面的研究較少。因此，本試驗(yàn)以黃芪藥渣為主要原料，研究其含量變化與猴頭菇營(yíng)養(yǎng)和功能成分的關(guān)系，有助于在生產(chǎn)中進(jìn)一步提高猴頭菇的產(chǎn)量和品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

猴頭菇菌種來(lái)源于南京曉莊學(xué)院菌物研究所;黃芪藥渣來(lái)源于江蘇康緣陽(yáng)光藥業(yè)有限公司黃芪提取后的剩余藥渣，用于猴頭菇栽培研究;棉籽殼、楊木屑、麩皮等，來(lái)自南京市浦口區(qū)姜開(kāi)龍家庭農(nóng)場(chǎng)。檸檬酸鈉、葡萄糖、乙醇、硫酸、蒽酮、Folin-Ciocalteu溶液，購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)，均為分析純;砷元素標(biāo)準(zhǔn)溶液、鉛元素標(biāo)準(zhǔn)溶液、汞元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，購(gòu)于國(guó)家標(biāo)物中心。

1.2 試驗(yàn)處理及配方

本試驗(yàn)于2020年12月，在南京食用菌產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究中心菌菇培育基地開(kāi)展。試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，楊木屑、棉籽殼和麩皮等培養(yǎng)料組合為對(duì)照組（CK），以不同比例黃芪藥渣（20%、40%和60%）替換楊木屑組成試驗(yàn)組A、B和C。每組30袋，調(diào)節(jié)水分含量為65%，攪拌均勻后的培養(yǎng)料采用聚丙烯塑料袋（17 cm×35 cm）裝好，每袋嚴(yán)格控制濕質(zhì)量1 500 g，于121 ℃下滅菌2 h。菌包冷卻后無(wú)菌接種，菌絲在溫度23 ℃，濕度65%下培養(yǎng)30 d，將菌包移至出菇房，溫度控制在15 ℃，濕度控制在 80%～85%條件下出菇，每組采摘兩潮菇。各培養(yǎng)料成分見(jiàn)表1。

1.3 測(cè)定方法及數(shù)據(jù)分析

猴頭菇菌種接種后待菌絲封面并向下生長(zhǎng) 5 mm 后，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)抽樣10袋，記錄菌絲生長(zhǎng)速率（mm/d）、滿袋時(shí)間（d）和產(chǎn)量（g/kg培養(yǎng)料）。

猴頭菇采后清洗干凈、切片，采用冷凍干燥設(shè)備干燥至水分含量低于13%，立即粉碎，過(guò)40目篩，裝入密封袋中待測(cè)。

猴頭菇粗蛋白含量的檢測(cè)參考GB/T 15673—2009《食用菌中粗蛋白含量的測(cè)定》;粗脂肪含量的檢測(cè)參考GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測(cè)定》;灰分的檢測(cè)參考GB/T 12532—2008《食用菌灰分測(cè)定》;猴頭菇多糖的測(cè)定參考蒽酮-硫酸法[21]，并稍做修改。5 g干粉樣品中加入50 mL純水60 ℃下超聲 1 h，10 000 r/min離心 10 min，濾液存放。濾渣中加入純水，重復(fù)上述步驟2次。合并濾液，采用純水定容至200 mL，混勻 30 s。準(zhǔn)確吸取上清液 1 mL，放入冰水中5 min，加入2‰蒽酮試劑4 mL，混均勻、封上口在沸水中水浴 10 min，取出后自然冷卻至室溫，以空白作參比，在波長(zhǎng) 620 nm 處測(cè)定吸光度，計(jì)算猴頭菇總糖含量。

猴頭菇中總酚含量測(cè)定采用Folin-Ciocalteu法[22]，并稍作修改。5 g干粉樣品中加入60 mL 80%乙醇，加熱至60 ℃，搖床搖動(dòng)，抽提1 h，10 000 r/min 離心10 min，濾液存放。濾渣中加入80%乙醇，重復(fù)上述步驟2次。合并濾液，采用80%乙醇定容至200 mL，混勻30 s。吸取上清液 1 mL，加入4 mL福林酚試劑（0.2 mol/L），混勻反應(yīng) 3 min 后，加入5 mL 7.5% Na2CO3溶液，混合均勻，置于 30 ℃ 恒溫水浴鍋中反應(yīng)30 min后，以空白作參比，在波長(zhǎng)760 nm處測(cè)定吸光度，計(jì)算總酚含量。

猴頭菇中游離氨基酸、鉛、總砷和總汞含量在江蘇省理化測(cè)試中心測(cè)定。游離氨基酸含量測(cè)定參照GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的測(cè)定》，在L-8800氨基酸自動(dòng)分析儀上測(cè)定;鉛含量的測(cè)定參照GB/T 5009.12—2003《食品中鉛的測(cè)定》，由55AA-GTA120原子吸收光譜儀測(cè)定?？偵楹康臏y(cè)定參照GB/T 5009.11—2003《食品中總砷及無(wú)機(jī)砷的測(cè)定》中氫化物原子熒光光度法，總汞含量的測(cè)定參照GB/T 5009.17—2003《食品無(wú)機(jī)汞有機(jī)汞測(cè)定》中原子熒光法，通過(guò)PF6-2原子熒光分光光度計(jì)測(cè)定。

所得數(shù)據(jù)采用Excel 2010進(jìn)行處理，使用GraphPadPrism8.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差分析，采用Tukey法進(jìn)行多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 培養(yǎng)料配方對(duì)猴頭菇生長(zhǎng)參數(shù)和產(chǎn)量的影響

由表2可知，猴頭菇菌絲生產(chǎn)性能與培養(yǎng)料成分相關(guān)，發(fā)現(xiàn)采用黃芪藥渣替代楊木屑后菌絲生長(zhǎng)速率有所減緩，菌絲平均滿袋天數(shù)變化不大。在4種培養(yǎng)料配方中，猴頭菇產(chǎn)量為309.0～397.1 g/kg培養(yǎng)料，生物學(xué)效率為51.22%～65.82%，提示隨著黃芪藥渣含量提高，猴頭菇產(chǎn)量顯著增加，C組（含60%黃芪藥渣）比對(duì)照組產(chǎn)量提高了28.5%。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)猴頭菇菌絲生長(zhǎng)速率與猴頭菇產(chǎn)量之間無(wú)顯著相關(guān)性，且加入黃芪藥渣后猴頭菇菌絲潔白濃密但生長(zhǎng)速度稍慢于菌絲偏稀疏的楊木屑。

2.2 不同培養(yǎng)料配方對(duì)猴頭菇子實(shí)體主要營(yíng)養(yǎng)、功能成分的影響

由表3、表4可知，不同培養(yǎng)料對(duì)猴頭菇子實(shí)體主要營(yíng)養(yǎng)、功能成分差異影響顯著。以黃芪藥渣為主要原料的試驗(yàn)組B和C子實(shí)體粗蛋白含量較高，分別達(dá)（17.93±0.32）%、（19.01±0.42）%，與最低CK組含量差異顯著（P<0.05），含量分別提高了9.1%和15.6%。在粗脂肪含量上，試驗(yàn)組B、C與對(duì)照組CK均有顯著性差異，其中，以試驗(yàn)C組含量最高，達(dá)（2.13±0.06）%。CK組總多糖含量最低，與試驗(yàn)B、C組有顯著差異（P<0.05），其中，試驗(yàn)C組相比對(duì)照組多糖含量提高了11.43%。在總多酚含量上，試驗(yàn)C組含量最高，達(dá)到（5.08±0.07） mg/g，與其他組具有顯著差異（P<0.05），比對(duì)照組提高了32.98%。所測(cè)試驗(yàn)組（黃芪藥渣栽培）猴頭菇中檢出全部18種己知游離氨基酸，對(duì)照組猴頭菇檢測(cè)出17種游離氨基酸。不同栽培料游離氨基酸總量差異較大，用黃芪藥渣栽培的試驗(yàn)組中游離氨基酸含量整體高于楊木屑栽培的對(duì)照組，其中，試驗(yàn)C組猴頭菇中游離氨基酸總量達(dá)到2.71%，而對(duì)照組猴頭菇中游離氨基酸總量?jī)H為1.72%，前者比后者提高57.56%。試驗(yàn)組中必需氨基酸含量也較高，分別占游離氨基酸總量（游離氨基酸=必需氨基酸+非必需氨基酸）的49.76%、53.38%和50.67%。不同基質(zhì)栽培的猴頭菇中谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、甘氨酸和酪氨酸6種呈味氨基酸總量與氨基酸總量的比值分別達(dá)43.34%、40.06%、44.42%和45.97%，說(shuō)明猴頭菇較鮮美。

2.3 不同培養(yǎng)料栽培猴頭菇均重金屬含量符合綠色食品限量要求

由表5可知，不同栽培料培育猴頭菇重金屬含量符合綠色食品要求，4種培養(yǎng)料培育猴頭菇均未檢出鉛，砷含量低于綠色食品限量要求，汞含量也遠(yuǎn)低于綠色食品限量要求。

3 討論與結(jié)論

猴頭菇是一種木腐類食用菌，常用雜木屑等作為培養(yǎng)料。前期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)料中加入一定量的棉籽殼有利于猴頭菇菌絲生長(zhǎng)和子實(shí)體品質(zhì)的穩(wěn)定。本研究發(fā)現(xiàn)，添加一定量的黃芪藥渣相比木屑培養(yǎng)料可顯著提高猴頭菇的產(chǎn)量和生物學(xué)效率，該結(jié)果與黃芪藥渣作為主要栽培料提高了靈芝產(chǎn)量的結(jié)果[5]相似，推測(cè)可能與黃芪藥渣中含有較高含量的可溶性糖（12.36%）和蛋白（8.92%）[23]及黃芪藥渣質(zhì)構(gòu)較為疏松，有利于菌絲生長(zhǎng)有關(guān)。但添加黃芪藥渣后并不能提高菌絲生長(zhǎng)速率，說(shuō)明猴頭菇的菌絲生長(zhǎng)速率和產(chǎn)量之間無(wú)必然聯(lián)系。Zervakis等將7種食用菌生長(zhǎng)速率和產(chǎn)量進(jìn)行了比較，只有3種食用菌顯示在最快菌絲生長(zhǎng)的培養(yǎng)料上具有最高產(chǎn)量，原因是菌絲體快速的擴(kuò)張通常是在營(yíng)養(yǎng)不良或不利的培養(yǎng)基上菌絲生長(zhǎng)的現(xiàn)象，而較慢和較密集的生長(zhǎng)可以歸因于有利條件和真菌對(duì)培養(yǎng)料營(yíng)養(yǎng)資源的充分利用[24]。

猴頭菇的營(yíng)養(yǎng)和功能成分含量與培養(yǎng)基成分緊密相關(guān)。添加一定量的黃芪藥渣可以顯著提高猴頭菇的蛋白含量，特別是游離氨基酸的含量。不同培養(yǎng)料生產(chǎn)的猴頭菇E/T（必需氨基酸總量/氨基酸總量）均高于世界衛(wèi)生組織（WHO）和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）提出的為40%[25]，添加黃芪藥渣后猴頭菇E/T均達(dá)到50%以上，說(shuō)明猴頭菇具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。產(chǎn)物的風(fēng)味主要決定于具有鮮味的游離氨基酸含量的多少，而一般意義上把谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、甘氨酸和酪氨酸6種能呈現(xiàn)出特殊鮮味的氨基酸稱為呈味氨基酸[26]。所有處理組猴頭菇呈味氨基酸含量與氨基酸總量的比值高達(dá)40%以上，說(shuō)明猴頭菇風(fēng)味鮮美。阮鳴等報(bào)道黃芪藥渣還能增加食用菌平菇香氣成分[27]。猴頭菇多糖作為有效成分，具有抗腫瘤、改善胃炎、預(yù)防酒精肝等功能[10，28-30]，其含量的高低影響猴頭菇子實(shí)體的品質(zhì)。添加黃芪藥渣后，猴頭菇多糖含量顯著增加，這與黃芪藥渣可以提高靈芝多糖含量的報(bào)道[5]一致。猴頭菇多酚也是一類重要的活性分子，具有促進(jìn)神經(jīng)生長(zhǎng)因子合成等功能[31-32]。黃芪藥渣能顯著提高猴頭菇多酚的含量，這可能與黃芪藥渣中殘留大量的多酚、黃酮類成分有關(guān)[23]。Koutrotsios等發(fā)現(xiàn)，側(cè)耳屬可以選擇性地從其栽培基質(zhì)葡萄和橄欖榨渣中吸收有機(jī)化合物，特別是多酚類、白藜蘆醇、三萜類化合物和麥角固醇等，從而達(dá)到富集作用，大大改善食用菌的功能[3]。本研究結(jié)果顯示，猴頭菇也具有從培養(yǎng)基中富集多酚的能力，有助于開(kāi)發(fā)功能性猴頭菇產(chǎn)品。

食用菌栽培中可能因培養(yǎng)料中含有重金屬帶來(lái)食品安全風(fēng)險(xiǎn)[33]，本試驗(yàn)中培養(yǎng)料生產(chǎn)的猴頭菇均遠(yuǎn)低于綠色食品安全要求的重金屬下限。

總之，黃芪藥渣栽培的猴頭菇產(chǎn)量高，蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)豐富，氨基酸配比合理，優(yōu)于傳統(tǒng)木屑栽培料生產(chǎn)的猴頭菇。同時(shí)，猴頭菇可以選擇性地從栽培基質(zhì)中富集多酚類等有效成分，從而大大改善了猴頭菇的營(yíng)養(yǎng)和功能特性，為更深入地研究和開(kāi)發(fā)中藥渣栽培食用菌提供了依據(jù)。

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