菌草栽培食（藥）用菌的氨基酸組成及營養(yǎng)價值評價*

蘇德偉，林 輝，宋飛飛，薛志香，曹秀明，林冬梅**，羅海凌**，林占熺

（1.福建農(nóng)林大學(xué)國家菌草工程技術(shù)研究中心，福建 福州 350002；2.福建生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 福州 350002）

菌草（JUNCAO） 指光合效率高、生長速度快、抗逆性強、適應(yīng)性廣、富含內(nèi)生菌、綜合利用價值高的一類草本植物[1]。目前，菌草的開發(fā)利用主要集中在畜牧養(yǎng)殖[2-6]、水土流失治理[7-8]、土壤污染修復(fù)[9]、防風(fēng)固沙[10]、黃河流域生態(tài)治理[11]等領(lǐng)域，以及制備沼氣[12-14]、纖維素[15-16]、造紙[17-18]、生物質(zhì)燃料[19-20]、淡紫擬青霉（Paecilomyces lilacinus）[21]、內(nèi)生菌菌肥[22]等工業(yè)化生產(chǎn)領(lǐng)域。

一直以來，我國都是食（藥）用菌生產(chǎn)和出口大國。食用菌肉質(zhì)鮮美、營養(yǎng)豐富、生物活性成分含量高。隨著人民物質(zhì)生活水平的逐漸提高，食（藥）用菌受到越來越多消費者的青睞，市場需求逐年擴大。隨著傳統(tǒng)食（藥）用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，“菌林矛盾”逐漸凸顯。利用菌草作為栽培料，“以草代木”栽培食（藥）用菌，不僅促進了食（藥）用菌產(chǎn)業(yè)與生態(tài)保護的協(xié)同發(fā)展，而且實現(xiàn)了食（藥）用菌產(chǎn)業(yè)的綠色、健康、可持續(xù)發(fā)展[1]。目前可利用菌草栽培的食（藥） 用菌品種主要集中在側(cè)耳科（Pleurotaceae）[23-24]、銀耳科 （Treimellaceae）[25]、蘑菇科 （Agaricaceae）[26]、多孔菌科 （Polyporaceae）[27]、鬼筆菌科 （Phallaceae）[28]、口蘑科 （Tricholomataceae）[29]、靈芝科 （Ganodermataceae）[30-33]、猴頭菌科 （Hericiaceae）[34]等科的多個屬種。研究方向主要為栽培配方優(yōu)化、理化性質(zhì)測定、品質(zhì)分析、廢棄物綜合利用等方面，有關(guān)其蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值評價的研究鮮有報道。通過試驗比較不同菌草栽培的食（藥）用菌的氨基酸組成，并對其子實體進行蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值評價，旨在為菌草栽培食（藥）用菌的綜合利用開發(fā)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

菌草栽培的食（藥）用菌菌種，來自福建農(nóng)林大學(xué)國家菌草工程技術(shù)研究中心，分別為靈芝（Ganoderma lucidum）、紫芝 （Ganoderma sinense）、銀耳 （Tremella fuciformis）、猴頭菇 （Hericium erinaceus）、金山巨菇 （Tricholoma jinshanense）、阿魏菇 （Pleurotus ferulae）、竹蓀 （Dictyophora indusiata）、茶樹菇 （Agrocybe aegerita）、香菇 （Lentinus edodes）、真姬菇 （Hypsizygus marmoreus）、紫孢平菇（Pleurotus sapiaus）、羊肚菌 （Morchella importuna）、棕色雙孢蘑菇（Agaricus bisporus）、白色雙孢蘑菇（Agaricus bisporus）、灰樹花 （Grifola frondose）。

1.2 方法

1.2.1 氨基酸成分測定

根據(jù)茚三酮比色法，使用氨基酸自動分析儀測定菌草栽培的食（藥）用菌的氨基酸組分及含量。

1.2.2 營養(yǎng)價值評價

根據(jù)Bano[35]、趙建辛[36]、朱圣陶[37]的研究方法以及FAO/WHO[38]模式，對菌草栽培的食（藥） 用菌的氨基酸進行評價。

1.2.3 模糊識別評價

根據(jù)蘭氏距離法評價菌草栽培的食（藥）用菌蛋白質(zhì)品質(zhì)[39]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用EXCEL 2013和SPSS 23.0軟件對測得的數(shù)據(jù)進行處理分析。

2 結(jié)果和分析

2.1 菌草栽培的食（藥）用菌氨基酸含量

TAA為氨基酸總量、EAA為必需氨基酸總量、NEAA為非必需氨基酸、EAAI為必需氨基酸指數(shù)。菌草栽培的食（藥）用菌氨基酸含量見表1。

表1 菌草栽培的食（藥）用菌的氨基酸含量Tab.1 The amino acid content of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

（續(xù)表 1）

由表1可知，菌草栽培的食（藥）用菌氨基酸種類齊全，各品種氨基酸總量為7.52 g·100-1g-1～23.73 g·100-1g-1，其中靈芝（7.52 g·100-1g-1）和紫芝（8.23 g·100-1g-1）氨基酸含量最少；其次為銀耳（8.65 g·100-1g-1）、猴頭菇（12.89 g·100-1g-1）、金山巨菇（13.97 g·100-1g-1）、阿魏菇（14.45 g·100-1g-1）、竹蓀（15.44 g·100-1g-1）、茶樹菇（15.92 g·100-1g-1）、香菇（18.02 g·100-1g-1）、真姬菇（18.78 g·100-1g-1）、紫孢平菇（20.05 g·100-1g-1）、羊肚菌（20.33 g·100-1g-1）、棕色雙孢蘑菇（21.60 g·100-1g-1）、白色雙孢蘑菇（23.48 g·100-1g-1）；灰樹花（23.73 g·100-1g-1）氨基酸含量最高。靈芝和紫芝中蛋氨酸含量最高，茶樹菇中賴氨酸含量最高、其余品種中谷氨酸含量最高。

菌草栽培的食（藥）用菌的EAA含量由高至低依次為灰樹花＞紫孢平菇＞真姬菇＞茶樹菇＞棕色雙孢蘑菇、白色雙孢蘑菇＞羊肚菌＞竹蓀＞香菇＞金山巨菇＞阿魏菇＞紫芝＞靈芝、猴頭菇＞銀耳。

食物中蛋白質(zhì)的優(yōu)劣程度主要取決于EAA的品種、含量、組成比例[40]，其中組成比例是關(guān)鍵性因素[41]。各種食物的EAA組成比例各不相同，目前尚未發(fā)現(xiàn)與FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)完全一致的食物。不同種類菌草栽培的食（藥）用菌EAA占TAA的比例范圍為30.58%～61.30%，EAA占NEAA的比例范圍為44.05%～158.42%，其中靈芝的EAA/TAA和EAA/NEAA最高，白色雙孢蘑菇EAA/TAA和EAA/NEAA最低。

2.2 菌草栽培的食（藥）用菌必需氨基酸組成與分析

部分FAO/WHO模式必須氨基酸標(biāo)準(zhǔn)見表2，菌草栽培的食（藥）用菌的必需氨基酸的組成見表3。

由表2、表3可知，菌草栽培的竹蓀、灰樹花、香菇的異亮氨酸含量接近FAO/WHO模式，茶樹菇賴氨酸、竹蓀亮氨酸和苯丙氨酸+酪氨酸含量超過FAO/WHO模式，靈芝、紫芝、金山巨菇、茶樹菇、紫孢平菇的蛋氨酸+胱氨酸含量超過FAO/WHO模式，竹蓀的纈氨酸含量最接近FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)模式，茶樹菇的蘇氨酸含量最低僅為0.73。菌草栽培的食（藥）用菌中EAA含量均高于或接近成人所需必需氨基酸含量，在日常配餐中可適當(dāng)增加其攝入量。此外，部分菌草栽培的食（藥）用菌中EAA含量高于或接近常規(guī)蛋白作物花生仁、大豆、小麥，可作為部分糧食作物的替代蛋白源。

表2 FAO/WHO模式必須氨基酸標(biāo)準(zhǔn)Tab.2 Essential amino acid standard of FAO/WHO

表3 菌草栽培的食（藥）用菌必需氨基酸的組成Tab.3 Essential amino acid compositions of edible-medicinal fungi cultivated by JUNCAO

2.3 菌草栽培的食（藥）用菌氨基酸評分和化學(xué)評分

食物的氨基酸評分的高低直接影響了其品質(zhì)，數(shù)值越接近100，說明其質(zhì)量越接近FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)，其營養(yǎng)價值也越高[42]。菌草栽培的食（藥） 用菌的氨基酸評分見表4。

表4 菌草栽培的食（藥）用菌的氨基酸評分Tab.4 Amino acid scores of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

由表4可知，菌草栽培的食（藥）用菌中，氨基酸評分最高的是紫孢平菇（66.50） 和真姬菇（65.14），其次是羊肚菌（48.00） 和棕色雙孢蘑菇（47.64），茶樹菇（18.25） 和猴頭菇（21.71） 最低。

菌草栽培的食（藥）用菌的蛋白質(zhì)化學(xué)評分見表5。

表5 菌草栽培的食（藥）用菌的蛋白質(zhì)化學(xué)評分Tab.5 Protein chemical scores of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

由表5可知，菌草栽培的食（藥）用菌蛋白質(zhì)化學(xué)評分依次為真姬菇（41.36） ＞紫孢平菇（40.30）＞紫芝 （32.69） ＞靈芝 （30.60） ＞羊肚菌 （30.55） ＞金山巨菇（29.39） ＞香菇（28.37） ＞銀耳（27.82） ＞阿魏菇（26.36） ＞棕色雙孢蘑菇（23.82） ＞灰樹花（23.09） ＞白色雙孢蘑菇 （20.73） ＞竹蓀 （19.09） ＞茶樹菇（14.31） ＞猴頭菇（13.82）。

營養(yǎng)學(xué)上將含量最低的必需氨基酸稱為第一限制性氨基酸。綜合菌草栽培的食（藥）用菌的氨基酸評分和蛋白質(zhì)化學(xué)評分，銀耳、猴頭菇、阿魏菇、竹蓀、香菇、羊肚菌、棕色雙孢蘑菇、白色雙孢蘑菇、灰樹花的第一限制性氨基酸為蛋氨酸+胱氨酸，靈芝和紫芝的第一限制性氨基酸為賴氨酸，金山巨菇和真姬菇的第一限制性氨基酸為亮氨酸，紫孢平菇的第一限制性氨基酸為異亮氨酸，茶樹菇的第一限制性氨基酸為蘇氨酸。

2.4 菌草栽培的食（藥） 用菌的必需氨基酸指數(shù)、生物價和營養(yǎng)指數(shù)

必需氨基酸指數(shù)是一種蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量與標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)（通常是雞蛋蛋白質(zhì)）中的必需氨基酸含量比值的幾何平均數(shù)，是評價食物蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的指標(biāo)之一。生物價是一種評估蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的生物方法，指每100克食物來源蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化成人體蛋白質(zhì)的質(zhì)量。營養(yǎng)指數(shù)是對食物蛋白質(zhì)含量和氨基酸組成進行的綜合評價。

菌草栽培的食（藥） 用菌的必需氨基酸指數(shù)、生物價和營養(yǎng)指數(shù)見圖1。

圖1 菌草栽培的食（藥）用菌蛋白質(zhì)的必需氨基酸指數(shù)、生物價和營養(yǎng)指數(shù)Fig.1 Essential amino acid indexes,biological values and nutritional indexes of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

由圖1可知，真姬菇（60.82） 和紫孢平菇（60.50） 必需氨基酸指數(shù)最高，其次為靈芝（54.87）和竹蓀（53.01），猴頭菇（34.63）、棕色雙孢蘑菇（36.25） 和白色雙孢蘑菇（36.89） 最低。生物價與必需氨基酸指數(shù)評價結(jié)果相一致。

灰樹花營養(yǎng)指數(shù)最高為19.13，其次為紫孢平菇17.30、真姬菇16.27，靈芝、銀耳、紫芝營養(yǎng)指數(shù)最低，僅為6.80、7.03、8.00。

2.5 菌草栽培的食（藥）用菌的必需氨基酸相對比值

菌草栽培的食（藥）用菌的必需氨基酸相對比值見表6。

表6 菌草栽培的食（藥）用菌蛋白質(zhì)的必需氨基酸相對比值Tab.6 Essential amino acid relative ratio of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

由表6可知，菌草栽培的食（藥）用菌氨基酸相對比值介于0.37～0.90之間，其中靈芝和紫芝必需氨基酸相對比值最高，真姬菇、紫孢平菇、茶樹菇次之，棕色雙孢蘑菇和猴頭菇最低；靈芝、紫芝、真姬菇、紫孢平菇所含蛋氨酸+胱氨酸和茶樹菇賴氨酸超過雞蛋模式對應(yīng)的氨基酸。

2.6 菌草栽培的食（藥）用菌蛋白質(zhì)的氨基酸比值系數(shù)和氨基酸比值系數(shù)分

為了更好的評價食物蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值，基于氨基酸平衡理論，朱圣陶等[38]提出了氨基酸比值系數(shù)法。菌草栽培的食（藥） 用菌的氨基酸比值系數(shù)（RCAAs） 及氨基酸比值系數(shù)分（SRCAAs） 見表7。

表7 菌草栽培的食（藥）用菌蛋白質(zhì)的氨基酸比值系數(shù)（RCAAs）及氨基酸比值系數(shù)分（SRCAAs）Tab.7 RCAAs and SRCAAs of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

由表7可知，菌草栽培的食（藥）用菌氨基酸比值系數(shù)評分介于-55.05～83.89之間，其中羊肚菌、香菇、棕色雙孢蘑菇最高，白色雙孢蘑菇和灰樹花次之，靈芝和紫芝最低。

2.7 菌草栽培的食（藥）用菌蛋白質(zhì)的模糊識別法評價

基于氨基酸平衡理論，通過分析待測必需氨基酸偏離標(biāo)準(zhǔn)雞蛋白模式的貼進度μ，模糊識別其營養(yǎng)價值（μ越趨近于1，說明營養(yǎng)價值越高）[43]。菌草栽培的食（藥）用菌蛋白質(zhì)相對標(biāo)準(zhǔn)蛋白的貼近度見圖2。

由圖2可知，菌草栽培的食（藥） 用菌的μ都在0.7以上，表明菌草栽培的食（藥） 用菌是一類優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)食物，其中紫孢平菇、真姬菇、竹蓀、灰樹花都在0.8以上，品質(zhì)最佳。

圖2 菌草栽培的食（藥）用菌蛋白質(zhì)相對標(biāo)準(zhǔn)蛋白的貼近度Fig.2 Closeness degree of proteins of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

2.8 菌草栽培的食（藥）用菌的味覺氨基酸組成與分析

氨基酸作為機體生命活動的第一營養(yǎng)要素，在食物品質(zhì)及風(fēng)味方面也起到了重要作用。對15種菌草栽培的食（藥）用菌的4大類味覺氨基酸含量和占比進行了初步分析，結(jié)果見表8。

由表8可知，15種菌草栽培的食（藥） 用菌鮮味氨基酸含量介于 1.04 g·100-1g-1～8.27 g·100-1g-1，其中白色雙孢蘑菇最高，香菇次之，靈芝和紫芝最低。甜味氨基酸含量為 1.34 g·100-1g-1～6.17 g·100-1g-1，其中棕色雙孢蘑菇最高，白色雙孢蘑菇次之，茶樹菇最低?？辔栋被岷繛?2.25 g·100-1g-1～52.53 g·100-1g-1，其中靈芝最高，紫芝次之，香菇最低。芳香族氨基酸含量為 5.05 g·100-1g-1～10.43 g·100-1g-1，其中竹蓀最高，銀耳次之，靈芝最低。

表8 菌草栽培的食（藥）用菌味覺氨基酸的組成Tab.8 Flavor amino acid compositions of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

菌草栽培的15種食（藥） 用菌中，猴頭菇、香菇、棕色雙孢蘑菇和白色雙孢蘑菇所含鮮味氨基酸比例最高，其余所含苦味氨基酸比例最高。整體說來，菌草栽培的食（藥）用菌中具備了各類特色鮮明的味覺氨基酸，為其市場化開發(fā)利用提供了科學(xué)依據(jù)。

2.9 菌草栽培的食（藥）用菌的藥用氨基酸組成與分析

菌草栽培的食（藥）用菌藥用氨基酸的組成見圖3，菌草栽培的食（藥） 用菌藥用氨基酸的含量及比例見圖4。

圖3 菌草栽培的食（藥）用菌藥用氨基酸的組成Fig.3 Medicinal amino acid compositions of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

圖4 菌草栽培的食（藥）用菌藥用氨基酸的含量及比例Fig.4 Medicinal amino acid contents and proportions of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

由圖3和圖4可知，菌草栽培的15種食（藥）用菌，其藥用氨基酸含量介于5.33 g·100-1g-1～15.16 g·100-1g-1，藥用氨基酸所占比例介于 59.77%～70.88%。棕色雙孢蘑菇（59.77%） 除外，其余品種的藥用氨基酸含量均高于枸杞（60.00%）[44]和枇杷（56%）[45]，其中靈芝的藥用氨基酸含量（70.88%） 高于黨參 （70.00%）[46]，紫芝 （68.77%）、香菇（68.37%）也極為接近，因此，可視上述品種為藥用價值較高的蛋白資源。

2.10 菌草栽培的食（藥）用菌聚類情況分析

綜合TAA、EAA、EAAI、BV、NI等指標(biāo)，對15個菌草栽培的食（藥）用菌進行系統(tǒng)聚類分析，使用平均聯(lián)接（組間）的譜系圖重新標(biāo)準(zhǔn)度的距離聚類組合，結(jié)果見圖5。

由圖5可知，根據(jù)聚類樹狀圖可以判定分為I和II兩個大類，第I類包括III（真姬菇、紫孢平菇、竹蓀、灰樹花）、IV（茶樹菇）、V（棕色雙孢蘑菇、白色雙孢蘑菇、猴頭菇、阿魏菇、香菇、羊肚菌、銀耳、金山巨菇）3個小類。其中第III類氨基酸含量相對最高，食用品質(zhì)最佳，可作為高質(zhì)量蛋白產(chǎn)品；第VI和V類氨基酸含量相對較高，品質(zhì)較好。因此，第I類菌草栽培的食（藥）用菌可作為高效資源開發(fā)利用的理想材料。而第II類氨基酸含量相對最低，營養(yǎng)價值較低，可能與其木質(zhì)化程度高有關(guān)。該聚類結(jié)果很好的反應(yīng)了菌草栽培的不同食（藥） 用菌的差異性，為菌草栽培食（藥）用菌技術(shù)的推廣及高品質(zhì)食（藥）用菌的深加工提供了理論參考。

3 討論和結(jié)論

隨著我國全面建設(shè)小康社會的推進，國家綜合實力得到顯著提升，人們對于食品質(zhì)量安全的關(guān)注度越來越高，對于食品的要求和理念發(fā)生了巨大的變化。食（藥） 用菌富含蛋白質(zhì)和生物活性成分，適用于各類人群食用，是不可多得的優(yōu)質(zhì)蛋白食品，市場需求巨大。菌草栽培的食（藥）用菌富含17種氨基酸，同時隨著培養(yǎng)料和生產(chǎn)工藝的不同，其風(fēng)味更加獨特。真姬菇、紫孢平菇、竹蓀、灰樹花等食（藥）用菌氨基酸含量豐富，營養(yǎng)價值高，靈芝和紫芝藥用效果顯著。

菌草栽培的食（藥） 用菌品質(zhì)好、質(zhì)量高、風(fēng)味佳；同時菌草屬于可再生資源，生產(chǎn)工藝綠色環(huán)保，符合現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)發(fā)展理念，值得推廣應(yīng)用。此外，菌草栽培的食（藥） 用菌中味覺氨基酸和藥用氨基酸含量豐富，在特色風(fēng)味產(chǎn)品開發(fā)及現(xiàn)代中醫(yī)中藥領(lǐng)域具有很大的發(fā)展?jié)摿?。綜上所述，菌草栽培的食（藥）用菌是一類具有多功能高效開發(fā)利用價值的蛋白質(zhì)資源，可進一步推廣開發(fā)。