前三潮茶树菇的成分差异比较研究

程新，李昆太，黄林，李荣同

1(江西农业大学 生物科学与工程学院，江西 南昌，330045) 2(东华理工大学 化学生物与材料学院，江西 南昌，330013)

茶树菇(Agrocybecylindracea)又名柱状田头菇、杨树菇、茶薪菇、柱状环绣伞等，属担子菌亚门层菌纲伞菌目粪锈伞科田头菇属，原为高山密林地区茶树蔸部生长的一种野生蕈菌，经过优化改良后实现人工栽培[1]，主要生长于温带至亚热带地区，具有较好的食用及保健价值[2-3]。作为一种周年栽培型食用菌，不同地区茶树菇生长周期不同[4]，以江西抚州地区为例，一般在春季出菇，全年可采摘5～7潮不等，其中以前三潮菇的品质和产量最高，可占总产量的70%以上，也是目前市面上最主要的产品。

食用菌营养成分是影响产品质量的重要因素，因此近年来对茶树菇营养及保健功能的研究不断出现。陈小保等对茶树菇子实体中所含的糖、蛋白质、脂肪等营养成分进行了详细的分析，结果表明茶树菇是一种典型的高蛋白低脂肪健康食品，具有较好的推广栽培价值[5]；AKATA等研究了包含茶树菇在内的十六种野生食用菌的化学组成，并对其抗氧化活性进行了初步分析，结果表明茶树菇提取物的自由基清除率高达95%以上，高于试验中的大部分食用菌[6]；CILERDZIC及LIU等人的研究也表明茶树菇及其所产的多糖等成分具有非常好的抗氧化、抗衰老等功效[7-8]。

目前，尽管对于茶树菇的营养成分已有了较多的研究报道，但对于其不同潮次，特别是对于商业价值最高的前三潮产品之间的营养成分差异尚无相关研究报道。本研究以前三潮茶树菇子实体干品为研究对象，分析样品中基本营养成分、矿物元素含量、氨基酸组成及挥发性风味物质等指标的差异，为茶树菇的合理、高效利用提供依据，也为茶树菇产品的分级销售等工作提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

不同潮茶树菇干品由江西省抚州市黎川县江西利康绿色农业有限公司提供。根据多年实践经验，该地区茶树菇出菇时间和基本情况如表1所示。

1.2 仪器与设备

LT1002B电子天平，常熟市天量仪器有限责任公司；7890A气相色谱-质谱联用仪，美国安捷伦(Agilent)公司；biochrom 30+全自动氨基酸分析仪，英国柏康(biochrom)公司；AA600原子吸收光谱仪，美国PE公司。

1.3 方法

1.3.1 基本成分测定

水分测定采用直接干燥法，参照GB 5009.3—2010测定；灰分测定采用灼烧法，参照GB 5009.4—2010测定；粗蛋白测定采用凯氏定氮法，参照SN/T 0800.3—1999测定；粗脂肪测定采用索式抽提法，参照GB/T 15674—2009测定；粗纤维测定参照GB/T 5009.10—2003进行。

表1 黎川地区茶树菇出菇情况表Table 1 Fruiting pattern of A. cylindracea in Lichuan area of Jiangxi province

注：本数据为多年来经验性数据，具体出菇时间及产品性质随当年环境等情况略有变化。

1.3.2 矿物质元素含量测定

硒含量测定采用氢化物原子荧光光谱法，参照GB 5009.93—2010测定；锌含量测定采用原子吸收法，参照GB/T 5009.14—2003测定；钙含量采用原子吸收分光光度法，参照GB/T 5009.92—2003测定；镁含量采用原子吸收分光光度法，参照GB/T 5009.90—2003测定。

总砷测定采用电感耦合等离子体质谱法，参照GB 5009.11—2014测定；铅含量测定采用石墨炉原子吸收光谱法，参照GB 5009.12—2010测定；汞含量测定采用原子荧光光谱分析法，参照GB 5009.17—2014测定；镉含量测定采用石墨炉原子吸收光谱法，参照GB 5009.15—2014测定。重金属含量评价标准参照《绿色食品食用菌》(NY/T 749—2012)。

1.3.3 氨基酸测定

氨基酸测定参照文献[9]进行。茶树菇干品采用105 ℃烘干至恒重，粉碎后过100目筛制得干菇粉。称取0.5 g干燥后的菇粉，与50 mL HCl(0.1 mol/L)混合后室温下振荡45 min，滤纸过滤后用0.45 μm的滤膜过滤。取滤液与邻苯二甲醛混合进行衍生化，反应完成后立刻测定游离氨基酸。

氨基酸分析柱为RP-18色谱柱，流动相为：A相为50 mmol/L乙酸钠(pH 5.7，加入0.5%四氢呋喃)；B相为去离子水；C相为甲醇。梯度洗脱程序为：0～38 min，A∶B∶C从80∶0∶20(体积比，下同)变到33∶0∶67；38～40 min，0∶33∶67；40～43 min， 0∶100∶0。仪器参数设定：缓冲溶液总流速1.2 mL/min(压力50～60 MPa)，反应器温度130 ℃，柱温箱温度58 ℃，进样体积20 μL，通道1检测波长450 nm，通道2检测波长340 nm，采用仪器自带程序进行定量分析。

氨基酸评价方法根据FAO/WHO 1973 年建议的氨基酸评分标准模式和中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所提出的鸡蛋蛋白质模式进行营养评价，氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)及必需氨基酸指数(EAAI)计算方法按照参考文献[10]进行。

1.3.4 风味物质测定

样品前处理参照文献[11]进行。色谱柱HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm) ，载气(He)流量：1 mL/min; 程序升温：初温60 ℃，保持1 min，以5 ℃/min上升到200 ℃，保持5 min，再以20 ℃/min 上升到250 ℃；进样口温度: 230 ℃；进样量：1 μL。不分流。电离方式EI；电子能量70 eV；接口温度为280 ℃；质谱扫描范围为45～400 amu。

1.4 数据分析

每个样品重复取样3次进行测定， 试验数据采用DPS7.5 统计软件进行分析，试验结果用平均值±标准差(X±SD)表示，不同处理间比较采用单因素方差分析，多重比较采用Turky法。PCA分析采用SIMCA-P 13.0软件进行。

2 结果与分析

2.1 基本营养成分测定

不同潮数茶树菇的基本营养成分如表2所示，所有物质的含量均以子实体干品计算。从试验结果可以看出，三潮茶树菇子实体中，灰分和粗脂肪的含量差异均不显著(p>0.05)，但第三潮茶树菇的粗脂肪含量低于前两潮产品。粗蛋白的含量随着潮数增加有上升趋势，而第一潮茶树菇子实体的粗纤维含量最低，第二潮最高。从基本营养成分来看，茶树菇属于典型的高蛋白低脂肪食品。

表2 不同潮茶树菇基本营养成分Table 2 Nutrients composition of Agrocybe cylindracea between different tides

注：同一行中不同的字母表示在0.05的水平上差异显著(p<0.05)，表3、表4同。

值得注意的是，本次取样的产品中，三潮菇水分含量均高于国家绿色食用菌标准中要求的含量(≤12.0%)，说明其产品的烘干或保藏环节还需要进一步加强。

2.2 矿物质元素含量测定

矿物质元素含量如表3所示。从测定结果可以看出，在测定的8种元素中，茶树菇子实体中含量最高的为镁元素，其次为钙元素，但这2种元素在三潮菇之间差异不显著。第三潮菇的锌元素含量显著高于第一、二潮，硒元素尽管含量较低，但在三潮菇之间差异显著。

重金属残留是影响茶树菇安全性的重要指标，由于食用菌一般具有富集重金属的特性，因此需要对其进行检测[12]。从测定结果可以看出，砷元素在第二潮菇中含量最高，显著高于其他两潮，而铅元素的含量在三潮菇之间差异不显著。前两潮菇汞元素含量均低于0.01 mg/kg，但在第三潮菇中含量大幅度升高。而镉元素的含量在三潮菇之间有明显的上升趋势，各潮菇之间差异显著。总体来看，本次测定的茶树菇样品四种重金属含量均低于国家农业部绿色农产品标准(NY/T 749—2012)，且除砷含量略高以外，铅、汞及镉的含量均低于已有报道[13]，具有较好的食品安全性。

表3 不同潮茶树菇矿物质元素含量 单位：mg/kgTable 3 Mineral elements composition of Agrocybe cylindracea between different tides

2.3 氨基酸含量测定

表4显示了不同潮茶树菇子实体中氨基酸组成和检测出的主要13种氨基酸含量(含量大于0.01 g/100g

表4不同潮茶树菇氨基酸组成及含量

单位：g/100gTable 4 Amino acids composition and contents of Agrocybe cylindracea between different tides

干物质)，其中包括4种必需氨基酸(苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸及赖氨酸)。从测定结果可以看出，前两潮茶树菇子实体中的氨基酸总量无显著性差异，除脯氨酸外，其他12种氨基酸的含量也无显著性差异。但第三潮茶树菇子实体的氨基酸总量及各种氨基酸含量(除脯胺酸外)均显著高于前两潮。但从总体来看，必需氨基酸在总氨基酸中所占的比例并没有很大差异，均在30%左右，略低于FAO/WHO的标准(35.38%)[10]。

鲜味氨基酸的组成和含量决定了蛋白质的鲜美与可口程度，但鲜味氨基酸的定义在不同文献中各不相同[14-15]，本研究选择常见的天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸4种氨基酸作为典型鲜味氨基酸[16]，并对其含量进行分析。其中谷氨酸和天冬氨酸是鲜味氨基酸中的特征性氨基酸，同时也是茶树菇中含量最高的2种氨基酸。从检测结果来看，茶树菇中天冬氨酸的含量高于海鲜菇[17]、真姬菇、杏鲍菇等[18-19]菇类，谷氨酸的含量也高于真姬菇、杏鲍菇等菇类，与海鲜菇基本相当。从测定结果还可以看出，茶树菇中富含精氨酸和赖氨酸，研究表明精氨酸具有增强人体免疫力、调整血糖、有效保护肝脏和抗疲劳等功效[20]，而赖氨酸对改善人类膳食营养和动物营养、促进生长发育、调节体内代谢平衡、提高体内对谷类蛋白质的吸收均有重要作用[21]。因此茶树菇不仅具有诱人的鲜味，还具有丰富的营养价值。

为了更好的考察不同潮茶树菇子实体氨基酸含量及组成的规律，采用主成分分析(PCA)对所得数据进行分析，结果如图1所示。

图1 不同潮茶树菇产品氨基酸含量的PCA得分图Fig.1 Score plots of PCA models of amino acids between different tides

PCA为无监督的分析方法，反映了数据的原始状态，可以用来观察实验样品的自然分布和组别关系[22]。采用主成分分析法对所得数据进行分析，进而考察数据的分类情况，结果表明使用PCA模型可以取得较好的拟合效果，R2X(模型概括能力)和Q2(模型预测能力)分别为0.978和0.885，满足数据分析要求[23]。从图1中可以看出，第一潮(编号1～3)和第二潮(编号4～6)茶树菇产品的氨基酸含量特征比较接近，无法通过PCA分析进行区分，但第三潮(编号7～9)产品在得分图上与其他两代产品有较为明显的差异，说明第三潮产品的氨基酸特征与前两潮有显著差异。

2.4 不同潮茶树菇子实体品质评价

食物中蛋白质的营养价值主要取决于氨基酸的比例及必需氨基酸的种类和含量。以FAO/WHO 提供的理想蛋白质中必需氨基酸含量的模式、评分标准和中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所提出的鸡蛋蛋白质模式作参比，对三潮茶树菇子实体的氨基酸组成进行营养评价，计算其氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)和必需氨基酸指数(EAAI) ，结果如表5及表6所示。从表5可以看出，三潮茶树菇中4种必需氨基酸的含量均低于鸡蛋蛋白和FAO/WHO标准。从表6的结果可以看出，在AAS和CS两种评价模式下，茶树菇子实体中必需氨基酸额得分均较低，而亮氨酸和异亮氨酸为普遍性限制性氨基酸。从EAAI指数也可以看出，茶树菇子实体必需氨基酸含量与标准蛋白质存在较大的差距。

表5 不同潮茶树菇必需氨基酸含量与组成 单位：mg/g 蛋白质Table 5 The essential amino acids composition and contents of Agrocybe cylindracea in different tides

表6 不同潮茶树菇的AAS、CS及EAAI比较Table 6 Comparison of AAS，CS and EAAI between different tides

注：*为第一限制性氨基酸；**为第二限制性氨基酸。

2.5 挥发性风味物质分析

食用菌独特的香气不仅可以增加人的快感、引起人们的食欲，而且可以刺激消化液的分泌，促进人体对营养成分的消化吸收[24]。经过GC-MS分析，分别从前3潮茶树菇干品蒸馏组分中鉴定出37、32及40种挥发性物质，但不同潮样品之间的挥发性物质种类及含量差异较大。表7中列出了不同大类挥发性物质的种类及其含量。

表7 茶树菇挥发性成分的GC-MS分析结果Table 7 GC-MS Analysis result of volatile components of Agrocybe cylindracea

为了更好地观察茶树菇干品挥发性风味物质的总体特征，将所有比对出的物质及其含量原始数据采用PCA模型进行拟合，结果发现模型的R2X和Q2分别为0.777和0.367，说明模型的拟合度和预测能力均不是特别理想。从图2中也可以看出，三潮茶树菇的挥发性风味物质样品点并没有明显分开，尽管第三潮菇(编号7～9)有相对独立的趋势，但这种趋势并不明显。这说明茶树菇的挥发性风味特征受多种因素的影响，并不因潮数不同而有明显的特征。

图2 不同潮茶树菇产品风味物质的PCA得分图Fig.2 Score plots of PCA models of Amino acids Between Different tides

3 讨论

营养成分及其食品安全性是影响食用菌品质的重要指标，也是影响产品销售的核心问题。从现有的研究报道来看，不同潮期食用菌的营养成分随品种的不同有较大差异。李雪丹等[25]研究了2个品种的滑子菇各潮期产品营养成分的差异，结果表明第一潮滑子菇总糖、多糖含量最高，第二潮灰分、蛋白质含量最高，而第三潮产品的纤维素含量最高；向莹等[26]研究了金针菇三种潮期的产品营养成分差异，结果表明第一潮金针菇的营养成分最为丰富，而随后两潮产品的营养成分会相对下降；张小爽等[27]比较了不同潮期香菇的营养成分，结果表明第一潮香菇粗纤维含量最高，第二潮产品多糖和氨基酸含量最高，第三潮产品则含有最多的香菇总糖，而蛋白质含量则以第四潮产品最高；本研究结果表明尽管在氨基酸评分等方面三潮茶树菇产品之间并无显著差异，但第三潮菇在蛋白质含量等指标上显著优于前两潮，且脂肪含量也显著降低，硒、锌、钙元素的含量也相对更高，具有更好的营养价值。综合上述研究来看，无论是哪种食用菌，其不同潮期的产品之间均存在较大的营养差异，这一点在进行产品分级和销售时是需要注意的。

食用菌分级可以给种植户带来更大的收益和市场竞争力，是制约食用菌行业健康发展的瓶颈之一[28]。根据文献报道和实地调研情况来看，目前大部分地区和企业在评价食用菌品质时，大多采用较为简单的外观形态作为最主要指标[29]，忽略了营养价值、食品安全性等关键因素。江西作为我国最大的茶树菇生产基地，目前茶树菇的分级也基本以外观形态指标作为评价标准，而从本研究的结果来看，不同潮茶树菇的营养成分之间存在较大的差异，这一点可以作为产品分级的重要参考。本研究成果可以为茶树菇分级及后期销售提供一定的参考。