摘要:【目的】探究不同毛木耳种质的氨基酸组成及营养差异,为合理开发利用毛木耳资源提供科学参考。【方法】测定6份毛木耳种质(SH、QB、CB、FS、HY和CF)的氨基酸和常规营养成分,基于主成分分析、聚类分析,利用氨基酸比值(RAA)、氨基酸比值系数分(SRC)等指标综合评价营养差异。【结果】6份毛木耳种质均含17种氨基酸,氨基酸总量4.139~6.314 g/100 g,以QB的氨基酸总量最高,且显著高于其他5份种质(Plt;0.05,下同);天门冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)含量相对较高,半胱氨酸(Cys)、蛋氨酸(Met)、酪氨酸(Tyr)和异亮氨酸(Ile)含量相对较低;第一限制性氨基酸为Met+Cys,第二限制性氨基酸为赖氨酸(Lys),呈味氨基酸以鲜味氨基酸为主,必需氨基酸与总氨基酸比值均高于联合国粮食及农业组织/世界卫生组织(FAO/WHO)模式;SRC为63.999~75.217,以FS和CB相对较高。不同毛木耳种质营养差异明显,必需氨基酸含量1.515~2.227 g/100 g,QB和HY显著高于其他种质;蛋白质含量5.508~7.707 g/100 g,以HY最高;粗多糖含量3.827~10.140 g/100 g,钙含量1.790×10³~4.867×10³mg/kg,铁含量17.007~180.667 mg/kg,灰分含量1.967~5.400 g/100 g,均以FS最高;粗脂肪含量0.100~0.500 g/100 g,锌含量6.333~10.800 mg/kg,硒含量0.015~0.084 mg/kg,均以CB最高,且显著高于其他种质。主成分分析结果显示,6份种质氨基酸综合得分由高到低排序为QBgt;HYgt;FSgt;CFgt;CBgt;SH。聚类分析将6份种质分成三大类群,SH、CB和CF聚为类群I,综合品质较差;FS单独聚为类群Ⅱ,综合品质居中;QB和HY聚为类群Ⅲ,综合品质最佳。【结论]6份毛木耳种质氨基酸种类齐全,必需氨基酸占比较高,营养均衡性好;不同毛木耳种质的氨基酸组成及营养品质差异明显,以QB和HY的综合营养品质最佳。
关键词:毛木耳;种质;氨基酸;主成分分析;营养评价
中图分类号:S646.6文献标志码:A文章编号:2095-1191(2024)02-0566-12
Amino acid composition and nutritional evaluation of six Auricularia cornea Ehrenb.germplasms
YE Lei¹-2,ZHANG Bo',YANG Xue-zhen¹,TAN Weil*,LI Xiao-lin¹*
('Sichuan Institute of Edible Fungi,Chengdu,Sichuan 610066,China;²College of Resources,SichuanAgricultural University,Chengdu,Sichuan 611130,China)
Abstract:[Objective]The purpose of the study was to investigate the amino acid composition and nutritional diffe-rences among various Auricularia cormea Ehrenb.germplasms,and to provide ascientific reference for the rational deve-lopment and utilization of A.cormea resources.【Method】Amino acids and conventional nutritional components of six A.cornea germplasms(SH,QB,CB,FS,HY and CF)were determined.Comprehensive evaluation of nutritional diffe-rences was conducted based on principal component analysis,cluster analysis,and indicators such as amino acid ratio(RAA)and amino acid ratio coefficient score(SRC).[Result]All six germplasms of A.cornea contained seventeen types of aminoacids,and the total amino acid content ranged from 4.139 g/100 g to 6.314 g/100 g.The total amino acidcontent of QB was the highest,and was significantly higher than that of the other five germplasm(Plt;0.05,thesame below).The contents of aspartate(Asp)and glutamic acid(Glu)were relatively high,and the contents of cysteine(Cys),methio-nine(Met),tyrosine(Tyr)and isoleucine(Ile)were relatively low.The first limiting amino acid was Met+Cys and the second limiting amino acid was lysine(Lys).The flavor amino acids were mainly umami amino acids,and the ratios of essential amino acids to total amino acids were higher than that of the Food and Agriculture Organization of the United Na-tions/World Health Organization(FAO/WHO)model.SRC ranged from 63.999 to 75.217,with FS and CB being rela-tively high.Obvious nutritional differences were observed among different A.cornea germplasms.Essential amino acid content ranged from 1.515 to 2.227 g/100 g,with QB and HY being significantly higher than other germplasms.Protein content ranged from 5.508 to 7.707 g/100g,with HY being the highest.Crude polysaccharide content ranged from 3.827 to 10.140 g/100 g,calcium content ranged from 1.790×10³to 4.867×10³mg/kg,ferrum content ranged from 17.007 to 180.667 mg/kg,and ash content ranged from 1.967 to 5.400 g/100 g,all with FS being the highest.Crude fat content ranged from 0.100 to 0.500 g/100 g,zinc content ranged from 6.333 to 10.800 mg/kg,and selenium content ranged from 0.015 to 0.084 mg/kg,with CB being the highest and significantly higher than the other germplasms.Principal component analysis result showed that the comprehensive amino acid scores of the six germplasms were ranked QBgt;HYgt;FSgt;CFgt;CBgt;SH.Cluster analysis grouped the six germplasms into three categories.SH,CB and CF were clustered into group Iwith relatively poor overall quality.FS was clustered individually into grouplⅡwith moderateoverall quality.QB and HY clustered into groupⅢwith the best overall quality.【Conclusion】Thetested sixA.cornea germplasm exhibit acomplete range of amino acids,a higher proportion of essential amino acids and good nutritional balance.Obvious differences are observed in amino acid composition and nutritional quality among different A.cornea germplasms,with QB and HY dis-playing the best overall nutritional quality.
Key words:Auricularia cormea Ehrenb.;germplasm;amino acid;principal component analysis;nutritional evalua-tion
Foundation items:China Agriculture Research System Construction Project(CARS-20);Sichuan Science and Technology Plan Project(2021YFYZ0026);Sichuan Edible Mushroom Innovation Team Project(SCCXTD-2024-07);Science and Technology Plan Project of Deyang City(Key Research and Development)(2022NZ019)
0引言
【研究意义】毛木耳(Auricularia cornea Ehrenb.)是木耳科(Auriculariales)木耳属(Auricularia)的药食同源大型真菌,曾用学名Auricularia polytricha (Mont.)Sacc.(戴玉成和杨祝良,2018),商品名分为黄背木耳和白背木耳。野生毛木耳广泛分布在全球各地(Looney et al.,2013;Malysheva and Bulakh 2014;Bandara et al.,2015;吴芳,2016)。据中国食用菌协会统计,2021年我国毛木耳鲜产220.69万t,其中四川最高(85.72万t),其次是山东(51.72万t)和河南(23.96万t)。毛木耳粗加工干品是市场主流产品,有研究显示其子实体富含蛋白质、氨基酸、多糖、粗纤维、多种维生素和矿质元素,具有润肺补脑、抗凝血、降血脂、提高免疫力及抗肿瘤等保健功效(清源,2012;马静等,2019;张金霞等,2020),毛木耳保健品、调味品和即食品等已广布消费市场。因此,深入了解不同毛木耳种质氨基酸组成方面的差异,并从营养角度对这些差异进行评价,对丰富食材营养数据库,指导消费,筛选特异资源,以及提高我国毛木耳产区产品开发利用与创新研究均具有重要意义。【前人研究进展】目前关于毛木耳的氨基酸组成和营养评价方面取得了一些研究进展,主要关注不同种类木耳的氨基酸营养差异,不同基质栽培的木耳营养差异以及与其他菌类的营养价值比较(Ulzii-jargal and Mau,2011;Wang et al.,2021)。不同种类木耳及毛木耳与其他菌类的营养差异方面,吕文英(2007)对黑木耳(Auricularia heimuer)和毛木耳的8种微量元素(铁、锌、钾、镁、钠、铜、钙、锰)含量进行测定分析,结果发现黑木耳干品中铁(827.3μg/g)、钙(3955.3μg/g)和钾(10800.0μg/g)含量较高,毛木耳干品中镁含量(11923.0μg/g)丰富;林香信等(2017)对来自台湾的褐色毛木耳和福建主栽品种漳耳43-28的氨基酸营养与常规营养物质进行差异比较,结果发现2种木耳营养具有明显差异,且褐色毛木耳营养价值高于漳耳43-28;姚清华等(2018)研究福建主栽品种漳耳43-28和玉木耳13(毛木耳白色变种)的营养差异,为品种选育提供参考;马庆华等(2020)测定分析3种野生大型真菌[血红铆钉菇(Chroogomphus rutilus)、短柄黏盖牛肝菌(Suillus brevipes)和毛木耳]的多糖、三萜和矿质元素含量及氨基酸组成,结果表明3种真菌均富含多糖和三萜物质,但毛木耳含量最低,铁含量最丰富;蛋白营养评价结果为毛木耳gt;血红铆钉菇gt;短柄黏盖牛肝菌,毛木耳可作为蛋氨酸(Met)、色氨酸(Try)和铁营养素的有益来源;张桐等(2021)对4类木耳[皱木耳(Auricularia delicata)、黑木耳、毛木耳及其白色变种玉木耳]子实体的基本营养成分、矿质元素和氨基酸组成进行测定分析,结果发现皱木耳在硒多糖方面具有较好开发前景,且Try为限制性氨基酸,蛋白营养综合评价低于其他3类木耳。不同基质栽培的毛木耳营养差异方面,吴小建等(2020)以辣木屑为基质培养毛木耳,发现该基质对子实体的灰分、粗蛋白、粗纤维、磷元素等积累无显著影响;黄艺宁和柯丽娜(2022)对不同茶渣基质培养的毛木耳营养品质进行分析,结果发现茶渣基质能显著提高子实体的粗蛋白、必需氨基酸和风味氨基酸含量,降低多糖含量;吴茱萸枝屑可替代木屑用于毛木耳生产,80%替代量时能显著提高子实体的粗蛋白、脂肪、粗多糖、膳食纤维、铁和硒含量(叶建强等,2023);竹屑可用于毛木耳生产,能提高子实体的氨基酸、灰分和蛋白质含量,降低粗纤维含量(叶雷等,2023)。【本研究切入点】随着“大食物观”的提出,消费者对日益多元、全面和均衡的营养提出更高要求,菌物研究者对种质资源评价数据有急切需求。目前有关不同毛木耳种质资源氨基酸组成及营养差异在很大程度上尚未知,其蛋白营养评价体系尚未建立,因此有必要对不同毛木耳种质资源氨基酸组成及营养评价进行研究。【拟解决的关键问题】基于主成分分析(PCA)和聚类分析,以及氨基酸比值(RAA)和氨基酸比值系数分(SRC)等指标对主栽或通过省级品种审(认)定,且外观颜色、朵形等性状有明显差异的6份毛木耳种质氨基酸组成及营养价值进行综合评价,为了解不同毛木耳种质营养差异,指导科学膳食搭配及合理开发种质资源提供科学参考。
1材料与方法
1.1试验材料
供试菌株来源于四川省食用菌研究所,为主栽或通过四川省品种审(认)定,经形态学和ITS序列比对准确鉴定为毛木耳,分别编号为SH(主栽品种上海1号)、QB(川审菌2008002)、CB(川审菌2012004)、FS(川认菌2022004)、HY(川认菌2023002)和CF(川认菌2023001)。无水乙醇、盐酸、苯酚、氢氧化钠、柠檬酸钠、硝酸、硼氢化钠、铁氰化钾、乙酸镁和葡萄糖等均为分析纯,氮气纯度99.9%,甲醇、乙腈和甲酸为色谱纯。主要仪器设备:全自动氨基酸分析仪(L-8900,日本日立株式会社)、粉碎机(BILON-DFY-800C,上海比郎仪器制造有限公司)、恒温鼓风干燥箱(DHG-9420,上海一恒科学仪器有限公司)、电子天平(QUINTIX35,德国赛多利斯公司)、恒温水浴锅(DC-0506-II,南京舜玛仪器设备有限公司)和离心机(HiCenGT,德国Herolab公司)。
1.2栽培及取样
栽培料配方(以干料计):棉籽壳10%,玉米芯30%,木屑32%,米糠20%,玉米粉4%,石膏1%,石灰3%。料袋规格:折径×长=20 cm×48 cm,装风干料为1.1 kg/袋,单株菌株每个重复栽培30袋,3个重复。参照黄忠乾(2018)的方法进行人工熟料栽培(两端出耳),同一出耳环境,并同期采收第一潮成熟子实体(生育期一致)用于试验分析。取样时,每份种质随机在10个出耳棒上摘取约500 g鲜耳,去耳基,洗净,将所有样品放入恒温鼓风干燥箱中45℃烘干,测得含水量约15.5%,然后用粉碎机将样品粉碎,经40目筛网过筛,装瓶、编号后备用。
1.3测定项目及方法
参照GB 5009.124—2016《食品安全国家标准食品中氨基酸的测定》,对天门冬氨酸(Asp)、苏氨酸(Thr)、丝氨酸(Ser)、谷氨酸(Glu)、脯氨酸(Pro)、甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、缬氨酸(Val)、Met、异亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、酪氨酸(Tyr)、苯丙氨酸(Phe)、组氨酸(His)、赖氨酸(Lys)和精氨酸(Arg)等16种氨基酸进行测定。半胱氨酸(Cys)测定参照张莺莺等(2021)的方法。水分测定参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》。灰分测定参照GB 5009.4—2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》。粗多糖测定参照NY/T 1676—2023《食用菌中粗多糖的测定分光光度法》。蛋白质测定参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》。粗脂肪测定参照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》。钙、铁和锌测定参照GB 5009.268—2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》。硒测定参照GB 5009.93—2017《食品安全国家标准食品中硒的测定》。
1.4氨基酸评价
参照联合国粮食及农业组织/世界卫生组织(FAO/WHO)提出的方法进行氨基酸评分(AAS),并参照朱圣陶和吴坤(1988)的方法计算RAA、氨基酸比值系数(RC)和SRC,以评价6份毛木耳种质的蛋白营养价值(Eggum,1991;圣志存等,2018;卢冉等,2021;尹淑丽等,2021)。根据氨基酸平衡理论,若子实体中氨基酸与模式谱中氨基酸模式一致,则RC=1,为理想的蛋白来源;RC越接近1,表示与模式谱越接近;RCgt;1,表示该氨基酸相对过剩;RClt;1,则该氨基酸相对不足。相关计算公式如下:
式中,IAA为必需氨基酸含量;FW为FAO/WHO必需氨基酸模式谱中对应的氨基酸含量;VR为各种必需氨基酸RAA平均值;RSD为RC的标准偏差,采用STDEV函数计算。
1.5统计分析
试验数据以平均值±标准偏差表示,采用Excel 2010整理统计数据。利用SPSS 22.0进行PCA、聚类分析和单因素方差分析(ANOVA),以Origin 2021制图。
2结果与分析
2.1毛木耳种质的表观特征
6份毛木耳种质子实体外观颜色、朵形、簇重等差异明显,大致呈纯白色(CB)、红褐色(SH、QB)、粉红色(FS)、棕黄色(CF)和深红褐色(HY)(图1)。SH成熟子实体为单片簇生型,有明显耳基;耳片边缘有明显荷叶边;鲜耳子实体背面和腹面红褐色,背面有短绒毛;干耳背面呈灰褐色,腹面深褐色。QB子实体耳形或不规则形,子实体簇生,边缘光滑;鲜耳子实体背面灰白色,腹面有褶皱呈红褐色;干耳子实体背面呈白色,腹面红褐色。CB子实体腹面纯白色,有耳脉,背面茸毛白色,簇生,耳片边缘光滑,子实体柔润;干耳腹面米黄色,背面较腹面颜色稍浅。FS成熟子实体为单片簇生型,有明显耳基,耳片边缘光滑;鲜耳片腹面平滑或少量脊,颜色为粉红色;背面有脊,茸毛白色、明显、密、多;干耳腹面呈浅红褐色至红褐色,背面呈灰白色。HY成熟鲜子实体肥厚、柔软,单片簇生,耳片边缘光滑,稍上卷,鲜耳片腹面颜色为深红褐色,有明显的脊,背面茸毛明显、白色、密、多,呈灰褐色;干耳腹面呈浅黑色,背面呈灰白色。CF成熟子实体肥厚、单片簇生、柔软;耳片边缘光滑;腹面有明显耳脉,呈棕黄色,背面呈浅黄褐色,茸毛明显、白色、密、多;干耳腹面棕黑色,背面灰白色。
2.2毛木耳种质的氨基酸组成及PCA结果
2.2.1氨基酸组成经测定,6份毛木耳种质子实体均含17种氨基酸(表1)。6份毛木耳种质的氨基酸总量(TAA)为4.139~6.314 g/100 g,以QB最高,且显著高于其他5份种质(Plt;0.05,下同);其次是HY(5.843 g/100 g),显著高于SH、CB、FS和CF 4份种质;FS与CF无显著差异(Pgt;0.05,下同),SH的氨基酸总量最低。必需氨基酸总量(EAA)为1.515~2.227 g/100 g,以QB和HY最高,显著高于其他4份种质,其次是FS、CF和CB,而SH最低。6份毛木耳种质中,人体7种必需氨基酸占氨基酸总量的34.52%~37.40%,均低于FAO/WHO提出的理想蛋白质衡量值(gt;40%)。非必需氨基酸总量(NEAA)以QB最高(4.087 g/100 g),且显著高于其他5份种质,其次是HY、FS和CF,SH最低。EAA/NEAA比值为52.724%~59.685%,其中HY最高,较接近FAO/WHO提出的理想蛋白条件(gt;60%),而其他种质均达不到此条件。儿童必需氨基酸(His+Arg)含量为0.533~0.944 g/100 g,占氨基酸总量的比值以CF最高(16.24%),其次是QB(14.95%)、SH(13.22%)和FS(13.01%)。6份毛木耳种质均具有含量相对较高的Glu(0.460~0.790 g/100g)、Asp(0.460~0.725 g/100 g)、Ala(0.270~0.514 g/100 g)和His(0.333~0.625 g/100 g)等,其均是优质的食物蛋白来源。
为直观比较6份毛木耳种质子实体氨基酸组分分布和聚类关系,绘制基于Pearson距离的聚类热图(图2)。6份种质中Asp和Glu含量相对较高,特别是在HY、FS、CF和QB,表明这4种毛木耳具有较好的呈鲜特性。6份种质中均有较低含量的Cys、Met、Tyr和Ile;在QB和CF中有含量相对更高的His;QB相比其他种质还有较高含量的Ala。聚类结果显示,CF和QB聚类在一个大分支,与其他种质有明显差异;FS和HY聚类在一个小分支,CB和SH聚类在一个小分支,即在同一小分支下,种质间有更相似的氨基酸组成。
2.2.2 PCA及综合评价结果对6份毛木耳种质子实体17种氨基酸进行PCA,结果如图3和表2所示。KMO和Bartlett的检验符合PCA要求;第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)共解释85.9%的变异信息,各样本组内点间距离均较近,表明组内测定结果稳定性好;组间样品距离较分散,说明不同种质氨基酸组成具有明显差异,PCA图能较好地反映种质真实情况;CB、SH和FS有更近的距离,表明这3份种质有更相似的氨基酸组成;CF、QB和HY均明显分散,表明这3份种质的氨基酸组成与其他3份种质具有明显差异。这与氨基酸聚类热图结果具有一致性。
前5个主成分的累积贡献率达97.87%,能很好地反映种质整体氨基酸组成情况(表2)。由表2和表3可知,PC1方差贡献率为74.42%,特征值为12.652,主要反映Asp、Val、Tle、Leu、Phe、Pro、Gly、Lys和Arg等变异信息,且Leu正向影响最大;PC2方差贡献率为11.47%,特征值为1.949,主要反映His、Ala、Gly和Thr的变异信息,且His正向影响最大;第三主成分(PC3)方差贡献率为6.39%,主要反映Cys、Gly和Glu的变异信息,且Cys正向影响最大;第四主成分(PC 4)方差贡献率为4.31%,主要反映Ser、Met和His的变异信息,且Met正向影响最大;第五主成分(PC5)方差贡献率为1.28%,主要反映Cys、Ala和Lys的变异信息,且Cys正向影响最大。PCA共提取出3个主成分(PC1、PC2和PC3),特征值均大于1.000,累积方差解释率为92.28%,其对应的加权后方差解释率即权重依次为80.65%、12.43%和6.93%。
PCA提取出前3个主成分,采用SPSS 22.0对6份毛木耳种质氨基酸组分得分进行计算,结合提取主成分的方差解释率,得出综合评价模型:y=0.806y₁+0.124v₂+0.069y₃(y为综合得分,y₁、y₂和y₃分别为PC1、PC2和PC3得分),再计算得到各毛木耳子实体氨基酸品质综合得分。由表4可知,6份毛木耳种质氨基酸综合得分排序为QBgt;HYgt;FSgt;CFgt;CBgt;SH,QB综合得分最高,为4.632分,表明QB的氨基酸综合品质最佳;SH得分最低,为-2.654分,远低于其他5份毛木耳种质综合得分,表明SH氨基酸蛋白品质水平低于其他供试毛木耳种质。
2.3毛木耳种质的呈味氨基酸分析结果
对6份毛木耳种质的呈味氨基酸进行统计分析,结果(表5)显示,鲜味氨基酸(UAA)和总药用氨基酸(TMAA)在QB、HY和FS中含量较高,甜味氨基酸(SAA)和苦味氨基酸(BAA)在QB、HY和CF中含量较高。(UAA+SAA)/BAA均大于1.00,表明6份毛木耳均以鲜味氨基酸为主。
2.4毛木耳种质的必需氨基酸营养价值评价结果
由表6可知,6份毛木耳种质的必需氨基酸占总氨基酸的质量分数为37.84%~40.75%,均高于FAO/WHO模式谱,低于全蛋清模式谱,表明6份毛木耳种质子实体氨基酸组成比例更接近FAO/WHO模式谱,是优良的蛋白营养来源。从单个氨基酸组分分析,Thr、Leu、Phe+Tyr和Val均高于FAO/WHO模式谱中对应氨基酸比例,其中Thr还高于全蛋清模式谱;Met+Cys均低于FAO/WHO模式谱;Phe+Tyr的含量为7.54%~8.60%,高于FAO/WHO模式谱对大龄儿童、青少年及成年人标准模式的要求(4.1%)。
进一步对6份毛木耳种质子实体的必需氨基酸进行RAA、RC和SRC计算,结果(表7)显示,6份毛木耳种质Thr、Leu、Phe+Tyr和Val的RC和RAA均大于1,表明这些氨基酸相对过剩;Met+Cys的RC(0.426~0.669)和RAA(0.453~0.759)均最小,且远小于1,是第一限制性氨基酸;其次,Lys的RC和RAA分别为0.766~0.900和0.815~1.027,是第二限制性氨基酸;Ile的RC小于1,RAA较接近1,表明该氨基酸相对不足。SRC越接近100,食品中各种必需氨基酸的含量越均衡,其营养价值越高,6份毛木耳种质SRC为63.999~75.217,其中FS和CB相对较高,表明其蛋白营养均衡性相对较好。
2.5毛木耳种质的常规营养成分分析结果
对6份毛木耳种质子实体的常规营养成分进行测定,结果如表8所示,灰分含量1.967~5.400 g/100 g,以FS最高,显著高于其他5份种质,其次是HY(2.967 g/100 g),SH最低;粗多糖含量3.827~10.140 g/100 g,不同种质间差异显著,以FS最高,其次是CF(5.450 g/100 g),SH最低;蛋白质含量5.508~7.707 g/100 g,以HY最高,其次是QB(7.008 g/100g);粗脂肪含量0.100~0.500 g/100 g,以CB最高,且显著高于其他5份种质,其次是QB(0.230 g/100 g),FS最低。可见,毛木耳具有相对高含量蛋白和低含量脂肪的特点。钙含量1.790×10³~4.867×10³mg/kg,铁含量17.007~180.667 mgkg,均以FS的含量最高,其次是HY,而SH中钙和铁含量均最低;锌含量6.333~10.800 mg/kg,硒含量0.015~0.084 mg/kg,均以CB最高,且显著高于其他5份种质,而FS的含量最低。
2.6毛木耳种质的聚类分析结果
聚类分析可综合、客观和科学地评价不同毛木耳种质品质特征。基于氨基酸组分、氨基酸总量、必需氨基酸含量、非必需氨基酸含量和常规营养成分含量等数据,采用平方Euclidean距离对6份毛木耳种质进行聚类分析。结果(图4)表明,6份毛木耳种质可分为三大类群,SH、CB和CF聚为类群I,此类种质的氨基酸总量及必需氨基酸、非必需氨基酸、灰分、粗多糖、蛋白质、粗脂肪等含量较低,因此相应的综合营养品质较差;FS单独聚为类群Ⅱ,此类种质的各项指标中等,综合品质居中;QB和HY聚为类群Ⅲ,此类种质的氨基酸总量及必需氨基酸、非必需氨基酸、灰分、蛋白质、粗脂肪、铁等含量较高,综合品质最佳。
3讨论
没有好的种质资源,难以育成好的品种。开展不同毛木耳种质评价,对发掘种质资源,指导优质新品种选育及功能开发具有重要价值。本研究揭示6份毛木耳种质氨基酸营养差异、营养供求平衡能力和营养成分差异,显示6份种质均含17种氨基酸,包括7种必需氨基酸,Asp和Glu含量较高,Cys、Met、Tyr和Ile等含量较低。氨基酸总量4.139~6.314 g/100 g,必需氨基酸总量1.515~2.227 g/100 g,EAA/TAA比值为34.52%~37.40%,与云南平菇(35%)、金耳(34%)、茶树菇(33%)、白参菌(37%)、银耳(34.9%)及四大主产区(湖北十堰、湖北随州、浙江丽水、河南西峡)的香菇(34.65%~35.67%)等相当(李曦等,2021;罗晓莉等,2021b;孙恬等,2021),高于玉木耳(张桐等,2021)、长根菇(刘苗苗等,2022)和竹屑基质培养的毛木耳(叶雷等,2023),低于吉林黑木耳(39.75%~41.94%)(Cui et al.,2021)。必需氨基酸占总氨基酸的质量分数为37.84%~40.75%,高于FAO/WHO模式谱,低于全蛋清模式谱,且Thr、Leu、Phe+Tyr和Val均高于FAO/WHO模式谱中对应氨基酸比例,含量相对丰富。EAA/NEAA比值52.724%~59.685%,其中HY较接近FAO/WHO提出的理想蛋白条件。各毛木耳种质的第一限制性氨基酸为Met+Cys,与动物类羊乳(穆闯录,2017)、罗非鱼(王志芳等,2018)、金边鲤(叶香尘等,2020)、弧唇裂腹鱼(金洪宇等,2022)、大鲵(喻亚丽等,2022),菌类古田银耳(姚清华等,2019)和白牛肝菌(王敏,2021),植物类百香果(刘文静等,2019)、辣木(杨焱等,2020)和山茱萸(杨晓琳等,2022)等类似,可与反刍动物(王梦芝等,2007)、杏鲍菇(李晓贝等,2015)等食物互补搭配提高其蛋白利用率。第二限制性氨基酸为Lys,与长紫菜和坛紫菜(王晶,2020)相似。
6份毛木耳种质主要呈味氨基酸为Glu、Asp和Ala,均以鲜味氨基酸为主,与糙皮侧耳、金耳、银耳、黑木耳和香菇等菌类一致(罗晓莉等,2021a;尹淑丽等,2021;刘芹等,2022),表明毛木耳类似多数食用菌具有较好的呈鲜特性。此外,6份毛木耳种质的蛋白质含量达5.508~7.707 g/100 g,高于大球盖菇(1.91~2.98 g/100 g)(刘炼等,2022),低于玉米(10.8%)和大麦(11.9%)(Boye et al.,2012)。相关结果为毛木耳食材科学搭配和营养合理开发提供依据。
食用菌鲜美的口感得益于其富含鲜味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸和总药用氨基酸等,这些氨基酸的组成对食用菌的食用口感、呈味特性影响大(刘利,2009)。6份毛木耳种质的氨基酸组成及营养存在明显差异,鲜味氨基酸和总药用氨基酸在QB、HY和FS中含量较高,甜味氨基酸和苦味氨基酸在QB、HY和CF中含量较高。PCA显示,6份毛木耳种质氨基酸综合得分排序为QBgt;HYgt;FSgt;CFgt;CBgt;SH;6份种质的SRC为63.999~75.217,各种质由高到低排序为FSgt;CBgt;SHgt;HYgt;QBgt;CF;其中,FS不仅SRC最大,氨基酸综合得分也较高,表明其氨基酸蛋白营养价值最佳。6份种质的粗多糖含量为3.827~10.140 g/100 g,且FS显著高于其他5份毛木耳种质。有研究显示毛木耳多糖具有抗肺癌A549细胞(Yu et al.,2014)、乙醇性肝损伤保护(赵爽等,2017)、抗氧化(Chen and Xue,2018)和护肾(Song et al.,2021)等多种活性,说明高多糖毛木耳菌株FS具有广阔的应用前景。检测还发现,FS、HY和CF具有高富集铁的特点,特别是FS的铁含量较其他种质高1.22~9.62倍。聚类分析结果表明,6份毛木耳种质可分为三类群,SH、CB和CF聚为类群I,综合品质较差;FS单独聚为类群Ⅱ,综合品质居中;QB和HY聚为类群Ⅲ,综合品质较好,与氨基酸综合评分结果基本一致,但与PCA结果有一定差异,可能是因为PCA对数据集中的极端值或异常值较敏感,引起提取出的主成分偏离真实的情况发生,导致主成分的解释力度不准确。
4结论
6份毛木耳种质氨基酸种类齐全,必需氨基酸占比较高,营养均衡性好,主要呈味氨基酸为Glu、Asp和Ala,Met+Cys是第一限制性氨基酸。不同毛木耳种质的氨基酸组成及营养品质差异明显,以QB和HY的综合营养品质最佳。
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