邓雅元,游金坤,代秋琼,华 蓉,李 霖,普联新,吴素蕊**
(1.中华全国供销合作总社昆明食用菌研究所,云南 昆明 650221;2.云南省食用菌产业发展研究院,云南 昆明 650221)
云南是我国野生食用菌的主要分布省份和重点产区之一,野生食用菌资源丰富,其数量、产量和产值均为全国领先[1]。野生食用菌香味突出、滋味鲜美,大多因无法实现人工栽培等因素更受消费者青睐。严明等[2]研究认为野生食用菌鲜味突出,比常见的人工栽培食用菌更具营养和开发利用价值。食用菌含有丰富的蛋白质和氨基酸,不同品种牛肝菌(Boletus spp.) 中的蛋白质含量达21.17~56.0 g·100-1·g-1,氨基酸总量为15.47~33.40 g·100-1·g-1[3],鸡址枞(Termitomyces striatas) 内总氨基酸含量在15.93% ~28.86%[4],比一些常见蔬菜的氨基酸总含量还高[5],与蓝鳍金枪鱼(Thunnus thynnus) 的蛋白质和总氨基酸含量相当[6]。从大多数食用菌中均可测得十多种氨基酸,不同的氨基酸有着不同的风味和作用价值。赖氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、色氨酸为人体必需氨基酸,组氨酸和精氨酸是儿童必需氨基酸[7],谷氨酸和天门冬氨酸是食用菌中主要的呈鲜物质,丙氨酸、甘氨酸、苏氨酸、丝氨酸是甜味氨基酸的主要组成成分[8-10],亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸属于支链氨基酸,可调节机体及组织细胞的能量代谢,是调节细胞生长和代谢的信号分子[11]。
氨基酸已被广泛应用于食品、医药、工业等领域,食用菌含有丰富的氨基酸,可作为功能性食品开发的重要研究对象。云南市场上常见的野生食用菌品种很多,试验选取12 种野生食用菌为研究对象,测定和分析其蛋白质和氨基酸组成,为不同品种野生食用菌的合理开发利用提供科学依据。
市售12 种新鲜食用菌样品,黑虎掌(Sarcodon imbricatus)、松茸(Tricholoma matsutake)、青头菌(Russula virescens)、白葱牛肝菌(Butyriboletus roseoflavus)、鸡油菌(Cantharellus cibarius)、多汁乳菇(Lactarius volemus)、美味牛肝菌(Boletus meiweiniusganjun)、皱盖牛肝菌(Rugiboletus extremiorientalis)、鸡址枞、兰茂牛肝菌(Lanmaoa asiatica)、干巴菌(Thelephora ganbajun)、老人头(Catathelasma ventricosum) 均采购于云南省昆明市木水花市场,由中华全国供销合作总社昆明食用菌研究所鉴定。样品去泥脚、清洗之后于60 ℃条件下烘干打粉待测。试验时每个样品重复3 次,取平均值。
DK-S26 水浴锅,上海森信试验仪器有限公司;K1100 凯氏定氮仪,济南海能仪器股份有限公司;Biochrom 30+ 氨基酸分析仪,英国百康有限公司。
1.3.1 蛋白质和氨基酸含量的测定
蛋白质检测采用凯氏定氮法[12];氨基酸检测采用用氨基酸分析仪(茚三酮柱后衍生离子交换色谱仪) 测定野生食用菌中17 种氨基酸[13],色氨酸采用碱水解法[14]。
1.3.2 营养价值评价
据世界卫生组织和联合国粮农组织建议的人体必需氨基酸标准模式和鸡蛋蛋白质氨基酸模式,蛋白质的氨基酸评分(amino acid score,AAAS) 计算公式为[15]:
式中:Ax为待测蛋白质中某一必需氨基酸的含量(g·100-1·g-1);As为FAO/WHO 评分标准模式中同种氨基酸含量(g·100-1·g-1)。
化学评分(chemical score,CCS) 计算公式为[15]:
式中:Ax为待测蛋白质中某一必需氨基酸的含量(g·100-1·g-1);AE为鸡蛋蛋白质中同种氨基酸含量(g·100-1·g-1)。
必需氨基酸指数(essential amino acid index,EEAAI) 计算公式为[16]:
式中:A、B……I 为待测蛋白质中的必需氨基酸含量(g·100-1·g-1);AE、BE……IE为鸡蛋蛋白质中的必需氨基酸含量(g·100-1·g-1);n 为参与比较的必需氨基酸数量。
生物价(biological value,BBV) 计算公式为[16]:
式中:EEAAI为必需氨基酸指数。
营养指数(nutrient index,NNI) 计算公式为[16]:
式中:EEAAI为必需氨基酸指数;PPP为样品蛋白质的含量(g·100-1·g-1)。
氨基酸比值系数(ratio coefficient of amino acids,RRC) 计算公式为[17]:
式中:C 表示氨基酸比值,为食物中氨基酸含量与模式氨基酸含量的比值;D 表示氨基酸比值的均数。
氨基酸比值系数分(score of ratio coefficient of amino acids,SRC) 计算公式为[17]:
式中:CCV是氨基酸比值系数(RRC) 的变异系数,是标准差与均数的比值。
12 种野生食用菌的蛋白质和18 种氨基酸含量测定结果见表1。
表1 12 种野生食用菌中蛋白质及氨基酸的含量Tab.1 Contents of protein and amino acids in twelve kinds of wild edible fungi
由表1 可知,12 种野生食用菌子实体蛋白质含量在17.30~37.10 g·100-1·g-1,由高到低顺序为美味牛肝菌>皱盖牛肝菌>兰茂牛肝菌>白葱牛肝菌>鸡址枞>黑虎掌>青头菌>多汁乳菇>干巴菌>松茸>老人头>鸡油菌。12 种食用菌子实体中均含有18 种氨基酸,总氨基酸含量为9.46~35.85 g·100-1·g-1,美味牛肝菌含量最高,黑虎掌和兰茂牛肝菌次之,鸡油菌最低,不同品种野生食用菌氨基酸含量有明显的不同。12 种食用菌中必需氨基酸含量占比为27.15%~50.48%,必需氨基酸含量与非必需氨基酸含量比值在0.37~1.02。白葱牛肝菌、干巴菌、美味牛肝菌占比高于或更接近理想模式(E/T>0.4、E/N>0.6),属于优质蛋白质来源。从呈鲜味和甜味的氨基酸占总氨基酸的比例看,美味牛肝菌、兰茂牛肝菌、黑虎掌在鲜味和甜味上较其他品种更为突出。
12 种野生食用菌子实体蛋白质的必需氨基酸组成情况见表2。
表2 12 种野生食用菌子实体蛋白质的必需氨基酸组成Tab.2 Essential amino acid compositions of twelve kinds of wild edible fungi
由表2 可知,美味牛肝菌和干巴菌蛋白质的必需氨基酸总含量占比高于FAO/WHO 模式但低于鸡蛋模式,黑虎掌、多汁乳菇、兰茂牛肝菌、老人头的必需氨基酸总含量与FAO/WHO 模式相近,青头菌、白葱牛肝菌、鸡油菌、皱盖牛肝菌、鸡址枞的必需氨基酸总量则略低,不同品种间的必需氨基酸含量差异明显。
食用菌蛋白质的氨基酸评分为被测蛋白质中某一必需氨基酸的百分比与FAO/WHO 评分模式中相应氨基酸的百分比的比值;化学评分则是蛋白质中某一必需氨基酸的百分比与标准鸡蛋模式中相对应的必需氨基酸百分比的比值,其中分值最低的为该品种蛋白质的分值[18]。2 种评分方式均属于非生物学评价的方法,与以标准模式中某种必需氨基酸的含量作为参考比较食物中相应必需氨基酸的营养价值。12 种野生食用菌的氨基酸评分和化学评分统计结果见表3 和表4。
表3 12 种野生食用菌中氨基酸评分Tab.3 Amino acids scores of twelve kinds of wild edible fungi
表4 12 种野生食用菌的化学评分Tab.4 Chemical scores of twelve kinds of wild edible fungi
由表3 和表4 可知,12 种食用菌氨基酸评分在26.47~75.20,化学评分在16.62~45.12。美味牛肝菌为12 种野生食用菌中氨基酸评分和化学评分最高的品种。氨基酸评分和化学评分越接近100 则营养价值越高。但是二者不一定能反映体内氨基酸平衡代谢的真实水平,仅是其中单一必需氨基酸的相对值[19]。
必需氨基酸指数是样品待测蛋白中所有的必需氨基酸相对于标准鸡蛋白模式中所有必需氨基酸的比率。必需氨基酸指数越接近100 则说明样品蛋白与标准鸡蛋白的必需氨基酸组成越接近。
生物价表示样品中蛋白质在人体内消化吸收的利用程度,生物价越高表示样品蛋白质吸收消化以后的利用率越高[15]。营养指数为必需氨基酸指数与蛋白质含量百分率的乘积[19],营养指数综合考虑了蛋白质的含量和氨基酸的组成,营养指数值越高说明营养价值越高。试验中12 种野生食用菌的必需氨基酸指数、生物价和营养指数评价结果见表5。
表5 12 种野生食用菌的必需氨基酸指数、生物价和营养指数Tab.5 Essential amino acid indexes,biological values and nutritional indexes of twelve kinds of wild edible fungi
由表5 可知,用必需氨基酸指数与生物价来评价食用菌中蛋白质营养价值得到的结果是一致的。美味牛肝菌、干巴菌、兰茂牛肝菌的必需氨基酸指数与生物价的评分值位于前三。美味牛肝菌的营养指数最高(28.46),其次是兰茂牛肝菌牛肝菌(21.15),黑虎掌、松茸、青头菌、白葱牛肝菌、多汁乳菇、皱盖牛肝菌、鸡址枞、干巴菌、老人头营养指数在10~20,鸡油菌最低为6.91。
氨基酸比值系数法是根据氨基酸平衡理论,利用WHO/FAO 的氨基酸模式进行蛋白质质量评价。氨基酸比值系数为1 表示食物中氨基酸组成与氨基酸模式一致,氨基酸比值系数大于1 表示氨基酸相对过剩,氨基酸比值系数小于1 表示该氨基酸相对不足,氨基酸比值系数最小的氨基酸则是该品种食用菌中的第一限制氨基酸。通过氨基酸比值系数计算得出氨基酸比值系数分,氨基酸比值系数分越接近100 说明该食用菌蛋白质的营养价值越高[17]。12种野生食用菌的氨基酸比值系数和氨基酸比值系数分统计结果见表6。
表6 12 种食用菌的氨基酸比值系数和氨基酸比值系数分Tab.6 Ratio coefficient of amino acids and it's score of 12 kinds of wild edible fungi
由表6 可知,苏氨酸、缬氨酸的氨基酸比值系数普遍都大于1,其余氨基酸的氨基酸比值系数也很少有低于0.5,说明此12 种食用菌中必需氨基酸含量并不低。黑虎掌的第一限制氨基酸是赖氨酸,美味牛肝菌的第一限制氨基酸是苯丙氨酸+酪氨酸,鸡址枞的第一限制氨基酸是亮氨酸,其余品种的限制氨基酸均是蛋氨酸+胱氨酸。皱盖牛肝菌、兰茂牛肝菌、青头菌氨基酸比值系数分均高于72,约是干巴菌的2.76 倍、鸡址枞的1.8 倍,说明皱盖牛肝菌、兰茂牛肝菌、青头菌中蛋白质的营养价值较高。
研究表明,12 种市售常见野生食用菌均是蛋白质高且氨基酸含量丰富的品种。品种间氨基酸含量差异明显,用不同的评价指标对食用菌蛋白质进行营养评价,结果也存在差异。
综合来看,美味牛肝菌、兰茂牛肝菌在各项评价指标中评分较高,属于营养价值高且鲜甜味丰富的品种。美味牛肝菌和兰茂牛肝菌是云南市场上较受欢迎的食用菌品种,众多学者对二者的营养和利用价值也都有很多研究,如了解其鲜味成分[20]、酶解产物[21]、药用价值及产品开发等。市场上不同种类的食用菌产品在不断增加,对食品营养价值的要求也越来越高,营养价值高的食用菌作为食品原材料更容易受到欢迎。
食用菌蛋白质营养学评价各种方式中,蛋白质含量是表示食用菌蛋白质营养价值的基础,氨基酸评分、化学评分和必需氨基酸指数反映了蛋白质的构成和利用率,营养指数综合考虑了蛋白质的含量和氨基酸的组成,生物价是表示蛋白质被人体利用的程度,氨基酸比值系数法则是基于氨基酸平衡理论设计的蛋白质营养评价方法。把蛋白质的营养价值评价运用到不同品种的食用菌中,再结合生物学评价方法,了解不同食用菌蛋白质被人体消化、吸收和利用的情况,有利于对食用菌进行综合评价,还可结合食用菌生物活性成分分析等,针对不同的食用菌采取不同的加工处理方式,以期实现不同品种食用菌利用价值的最大化。