香菇柄营养成分分析及高值化利用研究

王琦，张立娟，王玥玮，张弘，，杨建礼

（1.天津市食品研究所有限公司，天津市食品工业生产力促进中心，天津 301609；2.天津津垦牧业集团有限公司，天津 300384）

香菇（Lentinus edodes）是侧耳科（Plearataco）担子菌的一种药食两用的真菌。含有多种营养成分如多糖、纤维素、氨基酸、香菇菌素、挥发性芳香物质及矿物质元素铁、钙、磷等[1-2]。香菇味道鲜美且有很好的营养和保健作用。在我国广泛地被驯化和栽培，我国年产香菇约300 万吨以上，而香菇柄占总重的25%～30%左右[3]，香菇柄中含有大量的营养活性成分，但大都没有被充分地开发和利用，有时甚至将香菇柄当作废弃物处理。人们对香菇柄的开发和利用已有初步尝试，已经用香菇柄开发出香菇酱、香菇汁、香菇柄饮料、香菇酱油、蜜饯等食品[4-5]，人们往往多注重香菇柄中的多糖、氨基酸和微量元素的利用，而忽视了香菇柄中的其他营养成分，其实香菇柄中的营养成分丰富多样。香菇柄中每100 g 干香菇柄含糖类物质73 g，蛋白质6.88 g，脂溶性成分占2.68 g，灰分6.1 g，还含有大量的维生素、矿物质[6-8]。

1 香菇柄中的营养成分

1.1 香菇柄中的糖类物质

香菇柄中的主要成分是纤维素，有生理活性的成分是多糖。纤维素在香菇柄中的含量占到70%以上，香菇柄中的纤维素在大肠中脱水能防止便秘，有降低胆固醇、预防动脉粥样硬化等功能[9-12]。香菇柄中除纤维素外的糖类物质就是多糖。香菇柄多糖是香菇柄中最有效的营养成分之一，由香菇柄提取，分级处理后能获水溶性多糖，对该多糖经葡聚糖凝胶柱层析纯化后，用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析其为均一性多糖。紫外光谱、红外光谱、薄层层析等方法分析从香菇柄中分离出的是一种具有β-糖苷键以葡萄糖为主的单一水溶性多糖，香菇柄多糖的单糖组成以葡萄糖为主，还含有木糖、半乳糖和甘露糖。一般认为多糖体的主链为三链右旋螺旋状结构的β-（1，3）-D-葡萄糖，都具有β-（1，6）-单葡糖基支链，其特征是激活寄生的免疫系统，无直接的细胞毒性作用，香菇柄多糖也是一种免疫刺激剂，能显著提高巨噬细胞率和巨噬细胞指数而刺激人体抗体的产生进而提高人体免疫力。香菇柄中的多糖提取物含量不高，香菇柄多糖提取物不仅能抑制小鼠S-180 实体肿瘤的生长而且能干扰体外培养的人肝癌SMMC-7721 细胞的增殖，具有较好的抗肿瘤活性，对ICR/HC 小白鼠的肉瘤抑制率为93%～95%，对CH/HC 小白鼠的肉瘤抑制率为84%～86%，香菇柄多糖能减轻化疗药物对免疫淋巴的抑制并防止肿瘤病人术后病情的复发[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，种类多样、含量丰富。用高效液相色谱法从香菇柄中检测出15 种氨基酸，其中谷氨酸（Glu）为 0.51%，天冬氨酸（Asp）为 0.37 %，甘氨酸（Sly）为 0.30 %，亮氨酸（Leu）为 0.30 %，丝氨酸（Ser）为0.22%，缬氨酸（Va1）为0.22%，苏氨酸（Thr）为0.17%，丙氨酸（Ala）为0.15%，苯丙氨酸（Phe）为0.14%，精氨酸（Arg）为 0.14%，异亮氨酸（Ile）为 0.14%，赖氨酸（Lys）为 0.11 %，组氨酸（His）为 0.08 %，酪氨酸（Tyr）为 0.07%，蛋氨酸（Met）为 0.05%[14-18]。人体必需的8 种氨基酸中，其中有7 种在香菇柄中都有检出。

香菇柄中除呈味氨基酸外，还有高含量的核苷酸类呈味物质，尤其是5’-核苷酸，其中5’-鸟苷酸的含量最为丰富。不仅对于治疗冠心病、心肌梗塞等有辅助作用，而且5’-鸟苷酸和5’-腺苷酸还是强力的助鲜剂，与呈味氨基酸等协同可以使鲜度提高几十倍甚至上百倍[19-20]。此外，核苷酸在呈味方面具有多种作用，使甜味呈现更明显，使酸涩苦等味道减弱同时对一些焦糊味、腥味等异味的呈现亦具有削减作用，对肉的鲜味具有增效作用。在一些食品中，比如肉脯、肉干、肉松等肉类加工制品中添加呈味核苷酸还能够抑制或者消除一些不良异味，使其苦涩味减少，将其添加到一些酱类产品中，比如黄豆酱等能使其中的生酱味得到明显的改善。

1.3 香菇柄中的微量元素

微量元素虽然含量微小，但是会参与代谢过程；作为酶的组成成分或激活剂；在激素和维生素中起独特作用；影响核酸代谢等参与维持体内渗透压和酸碱平衡；构成血红蛋白及骨骼等。香菇柄中含有的微量元素含量非常高，K 的含量为19 496.90 mg/kg、P 的含量为 3 263.20 mg/kg、Mg 的含量为 752.80 mg/kg、Ca 的含量为 188.60 mg/kg、Fe 的含量为 71.80 mg/kg、Na 的含量为67.40 mg/kg、Zn 的含量为52.20 mg/kg，尤其是微量元素Na、Ga、Fe、K 的含量，香菇柄均远远高于香菇全菇[21-23]。

1.4 香菇柄中的其他营养成分

香菇柄中含有一种双链核糖核酸，能激发人体的网状内皮系统释放干扰素，人体中的干扰素是一种糖蛋白能干扰病毒的蛋白合成，使其不再生长繁殖，对由病毒引起的感冒有预防作用，对其他病毒也有一定的作用。香菇柄中含有香菇嘌呤，能使人体血液、肝脏中的胆固醇降低，对冠心病、动脉粥样硬化、高血压等心血管疾病具有一定的预防和治疗作用。香菇柄中含有一般蔬菜所缺乏的麦角甾醇，是维生素D 的前体，麦角甾醇在阳光或紫外线的照射下可以转化为维生素D2，维生素D2是参与人体内钙吸收的物质。香菇柄中含有维生素B1和维生素B2，同时香菇柄中还含有多种酶，都有助于人体的健康。香菇柄中还含有一定量的具有抗氧化活性的黄酮类物质和萜类物质等[24-26]。香菇全菇与香菇柄营养成分对比见表1，香菇柄与其他蔬菜营养成分对比见表2。

表1 香菇全菇与香菇柄营养成分对比Table 1 Comparison of nutrient composition between whole and stalk of Lentinus edodes

表2 香菇柄与其他蔬菜营养成分对比Table 2 Comparison of nutrient composition of Lentinus edodes stalk with other vegetables

2 国内外研究现状和技术发展趋势

2.1 药用价值研究

香菇是人们重要的食用、药用菌和调味品，其香味成分主要是香菇酸分解生成的香菇精[27]。香菇的鲜味成分是一类水溶性物质，其主要成分是5′-鸟苷酸、5′-AMP、5′-UMP 等核酸构成成分，均含 0.1%左右[28-30]。香菇含有一种分子量为100 万的抗肿瘤成分—香菇多糖，香菇还含有抗病毒的成分—干扰素的诱发剂—双链核糖核酸，是不可多得的保健食品之一。香菇中含不饱和脂肪酸甚高，还含有大量的可转变为维生素D的麦角甾醇和菌甾醇，对于增强抗疾病和预防感冒及治疗有良好效果。经常食用对预防人体，特别是婴儿因缺乏维生素D 而引起的血磷、血钙代谢障碍导致的佝偻病有益，可预防人体各种黏膜及皮肤炎病。香菇中所含的生物活性物质可预防血管硬化，降低人的血压，从香菇中还分离出降血清胆固醇的成分。香菇灰分中含有大量钾盐及其它矿质元素，被视为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纤维素居多，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 市场需求分析

近年来，食用菌消费呈现全球性稳定增长，年递增7%～16%。近30年对食用菌营养和药用功能的研究发现，食用菌受到越来越多人民的喜爱，成为联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization，FAO）推荐的21 世纪健康食品，世界卫生组织（World Health Organization，WHO）推荐的“一荤一素一菇”健康膳食三大基石之一。

从总体上说，食用菌主要作为蔬菜食用，以蔬菜食用的食用菌产品占产量的90%以上。随着对食用菌营养和健康功能认识的不断加深和普及，以食用菌为主要原料的各类强化食品、保健品、调味品、辅助疗品、药品日益受到消费市场的青睐，销量逐年增加。随着我国城市化进程和中产阶级的不断扩大，现代社会生活节奏的加快，即食食品和休闲食品消费量将不断增加，以食用菌为原料加工成的即食品、调味料、汤包、汤料市场也将逐渐扩大。总之，以食用菌为原料进行的各类食品和药品的加工及其产品的销售将有效地延长食用菌产业链，而且便于运输贮存，方便食用，并为食用菌产品的出口创造了条件。通过对食用菌进行加工增值，种植效益也会相应提高。因此，对其关键功效成分进行提取、纯化并开发出精深加工产品具有广阔的市场前景，还可获得较好的社会效益和经济效益。

随着社会发展的不断进步，人们生活质量的提高，越来越多的人对健康与保健有了新的认识。人们对保健食品的需求在不断加大，不健康的生活习惯和饮食结构是其需求量加大的主要原因。近年来，保健品的销量在逐年增加，随着功能性保健食品的出现，尤其是含有疾病预防及治疗作用的保健食品，得到了人们的关注。有缓解疲劳、增加机体抵抗力、降血脂血糖功能的保健食品尤其得到消费者的喜爱。以香菇柄为主要原料，制备功能性香菇柄鲜味剂、功能性香菇柄膳食纤维市场潜力、市场空间巨大，成果应用后会获得良好经济效益的同时也将获得巨大的社会效益。

3 香菇柄综合利用

3.1 香菇多糖的利用

从干香菇中提取香菇多糖并将其分装成胶囊或口服液、香菇饮料、香菇大枣羹、精品盒装干香菇等。香菇多糖作为一种新型多糖，在预防癌症、提高免疫力、预防心脑血管疾病、护肝排毒等方面有着突出的功效。通过适当方式高效提取香菇多糖，从而使其在医药保健方面发挥作用，已经成为一种新的研究热点。

3.2 香菇柄的利用

香菇柄中含蛋白质15.28%，脂肪1.40%，矿物质4.27%，膳食纤维48.3%，有含量极高的膳食纤维。近年来，对于香菇柄的利用研究越来越多，主要原因还在于香菇柄中含有的香菇多糖、香菇素及其他功效成分，有着提高机体的免疫力，预防心脑血管疾病等功效。将香菇柄加工成香菇松后，将香菇松和肉松进行适当比例混合，加工成的香菇肉松是一种美味可口的食品。

3.3 香菇系列产品的开发

3.3.1 香菇烘焙食品的开发和加工

刘存芳等[32]在烤蛋糕的基础上，用香菇粉替代部分面粉，用淀粉糖浆替代部分白砂糖，开发研制了香菇保健蛋糕。产品鲜香微甜，松软可口。以香菇粉、细糖粉、抹茶粉、发酵粉为试验原料，采取单因素试验和正交试验，并以感官评价进行评分，研制出了香菇抹茶蛋糕，所得产品内部组织细腻，蜂窝均匀，入口绵软香甜[33]。以优质香菇作为原料，采用单因素及正交试验法对香菇曲奇饼干配方进行了研究，确定香菇曲奇饼干最优配方及烘焙工艺，所制得饼干形态完整，色泽均匀，无过焦过白现象，口感酥脆，有淡淡香菇香味[34-35]。

3.3.2 香菇膨化食品的开发和加工

徐毅等[36]以香菇、大豆蛋白质作为原料，通过优化加工工艺流程，制成香菇营养薯片，得到了营养丰富、口感酥脆、具有香菇特殊香气的膨化食品。

3.3.3 香菇饮料的开发和加工

将从香菇中浸提出的香菇汁按适当比例与不同的食品原料混合可以制备得到香菇饮料，制得的香菇可乐饮料清凉可口、解暑降温、降压利尿、解除疲劳[37-38]。

3.3.4 香菇发酵产品的开发和加工

包括营养香菇酱油、香菇酸乳、香菇奶粉、香菇营养液等。以香菇、黑麦仁为主要原料，研制得到黑麦仁香菇营养酱（一种发酵型风味酱），其理化指标和感官性状均相较于未加入香菇的小麦仁发酵制得的面酱更好[39-40]。

3.3.5 其他香菇食品的开发和加工

目前研究比较多的包括香菇罐头、香菇酱、香菇肉松、香菇面条等[41]。关于香菇的综合利用研究已取得一定成就，但目前关于香菇的副产品市场产品结构较为单一，应开发适应不同消费人群及消费市场的产品，丰富产品结构，中高等技术含量的产品混合开发，将香菇保健食品开发与成熟的食品工艺嫁接，争取更大市场占有率。还有加工过程成本太大，应改良传统技术引进先进技术解决传统工艺生产周期长、工艺复杂的问题，如利用微囊技术提高活性肽稳定性；利用超临界技术改善提取工艺[42]。

针对香菇加工的营养损失问题，应深入研究食用菌中功能因子的化学组成、理化性质，根据不同功能因子的特性，研发不同的加工工艺，优化工艺条件减少营养成分损失的同时，掩盖香菇的异味，最大限度发挥香菇的保健功能，保住其配料的功效，结合香菇本身的性能搭配食宜禁忌[43]。加强对香菇多糖的生物活性机理、功效因子以及量效和构效的关系研究，注重对多糖分子结构的研究。针对目前多糖等有效成分提取率不高的现状应综合使用多种提取工艺，通过遗传育种、基因重组、物种诱变等手段选育出高产多糖的香菇菌株。除此之外还要优化“企业+基地+农户”模式，充分开发利用野生香菇资源。加大科技投入，加强香菇资源普查，维护生物多样性，确保香菇的引种、驯化、育种与改良有丰富的种质资源。