基于玉米秸秆软材质栽培黑木耳营养品质分析*

徐湘江 张跃新 李靖彤 付婷婷 么宏伟**

（1.黑龙江省林业科学院，黑龙江 哈尔滨 150081；2.黑龙江省林业科学院牡丹江分院，黑龙江 牡丹江 157010）

黑木耳是世界上最重要的四大栽培食用菌之一[1]，富含碳水化合物、氨基酸和微量元素，同时含有大量功能性营养成分，比如多糖、黑色素、多酚、类黄酮等，是营养丰富又具有药理作用的食用真菌[2]。目前林区多用阔叶树木屑来栽培黑木耳，而木材需要保护，大多禁伐，栽培黑木耳用的木屑则是用小径木粉碎取得，另外，近年来因各种原因，导致木屑价格不断上涨，寻找可替代料木屑栽培黑木耳的其他作物资源已成为亟待解决的问题[3]。

黑木耳诸多营养和保健价值归因于其本身的多元营养组成，然而目前对黑木耳营养成分变化还缺乏全面的了解。因此，替代料基质是如何影响黑木耳营养组成，以及相关关系如何还需进一步阐明。本研究旨在探究玉米秸秆替代料对黑木耳营养包括常量营养、微量营养和功能性成分差异，通过相关性分析及主成分分析，进一步确定玉米秸秆替代料对黑木耳营养成分影响的主次关系。

1 材料与仪器

1.1 试验材料

试验所需样品序号、来源及处理方式如表1所示。

表1 黑木耳样品材料

黑木耳实验样品基质配方如下：

（1）木屑对照配方

阔叶木屑80%，麦麸17%，豆粉2%，石膏0.7%，白灰0.3%；

（2）玉米秸秆80%配方

玉米秸秆80%，麦麸17%，豆粉2%，石膏0.7%，白灰0.3%；

（3）玉米秸秆60%配方

玉米秸秆60%，阔叶木屑20%，麦麸17%，豆粉2%，石膏0.7%，白灰0.3%；

（4）玉米秸秆40%配方

玉米秸秆40%，阔叶木屑40%，麦麸17%，豆粉2%，石膏0.7%，白灰0.3%；

（5）玉米秸秆20%配方

玉米秸秆20%，阔叶木屑60%，麦麸17%，豆粉2%，石膏0.7%，白灰0.3%。

1.2 试验主要试剂

苯酚（分析纯）、冰乙酸（分析纯）、高氯酸（分析纯）、硅藻土（分析纯）、果糖（分析纯）、过氧化氢（分析纯）、甲醇（色谱级）、矿物元素标准盐溶液、盐酸（优级纯）。

表2 主要试验仪器

1.3 试验方法

1.3.1 常量营养成分测定

蛋白含量的测定：凯氏定氮法GB 5009.5-2010；粗纤维含量的测定：酸碱处理的方法GB5009.10-2003；粗脂肪的测定：索氏浸提法GB/T 15674-2009；总糖：GB/T 15672-2009；还原糖的测定：直接滴定法GB/T 5009.7-2008；灰分的测定：高温灼烧法GB/12532-2008；水分含量的测定：直接干燥法GB5009.3-2010。

1.3.2 微量营养成分测定

采用NY/T 1653-2008中的电感耦合等离子发射光谱法。黑木耳多糖的测定：参照倪兆林[4]等人的方法进行测定；黑木耳黑色素的测定：参照李琦[5]等人的方法进行测定；黑木耳总多酚的测定：参照周丽明[6]等人的方法进行测定；黑木耳总黄酮的测定：参照厉荣玉等[7]等人的方法进行测定；黑木耳总胶状物质的测定：参照厉荣玉等[8]等人的方法进行测定。

1.4 数据统计与分析

数据分析和图表绘制采用SPSS 20.0和Excel。

2 结果与分析

2.1 不同玉米秸秆添加量对黑木耳常量营养成分的影响

采用常规营养成分分析法对不同玉米秸秆添加量基质黑木耳营养成分进行测定（表3）。随着玉米秸秆添加量的增大，黑木耳水分、总糖、还原糖、粗纤维变化不显著；与木屑对照比，玉米秸秆替代料黑木耳的灰分增大、粗脂肪降低；随着玉米秸秆添加量的增加，黑木耳蛋白质含量升高。用玉米秸秆替代料栽培出的黑木耳，具有高蛋白、低脂肪的特点，这符合当前营养健康饮食的理念，而且用玉米秸秆替代木屑既能节约木材资源，又符合消费者营养需求，因此玉米秸秆替代料基质培养的黑木耳更容易引起消费者的青睐。

表3 不同玉米秸秆添加量对黑木耳常量营养成分的影响

2.2 不同玉米秸秆添加量对黑木耳微量营养成分的影响

采用NY/T 1653-2008中的电感耦合等离子发射光谱法对不同玉米秸秆添加量对黑木耳微量营养成分进行测定（表4）。矿物质元素是构成机体组织的重要原料，也是维持机体酸碱平衡和渗透压的必要条件。钙、铁、锌均为骨细胞结构和功能的必需元素，另外，镁是生理生化反应中多种酶的激活剂，并且镁还具有调节肌肉兴奋性的作用。与木屑对照相比，玉米秸秆替代料增加了黑木耳铜、铁的含量，而降低了锌、镁、锰的含量。所以不同玉米秸秆替代料能够显著的影响黑木耳矿物质元素的含量。

表4 不同玉米秸秆添加量对黑木耳微量营养成分的影响

2.3 不同玉米秸秆添加量对黑木耳功能性成分的影响

由表5可知，与木屑对照相比，不同玉米秸秆添加量对黑木耳粗多糖影响不显著，说明不同玉米秸秆添加量对黑木耳多糖次级代谢产物积累影响不大。（1）玉米秸秆替代料能够提高黑木耳总多酚的含量，但随着玉米秸秆添加量的增加，总多酚变化趋势不明显。这表明玉米秸秆添加量对黑木耳次生代谢产物总多酚的影响较小。（2）玉米秸秆添加量能够提高黑木耳黑色素的含量，但是随着玉米秸秆添加量的增加，黑色素变化趋势不明显。这表明玉米秸秆替代料对黑木耳次生代谢产物黑色素的影响较小。（3）不同玉米秸秆添加量对黑木耳黄酮含量影响不大，这表明玉米秸秆添加量不能增加黑木耳黄酮类化合物的积累。而不同玉米秸秆添加量黑木耳黄酮含量都比较低，这可能是因为黄酮类化合物主要在胁迫条件下积累，棚栽黑木耳是在人为管理措施下，各种生长条件比较适合黑木耳生长，较少受到环境胁迫影响，所以黄酮类化合物含量比较低。（4）玉米秸秆替代料能够提高黑木耳黑色素的含量，但是随着玉米秸秆添加量的增加，黑色素变化趋势不明显。这表明不同玉米秸秆添加量对黑木耳黑色素的影响较小。（5）不同玉米秸秆添加量显著降低了黑木耳胶状物质的含量，并且随着玉米秸秆添加量增加，胶状物质含量逐渐降低。表明不同玉米秸秆添加量在一定程度上影响了黑木耳胶状物质的积累。

表5 不同玉米秸秆添加量对黑木耳样品功能性成分的影响

2.4 不同玉米秸秆添加量对黑木耳营养组成的影响

黑木耳含有丰富的常量营养成分、微量营养成分及功能性成分，而且不同玉米秸秆添加量下黑木耳常量营养成分成分、微量营养成分、功能性成分差异较大，很难从整体角度找出玉米秸秆添加量与黑木耳营养成分的关系。为此对7种常量营养成分、7种微量营养成分及5种功能性成分进行主成分分析，以期找到限制性因素。

2.4.1 不同玉米秸秆添加量对黑木耳营养组成主成分分析

主成分分析显示了不同玉米秸秆添加量对黑木耳营养组成的影响，PC1和PC2分别解释了总方差的47.49%和26.34%（图1）。PCA清晰的将不同玉米秸秆添加量栽培的黑木耳和木屑对照处理组样本区分开。木屑对照与PC1呈正相关，玉米秸秆20%、40%、60%、80%与PC1呈负相关，暗示了玉米秸秆替代料与木屑的差异影响了黑木耳营养成分的变化。随着玉米秸秆添加量的增多，黑木耳样本越偏向PC2的正方向，表明PC2代表了不同玉米秸秆添加量栽培出的黑木耳的差异。

图1 不同黑木耳样本主成分分析

2.4.2 不同玉米秸秆添加量黑木耳样品的主要特征性组成成分分析

如图2载荷图所示，与PC1正相关的主要是常量营养成分灰分、水分、还原糖等，负相关的主要是胶状物质、黄酮等。与PC2呈显著正相关的是全部的矿物质元素铜、铁、锌、锰、部分常量营养成分灰分、还原糖，部分功能性成分总黄酮、黑色素等，而与PC2呈负相关的包括胶状物质、总糖、水分、总多酚等。

图2 营养成分载荷图

3 结论

本文用玉米秸秆作为木屑替代料栽培黑木耳，研究玉米秸秆添加量对黑木耳营养成分的影响，结果表明，不同玉米秸秆添加量能够增加黑木耳灰分、蛋白质、铜、铁的含量，而降低了锌、镁、锰、胶状物质的含量；对黑色素、总多酚、影响较小；对水分、总糖、还原糖、粗纤维、黄酮影响不显著。所以用玉米秸秆作为替代料基质栽培黑木耳，能够显著的影响黑木耳的常量营养成分、微量营养成分及功能性成分，为不同替代料基质栽培黑木耳提供理论依据。