陜北野生和不同栽培模式羊肚菌營養(yǎng)成分比較分析

趙瑞華

賀曉龍1

高小朋1

汪 飛2

(1. 延安大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，陜西 延安 716000；2. 延安市微生物研究所，陜西 延安 716000)

羊肚菌[Morchellaesculenta(L.) Pers.]是一種菌蓋外面凹凸形成類似羊肚的珍貴食藥用真菌，又稱羊肚菜、羊雀菌或草笠竹等[1-2]。子實(shí)體富含各種氨基酸、不飽和脂肪酸、礦物質(zhì)元素和維生素等，風(fēng)味獨(dú)特、口感脆嫩；同時(shí)具備抵抗病毒、抵抗氧化、抑制腫瘤細(xì)胞及增強(qiáng)機(jī)體免疫力等多種潛在的生理功能[3-4]。近年來，對羊肚菌的研究使人工栽培技術(shù)不斷進(jìn)步，種植規(guī)模逐年擴(kuò)大，在一定程度上迎合了對羊肚菌的市場需求，但大多數(shù)消費(fèi)者還是更認(rèn)可野生羊肚菌的營養(yǎng)價(jià)值，使得該野生資源的市場價(jià)格普遍偏高[5]。

陜北南泥灣氣候獨(dú)特，造就了該地區(qū)豐富的野生羊肚菌種質(zhì)資源[6]。但在野生羊肚菌高價(jià)格的驅(qū)使下，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民在出菇階段年復(fù)一年進(jìn)行不正確的采收，造成總產(chǎn)量逐漸下降，野生羊肚菌賴以生存的生態(tài)環(huán)境處于被破壞的邊緣。因此，人工栽培羊肚菌的營養(yǎng)價(jià)值可否比得上野生資源值得探究，也是對當(dāng)?shù)匾吧Y源給予合理保護(hù)的前提。此前曾有研究[7-8]就野生和人工栽培羊肚菌的營養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行過分析，結(jié)果顯示有差異，但從蛋白質(zhì)、氨基酸、礦物質(zhì)元素及脂肪酸等方面全面地對同一地區(qū)野生及馴化后以不同模式栽培羊肚菌的營養(yǎng)成分進(jìn)行比較分析的工作還未見報(bào)道。近年來對陜北南泥灣野生羊肚菌進(jìn)行了母種分離純化，成功獲得馴化菌種，在延安采用不同模式栽培羊肚菌的試驗(yàn)也取得一定進(jìn)展。為明確該地區(qū)野生和人工栽培羊肚菌的營養(yǎng)成分差異，對采集的野生羊肚菌及不同模式栽培的羊肚菌樣品就基本營養(yǎng)成分、氨基酸、脂肪酸以及礦物質(zhì)元素等進(jìn)行檢測分析，以期為該地區(qū)野生羊肚菌資源的生態(tài)保護(hù)及人工栽培推廣提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

野生羊肚菌：陜北南泥灣地區(qū)；

人工栽培羊肚菌：陜北南泥灣野生羊肚菌馴化后以3種模式溫室大棚(溫棚)、普通塑料弓形棚(弓棚)、松樹林下(林下)栽培的樣品；

甲醇：色譜純，北京匯?？苾x科技有限公司；

乙腈：色譜純，天津賽孚世紀(jì)科技發(fā)展有限公司；

無水乙醇、乙酸、乙酸鈉、濃鹽酸、濃硫酸、乙醚、NaOH、Na2CO3、苯酚、檸檬酸鈉等：分析純，天津市百世化工有限公司；

鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、鋅等元素：光譜純標(biāo)品(1 000 μg/mL)，廣州分析測試中心科力技術(shù)開發(fā)公司。

1.2 栽培種配方

栽培種配方：麥粒50%，木屑27.3%，腐殖土20%，石膏1%，輕質(zhì)碳酸鈣1%，硫酸鎂0.5%，磷酸二氫鉀0.2%。

1.3 主要儀器

電子天平：H0503型，河北慧采科技有限公司；

電熱鼓風(fēng)干燥箱：101-0ABE型，上海坤天實(shí)驗(yàn)室儀器有限公司；

全自動(dòng)凱氏定氮儀：K9860型，濟(jì)南萊寶醫(yī)療器械有限公司；

萬能粉碎機(jī)：30B型，常州市磐豐干燥設(shè)備有限公司；

馬弗爐：SX2-4-10G型，山東博科再生醫(yī)學(xué)有限公司；

數(shù)顯恒溫水浴鍋：HH-80型，常州市億能實(shí)驗(yàn)儀器廠；

原子吸收光譜儀：AA320N型，浙江納德科學(xué)儀器有限公司；

氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用分析儀：ISQ7000型，蘇州津工儀器有限公司；

氨基酸全自動(dòng)分析儀：L-8900型，天美儀拓實(shí)驗(yàn)室設(shè)備(上海)有限公司。

1.4 栽培條件與樣品前處理

3種人工栽培模式羊肚菌出菇時(shí)土壤溫度均保持在5～15 ℃，濕度80%～90%，出現(xiàn)子實(shí)體原基后，控制光照、濕度和通風(fēng)等條件刺激出菇。野生羊肚菌和人工栽培羊肚菌樣品采后即刻于50 ℃烘干再粉碎，放于干燥器中備用，并于48 h內(nèi)進(jìn)行檢測。

1.5 營養(yǎng)成分檢測

1.5.1 常規(guī)營養(yǎng)成分檢測方法

(1) 水分：按GB 5009.3—2016的直接干燥法執(zhí)行。

(2) 粗蛋白：按GB 5009.5—2016的凱氏定氮法執(zhí)行。

(3) 粗脂肪：按GB 5009.6—2016的索氏脂肪抽提法執(zhí)行。

(4) 粗纖維：按GB/T 5009.10—2003執(zhí)行。

(5) 灰分：按GB 5009.4—2016的灼燒重量法執(zhí)行。

每個(gè)樣品重復(fù)3次。

1.5.2 氨基酸檢測與評估

(1) 氨基酸檢測：按GB 5009.124—2016的酸水解法執(zhí)行，色氨酸按GB/T 18246—2000執(zhí)行。

(2) 氨基酸評估：采用世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO/WHO)給出的氨基酸評分標(biāo)準(zhǔn)模式和全雞蛋蛋白質(zhì)的氨基酸模式[9]作為評估依據(jù)，分別按式(1)和式(2) 求出羊肚菌子實(shí)體樣品中蛋白質(zhì)的氨基酸評分(AAS)及化學(xué)評分(CS)。

(1)

(2)

式中：

AAS——基酸評分；

CS——化學(xué)評分；

CSAA——樣品中氨基酸含量，mg/g 蛋白質(zhì)；

CFAO/WHOSMSAA——FAO/WHO評分模式同種氨基酸含量，mg/g 蛋白質(zhì)；

CWEPSAA——全雞蛋蛋白質(zhì)中同種氨基酸含量，mg/g 蛋白質(zhì)。

1.5.3 脂肪酸檢測 按GB 5009.168—2016執(zhí)行。采用索氏抽提法提取脂肪經(jīng)甲酯化處理后，上機(jī)檢測。

1.5.4 礦物質(zhì)元素檢測

(1) 鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、鋅、銅、鎘、砷、鉛：按GB 5009.268—2016的電感耦合等離子體質(zhì)譜法執(zhí)行。

(2) 磷、鍶：按GB 5009.268—2016的電感耦合等離子體發(fā)射光譜法執(zhí)行。

(3) 硒：按GB 5009.93—2017執(zhí)行。

(4) 錳：按GB 5009.242—2017的火焰原子吸收光譜法執(zhí)行。

(5) 硫：離子色譜法[10]。

(6) 硅：硅鉬藍(lán)分光光度法[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 常規(guī)營養(yǎng)成分對比分析

由表1可知，不管是野生還是3種人工栽培模式其羊肚菌子實(shí)體粗蛋白含量都非常豐富，均在30%以上，粗蛋白和粗纖維含量高于中國平均值，而粗脂肪含量低于中國平均值，表現(xiàn)出高蛋白、高纖維和低脂肪的特點(diǎn)。人工栽培與野生的差異主要表現(xiàn)在粗蛋白、粗纖維、粗脂肪和水分含量整體上略高于野生的，而灰分含量稍低于野生的。3種栽培模式中弓棚粗蛋白、粗脂肪、灰分含量最高，溫棚粗纖維和水分含量最高?？傮w而言，就常規(guī)營養(yǎng)成分方面來評價(jià)羊肚菌的營養(yǎng)價(jià)值，人工栽培的要略高于野生。

表1 樣品常規(guī)營養(yǎng)成分Table 1 Determination of conventional nutrient components in samples %

2.2 氨基酸組成及評價(jià)

2.2.1 氨基酸組成 由表2可知，野生和3種栽培模式的羊肚菌中均含有大量的氨基酸，且氨基酸種類齊全，檢測到待測的18種氨基酸，其中包含人體必需氨基酸8種。4種樣品中氨基酸總含量高低順序依次是：弓棚栽培(266.73 mg/g)>林下栽培(264.06 mg/g)>溫棚栽培(263.32 mg/g)>野生(222.73 mg/g)，與表1中粗蛋白的檢測結(jié)果順序一致；必需氨基酸含量高低順序依次是：林下栽培(96.16 mg/g)>溫棚栽培(95.30 mg/g)>弓棚栽培(92.76 mg/g)>野生(78.53 mg/g)?？梢娙斯ぴ耘嘌蚨蔷陌被峥偭亢捅匦璋被岷烤愿哂谝吧c已有報(bào)道[8,12]一致。另外，在4種樣品的子實(shí)體中，必需氨基酸含量均占氨基酸總量的34%～37%，與FAO/WHO推薦的模式值(必需氨基酸總量與總氨基酸比值在40%左右)相當(dāng)；且必需氨基酸/非必需氨基酸結(jié)果都處于53%～58%，與FAO/WHO推薦的模式值比較接近，符合人體所需必需氨基酸的比例，均屬于較優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)。其中林下樣品的必需氨基酸總量比總氨基酸及必需氨基酸總量比非必需氨基酸總量的兩個(gè)比值最接近FAO/WHO規(guī)定的理想蛋白，氨基酸配比最為合理。

表2 樣品氨基酸檢測?Table 2 Determination of amino acid in samples mg/g

從氨基酸組成來看，4種樣品含量最高的氨基酸都是谷氨酸，然后是天冬氨酸。谷氨酸和天冬氨酸為主要鮮味氨基酸，也是構(gòu)成羊肚菌鮮味的主要來源，占總氨基酸含量26%～30%，賦予羊肚菌鮮美獨(dú)特的口味。鮮味氨基酸總量高低順序是：弓棚栽培(75.16 mg/g)>溫棚栽培(72.89 mg/g)>林下栽培(69.70 mg/g)>野生(64.70 mg/g)，從風(fēng)味上來說，人工栽培羊肚菌要好一些。此外，所有樣品中具有不同生理功效的氨基酸含量也非常豐富，比如可以協(xié)助蛋白質(zhì)吸收的蘇氨酸含量達(dá)13.00～16.00 mg/g，還有可一起修復(fù)損傷肌肉、提高生長激素的亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸基本都在10.00 mg/g以上，3種栽培模式都優(yōu)于野生羊肚菌，但模式之間相差不多。

2.2.2 氨基酸評價(jià) 對蛋白質(zhì)評價(jià)依據(jù)氨基酸平衡理論，該理論認(rèn)為質(zhì)量越佳的蛋白質(zhì)其氨基酸組成比例會越接近FAO/WHO模式或全蛋白模式。由表3可知，人工栽培羊肚菌的必需氨基酸總含量均大于300 mg/g蛋白質(zhì)，相比野生羊肚菌，更接近FAO/WHO模式，與糧食作物花生(315 mg/g蛋白質(zhì))相當(dāng)，其中林下栽培(315.38 mg/g 蛋白質(zhì))最優(yōu)。說明人工栽培羊肚菌子實(shí)體的蛋白中必需氨基酸含量更豐富，但較全蛋白模式仍有一定差距。

根據(jù)FAO/WHO和全蛋白模式對表3測定的必需氨基酸組成比較分析，得出野生和3種栽培模式羊肚菌子實(shí)體的AAS和CS，見表4和表5?；贏AS計(jì)算結(jié)果，所有樣品中第一、二限制性氨基酸分別是蛋氨酸+半胱氨酸和賴氨酸。所有樣品中蘇氨酸和色氨酸的AAS評分都大于1，苯丙氨酸+酪氨酸的AAS評分除野生樣品外也都大于1。基于CS計(jì)算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)所有樣品中第一限制性氨基酸也是蛋氨酸+半胱氨酸，與AAS中的結(jié)果相同，但其第二限制性氨基酸不一樣都是異亮氨酸。整體來看人工栽培樣品必需氨基酸的CS評分普遍高于野生樣品，但CS評分除了溫棚模式的色氨酸外均小于1。

表3 樣品必需氨基酸的組成模式Table 3 Essential amino acid composition pattern in samples mg/g蛋白質(zhì)

表4 樣品必需氨基酸AAS評價(jià)Table 4 AAS evaluation analysis of essential amino acid in samples

表5 樣品必需氨基酸CS評價(jià)Table 5 CS evaluation analysis of essential amino acid in samples

綜合上述各樣品的氨基酸含量及對必需氨基酸進(jìn)行評價(jià)的結(jié)果，人工栽培羊肚菌的氨基酸營養(yǎng)價(jià)值是優(yōu)于野生羊肚菌的，這可能與人工栽培時(shí)具有含豐富氨基酸的氮源有關(guān)。另外從AAS與CS分析結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，雖然所有樣品必需氨基酸種類齊全，但存在限制性氨基酸：蛋氨酸、半胱氨酸、賴氨酸、異亮氨酸等，限制性氨基酸的缺乏會影響其他必需氨基酸在人體內(nèi)的充分利用而造成浪費(fèi)，因此為了提高羊肚菌各類必需氨基酸的整體利用率，需在飲食中補(bǔ)充富含這些限制性氨基酸的食品。

2.3 脂肪酸組成

由表6可知，野生羊肚菌和3種栽培模式羊肚菌樣品中均檢出油酸、亞油酸及棕櫚油酸等11種主要的脂肪酸成分(包括6種不飽和脂肪酸，5種飽和脂肪酸)，其中6種不飽和脂肪酸經(jīng)檢測單不飽和脂肪酸有5種，多不飽和脂肪酸有1種。除了弓棚栽培樣品中不飽和脂肪酸占總脂肪酸的比例低于70%外，其余樣品均超過了75%，由高到低順序是：野生>林下栽培>溫棚栽培>弓棚栽培，并且野生和林下栽培樣品已高達(dá)82%左右。油酸和亞油酸這兩種不飽和脂肪酸在各樣品中所占比例都是最高的，其中野生羊肚菌亞油酸的含量最多，林下栽培稍次之；溫棚栽培的油酸含量最高，林下栽培稍次之。因此，不管野生還是栽培的羊肚菌對人體來說均是有益的食物來源，可提供人體自身不能合成必須從膳食中攝取的亞油酸和亞麻酸。試驗(yàn)所用樣品中的脂肪酸均以不飽和脂肪酸為主，與以往對食用菌脂肪酸的研究[13]結(jié)果一致。

表6 樣品脂肪酸組成Table 6 Determination of fatty acid in samples %

2.4 礦物質(zhì)元素

由表7可知，野生羊肚菌和3種栽培模式羊肚菌樣品中都有豐富的礦物質(zhì)元素，如對人體有益的K、Na、Ca、Mg、P、S等常量元素以及必需的Fe、Zn、Cu、Mn、Sr、Si、Se

表7 樣品礦物質(zhì)元素檢測?Table 7 Determination of mineral composition in samples mg/100 g

等微量元素。通過對比各元素的含量發(fā)現(xiàn)，常量元素中，K含量最高均超過2 000 mg/100 g，其次是P，然后是S、Ca和Mg；微量元素中，含量最高的是Fe，其次是Zn，然后是Mn、Cu和Si。通過對比不同樣品發(fā)現(xiàn)，野生和人工栽培樣品礦物質(zhì)元素含量相差較大，總體來說，除Na、Fe、Sr 3種元素外，野生羊肚菌的礦物質(zhì)元素含量更豐富，其K、P等常量元素及Zn、Cu等微量元素明顯高于人工栽培樣品，可能陜北南泥灣地區(qū)的土壤和氣候條件有利于野生羊肚菌對大多數(shù)礦物質(zhì)元素的富集；另外3種栽培模式之間的元素含量也有著比較明顯的差別，其中弓棚栽培的常量元素K、Na、Mg、P以及微量元素Fe、Zn、Cu、Mn、Sr、Se含量均最高，可能野生與人工栽培模式之間的差異對羊肚菌礦物質(zhì)元素的含量有影響，但具體原因還需進(jìn)一步的探討。此外，對限量元素的檢測發(fā)現(xiàn)，野生、溫棚及林下栽培樣品中有Cd存在，但均未超過GB 2762—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》的上限(0.50 mg/kg)，而且所有樣品未檢測到As、Pb、Hg。相比野生環(huán)境不可控的因素，人工栽培羊肚菌通過控制培養(yǎng)基質(zhì)和環(huán)境條件可以調(diào)節(jié)各種礦物質(zhì)元素的富集，同時(shí)可控制對重金屬的攝入，降低重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)論

試驗(yàn)對陜北南泥灣野生羊肚菌及從該地區(qū)馴化的羊肚菌菌株在不同栽培模式(溫棚、弓棚、林下)下子實(shí)體的營養(yǎng)成分進(jìn)行了檢測和分析比較。結(jié)果顯示：所有羊肚菌樣品都有著蛋白含量高、脂肪含量低的特點(diǎn)，人工栽培羊肚菌蛋白、脂肪、碳水化合物和水分含量整體上比野生的略高，從基本營養(yǎng)成分看，人工栽培的營養(yǎng)價(jià)值要略優(yōu)于野生；野生和3種栽培模式都檢測出18種氨基酸及8種必需氨基酸，必需氨基酸總量占氨基酸總量的35%～45%，但人工栽培的氨基酸含量更高，氨基酸的營養(yǎng)價(jià)值總體高于野生；所有樣品中的脂肪酸都主要是不飽和脂肪酸，其野生和林下栽培的含量最高；所有樣品中礦物質(zhì)元素豐富，野生和人工栽培相比，前者礦物質(zhì)元素含量更高，3種栽培模式相比，弓棚礦物質(zhì)元素含量更高。