酸枣肉渣栽培猴头菇的研究

李 慧，李佳敏，董庆武，王朝江，及 华，高春燕

（河北省农林科学院遗传生理研究所，石家庄050051）

0 引言

酸枣(Ziziphus jujubevar.spinosa)又名棘、山枣、葛针等，广泛分布于中国北方浅山丘地区[1]。酸枣药食同源，其果仁是一味名贵中药材，近年来市场需求量不断增加[2]。在药材加工过程中，少量品质好的酸枣果肉作食品应用，酸枣肉渣被丢弃，不仅造成资源浪费，而且污染环境[3]。河北省是国内酸枣产量及加工量最大的省份，酸枣肉渣的资源化利用技术短缺[1]，给当地环境治理带来较大压力，迫切需要开发酸枣肉渣的资源化利用方法。

食用菌种类繁多，几乎可以利用各类农林废弃物进行生产，是循环农业的关键环节。近年来，随着食用菌栽培规模不断扩大，木屑、棉籽壳等传统栽培原料资源紧张，价格不断提高导致成本上涨，研发新型栽培基质成为行业热点[4]。酸枣肉渣能否用于食用菌栽培值得探索。食用菌对微量元素具有很好的富集作用，食用菌可以将无机态的微量元素转化为有机态，有机态的微量元素利于人体吸收，也便于储运和深加工，而且食用菌本身安全无毒且富有营养，因此，近年来开发富含微量元素的食用菌产品成为研究热点[5-7]。已知酸枣果肉中富含铁元素[8]，利用酸枣肉渣作为基质能否提高食用菌的铁含量，能否强化食用菌的保健功能，值得研究。

猴头菇(Hericium erinaceus)是一种营养价值高的食药同源真菌，富含氨基酸、多糖、维生素及多种矿质元素[9]，具有保肝护胃、增强免疫力、降血糖等功效[10-11]，具有广阔的市场前景。猴头菇适宜在偏酸性培养基内生长，菌丝生长的培养基pH 5.5左右，笔者团队前期研究表明新鲜的酸枣肉渣约pH 3.5。

为探索酸枣肉渣作为食用菌栽培基质的可行性以及能否提高食用菌的营养品质及铁含量，本研究以猴头菇为对象，以酸枣肉渣作为替代料进行栽培试验，分析酸枣肉渣不同含量对猴头菇产量及营养品质的影响，以期为酸枣肉渣资源的基质化利用提供科学数据，也为猴头菇新型栽培基质的开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试菌株

供试菌株为猴头菇2 号，由河北省农林科学院遗传所生理研究所保藏。

1.2 供试材料

选择当年加工产生的酸枣肉渣，经晾晒后（含水量低于30%）备用，由河北省石家庄市赞皇县德康酸枣仁加工有限责任公司（该公司年产生酸枣肉渣约为3万～5万t）提供。

1.3 试验方法

1.3.1 栽培料配比及菌袋制作 以玉米芯配方[12]为对照，以不同质量占比的酸枣肉渣替代玉米芯，共设5个处理（表1），每个配方设3个重复，每个重复30袋。

表1 不同培养料配方中各组分占总干重的质量分数 %

按照表1 中各配方首先称取主料（玉米芯及酸枣肉渣）预湿后，均匀加入麦麸和玉米粉等辅料，加水拌匀，含水量控制在60%左右，pH自然。使用15 cm×40 cm×0.005 cm 聚丙烯栽培袋，每袋装料干重300 g。经126℃灭菌2 h，冷却后接种。

1.3.2 菌丝培养及出菇 接种后的菌袋置于避光、20～25℃培养。记录各配方菌丝满袋时间，随机抽取60袋划线计算菌丝生长速率。待菌丝满袋后搬入出菇房，常规方法管理，计算出菇时间（从接种日算起）、记录出菇性状，并统计第一茬产量。

1.3.3 营养成分及铁元素的测定 采收的猴头菇经55℃烘干至恒重，粉碎后过80 目筛，置于干燥器中保存备用[4]。采用相应国家标准测定粗蛋白(GB 5009.5—2016)、粗 脂 肪 (GB 5009.6—2016)、粗 纤 维 (GB 5009.10—2003)、灰分(GB 5009.4—2016)、总糖（以葡萄糖计）(GB 5009.8—2016)、水分(GB 5009.3—2016)、16 种水解氨基酸(GB 5009.124—2016)以及铁元素含量（GB 5009.268—2016 第二法）。具体测定委托谱尼测试集团股份有限公司完成。

1.3.4 数据处理分析 所有测定数据均以平均值±标准差表示，利用SPSS 20.0 进行单因素方差分析，采用Duncan’s法进行差异显著性多重比较。

2 结果与分析

2.1 酸枣肉渣营养物质分析

由表2 可知，酸枣肉渣经过晾晒后含有较为丰富的营养物质，比玉米芯中的粗纤维（约28.2%）、粗蛋白（约2.0%）、粗脂肪(0.7%)含量[13]都要高。铁含量较高，这也是酸枣被作为补铁剂研究的主要原因[14]。

2.2 酸枣肉渣不同含量对猴头菇菌丝生长及子实体产量的影响

2.2.1 对猴头菇菌丝生长的影响 由表3 可知，随着酸枣肉渣添加量的增加，菌丝生长速率呈降低趋势，满袋时间和出菇时间延长，尤其是全部使用酸枣肉渣栽培猴头菇时，菌丝生长受到明显抑制，菌丝长到料面以下3～4 cm时基本停止生长。

表2 酸枣肉渣部分营养物质含量

与对照相比，添加20%的酸枣肉渣配方菌丝长速无显著差异，但满袋时间推迟2 天，出菇时间基本相同。添加比例为60%时，满袋时间比对照延长约20天，并且出菇时有的菌袋未长满菌袋。

2.2.2 对猴头菇子实体产量的影响 与对照相比，添加一定比例(20%、40%)的酸枣肉渣可以显著提高猴头菇的头茬产量。并且添加40%与添加20%无显著差异。当添加比例提高至60%时，产量反而下降，全部采用酸枣肉渣栽培猴头菇未能正常出菇。综上，添加20%到40%比例的酸枣肉渣适宜栽培猴头菇。

2.3 不同添加比例的酸枣肉渣对猴头菇营养成分的影响

结果（表4）表明，随着酸枣肉渣添加比例的升高，粗蛋白、灰分含量以及鲜菇含水量呈上升趋势。当添加比例为60%时，猴头菇子实体的这3 种营养成分含量最多，但添加比例20%和40%时含量变化不大；粗脂肪含量随着添加比例的增加明显下降，但配方3(60%)比配方2(40%)的含量略升高；添加酸枣肉渣，猴头菇子实体中的粗纤维显著降低，但不同添加比例对粗纤维含量不存在显著差异。

从表5中可以看出，猴头菇的16种水解氨基酸中天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸、赖氨酸含量较高，为主要氨基酸。添加酸枣肉渣可以提高猴头菇的水解氨基酸总量(TAA)，并且必需氨基酸总量(EAA)和非必需氨基酸(NEAA)也成呈上升趋势。16种水解氨基酸中仅有苏氨酸（必需氨基酸）、丝氨酸和脯氨酸3 种氨基酸呈下降趋势，其中丝氨酸含量下降最为明显且添加酸枣肉渣比例对其影响不显著；其他13种氨基酸均呈上升趋势，其中苯丙氨酸（必需氨基酸）和谷氨酸含量上升最为明显。必需氨基酸总量与氨基酸总量的比值(E/T)变化不大接近于0.40，与非必需氨基酸总量的比值(E/N)增幅较大 ，配方 2 和 3 的 E/N 达到 0.60 以上。根据FAO/WHO 提出的理想模式，质量较好的蛋白质氨基酸组成 E/T 在 40%左右，而 E/N 在 0.60 以上[15-17]。因此，从氨基酸组成看，配方2(40%)和配方3(60%)栽培的猴头菇具有更优质的蛋白。

2.4 不同添加比例的酸枣肉渣对猴头菇子实体铁含量的影响

不同配方栽培猴头菇的铁含量结果见表6。可以看出，与CK相比，添加一定量的酸枣肉渣栽培猴头菇时，铁元素含量显著增加，其中配方3 的铁含量是CK的2倍多。计算猴头菇对酸枣肉渣中铁元素的富集系数，结果显示，猴头菇对玉米芯配方中铁元素的富集系数为0.32，随着酸枣肉渣添加量的增加，虽然猴头菇中铁元素含量增加但富集系数降低，并且猴头菇对酸枣肉渣培养基中的铁均没有达到富集状态。

表3 不同配方对猴头菇菌丝生长及产量的影响

表4 不同配方栽培猴头菇的四种营养成分含量 %

表5 不同配方栽培猴头菇的水解氨基酸含量 g/(100 g·干重)

表6 不同配方栽培猴头菇的铁含量

3 结论

本研究对酸枣肉渣进行了常规营养分析发现，粗纤维、粗蛋白、粗脂肪含量均比传统食用菌栽培基质玉米芯的高，尤其是铁含量约为玉米芯的20倍。从菌丝生长情况看，酸枣肉渣添加比例在20%～40%之间，猴头菇的菌丝生长速率和满袋时间差异不大，但产量显著提高。酸枣肉渣主要为果肉和果皮，虽营养丰富但孔隙度小、粘度大、酸度高。当添加比例超过40%时，菌袋的孔隙度明显降低，猴头菇菌丝生长缓慢，出菇期延长，污染率随之增加，产量降低。以纯酸枣肉渣为主料时未能正常出菇。

从营养成分看，添加酸枣肉渣可使猴头菇的营养品质提升。随着添加比例的增加，子实体中粗蛋白、灰分含量以及鲜菇含水率上升，粗脂肪和粗纤维含量略有下降；从蛋白质氨基酸组成上看，添加酸枣肉渣栽培的猴头菇具有更优质的蛋白，表现在水解氨基酸总量(T)、必需氨基酸总量(E)和非必需氨基酸总量(N)均有提高，E/T接近于0.40，配方2(40%)和配方3(60%)的E/N达到了0.60以上。猴头菇子实体中的铁元素含量也得到显著提高。虽然添加60%酸枣肉渣栽培的猴头菇营养品质最优，但考虑到出菇时间及产量，建议添加比例控制在40%以内。

4 讨论

食用菌对微量元素具有较好的吸收作用，不同食用菌对同一微量元素的富集能力差异性较大，这主要是由基因的表达和酶的专一性决定的[18]。例如黑木耳中铁含量较高，为185.72～566.43 mg/kg。银耳中铁含量偏低，为8.50～85.50 mg/kg。猴头菇中铁含量范围在46.94～98.62 mg/kg[19]。本研究中的 CK 配方栽培的猴头菇铁含量为76 mg/kg，在上述范围内。有研究表明，不同培养基成分、微量元素浓度以及品种特性均会对食用菌吸收矿质元素的能力产生影响[20-22]。刘文群等[20]证明，培养基中较高的蛋白质、脂肪可以促进食用菌对Fe、Zn、Se等矿质元素的吸收。此外，矿质元素在培养基中存在的化学形式也会影响其吸收效率，真菌对无机态元素的吸收率要高于有机态。陈今朝等[23]在培养基中加入一定浓度的含矿质元素的无机盐后可显著提高菌丝体对该元素的富集能力。因此，培养富铁食用菌功能性产品时，都以在培养基中添加无机盐的方式实现[24-25]。研究表明真菌菌丝对Fe2+的吸收量明显优于Fe3+[26]，酸枣中的铁元素是以多糖铁(Ⅲ)复合物的形式稳定存在的[14]，猴头菇菌丝首先要通过酶类将多糖复合物降解释放出铁元素，真菌菌丝再通过胞外聚合物或金属硫蛋白结合的方式将铁元素转化为稳定的有机态铁化合物[27]。本研究发现，随着酸枣肉渣添加比例的提高，猴头菇中的铁元素含量虽然显著提高，但猴头菇对铁元素的转化效率并没有增加，也没有达到富集的效果（富集系数大于1 认为是富集），这可能与该猴头菇品种对铁元素的吸收能力以及酸枣肉渣中铁元素的存在形式有关。

缺铁性贫血是常见的营养性疾病，传统的补铁剂为硫酸亚铁等无机盐类，存在副作用[28]。开发新型又经济的生物有机态微量元素资源对促进国民体质的提高、膳食结构的改善有重要意义。食用菌作为新型生物有机态微量元素来源比植物性食物含量和利用率高，且不会像动物性食物受到消费水平低的限制[17]。酸枣果肉中富含多糖铁复合物，采用酸枣渣栽培的猴头菇可显著提高子实体的铁元素含量。酸枣果肉中含有丰富的营养物质，其中河北产酸枣的果肉中含有18种氨基酸，包括8种人体必需氨基酸；含有31种微量元素，包括9种人体必需微量元素[29]。同时，有研究证明微量元素的积累可以提高食用菌的产量和品质[30]，因此酸枣渣栽培的猴头菇产量和营养价值都得到了提升。此外，酸枣渣栽培的猴头菇含水量显著比对照高，鲜菇含水量能够正向改善鲜品的嫩度、鲜度和口感[22]，该研究为开发新型安全无毒且具有独特生物活性的补铁营养产品提供了物质基础。

目前，对于酸枣肉渣废料还未有较好的合理利用途径，本研究认为玉米芯复混一定比例的酸枣肉渣可以成功栽培猴头菇，但猴头菇的不同品种对酸枣肉渣适应性如何，以及酸枣肉渣能否用于其他食用菌的栽培，还有待于进一步试验验证。此外，食用菌菌渣含有丰富的灰分、粗蛋白、多种维生素及矿质元素等，经过适当加工可以作为有机肥利用[31]，添加了酸枣肉渣的菌渣能否利用，进而延长酸枣加工产业链条，也值得研究。