菌草与莲子废弃物混合基质栽培的平菇子实体氨基酸与脂肪酸组分分析

时间:2023-08-18 12:20:03 来源:网友投稿

胡应平

(福建农林大学国家菌草工程技术研究中心, 福建 福州 350002)

平菇(Pleurotusostreatus)是我国主要栽培的食用菌之一,在我国菌类总产量中位居第3位.近10年来平菇栽培规模逐年增长,2020年我国平菇产量约682.9万t,产值3 464.7万元[1].平菇含丰富的营养物质,每百克干品含蛋白质20~23 g,且氨基酸种类齐全,矿物质丰富.然而,平菇的产量和品质会受栽培基质的直接影响[2-3].目前,我国栽培平菇的基质主要有木屑、棉子壳、豆秸、玉米芯、菌糠等[4-6].

菌草是能够被用作食(药)用菌培养基的草本植物总称,现已筛选出46种菌草,可栽培55种食(药)用菌[7].巨菌草(CenchrusfungigraminusZ. X. Lin & D.M. Lin & S. R. Lan sp. nov.)是菌草的一种代表,由于其生长高度可达5~10 m,且产量高,在生产上用途广[8].五节芒(Miscanthusfloridulus)也是一种栽培食(药)用菌的优质原料,可栽培茶薪菇(Agrocybecylindracea)、香菇(Lentinusedodes)、杏鲍菇(Pleurotuseryngii)、玉木耳(Auriculariacornea)、灰树花(Griflolafrondosa)和平菇(Pleurotusostreatus)等[9-15].以巨菌草或五节芒为原料栽培的食(药)用菌子实体营养丰富.研究表明,以巨菌草栽培的灵芝(Ganodermaluciderm)多糖肽提取率比以段木栽培的灵芝高2.8倍,菌草灵芝的蛋白质和多糖含量分别是段木灵芝的1.6和1.0~2.6倍[16-17].利用巨菌草混合中药渣栽培的茶树菇含17种氨基酸,营养价值高,不含重金属铅、砷且无农药残留[18-19].利用五节芒混合棉籽壳栽培的杏鲍菇子实体蛋白质含量和氨基酸组成较理想,可以替代木屑、蔗渣作为杏鲍菇的栽培原料[13].用巨菌草或五节芒栽培平菇,生物转化效率高,菇的品质优良,经济效益好,可替代木屑、棉籽壳等栽培原料[15,20-21].

此外,我国莲藕资源丰富,每年产生大量的莲子壳和莲子蓬等废弃物,这些废弃物在农村主要用于燃烧,造成了环境污染问题.因此,利用莲子废弃物发展食(药)用菌产业对减少环境污染、振兴乡村具有重要意义.目前已有用莲子壳栽培茶树菇(Agrocybeaegerita)、鸡腿菇(Copyindscomatus)、杏鲍菇、秀珍菇(Pleurotusgeesteranus)、木耳(Auriculariaauricula)、桑黄(Phellinusigniarius)[22-27]等的报道,但有关莲子废弃物栽培平菇及其子实体营养成分的报道较少.本研究以菌草混合莲子壳、莲子蓬为新型基质栽培平菇,分析平菇子实体的氨基酸与脂肪酸组分,为该基质的推广应用提供一些依据.

1.1 材料

平菇P969、巨菌草草粉和五节芒草粉,由福建农林大学国家菌草工程技术研究中心提供.莲子壳、莲子蓬由江西省石城县食用菌推广站提供.石灰、麸皮采购于福州闽侯农资市场.菌袋采购于福建建瓯市元润塑料有限公司,材料为聚丙烯塑料袋,规格为17 cm×37 cm×0.005 cm.

1.2 方法

1.2.1 平菇栽培 按不同质量分数配比设置2种配方:配方1为巨菌草38%+莲子壳39%+麸皮20%+石灰3%,配方2为五节芒38%+莲子蓬19%+莲子壳20%+麸皮20%+石灰3%.用菌袋栽培平菇,具体栽培方法见文献[15].

1.2.2 平菇子实体营养检测 平菇收获后,将其子实体经60 ℃恒温烘干,用中药粉碎机粉碎,过60目筛,备用.平菇子实体脂肪酸含量依据 《食用菌中粗脂肪含量的测定》(GB/T 15674—2009)[28]的方法进行测定;
氨基酸含量依据 《食品中氨基酸的测定》(GB/T 5009.124—2003)[29], 使用氨基酸自动分析仪(日立835-50)进行测定.

1.2.3 氨基酸营养评价模式 按照1973年世界卫生组织(WHO)/联合国粮农组织(FAO)推荐的理想蛋白质中人体必需氨基酸含量模式和评分标准,将待测蛋白质中某种必需氨基酸含量与推荐模式中该必需氨基酸含量进行比较,二者越接近,说明蛋白质营养价值越高[30].

1.2.4 数据分析 数据经Microsoft Office Excel 2010软件处理后,用Origin Pro 2023软件进行单因素方差分析,以P<0.05为差异显著.数据结果用平均值±标准差表示.

2.1 新型基质栽培的平菇子实体氨基酸组分与含量

新型基质栽培的平菇子实体氨基酸含量见表1. 从表中可知,平菇子实体含17种氨基酸.其中:配方1栽培的平菇子实体氨基酸总量较高,达169.06 g·kg-1;
配方2栽培的平菇子实体氨基酸总量为166.35 g·kg-1.在氨基酸组成中,二者谷氨酸含量均最高,分别为30.50和31.19 g·kg-1;
天门冬氨酸次之,含量分别为16.00和15.21 g·kg-1.此外,配方1栽培的平菇子实体天门冬氨酸和缬氨酸含量均显著高于配方2栽培的平菇子实体(P<0.05);
而蛋氨酸和酪氨酸含量均显著低于配方2栽培的平菇子实体(P<0.05).

表1 不同配方栽培的平菇子实体氨基酸组分及其含量1)Table 1 Amino acid component and content in fruit body of P.ostreatus cultivated with different substrates g·kg-1

2.2 新型基质栽培的平菇子实体风味氨基酸含量

表2 不同配方栽培的平菇子实体的风味氨基酸含量1)Table 2 Taste amino acid content in fruit body of P.ostreatus cultivated with different substrates g·kg-1

配方1栽培的平菇子实体中甜味、鲜味和芳香族氨基酸的含量分别为27.91、53.70和11.80 g·kg-1;
配方2栽培的平菇子实体中甜味、鲜味和芳香族氨基酸的含量分别为26.11、53.40和12.60 g·kg-1.可见,二者风味氨基酸含量相当,分别为93.41和92.11 g·kg-1,其中仅甜味氨基酸含量存在显著差异(表2).

2.3 新型基质栽培的平菇子实体必需氨基酸组分与WHO/FAO推荐模式比较

配方1栽培的平菇子实体的必需氨基酸总量较高,达69.42 g·kg-1;
配方2栽培的平菇子实体的必需氨基酸总量为67.53 g·kg-1(表1).根据氨基酸评分(amino acid score, AAS)标准[30]对各种必需氨基酸进行评分,所有必需氨基酸中评分最低的氨基酸即为第一限制性氨基酸,其决定蛋白质的质量.从表3可以看出:在所测的必需氨基酸中,两种配方栽培的平菇子实体的蛋氨酸+胱氨酸AAS值均较高,分别为190.17和210.51;
亮氨酸AAS值均较低,分别为79.73和79.20,说明二者第一限制性氨基酸均为亮氨酸;
其他必需氨基酸含量与WHO/FAO推荐模式中对应的氨基酸含量[30]较为接近,说明本研究中两种配方栽培的平菇子实体有较高的营养价值.

表3 不同配方栽培的平菇子实体必需氨基酸构成及其与WHO/FAO推荐模式的比较1)Table 3 Essential amino acid composition in fruit body of P.ostreatus cultivated with different substrates and recommendation from FAO/WHO model

此外,两种配方栽培的平菇子实体必需氨基酸与氨基酸总量的比值(E/T)分别为41.06%和40.58%,必需氨基酸与非必需氨基酸的比值(E/N)分别为69.67%和68.31%,均达到WHO/FAO推荐模式的要求(E/T值应达到40%,E/N值应大于60%).由此可见,两种配方栽培的平菇子实体氨基酸种类丰富,且含量较高.

2.4 新型基质栽培的平菇子实体脂肪酸组分与含量

从表4可以看出,配方1栽培的平菇子实体主要含有9种脂肪酸,配方2栽培的平菇子实体主要含有8种脂肪酸,其中均以软脂酸(C16∶0)、油酸(C18∶1n9c)和亚油酸(C18∶2n6c)为主,其他脂肪酸含量低.配方1栽培的平菇子实体中软脂酸、油酸和亚油酸含量分别为10.8%、18.1%和62.1%,配方2栽培的平菇子实体中软脂酸、油酸和亚油酸含量分别为9.8%、12.6%和70.3%,这3种物质在二者间的含量差异均达显著水平(P<0.05).配方1栽培的平菇子实体中饱和脂肪酸含量为14.8%,不饱和脂肪酸含量为80.7%,其中,单不饱和脂肪酸含量为18.4%,多不饱和脂肪酸含量为62.3%;
配方2栽培的平菇子实体中饱和脂肪酸含量为14.0%,不饱和脂肪酸含量为83.2%,其中,单不饱和脂肪酸含量为12.9%,多不饱和脂肪酸含量为70.3%.

表4 不同配方栽培的平菇子实体脂肪酸组分及其含量1)Table 4 Fatty acid component and content in fruit body of P.ostreatus cultivated with different substrates %

蛋白质是生命的物质基础,氨基酸是蛋白质的基本组成单位.氨基酸在人体中不仅提供了合成蛋白质的重要原料,而且为进行正常代谢、维持生命、促进生长和提高免疫力提供了物质基础[32-33].如果人体缺乏或减少其中某一种氨基酸,正常生命代谢就会受到影响,甚至导致各种疾病的发生或生命活动终止[34].本研究中,巨菌草或五节芒混合莲子废弃物栽培的平菇子实体含有17种氨基酸,种类丰富;
氨基酸总量分别为169.06和166.35 g·kg-1,其中,谷氨酸和天门冬氨酸含量较高,赋予了平菇特有的鲜味.两种配方栽培的平菇子实体氨基酸总量均高于棉籽壳栽培的平菇子实体(123.70 g·kg-1)和大豆秸栽培的平菇子实体(144.40 g·kg-1)[31];
配方1栽培的平菇子实体氨基酸总量还高于玉米芯栽培的平菇子实体(166.40 g·kg-1)和木屑栽培的平菇子实体(168.20 g·kg-1)[31].同时,两种配方栽培的平菇子实体必需氨基酸总量(69.42和67.53 g·kg-1)均高于木屑、玉米芯、大豆秸栽培的平菇子实体(60.30、58.20、51.90 g·kg-1)[31];
蛋氨酸含量(13.31和14.41 g·kg-1)也显著高于木屑、棉籽壳、玉米芯、大豆秸栽培的平菇子实体(2.40、2.40、2.70、2.00 g·kg-1).此外,两种配方栽培的平菇子实体E/T值和E/N值均达到WHO/FAO推荐模式的要求,说明二者的蛋白质质量较理想.两种配方栽培的平菇子实体的第一限制性氨基酸均为亮氨酸,其AAS值分别为79.73和79.20,也说明二者蛋白质的营养价值较高.

亚油酸被称作人体必需脂肪酸,人体自身不能合成,必须从食物中摄取.不饱和脂肪酸是人体不可或缺的脂肪酸,摄入适量的不饱和脂肪酸能对降血糖、调节血脂、降胆固醇和抗血栓起到一定作用,对其他多种心脑血管疾病也可起到良好的调节作用[35-38].本研究中,巨菌草或五节芒混合莲子废弃物栽培的平菇子实体含有脂肪酸8~9种,均以软脂酸、油酸、亚油酸为主,且其中亚油酸占比最高,分别为62.1%和70.3%;
两种配方栽培的平菇子实体中不饱和脂肪酸含量分别为80.7%和83.2%.本研究中不饱和脂肪酸和亚油酸含量均高于王建伟等[39]对茶树菇子实体的研究结果(43.70%和22.08%).

笔者先前的研究结果表明,巨菌草或五节芒混合莲子废弃物栽培的平菇子实体产量较高,且蛋白质含量分别为215和204 g·kg-1,粗脂肪酸含量均为18 g·kg-1,均高于以棉籽壳、大豆秸为主要原料栽培的平菇子实体[31].本研究从氨基酸和脂肪酸组分的角度进行分析,进一步阐明以菌草混合莲子废弃物栽培平菇的优势.综上所述,以巨菌草或五节芒混合莲子废弃物栽培的平菇子实体营养丰富,可推广应用.

致谢:感谢江西省石城县农业和粮食局赖由运高级农艺师为本次试验提供莲子壳和莲子蓬原材料.

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