不同栽培基料对竹荪农艺性状和主要营养成分的影响

童 龙，李红艳，刘小明，李 彬，陈丽洁，陈桂兰，曾小英，耿养会

(重庆市林业科学研究院，重庆 400036)

我国竹林经营中的过度集约经营措施(频繁林地垦复、大量施用农药和化肥等)，已经导致竹林生态系统脆弱、土壤退化、竹林产品产量与质量下降，以及竹林可持续经营能力严重下降。而随着社会经济水平的不断提升，劳动力成本与生产材料价格不断上涨，传统集约经营方式已不再适合新形势下的竹林经营。竹林经营目标正从单一追求竹材、竹笋等竹林产品逐步转向多元化竹林产品的产出[1]。竹荪(DictyophoraindusiataFisch)又名竹笙、竹参和面纱菌等，是一种较为名贵的鬼笔科竹荪属大型食用菌[2]。竹荪的营养价值较高，除富含蛋白质、多种氨基酸、维生素和微量元素等，还含有丰富的多糖和多酚类生物活性物质，且有较强抗癌保健功能，使其具有很好的市场开发前景[3-4]。竹荪的生产途径有野生资源的利用和人工栽培两种，常用人工栽培模式主要有箱式栽培、坑式栽培、床式栽培、畦式栽培、袋式栽培以及竹林下栽培等[5-7]。竹林下套种竹荪可以充分利用竹林郁闭条件，在促进生产的同时又增加竹林经营效益，改善土壤理化性质，提高土壤酶活性，改变土壤微生物区系结构，促进竹林生长[8]。

竹荪栽培的常用原料大多为竹屑和木屑，竹屑含有丰富的木聚糖、木质素和纤维素等，木屑中也含有丰富的矿质成分[9]。桑枝是蚕桑生产中数量最大的副产品，桑枝中富含食用菌生长需要的营养成分，含粗蛋白5.44%，纤维素51.88%，木质素18.18%，半纤维素23.02%，灰分1.57%，其中的纤维素及半纤维素含量占75%左右，因此用桑枝作为基料栽培的食用菌口感好、质量上乘、出菇快且产量高[10]。菌糟是栽培食药菌后剩余的下脚料，含有较多的纤维素、半纤维素和木质素，还含有丰富的菌丝残体蛋白、氨基酸、矿物质以及菌丝体的次生代谢产物等，具有再利用的潜力[11]。合理地开发利用食用菌菌糟不仅可以变废为宝，缓解食用菌生产与林木资源的矛盾，实现菌糟再利用，还可以减少环境污染，具有良好的生态效应和经济效益[12]。因此，以不同配比竹屑、桑枝屑和菌糟等为栽培基料，从农艺性状、营养价值、氨基酸含量等方面分析对比不同栽培基料下竹荪的品质，旨在为竹荪栽培的推广利用及高品质竹荪的生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 样地概况及供试材料

试验基地为重庆市荣昌区岚峰林场(105°33.312′E， 29°17.031′N)，海拔480 m，土壤为山地黄壤，年均降水1 099 mm，年均气温17.8 ℃，年总积温6 482 ℃，无霜期327 d以上，月极端最高气温39.9 ℃(1972年)，月极温最低气温-3.4 ℃(1975年)，年均日照1 282 h，年降雨量1 111.8 mm。该试验地土壤基本理化性质为：pH 5.8，有机质38.63 g/kg，有机碳23.23 g/kg，全氮1.897 g/kg，全磷0.378 g/kg，全钾13.73 g/kg，碱解氮182.0 mg/kg，有效磷3.917 mg/kg，速效钾106.5 mg/kg。栽培模式为1、2、3、4年生竹林之比为3∶3∶3∶1，竹林平均胸径7.9 cm，平均立竹密度3 780株/hm2。

供试菌种为兴农D89长裙竹荪，由福建省永安市西南真菌研究所提供。栽培竹荪基料中的竹屑购于重庆理文造纸有限公司；桑枝屑是利用三峡库区桑园废弃桑枝粉碎后过50 mm筛所得，菌糟是重庆弘凡生态农业有限公司种植黑木耳后所留下的菌包，菌包配方(原料及配比)为：桑枝屑85%、麸皮10%、蚕粪3%、石膏粉或碳酸钙1%、糖1%。菌包使用前进行沤堆、发酵、消毒杀菌等处理。

1.2 试验设计

试验设计3种配方栽培基料，分别为：100%竹屑(CK)、70%竹屑+30%桑枝屑(T1)、70%竹屑+30%菌糟(T2)。栽培基料处理、竹荪种植与管理参照文献[13]方法进行。在竹林内设置面积为20 m×20 m的样方，3组不同配方栽培基料分别用于不同样方种植竹荪，栽培基料铺放前要加充足水(加水量以手抓紧略有水渗出为准,含水率60%～70%)，分层铺放：先在洼床上堆放一层18 cm厚的栽培基料；然后以梅花型间隔6～7 cm块状点播一层竹荪菌种，撒少量玉米粉；再放一层12 cm厚的栽培基料，略压实，覆土堆成龟背状，铺放栽培基料(干质量)15 kg/m2，菌种0.5 kg/m2。每组处理设置3次重复。

1.3 测定方法

竹荪粗蛋白测定参照GB 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》，粗纤维测定参照GB/T 5009.10—1985《食品中粗纤维的测定》，粗脂肪测定参照GB 5009.6—2016《食品中粗脂肪的测定方法》，灰分测定参照GB 5009.4—2010《食品中灰分的测定》，总糖测定参照GB/T 15672—2009《食用菌中总糖含量的测定》，粗多糖测定参照NY/T 1676—2008《食用菌中粗多糖含量的测定》，多酚测定参照T/AHFIA 005—2018《植物提取物及其制品中总多酚含量的测定》，矿质元素测定参照GB 5009.268—2016《食品中多元素的测定》，氨基酸含量测定参照GB 5009.124—2016《食品中氨基酸的测定》。

1.4 数据处理

试验数据在 Excel 2003 统计软件中进行整理和做表，用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析和新复极差法(Duncan)多重比较，比较不同栽培基料下竹荪各项指标的差异。试验中所有数据均采用均值±标准差来表示。生物学效率指食用菌鲜质量与所用的培养料干质量之比，常用百分数表示。生物学效率=食用菌鲜质量(g)/培养料干质量(g)×100%。

2 结果与分析

2.1 不同栽培基料对竹荪产量与栽培性状的影响

不同栽培基料对竹荪产量与栽培性状的影响见表1。由表1可知，与CK相比，T1与T2处理的竹荪在长度、菌柄质量、菌盖质量、总质量和干质量指标方面均显著增加，且T2处理的竹荪在长度、菌柄质量、菌盖质量、总质量、干质量指标方面比T1均有小幅提高，其中在长度、菌柄质量、干质量指标达到显著水平(P<0.05)。T2处理的竹荪长度、菌柄质量和总质量较CK分别增加了21.16%、19.89%和17.32%，且均达到显著差异水平，较T1处理也有所增加但差异不显著。3个处理的竹荪含水量之间无显著差异，但竹荪产量与生物学效率均达到显著水平(P<0.05)，以CK的竹荪产量和生物学效率最低，T2的竹荪产量和生物学效率最高，达到89.59 g/m2和24.74%，其生物学效率较CK和T1处理的竹荪分别增加了62.66%和11.39%。由此可知，在竹荪栽培基料中添加桑枝屑或菌糟以后，能够有效改善竹荪的农艺性状，同时竹荪的产量与生物学效率都有显著增加。

表1 竹荪的农艺性状与产量

2.2 不同栽培基料对竹荪营养成分含量的影响

竹荪的次生代谢产物中，生物活性物质多酚、多糖是重要的组分，具有调节免疫力、抗肿瘤等多种作用[14-15]。本研究中竹荪的营养物质与活性物质含量见表2。

表2 竹荪的营养物质与活性物质质量分数

从表2可知，T1和T2处理的竹荪粗蛋白、灰分、粗多糖和多酚含量均显著高于CK，T1处理较CK分别增加了36.32%、38.16%、109.80%和31.19%，且均达到显著差异水平(P<0.05)，T2处理较CK分别增加了29.46%、33.53%、111.80%和25.36%，也均达到显著差异水平(P<0.05)，但T1和T2两个处理之间无显著差异。竹荪粗纤维含量T2处理较CK和T1分别减少了34.48%和18.40%，差异均达到显著水平(P<0.05)。3种基料栽培的竹荪总糖含量之间均无显著差异。可见，在竹荪栽培基料中添加桑枝屑或菌糟，有利于竹荪营养物质中粗多糖和多酚活性物质的积累。

2.3 不同栽培基料对竹荪主要矿质元素和重金属含量的影响

食用菌含有人体必需的常量元素K、Ca、Mg等和微量元素Fe、Cu、Mn、Zn等，均对人体有着重要的生理作用，但食用菌中也含有一定量对人体有害的微量元素，如Hg和As等[16]。总体来看，竹荪主要矿质元素中K含量最高(表3)，Fe、Cu、Zn和Se含量之间因栽培基料不同出现显著差异(P<0.05)。T1处理的竹荪中Ca和Fe含量均达到最高，T2的竹荪中Cu、Zn和Se含量均达到最高，CK的竹荪中Fe、Cu和Zn含量均表现为最低。CK和T1处理的竹荪中K和Mn含量之间无显著差异，但均显著高于T2，竹荪中Mg含量在3个处理之间也无显著差异。说明竹荪栽培基料中添加桑枝屑能促进竹荪Ca和Fe的积累，竹荪栽培基料中添加菌糟栽培能促进竹荪Cu、Zn和Se的积累。由此可知，竹荪是很好的矿物质和微量元素来源。根据GB 7096—2003食用菌卫生标准，干食用菌中的As、Pb和Hg含量上限分别为1.0、2.0和0.2 mg/kg，不同基料栽培的竹荪其Pb和Hg含量之间均无显著差异，且均低于国家规定上限，T1和T2处理的竹荪As含量均低于CK，且达到显著水平(P<0.05)，但3个处理均低于国家规定上限。根据NY/T 749—2012《绿色食品：食用菌》标准，干食用菌中Cd的含量上限为1.0 mg/kg，3个处理的竹荪Cd含量无显著差异，但均高于国家规定上限，说明样地竹荪存在Cd含量超标的问题。

表3 竹荪中主要矿质元素和重金属含量

2.4 不同栽培基料对竹荪氨基酸组分含量的影响

不同栽培基料对竹荪氨基酸组分含量的影响见表4。从表4可以看出，3个处理的竹荪均富含天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、丙氨酸和亮氨酸等。3个处理的竹荪氨基酸组成基本一致，但各成分含量之间有一定差异。食用菌营养价值的优劣主要取决于所含必需氨基酸的种类、数量和比例，T1和T2处理的竹荪氨基酸总量和必需氨基酸含量较CK均有所增加(T2处理氨基酸总量和必需氨基酸量比CK分别提高58.82%和64.97%，比T1处理则分别提高33.07%和38.20%)，且T2处理要优于T1处理。必需氨基酸占比与WTO/FAO提出的蛋白质参考模式E/T(约40%)相接近，E/N值与WTO/FAO提出的蛋白质参考模式E/T(约60%)相接近[17]。天冬氨酸和谷氨酸是食用菌的呈味氨基酸，也是食物重要的鲜味物质，T1处理和T2处理的竹荪鲜味氨基酸含量均有所增加，其中T1处理较CK增加了19.07%，T2处理较CK增加了54.78%，且T2处理较T1处理也增加了29.99%，3个处理的鲜味氨基酸占比均高于20%，说明竹荪的口感较为鲜美。

表4 竹荪的氨基酸质量分数

2.5 不同栽培基料对竹荪氨基酸种类占比的影响

将氨基酸按其呈味特性进行分类[18-19]可知：甜味氨基酸包括Ser、Ala、Thr、Gly和Phe，苦味氨基酸包括Ile、Leu、Tyr、Phe和Lys，鲜味氨基酸包括Asp和Glu，芳香氨基酸包括Tyr和Phe，婴儿氨基酸包括Ser、Gly、Ala、His、Arg和Pro。呈甜、鲜味的氨基酸同其他呈味物质共同构成复杂的味感，呈味氨基酸在食用菌中含量相对较高，这是食用菌味道鲜美的主要原因[20]。从3种处理下竹荪氨基酸种类占比(图1)可以看出，3种基料栽培的竹荪鲜味和婴儿氨基酸占比之间均无显著差异。CK和T2的竹荪甜味氨基酸占比之间无显著差异，但均显著高于T1，分别提高了4.70%和8.42%，且均达到显著水平(P<0.05)。CK和T2的竹荪苦味和芳香氨基酸占比之间无显著差异，但均低于T1，其苦味氨基酸占比分别降低了7.09%和12.29%，芳香氨基酸占比分别降低了21.63%和28.13%，均达到显著水平(P<0.05)。

图1 竹荪的氨基酸种类占比Fig.1 Proportion of amino acids of D. indusiata

3 讨 论

优质的栽培基料能保持栽培环境稳定的湿度和充足的水分，还给菌丝体提供充分的营养，保证菌丝正常生长以及子实体的健壮发育[21]。相关研究表明，桑枝与菌糟均是优良的食用菌栽培基料[10-11,22]。在本研究栽培基料中添加菌糟或桑枝屑后，竹荪的长度、菌柄质量、菌盖质量、总质量、干质量、生物学效率和单位面积产量均显著优于对照，表明合理的添加菌糟或桑枝屑够有效提高竹荪的外观形态和产量。出现这种现象可能是因为添加桑枝屑或菌糟可以使栽培基料在结构上疏松多孔，在营养组成及成分上丰富多样[23]。T1和T2处理的产量均显著高于CK，分别提高了26.46%和41.11%，生物学效率分别提高了46.02%和62.66%，这可能是因为桑枝屑较竹屑有较高的保湿性及物理性质的特点，有利于菌丝穿透及其快速生长[24]。本试验中，T1和T2处理的竹荪菌盖质量、总质量、产量和生物学效率之间无显著差异，但T2处理的竹荪菌盖质量、总质量、产量和生物学效率均高于T1，这可能是由于试验所使用的菌糟为黑木耳以桑枝屑栽培基料的菌包，其生物学效率不高，菌糟中还是有未分解的桑枝，同时又含有生产黑木耳过程中产生的各类营养物质。这与王培丹[25]对竹荪的研究相似，即添加20%的真姬菇菌糟栽培竹荪可以提高竹荪的商品形状，获得较高的经济效益。此外，有研究发现在人工栽培食用菌过程中，栽培基料中的C/N也直接影响着食用菌菌丝的生长及产量[26]，本研究中添加菌糟和桑枝屑有可能一定程度上提高了栽培基料的C/N，从而促进了菌丝生长，提高了产量和生物学转化效率。说明添加一定比例的菌糟或者桑枝屑可以代替部分栽培基料，达到节约成本、实现资源循环利用的目的。

竹荪细胞的成分中除含有大量水分，还含有少量的干物质，这些干物质包括多种矿物质、蛋白质、粗纤维、粗脂肪、多糖以及多酚等成分[13, 27]。灰分含量反映食用菌中矿质元素含量的高低，而矿质元素是很多酶的辅助因子，还具有构成骨骼、血红蛋白、细胞色素、维持体内渗透压和酸碱平衡的作用[28]。本试验中，添加桑枝屑和菌糟栽培均能显著提高竹荪的灰分含量，且其Fe、Cu和Zn含量也均显著高于CK。蛋白质和脂肪也是构成食物营养成分中重要的部分，添加菌糟和桑枝屑均能显著提高竹荪的粗蛋白含量，说明菌糟里菌丝残体蛋白、矿物质和菌丝体的次生代谢产物以及桑枝屑富含的矿物质等得到了再利用，但T1处理的竹荪粗脂肪含量显著高于T2处理和CK，这可能是因为新鲜桑枝屑里营养充足[23]。粗纤维是膳食纤维的一种重要形式，多摄入富含粗纤维的食用菌，有利于改变膳食结构，但粗纤维含量较多会产生粗糙的口感[29]。T1和T2处理的竹荪纤维含量较CK减少了34.48%和19.70%，说明适当添加菌糟和桑枝屑栽培能改善竹荪的适口性。食用菌中多糖具有抗癌作用，T1和T2处理的竹荪粗多糖含量均显著高于CK。这与王培丹[25]在竹荪中的研究结果相似。也有研究发现海鲜菇菌糟作为主要栽培料用来栽培榆黄蘑，并不会显著改变榆黄蘑所含的营养成分[30]，这可能是因为不同菌体菌糟作用的方式和效果有一定差异。

相关研究发现，食用菌菌糟中富含多种蛋白质以及丰富的氨基酸[31-32]。在本试验中，CK、T1和T2处理的竹荪均含有17种氨基酸，竹荪中氨基酸质量分数分别为9.577%、11.43%和15.21%。T2处理的竹荪氨基酸总量较CK和T1处理分别增加了58.82%和33.07%，这与前人对金针菇的研究结果一致[33]。T1和T2处理的竹荪中必需氨基酸含量较CK均有所增加，且T2处理要优于T1，产生差异的原因可能是因为不同栽培基料对竹荪的栽培效果不同：一方面可能是不同基料含有不同的营养成分，供竹荪菌丝吸收的营养类型和数量也有所不同；另一方面可能是本试验所用竹荪对不同基料的分解转化能力不同[34-35]。就氨基酸占比来看，3种基料栽培的竹荪中鲜味和婴儿氨基酸占比之间均无显著差异，但T2的竹荪甜味氨基酸占比显著高于T1培，苦味氨基酸占比显著低于T1。这说明基料中添加菌糟能有效提高竹荪的鲜味，降低其苦味，改善其风味。

综上所述，基料中添加菌糟和桑枝屑栽培均能有效提高竹荪的营养价值和活性物质含量，但添加菌糟的效果更佳，且能使竹荪的甜味增加，苦味和粗糙度降低，能有效改善竹荪的品质，有利于降低竹荪种植成本，提高竹荪的生物学效率，达到单位面积竹荪产量增产的效果。