油茶壳基质结合富锌、富硒栽培的香菇营养品质及其蛋白质营养价值分析

薛晨光，冮 洁，邓海平，潘 玲，宋文俊，杨新鹏，关颖贤

(1.大连民族大学 生命科学学院，辽宁 大连 116605；2.贵州省铜仁市农业科学院，贵州 铜仁 554300；3.贵州省铜仁市林业科学院，贵州 铜仁 554300 )

油茶(Camelliaoleifera)作为中国重要的木本油料作物之一，2018年种植面积达到426.7万hm2，年茶油产量 65.75万吨。油茶壳占整个果实质量的50%～60%，每年有超过300万吨油茶壳产生。油茶壳是一种丰富的生物质资源,然而通常被当做农业废弃物丢弃或焚烧，不但未得到有效利用，还造成环境污染和资源浪费[1]。油茶壳和油茶饼可用于食用菌的栽培[2]。使用油茶壳栽培香菇可以提高菌丝体的吃料速度和生长率[3]。使用油茶饼粕栽培茶薪菇，最适添加量为20%，其菌丝体生长速率和生物学效率分别提高了5.70%和11.85%；使用油茶饼粕栽培金针菇，最适添加量为20%，其菌丝体生长速率和生物学效率分别提高了2.10%和4.10%，使用油茶饼栽培平菇，可促进平菇菌丝体生长[4]。

香菇(Lentinusedodes) 是中国产量第一大食用菌，民间素有“山珍”之称[5]。近年来随着全国产业扶贫工作的开展，香菇栽培规模逐年递增，据中国食用菌协会统计，2018年全国香菇产量达到1043.2万吨，比2017年增长5.75 %[6]，占全球总产量的90%以上，产值超过1000亿元。香菇富含多糖、蛋白质、矿物质和维生素等多种营养物质[7]，具有提高人体免疫力等保健功能。香菇具有较强的富硒、富锌能力[8]，通过将硒、锌离子吸收进入菌丝细胞内进行物质代谢，将无机硒、锌结合到大分子活性物质上，成为有机硒多糖、锌多糖和有机硒蛋白、锌蛋白[9]。本研究采用油茶壳基质结合富硒、富锌栽培香菇，对其营养品质和蛋白质营养价值进行了分析，为油茶壳基质在食用菌栽培中的应用和富锌、富硒香菇的开发奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 实验材料

香菇(Lentinusedodes)：由贵州省铜仁市农业科学院栽培，富硒香菇是在栽培基料中加入0.01%亚硒酸钠，富锌香菇是在栽培基料中加入0.01%硫酸锌。

1.2 实验试剂

硫酸锌、亚硒酸钠、硫酸铜、硫酸钾、硼酸、NaOH、溴甲基绿、甲基红、95%乙醇、苯酚、浓硫酸、石油醚、HCl、3,5-二硝基水杨酸、酒石酸钾钠、结晶酚、愈创木酚、30% H2O2、甲硫氨酸、氮蓝四唑、EDTA-Na2、核黄素、PVP、DTT和硫代巴比妥酸等均为分析纯试剂。

1.3 实验仪器

AL204 电子精密天平(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司)、HH-S水浴锅(巩义市英峪予华仪器厂)、EL20实验pH计(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司)、中药粉碎机(宁波新芝有限公司)、T18 digital匀浆机(IKA公司)、DH-9053A电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)、HH-ZK4数显恒温水二列四孔智能水浴锅(巩义市予华仪器有限责任公司)、H-2050R台式高速冷冻离心机(长沙湘仪离心机仪器有限公司)、FOSS8400全自动型凯氏定氮仪(苏州安创仪器有限公司)。

1.4 实验方法

1.4.1 香菇栽培基质配方

香菇栽培配方见表1。

表1 香菇栽培配方 %

1.4.2 香菇营养品质的测定

香菇处理方法：将新鲜香菇去根部，在60 ℃烘干，粉碎后过60目筛子，粉末用于测定。

水分：采用《GB 5009.3-2016 食品安全国家标准 食品中水分的测定》。

1. 遗传因素：PSD的发生与遗传因素密切相关。5-羟色胺转运体基因连锁多态性区域(5-hydroxytryptamine transporter-linked polymorphic region，5-HTTLPR)、5-羟色胺受体和脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)基因型的多肽性对PSD的发生有重要影响。一项276例脑卒中队列研究显示：5-羟色胺受体2A抗体(5-HTR2A)的1438 A/A基因型与主要PSD相关，而5-HTTLPR的s/s和BDNF met/met基因型与PSD密切相关[5]。

灰分：采用《GB 5009.4-2016 食品安全国家标准 食品中灰分的测定》。

蛋白质：采用《GB 5009.5-2016 食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》。

粗多糖：采用《NY/T 1676-2008 食用菌中粗多糖含量的测定》。

粗纤维：采用《GB/T 5009.10-2003 植物类食品中粗纤维的测定》。

脂肪：采用《GB 5009.6-2016 食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》。

矿物质元素：采用《GB 5009.268-2016 食品安全国家标准 食品中多元素的测定》中ICP-MS法。

氨基酸：采用《GB 5009.124-2016 食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》。

采用化学评分的方法。氨基酸比值系数(ratio co- efficient of amino acid，RCAA)，氨基酸比值系数分( score of amino of amino acid，SRCAA) 和化学评分(chemical score，CS)按FAO的方法计算，氨基酸评分(amino acid score，AAS)、必需氨基酸指数(essential amino acid index，EAAI)、生物价 ( biological value，BV)和营养指数(nutrient index，NI)按BANO等的方法进行计算[10，11]，必需氨基酸相对比值(Essential Amino Acid Relative Ratio，EAARR)按赵建幸[12]的方法进行计算，模糊配方法计算贴近度(Fuzzy scoring)按照陈琛[13]的方法计算。

1.5 数据分析

每个试验重复处理3次，用Microsoft Excel 软件计算平均值和标准偏差，用SPSS分析数据显著性差异。

2 结果及分析

2.1 油茶壳结合富锌、富硒栽培的香菇营养品质分析

测定结果见表2。

表2 香菇的灰分、蛋白质、脂肪、粗纤维、粗多糖的测定结果 %

由表2可知，加了油茶壳栽培的香菇(YK)比CK，蛋白质含量明显提高，增加了68.45%，说明在栽培香菇时添加油茶壳有助于提高香菇中蛋白质的含量；从S1和CK，以及Z1和CK的测定结果可以看出，仅仅使用杂木屑栽培香菇时，对香菇进行富硒或者富锌处理，会使香菇中蛋白质的含量增加，说明锌、硒元素对香菇蛋白质的合成起到了促进作用，可能是由于无机锌和硒进入菌丝体后，促进氨基酸和蛋白质的合成。富硒栽培香菇时，随着培养基质中油茶壳比例的增加，富硒香菇 S2、S3、S4的蛋白质呈现先增加后降低的趋势，当油茶壳添加比例为40%时，富硒香菇中蛋白质含量最高，为29.17%，比CK提高73.01%；富锌栽培香菇时，随着培养基质中油茶壳的比例增加，Z2、Z3、Z4的蛋白质含量呈现递增的趋势，说明使用油茶壳取代部分杂木屑作为培养香菇的基质，会使富锌香菇中蛋白质的含量增加，油茶壳含量越高，富锌香菇中蛋白质含量越高，当油茶壳比例60%时，富锌香菇中蛋白质含量最高，为31.71%，比CK提高88.08%。

从CK和YK粗多糖的测定结果可以看出，加了油茶壳栽培的香菇，粗多糖含量提高，增加了16.01%；S1和CK，以及Z1和CK比较，单独使用杂木屑培养的香菇，对其进行富锌、富硒处理，会提高香菇中的粗多糖的含量。富锌、富硒香菇中粗多糖含量随着栽培基质中油茶壳比例的增加而增加，当油茶壳比例为60%时，富硒香菇粗多糖含量最高，为4.82%，比CK提高45.62%；富锌香菇粗多糖含量最高为5.60%，比CK提高69.18%。

油茶壳栽培使香菇的灰分含量增高。YK与CK对比增加了13.83 %，说明在栽培香菇时添加油茶壳，有助于提高香菇中的无机盐的含量，再结合富硒、富锌栽培，会使香菇中无机盐类含量升高。随着培养基质中油茶壳的增加，富硒香菇 S2、S3、S4的灰分呈现递减的趋势；相反，富锌香菇Z2、Z3、Z4的灰分呈现递增的趋势，使用油茶壳取代部分杂木屑作为培养香菇的基质，会促进富锌香菇中的无机盐类含量增加。当油茶壳比例20%时，富硒香菇的灰分含量最高；当油茶壳比例60%时，富锌香菇的灰分含量最高。

采用油茶壳栽培香菇可以提高香菇中的粗脂肪含量，YK与CK相比提高了15.54%。分别对富硒、富锌香菇进行分析，当油茶壳比例为60%时，富硒香菇粗脂肪含量最高为2.59%(S4)，比CK提高了34.20%，随着培养基质中油茶壳的增加，粗脂肪含量降低；当油茶壳比例为40%时，富锌香菇中粗脂肪含量最高，为2.49%(Z3)，比CK提高了2.02%。

油茶壳栽培使香菇的粗纤维含量提高。从S1和CK，以及Z1和CK的测定结果可以看出，单独使用杂木屑培养的香菇，对其进行富锌、富硒处理，会提高香菇中的粗纤维的含量。随着栽培基质中油茶壳比例的提高，富锌、富硒香菇中粗纤维含量均呈现增长趋势，说明使用油茶壳栽培香菇，可以提高香菇中粗纤维含量。当油茶壳含量为60%时，富硒香菇粗纤维含量最高，为7.59%，比CK提高16.23%；富锌香菇粗纤维含量最高为7.51%，比CK提高15.01%。

2.2 矿物质元素分析

香菇的矿物质元素含量见表3。

表3 香菇的矿物质元素含量 (mg·kg-1)

由表3可知，采用油茶壳作为基质并结合富锌、富硒栽培香菇，香菇中的10种矿物质元素含量均出现了明显的提升，说明香菇菌丝体可以很好地吸收利用油茶壳中的矿物质元素，并且对硒、锌元素的吸收尤为明显。在采用油茶壳并结合富硒栽培后，香菇中的硒元素含量显著提高，其中S2香菇硒含量最大，为166.54 mg·kg-1，比CK硒含量增加2 081.75倍；富锌栽培的香菇随着油茶壳比例的增加锌含量逐渐提高，Z4香菇锌含量最大，为126.07 mg·kg-1，比CK提高了2.87倍。

2.3 氨基酸组成的分析

对香菇氨基酸组成进行了测定，结果见表4。香菇中检测出17 种氨基酸，其中包括除色氨酸以外的7种必需氨基酸。

由表4可知，YK比CK的必需氨基酸含量和氨基酸总量分别提高了20.88 %和39.24 %，说明使用油茶壳栽培香菇可以提高香菇中的必需氨基酸含量和氨基酸总量。油茶壳基质结合富锌、富硒栽培香菇时，香菇中的必需氨基酸含量和氨基酸总量随着油茶壳比例的增加持续上升，富硒和富锌香菇的必需氨基酸含量在油茶壳比例为60%时达到最大，分别为7.34%和7.38%，比CK分别提高了47.39%和48.19%；氨基酸总量也是油茶壳添加比例为60%达到最大，富硒香菇为20.68%，比CK 提高了61.31%，富锌香菇为21.88%，比CK提高了70.67 %。

2.4 蛋白质营养价值评价

根据表4中香菇的氨基酸含量和它们的蛋白质含量，计算出香菇蛋白质的必需氨基酸的含量，见表5。采用化学评分法对各种香菇的蛋白质营养价值进行评价，并计算获得的各个指标结果见表6。

表4 香菇的氨基酸含量 %

表5 香菇蛋白质的必需氨基酸组成及含量 (mg·g-1)

表6 香菇的蛋白质营养价值评价结果

由表6可知，油茶壳结合富锌、富硒栽培的香菇，可以提高香菇蛋白质的化学分，添加40%比例的油茶壳栽培的富硒香菇S3比单独使用40%油茶壳栽培的香菇YK，蛋白质化学分提高了21.34%，说明香菇蛋白质的氨基酸组成更接近全鸡蛋模式。添加40%比例的油茶壳栽培的富硒、富锌栽培香菇(S3、Z3)，氨基酸评分分别为63.67和60.42，比未富硒、富锌栽培的香菇(YK)提高了19.41%和13.32%，说明富硒、富锌栽培可以使香菇中必需氨基酸组成更均衡，更接近FAO/WHO模式。对油茶壳栽培的香菇进行富硒、富锌处理后，SRCAA值均有所提升，说明油茶壳栽培结合富硒、富锌处理，可以使香菇中的必需氨基酸更接近FAO/WHO的必需氨基酸模式。对于富硒香菇S2、S3、S4，油茶壳比例由20%增加到60%时，必需氨基酸指数也在增加，但对于富锌香菇Z2、Z3、Z4，油茶壳比例由20%增加到60%时，必需氨基酸指数逐渐降低。富硒、富锌栽培的香菇，其生物价BV均高于未富硒、富锌栽培的香菇，说明富锌、富硒栽培可以提高香菇的蛋白质利用率。对比YK和CK可以发现使用油茶壳栽培香菇，营养指数提高了21.25%，对于富硒香菇，油茶壳比例为60%时，营养指数最大，为20.94，比CK组提高了47.36%；对于富锌香菇，油茶壳比例为60%时，营养指数最大，为20.98，比CK组提高了47.64 %。10组香菇的贴近度均约为0.99，说明与FAO/WHO模式的贴近程度很高，其营养价值与FAO/WHO模式相近。

不同的氨基酸具有不同的味感特性[14]，一般将其分成鲜味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸和无味氨基酸4类，其中又以鲜味氨基酸和甜味氨基酸对食用菌滋味的贡献较大[15]，其他类氨基酸对其滋味有提升作用，这些不同种类的呈味氨基酸经过不同的配比和综合作用，构成了各种食用菌的不同味感特性。鲜味氨基酸主要是谷氨酸与天冬氨酸2种，甜味氨基酸包括丙氨酸、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸和苏氨酸5种，苦味氨基酸主要包括亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、组氨酸和精氨酸7种，无味氨基酸包括胱氨酸、赖氨酸和酪氨酸3种[16]。

香菇中呈味氨基酸的分析见表7。由表7可知，10种栽培香菇的呈味氨基酸(鲜味、甜味、苦味)总量变动范围为11.54%～19.90 %，最高的是 S4和Z4，分别达到18.74 %和19.90%。10种栽培香菇的鲜味氨基酸含量比例均达到30%以上。10种栽培香菇呈味氨基酸的含量高低不一，但均以鲜甜味为主。YK的鲜味氨基酸含量比例比CK高24.11%，说明使用油茶壳栽培香菇可以极大地提高香菇鲜味。对于富硒香菇，栽培基质中油茶壳比例为20%时，香菇中鲜味氨基酸含量比例最高，对于富锌香菇，栽培基质中油茶壳比例为60%时，香菇中鲜味氨基酸含量比例最高，说明使用适宜浓度的油茶壳栽培富硒、富锌香菇，可以增加其鲜味，以其为原料开发风味产品的潜力很大，具有开发前景。

表7 香菇中呈味氨基酸的分析 %

3 结 论

油茶壳结合富硒、富锌栽培香菇，有助于香菇中蛋白质、多糖等营养成分的合成和硒、锌元素的吸收转化，栽培基质中油茶壳比例为60%时，香菇的蛋白质、多糖和硒、锌元素含量达到最大，蛋白质化学分和氨基酸评分更接近全鸡蛋模式和FAO/WHO模式，香菇中必需氨基酸含量增加，组成更均衡，鲜味氨基酸占比增加，提高了香菇的鲜味。因此，在栽培基质中添加60%的油茶壳，并结合富硒、富锌栽培香菇是比较适宜的比例，获得具有更高营养品质和风味的香菇，具有很好的应用前景。