五种香菇营养成分及其香菇多糖的抗氧化性评价

何 皎，孙晓菲，潘 琳，马浩原

（河南科技大学食品与生物工程学院，微生物资源开发与利用校级重点实验室，河南洛阳 471023）

0 引言

香菇在我国菌类人工栽培品种中，是第一大类食用菌，其富含蛋白质、脂肪、维D 和钙、磷等多种营养物质，因其高蛋白低脂肪的特性，已成为健身人群的餐桌首选[1]。此外，其还具有较高的药用价值[2]。研究发现，香菇多糖具有抑制肿瘤细胞增殖、抗氧化、免疫调节等生物活性，且具有较强的安全性[3-5]。食用香菇能够满足消费者一次摄入补充多种营养的品质需求。

目前，还少见有关不同地区香菇营养成分与多糖含量之间关系探究方面的报道，同时选择合适的香菇作为香菇多糖的提取物，是减少成本获得较多优质抗氧化性多糖的前提[6]。因此，检测分析出产香菇中香菇多糖含量大的香菇产地对香菇多糖提取工艺、相应生物活性的研究具有重要意义[7-8]。不同地区种植的香菇，因气候和栽培技术影响，香菇的产量与各种营养成分有所不同，香菇多糖的质量和含量因菌种的不同而不同，而且还取决于香菇的产地、培养条件和生长情况[9-11]。产量排名前4 位的香菇种植地区分别为河南、河北、福建、湖北及陕西，产量占全国香菇总产量的71.39%，是优质香菇材料选择地[12]。

以河南白云山、河北遵化、湖北随州、福建古田、浙江庆元5 个地区的香菇为原料，并对其蛋白质含量、脂肪含量、总糖含量、灰分等指标检测分析，探究各营养成分之间的关系及地区性差异，并利用超声辅助经正交试验优化香菇多糖的提取方案，以DPPH 自由基清除率为指标对所提香菇多糖的抗氧化性能进行分析，以期为指导均衡饮食及生产香菇多糖保健系列产品的研究提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 材料与试剂

试验所用干香菇产地分别为河南白云山、福建古田、浙江庆元、河北遵化、湖北随州5 个地区；DPPH（分析纯），海蓝季科技发展有限公司提供；其他试剂均为分析纯。

1.2 方法

1.2.1 供试品的制备

5 个产地的干香菇于恒温烘箱中65 ℃下二次烘干后粉碎，过60 目筛，置于棕色瓶中备用。

1.2.2 蛋白质的测定

蛋白质的测定方法，根据董松果和王亚威等人[13-14]的方法修改如下。消化管试剂配制：准确称取2 g 的样品，记为m，置于消化管中，并按顺序加入0.2 g硫酸铜与6 g 硫酸钾。最后，加入20 mL 浓硫酸。

式中：X——蛋白质的含量，g/100 g；

V1——试液消耗硫酸标准滴定溶液的体积，mL；

V2——空白对照消耗硫酸标准滴定溶液的体积，mL；

C——硫酸标准滴定溶液的浓度，mol/L；

m——香菇的质量，g；

V3——吸收消化液的体积，mL；

F——将氮换算成蛋白质时的系数。

1.2.3 脂肪的测定

测定方法根据迟全勃等人[15]测量如下，准确称取样品5 g，使用索氏抽提器，将样品处理完毕后，置入恒温箱内，然后移入干燥箱中，冷却后称量，计算含油量。

式中：X——试样中的脂肪含量，g/100 g；

m1——接收瓶和脂肪的质量，g；

m0——接收瓶的质量，g；

m2——试样的质量，g。

1.2.4 多糖含量的测定

测定方法根据迟全勃等人[15]修改如下，取6 支试管，分别加入0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mL 葡萄糖标准溶液，并加入蒸馏水至1.0 mL。然后加入质量分数为5%的苯酚溶液1.0 mL，5.0 mL 浓硫酸，静置10 min。漩涡混合后，30 ℃水浴20 min。于波长490 nm 处测吸光度。以葡萄糖质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

在试管中取0.2 mL 测试液，加蒸馏水至1.0 mL。以空白溶液进行对照，读取吸光度，利用标准曲线计算出多糖的含量。

式中：W——多糖含量，

V1——定容后的样品体积，mL；

V2——比色测定过程中的样品测定液体积，mL；

m1——标准曲线中读出的样品测定液的含糖量，μg；

m2——样品的质量，g；

ω——样品的含水量，%。

1.2.5 灰分的测定

取来自5 个产地的干香粉，将蓝黑墨水和氯化铁溶液按1∶1 混匀，用棉签沾取后在事先准备好的坩埚上进行标号1，2，3，4，5 这5 组并烘干。然后，将5 组坩埚依次放入分析天平中，每个坩埚放入5 g 香菇粉。接下来，将坩埚放在电炉上进行碳化,冷却后取出，在分析天平上准确测量出5 组坩埚的质量。

式中：X1——试样中灰分的含量，g/100 g；

m1——灰分和坩埚的总质量，g；

m2——坩埚的质量，g；

m3——试样和坩埚的总质量，g；

ω——试样的干物质含量，%。

1.2.6 香菇多糖抗氧化测定

（1） 提取工艺流程。准确称取3 份香菇粉各1 g分别于250 mL 锥形品，按预设料液比各加入适量蒸馏水搅拌均匀，在预设超声功率的条件下处理相应时间。处理好的样品得滤液，量出其体积并倒入烧杯中，按其体积的3 倍加入无水乙醇，4 ℃醇沉12 h后，以转速4 000 r/min 离心10 min，取沉淀于烧杯中，蒸馏水定容至100 mL，得到含香菇多糖溶液后进行冷冻干燥，最后进行多糖含量测定与计算。

（2） 多糖含量测定与计算。①葡萄糖标准曲线的制作。用移液管分别移取配置好的葡萄糖标准溶液1，2，4，6，8，10 mL 于6 个容量瓶中，用蒸馏水定容至100 mL，所得葡萄糖标准溶液的质量浓度分别为10，20，40，60，80，100 mg/L。分别取各标准溶液1 mL 于25 mL 试管中，并以1 mL 的蒸馏水作为空白对照。准确量取4 mL 硫酸蒽酮加入各试管中混匀，迅速放入冰浴中冷却。加样工作全部完成后，置于100 ℃水浴中加热至沸腾10 min 后取出，冷却至室温。以对照组作为参比溶液，使用分光光度计于波长620 nm 处检测各样品的吸光度。以葡萄糖标准溶液的质量浓度作为自变量，吸光度作为因变量，建立线性关系，绘制葡萄糖标准曲线。②多糖提取液的处理。得到香菇粗多糖的提取液后，移取1 mL 样品液于容量瓶中，用蒸馏水定容至100 mL，用于多糖含量的测定。③多糖吸光度值的测定。用移液管移取1 mL 稀释后的香菇多糖溶液，加入试管中，移取硫酸蒽酮溶液4 mL，混匀，迅速冰浴。加样完成后，将水浴锅内100 ℃水浴至沸腾30 min。水浴加束后，冷却至室温，以空白对照为参比，于波长620 nm 处用分光光度计测定其吸光度A。

葡萄糖标准曲线见图1。

图1 葡萄糖标准曲线

多糖含量的计算：将记录的数据求平均值得到A，将A 代入葡萄糖标准曲线中得到香菇多糖稀释液的质量浓度C（mg/L），香菇多糖提取液的质量浓度为100×Cmg/L，由公式（5） 计算可得多糖含量：

式中：C——根据葡萄糖标准曲线所得的香菇多糖质量浓度，g/mL；

V——得到的香菇多糖提取液的总体积，mL。

多糖提取率计算，依据式（6）：

式中：m——香菇多糖含量，mg；

M——香菇粉末的质量，g。

1.2.7 香菇多糖DPPH·清除能力测定

检测方法为：将提取液进行50 倍稀释后作为待测液。吸取2.0 mL 待测液，加入0.1 mmol/L DPPH·乙醇溶液4.0 mL，摇匀26 ℃恒温避光反应30 min，以无菌水调零，于波长517 nm 处测定吸光度A1，用无菌水代替DPPH 所测值为吸光度A2，用无菌水代替待测液所测值为吸光度A0，同时以1 mg/mL 维C溶液作为阳性对照，计算活性。

1.2.8 香菇多糖提取的单因素试验

（1） 料液比对香菇多糖提取率的影响。固定超声功率300 W，超声时间30 min，超声温度50 ℃，料液比梯度设置为1∶20，1∶30，1∶40，1∶50，1∶60，进行试验。

（2） 超声功率对香菇多糖提取率的影响。固定料液比1∶30，超声时间30 min，超声温度50 ℃，设置超声功率梯度为200，250，300，350，400 W，进行试验。

（3） 超声时间对香菇多糖提取率的影响。固定料液比1∶30，超声功率300 W，超声温度50 ℃，设置超声时间梯度为10，20，30，40，50 min，进行试验。

1.2.9 香菇多糖的提取正交试验

根据单因素试验结果进行正交试验设计，分别选取料液比（A）、超声时间（B）、超声功率（C） 3 个因素为考查因素，以多糖得率为指标，采用L9（34）正交试验表进行三因素三水平正交试验选出多糖得率最佳提取工艺。

1.2.10 数据处理与统计分析

试验均进行3 次重复操作，所有数据用X±s表示。采用Origin 8.0 等软件对数据进行处理与分析。

2 结果与分析

2.1 不同产地对香菇中蛋白质含量的影响

5 个不同产地干香菇中蛋白含量测定结果见图2。

图2 5 个不同产地干香菇中蛋白含量测定结果

由图2 可知，产地不同，香菇蛋白质含量不同，适量蛋白质摄入有益健康，摄入量过高，会增加肝脏代谢的负担，影响身体健康。5 种产地的干香菇蛋白质含量都满足人体需求，生产生活中可按需求选择香菇作为人体补充蛋白质。福建古田的干香菇蛋白质含量最高，为30.81%。河南白云山、河北遵化和浙江庆元的干香菇蛋白质含量相对较低，湖北随州的干香菇蛋白质含量最低。

2.2 不同产地对香菇中脂肪含量的影响

5 个不同产地干香菇中脂肪含量测定结果见图3。

图3 5 个不同产地干香菇中脂肪含量测定结果

由图3 可知，福建古田的干香菇脂肪含量最高，为3.33%；其次是河北遵化的干香菇，含量相对较低的是浙江庆元和湖北随州的干香菇；河南白云山的干香菇脂肪含量最低，为2.38%。可以得出不同产地香菇脂肪的含量不同，南北方地区香菇脂肪含量差异较大。由于香菇脂肪含量受当地气候条件影响，南方雨水更为充沛空气湿度大，地区土壤含合成脂肪的微量元素更为充足。

2.3 不同产地对香菇中总糖含量的影响

5 个不同产地干香菇中多糖含量测定结果见图4。

由图4 可知，河南白云山的干香菇多糖含量最高，为46.53%；其次是河北遵化、湖北随州和浙江庆元的干香菇为38.28%，30.86%和30.17%；福建古田的干香菇多糖含量最低，为20.56%。

图4 5 个不同产地干香菇中多糖含量测定结果

2.4 不同产地对香菇中灰分含量的影响

高温灼烧时，香菇的有机成分挥发逸散，无机成分残留下来，这些残留物称为灰分。它是标示香菇中无机成分总量。

5 个不同产地干香菇中灰分含量测定结果见图5。

图5 5 个不同产地干香菇中灰分含量测定结果

由图5 可知，福建古田的干香菇灰分含量最高，为6.88%；浙江庆元、河南白云山、河北遵化，灰分含量分别为6.27%，5.34%，5.56%；湖北随州干香菇的灰分含量是最低的，为5.25%。可得出福建古田鲜菇所含无机成分总量最大，因为福建的气候、土壤和种植条件更有利于鲜菇无机成分的积累。

2.5 提取工艺优化试验结果

2.5.1 单因素试验结果

单因素试验对多糖得率的影响见图6。

图6 单因素试验对多糖得率的影响

由图6 可知，经单因素试验确定选取料液比1∶30，超声功率300 W，超声时间30 min，进行提取工艺正交优化。

2.5.2 正交试验结果分析

正交因素与水平设计见表1，正交试验结果见表2。精确称取1g 样品，按照正交因素水平表进行提 取，记录多糖得率（%）。由正交试验结果（表2）可知，料液比（A）、超声时间（B）、超声功率（C）3 个因素的极差（R） 分别为1.13，1.63，2.45，说明影响香菇多糖提取率的各因素主次顺序为C＞B＞A。通过对正交试验结果的分析可得，香菇多糖最佳提取工艺为A3B3C1，即料液比1∶35，超声时间35 min，超声功率340 W。在最佳工艺下多糖得率为10.32%。

表1 正交因素与水平设计

表2 正交试验结果

2.5.3 抗氧化性结果分析

不同产地香菇多糖抗氧化对比见表3。

表3 不同产地香菇多糖抗氧化对比

由表3 可知，不同产地的香菇多糖的抗氧化性不同，中原地区的香菇多糖的抗氧化性较好。

2.5.4 不同质量浓度的香菇多糖的抗氧性能分析（1） DPPH 自由基清除率结果分析。

不同质量浓度的香菇多糖对DPPH 自由基的清除率的影响见图7。

图7 不同质量浓度的香菇多糖对DPPH 自由基清除率的影响

由图7 可知，随着香菇多糖质量浓度的增大，DPPH 自由基的清除率也不断增大，但增长幅度减小，说明香菇多糖的质量浓度增大到一定程度时，其自身的抗氧化性能逐渐趋于饱和。

（2） 超氧阴离子自由基清除率结果分析。

不同质量浓度的香菇多糖对超氧阴离子自由基清除率的影响见图8。

图8 不同质量浓度的香菇多糖对超氧阴离子自由基清除率的影响

由图8 可知，多糖质量浓度不断增大时，超氧阴离子的清除率也不断上升，说明香菇多糖质量浓度越大，抗氧化性能越好。

3 结论

研究表明，香菇的蛋白质含量、脂肪含量、灰分含量的高低或决定着其多糖含量，高蛋白含量的香菇其脂肪含量也高，但其多糖含量确相对低。研究为后续挑选含香菇多糖更为丰富的香菇提供了理论依据，只用检验其蛋白质含量或脂肪含量就能确定出良好的香菇多糖原材料。同时，研究可指导在生活生产中选择何种香菇作为原材料，若需补充蛋白质产品，可选择福建古田的香菇。制作食用低糖和无糖食品，可选择福建古田香菇。制作低脂肪类产品可选择河南白云山的香菇。香菇多糖具有较好的抗氧化性能，香菇多糖质量浓度越大，抗氧化性能越好，河南白云山的香菇多糖含量及其他营养成分均较好，可作为保健产品原料。研究确定良好的香菇多糖原材料，优化提取工艺并分析其抗氧化活性，针对保健品和食品领域，开发香菇多糖类产品，将有助于香菇的进一步利用，为进一步开发香菇多糖保健品应用奠定基础。