羊肚菌菌柄营养成分的分析与评价

张 楠，叶晶晶，廖春华，罗双艳，杨照明，周 颖，唐志艺

（1.内江师范学院，生命科学学院，四川内江 641100；2.四川省农业科学院，蚕业研究所，四川南充 637000；3.四川省高等学校特色农业资源研究与利用重点实验室，四川内江 641100）

羊肚菌菌柄是菌盖下面中央地子实体地柄，白色，近圆柱形，中空，上部平滑，基部膨大并有不规则的浅凹槽，长5～7 cm，粗约为2～4 cm，与羊肚状的可孕头状体菌盖组成羊肚菌（Morchellaspp.）。羊肚菌地方等级规格和出口外销的质量标准都对菌柄的长度有明确的要求，有全剪柄（又称菌盖）和半剪柄之分[1−2]，全剪柄是去除羊肚菌所有的柄，菌柄的长度≤0.5 cm；半剪柄即剪去菌柄的一半，长度为1～2 cm。出口羊肚菌一等品要求全剪柄，二等品要求柄长度在1 cm 以内，三等品要求柄长度在2 cm 以内。

羊肚菌（Morchella esculenta）作为食用菌行业中的明星物种，具有极高的食、药用价值，深受消费者青睐[3]。全球范围内每年羊肚菌的需求量高达100 万t，市场缺口极大[3]。羊肚菌从室外栽培技术逐步走进人工栽培阶段，并在2012 年实现了人工规模化栽培和盈利[4]，使其在农业增效、农民增收和推进新农村建设上优势明显，已成为不少农业基地县重点引进的现代农业项目和扶贫项目[5]。2017～2018年度全国羊肚菌栽培面积增至7 万亩[6]，2018～2019年度年全国羊肚菌栽培面积在12～14 万亩之间，羊肚菌种植面积逐年增加。日益成熟种植技术和稳步增长的种植面积，使羊肚菌亩产量和年产量都将会有较大幅度提升。

从羊肚菌产品类型来讲，干货因风味独特，便于储藏流通，占据市场较大份额，且保持稳定增长，供应趋势主要以全剪柄精品（pileus ofMorchella esculenta，PME）为主，工业级干品为辅[6]。PME 损耗最大，每个羊肚菌要有3～5 cm 长的菌柄被剪掉，这导致每年数以万吨的菌柄成为羊肚菌产品的下脚料，如何将这些菌柄进行利用是目前亟待解决的问题。目前，羊肚菌菌柄营养成分分析及营养价值评价还未见报道。为此，本文对羊肚菌菌柄中氨基酸、脂肪酸、矿物质元素、多糖、多酚、膳食纤维和部分维生素的含量进行了测定，并采用国际通用营养价值评价方法对氨基酸成分进行了系统分析，为菌柄在食品、饮料、保健品、生物提取等深加工项目中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

人工种植羊肚菌干品 购于江市东兴区宏清种植专业合作社（品种：梯棱4 号，来自四川德立隆农业科技有限公司，产地为内江市东兴区柳桥镇）；野生羊肚菌干品 购于普格垦丁农业有限公司（品种：尖顶羊肚菌，产地为凉山彝族自治州）；18 种氨基酸标准物质混合标准溶液、35 种脂肪酸混合标准品Sigma 公司；各元素标准溶液和内标标准溶液 国家有色金属及电子材料分析测试中心，1000 μg/mL；除特殊要求外，所有试剂均为分析纯。

Agilent 1260 高效液相色谱仪 安捷伦科技（中国）有限公司；Optima 8000 电感耦合等离子体发射光谱仪 美国Perkin Elmer 公司；Thermo iCAP Q 电感耦合等离子质谱、Thermo Fisher Trace 1310 ISQ 气相色谱质谱联用仪、Thermo Fisher U3000 液相色谱仪 美国Thermo Fisher Scientific 公司；WX–8000 微波消解仪 上海屹尧仪器科技发展有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 羊肚菌的烘干工艺 羊肚菌烘干工艺采用三段式升温烘干[7]，第一阶段42 °C 烘干3 h；第二阶段53 °C，烘3 h；第三个阶段75 °C，烘干1 h。

1.2.2 羊肚菌菌柄和其PME 的制备 将羊肚菌菌盖和菌柄进行剪切分离，菌盖上带有的菌柄长度控制在0.5 cm 以内（即为PME）。将菌柄和PME 分别制粉，于粉碎机中打粉3 次，每次10 s，中间间隔5 min，用毛刷将样品从粉碎机内清理干净并过80 目筛，保存备用。

1.2.3 羊肚菌菌柄和PME 中氨基酸的测定 采用柱前衍生反相高效液相色谱法[8−9]测定18 种氨基酸的含量，以异硫氰酸苯酯为柱前衍生化试剂。

1.2.4 羊肚菌菌柄和PME 中脂肪酸组成成分分析

采用气相色谱–质谱联用仪（GC-MS）法分析脂肪酸的组成[8,10]。

1.2.5 羊肚菌菌柄和PME 中矿物质元素含量的测定

采用电感耦合高频等离子发射光谱（inductively coupled plasma-optical emission spectrometer，ICPOES）法测定P、K、Fe、Mg 和Ca 元素的含量[8,11−12]；采用电感耦合等离子质谱（inductively coupled plasma–mass spectrometry，ICP-MS）法测定Mn、Cu、Zn、Se、Ca、Pb、Hg 和As 元素的含量[8,13−14]。

1.2.6 羊肚菌菌柄和PME 中多糖含量的测定 采用NY/T 1676-2008 中的比色法测定菌柄和PME 中多糖含量[15]，多糖的提取方法参照文献[16]。

1.2.7 羊肚菌菌柄和PME 中多酚含量的测定 采用Folin-Ciocalteu 比色法测定多酚的含量，以没食子酸为标准品[8,17]。

1.2.8 羊肚菌菌柄和PME 中膳食纤维含量的测定

采用GB 5009.88-2014 中的酶-重量法测定菌柄和PME 中膳食纤维的含量[18]。

1.2.9 羊肚菌菌柄和PME 中硫胺素、核黄素、烟酸含量的测定 采用GB 5009.84-2016 中的HPLC 法测定硫胺素（VB1）的含量[19]；采用GB 5009.85-2016 中的HPLC 法测定核黄素（VB2）的含量[20]；采用GB 5009.89-2016 中的HPLC 法测定烟酸（VB3）的含量[21]。

1.3 数据统计处理

采用SAS 9.4 软件进行统计分析。所有试验重复3 次，数据以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 羊肚菌菌柄中氨基酸含量的测定结果

由表1 可知，羊肚菌菌柄含有18 种氨基酸，所含氨基酸种类齐全，其中必需氨基酸含量占氨基酸总量>40%，必需氨基酸/非必需氨基酸比值（E/N 值）>0.6，符合FAO/WHO 提出的理想蛋白质条件[22]，说明羊肚菌菌柄属于较优质蛋白。梯棱羊肚菌4 号和野生羊肚菌菌柄中总氨基酸含量较高，分别为（21.96±0.21）和(17.17±0.19) mg/100 g，接近牛肝菌[23]、大球盖菇[24]中总氨基酸含量，高于鸡腿菇、香菇、金针菇、平菇和木耳等常见食用菌中总氨基酸的含量[25−27]。2 种菌柄中均含有精氨酸、甘氨酸、蛋氨酸等9 种药效氨基酸，其含量分别达到总氨基酸含量的60.53%和64.05%，与PME 中的药效氨基酸含量相差不多，高于冬虫夏草[28]和红枣[29]，略低于枸杞[30]，说明羊肚菌菌柄与PME 一样具有较好的药用价值。酸鲜味氨基酸谷氨酸和天冬氨酸是含量最高的2 种氨基酸，梯棱羊肚菌4 号和野生羊肚菌菌柄中的酸鲜味氨基酸含量占总氨基酸含量的比例分别为22.38%和24.94%，另外，2 种羊肚菌菌柄甜酸鲜味与苦味氨基酸含量的比值分别为（2.13±0.05）和（2.13±0.01），均高于其PME 中的比值，这决定了羊肚菌菌柄具有较好的口感和鲜美的味道[31]，甚至优于PME。

表1 羊肚菌菌柄和PME 中氨基酸的含量分析（mg/100 g）Table 1 The content of amino acid in stipes and PME of Morchella echinacea (mg/100 g)

2.2 羊肚菌菌柄中必需氨基酸含量的组成分析

蛋白质营养价值的高低，主要取决于所含必需氨基酸的种类、数量和组成比例[32]。表2 为羊肚菌菌柄和PME 中必需氨基酸占总氨基酸的百分比。与 WHO/FAO 推荐的氨基酸模式谱相比，羊肚菌菌柄和PME 中亮氨酸比较接近推荐值，其他几种必需氨基酸远远高于模式谱的推荐值。说明羊肚菌菌柄和PME 能够为人体提供丰富的必需氨基酸，属于优质蛋白。

表2 羊肚菌菌柄和PME 中必需氨基酸占总氨基酸含量百分比（%）Table 2 Proportions of essential amino acids in total amino acids in stipes and PME of Morchella echinacea (%)

2.3 羊肚菌菌柄AAS、RC 和SRC 的比较

由表3 可知，2 种羊肚菌菌柄和PME 的SRC值范围为96.92～98.06，均接近100，可视为高营养价值的植物蛋白，且利用率较高[33]，其中，菌柄的SRC值高于PME。羊肚菌菌柄和PME 各种必需氨基酸中，亮氨酸的RC 值最小（范围为0.71～0.79），为第一限制性氨基酸，这与熊丙全等[31]的实验结果一致。另外，羊肚菌菌柄和PME 的苏氨酸、蛋氨酸＋胱氨酸与色氨酸含量相对模式蛋白较高，可根据蛋白质互补理论[34]，与其他蛋白按一定比例食用，可有效提高食品的营养价值。

表3 羊肚菌菌柄和PME 中必需氨基酸 AAS、RC 和SRC 比较Table 3 Proportions of essential amino acids in total amino acids in stipes and PME of Morchella echinacea

2.4 羊肚菌菌柄中脂肪酸组成及含量的测定结果

由表4 可知，羊肚菌菌柄和PME 中均检出17种脂肪酸，其中，饱和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA）有7 种，单不饱和脂肪酸（monounsaturated fatty acid，MUFA）有6 种，多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）4 种，不饱和脂肪酸（unsaturated fatty acid，UFA）含量远超SFA 含量，PUFA占比最大，梯棱羊肚菌4 号菌柄和PME 中PUFA 占其总脂肪酸（total fatty acid，TFA）百分比分别为79.19%和78.49%，野生羊肚菌菌柄和PME 中PUFA占其TFA 百分比分别为63.63%和63.61%。除MUFA外，菌柄中SFA、PUFA、UFA 和TFA 含量均高于PME，且差异显著。在菌柄和PME 的脂肪酸中，亚油酸含量最高，其次是棕榈酸和油酸，其中，梯棱羊肚菌4 号菌柄中亚油酸，占TFA 的78.64%，野生羊肚菌菌柄中亚油酸占TFA 的63.06%，远高于鸡油菌[35]和黑木耳[36]等。亚油酸是人体内不能合成的一种必需脂肪酸，它可以通过EPA 途径生成γ-亚麻酸，并最终生成前列腺素，参与调节人体的各种生理过程，如调节血压，保护心脏血管和预防动脉硬化等[37−38]。此外，在动物处于幼龄或生长过程中必需由饲粮额外补充亚油酸，以保证其正常生长发育[39]。因此，羊肚菌菌柄是人的膳食或畜禽饲料中亚油酸较好的来源。

表4 羊肚菌菌柄和PME 中脂肪酸组成及含量（%）Table 4 The composition and content of fatty acids in stipes and PME of Morchella echinacea (%)

2.5 羊肚菌菌柄中矿物质元素含量的测定结果

由表5 可知，羊肚菌菌柄和PME 中均含有丰富K、P、Na、Mg、Ca、Zn、Fe 及少量的Mn、Cu、Se、Cr 等，但同一元素在羊肚菌菌柄和PME 中含量是一定差异的，如梯棱羊肚菌4 号菌柄中Na、Fe、Ca、Cr 元素含量高于其PME，P、Mg、Cu、Zn 元素含量低于PME，仅有K、Mn、Se 元素含量差异不显著（P>0.05），野生羊肚菌菌柄中Na、K、Fe、Mg、Ca、Se、Cr 元素含量显著高于PME（P<0.05），P、Cu、Zn、Mn 元素含量低于PME。梯棱羊肚菌4 号和野生羊肚菌菌柄的K/Na 分别为(35.53±0.25)和(21.99±0.09)，均远大于1，可视为高钾低钠食物，适宜高血压患者以及预防高血压的健康人群食用[24]。根据 Hill 和 Matron 提出的“理化性质相似的元素，其生物学功能是相互拮抗的”，且这种拮抗作用通常发生在Zn/Cu >10 及Zn/Fe >1 时[25]，可见，羊肚菌菌柄中Zn、Fe、Cu 含量比值合理，拮抗作用不明显，有利于机体的吸收。此外，羊肚菌菌柄和PME 中重金属元素Pb、Cd、Hg和As 含量符合国家无公害食品水果、蔬菜的质量安全限量要求[26]。

表5 羊肚菌菌柄和PME 中矿物质元素含量分析（mg/kg）Table 5 The content of mineral element in stipes and PME of Morchella echinacea (mg/kg)

2.6 羊肚菌菌柄中多糖、多酚、维生素和膳食纤维含量的测定结果

由表6 可知，除VB2和VB3外，羊肚菌菌柄和PME 中多糖、多酚、VB1和膳食纤维含量具有显著性差异，其中菌柄中VB1和膳食纤维含量均极显著高于PME（P<0.01），而菌柄中多糖和多酚含量均极显著低于PME（P<0.01），这与何淑玲的研究结果相一致[27]，但菌柄中多酚含量均保持在PME 的60%以上，其中，野生羊肚菌菌柄中多酚含量达到其PME的70%。羊肚菌多糖具有抗菌、抗肿瘤、抗疲劳、抑制癌细胞增殖等多种活性[40]，作为一种天然药物和保健品的原料具有广阔的应用前景和市场需求，利用PME 获取多糖的成本极高，因为1 kg PME 市场价格在1000～2000 元之间，而1 kg 菌柄干品的市场价格仅在60～120 元之间，而羊肚菌菌柄的价格仅为PME 的6%左右，且菌柄中多糖的含量保持在PME 含量的50%以上，因此，羊肚菌菌柄可以作为经济适用的羊肚菌多糖提取原料。

表6 羊肚菌菌柄和PME 中多糖、多酚、维生素及膳食纤维的含量分析Table 6 The content of polysaccharide, total polyphenol, dietary fiber and vitamins in stipes and PME of Morchella echinacea

3 结论

本研究对羊肚菌菌柄的营养成分进行了系统地分析，发现菌柄富含蛋白质、脂肪酸、矿物质元素、多糖、多酚、膳食纤维和维生素，具有良好的营养价值和开发利用前景。本研究还将羊肚菌菌柄与PME中的营养成分进行了比较分析，发现菌柄与PME 在氨基酸、脂肪酸、矿物质元素、多糖、多酚和膳食纤维含量上存在一定差异，菌柄中甜酸鲜味氨基酸与苦味氨基酸的含量比值、SRC 值、SFA、PUFA、UFA、TFA、Na 元素、Fe 元素、Ca 元素、Cr 元素、膳食纤维和硫胺素含量均高于PME，菌柄中总氨基酸、药效氨基酸、MUFA、P 元素、Cu 元素、Zn 元素、多糖和多酚含量低于PME，但仍保持了较高的比例，两者其他营养元素含量差异不大，证实菌柄不仅具有较好的口感和营养保健功能，还具有较大的产品附加值升值空间。本研究为羊肚菌菌柄的开发利用和深度加工提供了一定的理论依据。