松乳菇15L罐发酵生产及其所产菌丝营养价值

李磊，胡志斌，谢远泰

（江西润德抚州真菌研究所，江西 抚州 344900）

松乳菇15L罐发酵生产及其所产菌丝营养价值

李磊，胡志斌，谢远泰*

（江西润德抚州真菌研究所，江西 抚州 344900）

用15 L发酵罐对松乳菇进行72 h高产菌丝培养并进行了全面的营养成分分析与比较。用自动测定仪在线测OD值、pH，常规测定法对水分、灰分、粗纤维、膳食纤维、粗蛋白、粗脂肪、可溶性固形物、总糖、还原糖、矿质元素（锌、铁、锰、铜、钙、硒）和菌丝生物量进行测定，用高效液相色谱（HPLC）对氨基酸和核苷酸进行定性和定量分析，。结果表明：发酵72 h的过程中菌丝干重最高可达1.2641 g/100 mL，菌丝鲜重的水分含量为87.97%。以干重为基础，灰分含量为4.2%、粗纤维含量为21.19%、膳食纤维含量为12.93%、粗蛋白含量为28.4%、粗脂肪含量为16.38%、可溶性固形物含量为2.75Bx°、总糖含量为16.76%、还原糖含量为11.72%、氨基酸含量为23855 mg/100 g和核苷酸含量为2.04 mg/g。

松乳菇；营养成分；比较

通过发酵法来获得食用菌菌丝体是当前食用菌开发的一大方向[1-2]。松乳菇，学名为Lactariusdeliciosus，是一种外生菌根真菌，属于真菌界Fungi担子菌门Basidiomycota伞菌纲Agaricomycetes红菇目Russulales红菇科Russulaceae乳菇属Lactarius[3]。味道鲜美，营养丰富。就目前而言，还难以实现人工商业化栽培，主要困难是很难找到由松乳菇原基向子实体转化的关键性刺激因子，以及脱离几种共生树木的根系不能形成子实体等[4]。松乳菇中含有较丰富的营养成分，并含丰富的氨基酸及乳菇紫素、乳菇菌素等抗生素[5]。松乳菇多糖对肉瘤180和艾氏腹水癌有抑制作用[6]，其所含的具生物活性的愈创木烷倍半萜类化合物具有中和细胞毒性和抗菌活性[7]。近几年来国内外学者对其成分作了较多的研究，主要集中在子实体的氨基酸、蛋白质、矿质元素的方面[8]，有关松乳菇菌丝体营养成分的研究相关文献报道鲜为少见[9]。本研究分析测定了深层发酵所得的干菌丝体进行了较系统的营养成分的测定和分析，并进一步进行小型管发酵培养获得高产菌丝，旨在为松乳菇资源的进一步开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 菌种

采自江西农业大学植物标本园，经组织分离法获得，保藏于生物科学与工程学院菌物种质收集和保藏实验室。

1.1.2 仪器

751紫外分光光度计（UV-721）：Shimadzu,Japan；箱式马福炉（SX2-4-10）：南京沃环科技实业有限公司；凯氏定氮仪：台州市椒江玻璃仪器厂；垂直净化工作台（SW-GJ-1F）：东联电子技术开发有限公司；HPLC仪（LC1200）：Agilent；氨基酸自动测序仪（L-8800）：日立公司；15L发酵罐：上海国强生化工程装备有限公司。

1.1.3 发酵培养基

经发酵优化所得[10]。

1.2 方法

1.2.1 发酵罐深层发酵培养法

将配置好的8 L发酵培养基倒入发酵罐中，115℃灭菌30 min。灭菌后，待罐温降至30℃以内，接入已培养好的一级液体种，接种量为10%。设置转数180 r/min、起始pH 6、发酵罐培养温度28℃。前期通风1:0.5（v/v/min单位时间的通气量），中期因温度上升可加大为1:1。每隔12小时取样测DO值、pH、还原糖、总糖、氨基氮、可溶性固形物、蛋白质、菌丝生物量，培养72 h。

1.2.2 DO值、pH的测定

每12小时取培养液样品置于三角瓶中，用数字型OD电极、pH电极自动测定仪在线测量。

1.2.3 营养成分测定

水分的测定[11]：恒温干燥法；灰分的测定[12]：重量法；总糖、还原糖的测定[13]：DNS法；可溶性固形物：手持折光仪；多糖的测定[9]：恩酮法；粗脂肪的测定[14]：索氏提取法；粗纤维的测定[15]：重量法；膳食纤维的测定[16]：酶-重量法；粗蛋白的测定[17]：采用微量凯氏定氮法；核苷酸测定[18]：HPLC 法；氨基酸的测定[19]：日立 L-8800型氨基酸分析仪；几种矿质元素的测定[20]：原子吸收分光光度法；硒的测定[21]：3，3-二氨基联苯胺法。

2 结果与分析

2.1 松乳菇菌丝发酵过程中DO值、pH变化与菌丝生物量的关系

松乳菇菌丝发酵过程中DO值、pH变化与菌丝生物量的关系见图1、图2。

图1 发酵罐72 h发酵的DO值与菌丝生物量变化曲线Fig.1 DO value and hypha biomass change curve 72 h of fermentation in ferment pot

由图1可见，松乳菇发酵罐液体培养期间培养液DO值在0 h～12 h下降速度较慢，12 h～48 h下降速度很快，48 h～72 h下降速度又较慢。一方面是由于松乳菇菌丝体是需氧的，呼吸需要消耗大量氧气，所以整体上呈下降趋势。另一方面是由于菌丝体在0 h～36 h处于延滞期，培养基接种后细胞质量浓度在一段时间内无明显增加，微生物细胞进入一个新的环境后需要进行一系列的生理调整，才能进入旺盛的指数生长期。在这一期内，细胞质量会稍有增加，但细胞数目基本不变。在此阶段中后期（12 h～36 h），少数细胞开始分裂，曲线略有上升。在36 h～48 h菌丝处于指数期，在此阶段，培养基中营养物质充分，细胞生长不受限，细胞浓度随时间呈指数增长。在指数生长期，细胞分裂繁殖最为旺盛、生理活性最高，所以菌丝生物量成指数增加。发酵液中菌丝体密度增大，甚至达到很密集的程度，更加造成了溶氧困难困难。菌丝生物量在48 h～72 h开始下降，说明菌丝已进入减速期，且有部分菌体自溶，造成菌丝生物量的下降。

图2 发酵罐72 h发酵的pH与菌丝生物量变化曲线Fig.2 pH value and hypha biomass change curve 72 h of fermentation in ferment pot

由图2可知，松乳菇液体培养期间培养液pH在0 h～36 h和48 h～72 h下降速度较缓，36 h～48 h下降速度很明显。培养基的pH在发酵过程中一般会发生变化，这是因为细胞对基质消耗会产酸。通过影响基质分解以及基质和产物通过细胞壁的运输，pH对细胞生产及产物具有重要影响。菌丝生物量在0 h～36 h上升速度较慢，48 h～72 h下降速度也较慢，而在36 h～48 h的增加速度却是最明显的。这表明在这一时间阶段内pH的急剧下降是菌体大量生长消耗基质大量产酸的结果。因此，pH呈下降趋势且下降到较低的值，意味着pH变化判断发酵终点是可行的。

2.2 松乳菇菌丝发酵过程中还原糖、总糖、可溶性固形物、氨基酸、蛋白质与菌丝生物量的关系

松乳菇菌丝发酵过程中还原糖、总糖、可溶性固形物、氨基酸、蛋白质与菌丝生物量的关系见图3～图5。

图3 发酵罐72 h发酵的总糖、还原糖与菌丝生物量变化曲线Fig.3 Total sugar reducing sugar and biomass change curve 72 h of fermentation in ferment pot

由图3可知，无论是还原糖含量还是总糖含量均呈下降趋势。但还原糖含量下降的速度较快，总糖含量的下降速度较慢。这是由于还原糖是速效碳源可被菌体快速利用，而对其他糖类利用较慢，所以总糖含量在0 h～36 h下降较慢，而在36 h～72 h下降较快。

菌丝体生物量在0 h～36 h增加较慢，而菌丝生物量在36 h～72 h较高，意味着菌丝体生长处于对数期和减速期。总的说来，菌体处于不同生长期，菌丝生物量的变化与相对应时期的还原糖、总糖的变化规律是一致的，呈负相关。

图4 发酵罐72 h发酵的可溶性固形物与菌丝生物量变化曲线Fig.4 Soluble solid state material and hypha biomass change curve 72 h of fermentation in ferment pot

由图4可知，可溶性固形物总体上呈下降趋势，但数值变化相当小，仅从2.9降到2.0。在0 h～12 h几乎没有变化，这是由于菌体刚刚进入一个新的环境，处于适应和调整期。12 h～48 h可溶性固形物略有下降，这是由于可溶性固形物是液体或流体中所有溶解于水的化合物的总称。包括糖、酸、维生素、矿物质等等。由图4的分析可以知道菌体在12 h～48 h这一时期开始生长并达到最大生长速率，消耗了大量的糖类物质，因此造成了此阶段可溶性固形物的下降。在48 h～72 h菌体处于生长的稳定期和减速期，菌体一方面消耗基质中的营养物质，另一方面合成满足生长所必需的物质所以基本上呈稳定状态。

图5 发酵罐72 h发酵的氨基氮、蛋白质与菌丝生物量变化曲线Fig.5 Amino nigrogen protein and hypha biomass change curve 72 h of fermentation in ferment pot

由图5可知：氨基氮含量总体上呈上升趋势，0 h～36 h增长较缓慢，36 h～72 h增长速度较快。蛋白质含量虽有下降的趋势但很不明显。菌丝体生物量呈上升趋势，而且生物量增长很快。蛋白质含量有稍微的下降趋势这说明随着菌丝体数量的增加，对培养基中蛋白质类营养物质的消耗加大，但同时菌丝体又在进行着缓慢的合成代谢，合成了一定数量的蛋白质物质。菌丝生物量增长很快，是因为菌丝体在适合的生长环境和丰富的营养中，菌丝体呈指数生长趋势，菌丝数量剧增，所以菌丝生物量呈上升趋势。

培养液中氨基氮含量在培养前期变化不大，增长趋势比较平缓，随着培养时间的延长，其含量逐渐增加；36 h～72 h氨基氮含量迅速增长，这是由于部分菌丝体蛋白质产生氨基氮类物质所致。蛋白质含量下降趋势不明显且含量不高。这是一方面是啊由于发酵液中的酵母膏成分含有部分蛋白质，菌丝体在主要利用碳源还原糖的同时分解利用了少量的蛋白作为营养物质。另一方面是由于菌体在生长的过程中也合成了一些自身所必需的蛋白质类物质。合成的蛋白质的量小于消耗的的蛋白质的量，整体略呈下降趋势。

2.3 松乳菇发酵生产菌丝营养成分及其营养价值评价

2.3.1 液体摇瓶和15 L罐发酵生产松乳菇菌丝营养成分含量比较

液体摇瓶和15 L罐发酵生产松乳菇菌丝营养成分含量比较见表1。

表1 松乳菇菌丝体常规营养成分分析Table 1 Nalyse Lactarius delidosu mycelium on general nutrition constituent %

液体摇瓶松乳菇菌丝的鲜重水分含量为88.50%，灰分含量为3.21%，粗脂肪含量为3.85%，粗纤维含量为7.64%，粗蛋白含量为26.16%，多糖含量为2.74%，总糖含量为17.54%[7]。由表1可知：15L罐发酵的松乳菇菌丝鲜重水分含量为87.97%，灰分含量为4.20%，粗脂肪含量为16.38%，粗纤维含量为21.19%，粗蛋白含量为28.40%，多糖含量为4.12%，总糖含量为16.76%。

一般来说食用菌的含水量可直接影响其鲜度、嫩度和口感，松乳菇含水量较高故比较鲜嫩，美味可口。松乳菇摇瓶菌丝体鲜重含水量高达88.50%稍高于比15 L罐。但两种发酵方式对松乳菇菌丝鲜重含水量相差无几，并不影响其口感。液体摇瓶和15 L罐中松乳菇菌丝体的粗蛋白和总糖也几乎相同。而15 L罐中菌丝的灰分含量和多糖含量均高于液体摇瓶中菌丝体的含量，说明发酵罐发酵的菌丝体具有较高的食用和药用价值。液体摇瓶中菌丝体的粗脂肪远低于15 L发酵罐中的，这说明摇瓶所得的菌丝体更适合肥胖人群食用。

表2 松乳菇菌丝体糖类、膳食纤维的分析Table 2 Nalyse Lactarius delidosu mycelium on sugar dietary fiber

由表2可知，松乳菇的总糖含量为16.76%，其中还原糖含量为11.72%,可溶性固形物含量为2.75Bx°，糖是人体的动力来源，其易于利用的还原糖含量较高，极大的高于红平菇0.5%[18]。膳食纤维有助于人体的消化，松乳菇的膳食纤维含量较高，为12.93%。

2.3.2 15 L罐发酵生产松乳菇菌丝与常见食用菌营养成分比较

松乳菇菌丝体常规营养成分分析结果见表1。松乳菇菌丝体粗蛋白含量为16.38%，高于大部分食用菌蛋白质含量，粗脂肪含量在食用菌中处于中上水平，粗纤维含量也相对较高，为21.19%，灰分含量（无机盐）较低仅为4.2%[22]。

灰分含量反映了食用菌中矿物质的含量。矿物质元素是很多酶的辅助因子，还是构成骨骼、血红蛋白、细胞色素的成分，同时还有维持体内的渗透压和酸碱平衡的作用。松乳菇灰分的测定结果为4.2%，低于大多数的食用菌含量[23]。

脂肪是浓缩的热量来源。此外，脂肪可保护机体，是脂溶性维生素的溶剂。但是，人体所需的脂肪是有限的，松乳菇的粗脂肪含量为16.38%。

蛋白质是人体肌肉、血液、内脏、神经、骨骼、韧带、毛发、指甲和皮肤等组织的主要成分，人体许多与生命活动有关的活性物质，都是由蛋白质或蛋白质的衍生物构成。此外，蛋白质具有调节机体水平衡、酸碱平衡及体液平衡的功能。蛋白质还能供给热量，所以蛋白质是人体所需的重要营养成分。松乳菇菌丝体中蛋白质的含量高达28.4%，高于稍高于香菇、平菇、金针菇、杏鲍菇[21-22，24-25]，低于竹荪 35.97%[23]。较一般蔬菜高十几倍，也比猪、牛肉中蛋白质含量9.3%～24.1%还要高，可见松乳菇是一种高蛋白的食品。

2.3.3 15 L罐发酵生产松乳菇菌丝营养价值评价

15 L罐发酵生产松乳菇菌丝营养价值评价见图6和图7。

图6 核苷酸标品图谱Fig.6 A collection of illustrative plates on scantling nucleotide

图7 松乳菇核苷酸图谱Fig.7 A collection of illustrative plates on Lactarius delidosu nucleotide

由图6核苷酸标品图谱和图7松乳菇核苷酸图谱可知：5’-AMP（腺苷酸）含量为 0.2 mg/g，5’-CMP（胞苷酸）含量为 0.18 mg/g，5’-GMP（鸟苷酸）含量为1.11 mg/g，5’-UMP（鸟苷酸）含量为 0.55 mg/g，5’-XMP（黄苷酸）含量为2.02 mg/g，核苷酸总含量为4.06 mg/g。高于金针菇1.21 mg/g[22]、杏鲍菇1.49 mg/g[23]、黑牛肝菌 1.57 mg/g[26]、竹荪 1.15 mg/g[21]。

松乳菇蛋白质水解氨基酸测定结果图谱如图7，松乳菇含有17种蛋白质水解氨基酸，即天冬氨酸（Asp）2.822%、苏氨酸（Thr）1.011%、丝氨酸（Ser）0.902%、谷氨酸（Glu）3.591%、甘氨酸（Gly）1.305%、丙氨酸（Ala）1.542%、胱氨酸（Cys）0.094%、缬氨酸（Val）1.353%、蛋氨酸（Met）0.413%、异亮氨酸（Ile）0.955%、亮氨酸（Leu）2.342%、酪氨酸（Tyr）0.814%、苯丙氨酸（Phe）0.994%、赖氨酸（Lys）1.483%、色氨酸（Trp）1.902%、组氨酸（His）0.491%、精氨酸（Arg）1.842%、总含量为23.855%。松乳菇水解蛋白氨基酸含量低于竹荪28.125%[23]，高于红平菇 17.392%[22]、金针菇 25.471%[24]、杏鲍菇 13.209%[25]、黑牛肝菌 15.692%[26]。

氨基酸的平衡和适量的供应是人体健康的基本前提，氨基酸是一切生命之源。由试验结果可以看出松乳菇含有多种氨基酸，其中包括人体必需却自身无法合成的异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸，占氨基酸总量的43.81%，还含有其他几种人体非必需的氨基酸。异亮氨酸、撷氨酸能调节糖和能量的水平，帮助提高体能，并治疗肝功能衰竭，加快创伤愈合：亮氨酸可促进睡眠、缓解偏头痛，有助于控制酒精中毒等；苯丙氨酸能改善记忆力及提高思维的敏捷度，消除抑郁情绪：赖氨酸能使注意力高度集中，有助于消除某些不孕症；苏氨酸能促进抗体的产生，增强免疫系统；蛋氨酸可帮助分解脂肪，能预防脂肪肝、心血管疾病和肾脏疾病的发生，将有害物质如铅等重金属除去，此外还是一种有利的抗氧化剂。谷氨酸含量最高，对改进和维持脑功能必不可少，此外还可用于治疗肝昏迷等症。由此可见，松乳菇丰富的氨基酸种类对人体健康十分有益。松乳菇子实体中矿质元素的含量见表3。

表3 松乳菇矿质元素分析Table 3 Nalyse Lactarius delidosu mycelium on mineral element mg/kg

从表3看出，松乳菇含有丰富的人体必须矿质元素 Se、Cu、Zn、Fe、Mn 等，其中 Zn、Mn、Fe、cu 元素含量普遍高于菌藻、谷物、蔬菜及水果类。

由试验结果可知，每1千克样品中锌含量为9.6mg，铜含量为11.8 mg，铁含量为180 mg，锰含量为13.6 mg，硒含量为28.5 mg。可以看出，松乳菇中矿质元素的种类十分丰富，既包含大量元素又包含微量元。矿质元素各自对人体健康起重要作用。锌是人体胰岛素的成分，DNA也需要锌才能合成，锌对提高人体免疫力及智力的发育都起很大的作用；锰是一切生物所必需的微量元素，它可以促进骨骼的生长和性激素的合成，以及生殖系统的发育。松乳菇中矿质元素的种类十分齐全，因此如果人能经常食用松乳菇，将非常有助于增加矿物元素的摄入量，对于维持人体正常的生理机能有益。锰的成人每日必需摄入量为2.5 mg～5 mg，其在体内最重要的功能是激活大量酶类，参与多种物质代谢。铁在体内主要作为血红蛋白、肌红蛋白的组成成分参与氧和二氧化碳的运输，铁是人体必需微量营养元素，缺少铁，会引起缺铁性贫血;铜与人体的造血功能密切相关，而且与人体的抗氧化作用也有关，可以清除一些对人体有害的自由基;铁又是细胞色素系统、过氧化氢酶和过氧化物酶的组成成分，在呼吸和生物氧化过程中起重要作用。铜作为人体必需微量元素之一，参与铁代谢和红细胞生成，并且是超氧化物歧化酶的重要组成成分[24]。

3 结论

经实验测得松乳菇鲜菌丝水分含量为87.97%，干菌丝中灰分含量为4.2%、粗纤维含量为21.19%、膳食纤维含量为12.93%、粗蛋白含量为28.4%、粗脂肪含量为16.38%、可溶性固形物含量为2.75 Bx°、总糖含量为16.76%、还原糖含量为11.72%、氨基酸含量为23855 mg/100 g和核苷酸含量为2.04 mg/g。15升发酵罐试验取得成功。生长过程的DO值、pH与菌丝生物量呈明显的负相关。还原糖含量和总糖含量与菌丝生物量整体上呈负相关。可溶性固形物变化较小，但在整体上仍呈负相关。氨基酸含量变化较大、蛋白质含量变化较小，氨基酸含量与菌丝体生物量呈正相关，蛋白质含量与菌体生物量的关系比较复杂，发酵72 h的过程中菌丝干重最高可达1.2641 g/100 mL。

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15L Fermenter Produced Lactarius Delidosu Mycelium with Nutritive Value

LI Lei,HU Zhi-bin,XIE Yuan-tai*
（Jiangxi Runde Fuzhou Fungi Institute,Fuzhou 344900,Jiangxi，China）

72 h high yield cultivation in 15L fermenter for Lactarius delidosus and universell analysised and compared of basic nutrients.For example moisture,ash content,Crude Fibre,dietary fiber,crude protein,crude fat,soluble solid state material,total sugar,reducing sugar,mineral element(Zn,Fe,Mn,Cu,Ca,Se)of were examined by routine technique and hyphae biomassNon-volatile taste components for instance amino acid and nucleotide were examined through qualitative and quantitative analysis.Determined OD value and pH value by automatic tester on line.Research results show the maximum hypha dry weight 1.2641 g/100 mL in canister fermentation process of 72 h by dry weight and 87.97%for moisture by fresh weight.Calculated by dry weight,4.2%for a shcontent,28.4%for crude protein,21.19%for crudefiber,12.93%for dietary fiber,16.38%for crude fat,2.75Bx°for soluble solidstate material,16.76%for total sugar,11.72%for reducing sugar,23855 mg/100 g for amino acid and 2.04 mg/g for nucleotide.

Lactarius delidosus;nutrition constituent;compare

李磊（1982—），女（汉），硕士研究生，主要从事大型真菌开发和利用的研究工作。

*通信作者：谢远泰（1959—），主要从事真菌开发和利用。

2011-12-28