栽培基质对杏鲍菇子实体蛋白质营养价值的影响

李晓贝，周 峰，杨　焱，*，冯　杰，刘艳芳，冯　涛

（1.国家食用菌工程技术研究中心，农业部南方食用菌资源利用重点实验室，上海市农业科学院食用菌研究所，上海　201403；2.上海应用技术学院香料香精技术与工程学院，上海　201418）

栽培基质对杏鲍菇子实体蛋白质营养价值的影响

李晓贝1，2，周 峰1，杨焱1，*，冯杰1，刘艳芳1，冯涛2

（1.国家食用菌工程技术研究中心，农业部南方食用菌资源利用重点实验室，上海市农业科学院食用菌研究所，上海201403；2.上海应用技术学院香料香精技术与工程学院，上海201418）

分析不同配方瓶栽杏鲍菇培养基栽培所产子实体的基本成分和氨基酸组成，采用国际通用的评价方法对其蛋白质营养价值进行评价比较。结果表明：各配方栽培获得的杏鲍菇子实体中必需氨基酸占总氨基酸比例为46.4%～49.5%；单一木屑碳源的基质配方（配方7）栽培的子实体中蛋白质含量及营养指数最高，分别为20.62%和18.5；玉米芯与木屑复合碳源（碳源物质的质量分数为55%）配方（配方4、5）栽培子实体的蛋白质获得最高的氨基酸评分、化学评分及氨基酸比值系数分，分别为95.0，62.5及41.94；氮源物质的质量分数为22%且未添加豆粕及玉米粉配方（配方1）栽培的子实体中蛋白质有较高的必需氨基酸指数和生物价，分别为92.5和89.1；玉米粉或豆粕作为氮源物质能一定程度改善产品蛋白质营养价值。本研究为生产优质、高产的瓶栽杏鲍菇提供了理论依据。

杏鲍菇；培养基；蛋白质；营养指数；氨基酸比值系数分

杏鲍菇（Pleurotus eryngii）为真菌门担子菌纲伞菌目侧耳科侧耳属食用菌，又名刺芹侧耳，广泛分布于南欧、中亚及北非地区，因其菇肉肥厚、质地脆嫩及滋味鲜美，且烹煮时不易变形而具有“平菇之王”的称号［1-3］。此外，杏鲍菇中提取的活性因子如β-葡聚糖［4-5］、PEPS1（一种杂多糖）［6］、抗菌多肽-eryngin［7］等还具有一定的药用价值。近年来，我国杏鲍菇工厂化栽培发展迅速，至2008年底，我国日产1 t以上规模的杏鲍菇工厂化生产企业已超过150 家［8］。目前工厂化杏鲍菇栽培基质的主要原料是棉籽壳、木屑、玉米芯、玉米粉、豆粕、米糠、麸皮等，是杏鲍菇生长的主要碳源、氮源，通常还以少量的糖、石膏粉、碳酸氢钙等为辅料，原料的选择及配比对其产量、品质、生产成本等有着直接的影响［9-13］。杏鲍菇的蛋白质含量占其子实体干质量的14%～18%，且含有18 种常见氨基酸，并以谷氨酸含量为最高［14-16］。有研究表明，食用菌的碳源、氮源及碳氮比对其蛋白质含量、氨基酸组成及含量有一定影响，且影响程度及相应变化趋势与食用菌品种有关［17-19］。江枝和等［20］研究了分别以木屑、棉籽壳及稻草为主要原料的培养基对袋栽杏鲍菇子实体的蛋白质营养价值的影响，结果表明棉籽壳培养基袋栽杏鲍菇的营养价值相对于另外二者更高。但以木屑、玉米芯、玉米粉、麸皮、豆粕等原料为不同碳源、氮源，以不同配比所制培养基对瓶栽杏鲍菇子实体营养价值的研究尚未见报道。

本研究将通过检测不同配方瓶栽杏鲍菇培养基所产子实体的蛋白质含量及氨基酸组成，采用国际通用的评价方法对其营养价值进行评价比较，为生产出营养价值更高的杏鲍菇提供一定理论依据。

1　材料与方法

1.1材料

以玉米芯、玉米粉、木屑、麸皮、米糠及豆粕等为主要原料制作8 个不同配方（表1）的瓶栽杏鲍菇培养基。玉米芯、木屑等通常作为培养基质的主要碳源，而氮源主要是麸皮、米糠、豆粕、玉米粉等［13］。

表1　8 个培养基配方及其总有机碳、氮含Table 1 Ingredients and total organic carbon and nitrogen contents of different culture media for Pleurotus eryngii

表1　8 个培养基配方及其总有机碳、氮含Table 1 Ingredients and total organic carbon and nitrogen contents of different culture media for Pleurotus eryngii

注：表中数据以干质量计；同行小写字母不同表示差异显著（P＜0.05）。

%原料　配方1　配方2　配方3　配方4　配方5　配方6　配方7　配方8玉米粉　0.00　0.00　0.00　0.00　0.00　0.00　0.00　4.00玉米芯　45.00　40.00　40.00　15.00　30.00　55.00　0.00　40.00木屑　30.00　15.00　15.00　40.00　25.00　0.00　55.00　15.00麸皮　15.00　15.00　17.00　19.00　19.00　19.00　19.00　15.00米糠　7.00　15.00　15.00　15.00　15.00　15.00　15.00　15.00豆粕　0.00　12.00　10.00　8.00　8.00　8.00　8.00　8.00石灰　1.50　1.50　1.50　1.50　1.50　1.50　1.50　1.50碳酸氢钙　1.50　1.50　1.50　1.50　1.50　1.50　1.50　1.50总有机碳　33.39±0.35e35.73±0.11c35.65±0.01d32.35±0.25f36.12±0.28c39.47±0.18a31.59±0.17g36.85±0.36b总有机氮　1.04±0.01g2.14±0.01b1.99±0.01c1.34±0.02e1.91±0.02d2.74±0.01a1.12±0.01f2.00±0.01c碳氮比（C/N）　32　17　18　24　19　14　28　18

如表1所示，配方8为实际工厂化生产杏鲍菇所采用配方，参考其碳氮比设计其他配方；固定配方2、3、8的玉米芯/木屑值及总含量，研究麸皮、米糠、豆粕及玉米粉作为氮源物质种类及含量的影响；使配方4、5、6、7有相同的麸皮、米糠、豆粕比例及总含量，通过改变玉米芯/木屑值研究碳源物质种类及含量的影响；配方1为低氮无豆粕配方。各配方培养基均配制32 瓶，装料后单瓶质量850 g左右，分装两筐，集体灭菌后接种，同一菇房相同条件下培养，子实体成熟后采收（图1）。将所得样品于采收当天通过鼓风干燥机50 ℃烘干至含水量低于10%，将烘干的样品分别粉碎过20 目筛后置于干燥器中备用。培养基原料及杏鲍菇菌株均购自上海国森生物科技有限公司。

图1　配方2瓶栽杏鲍菇图片Fig.1　Photos of Pleurotus eryngii cultivated in culture medium 2

1.2仪器与设备

L-8900氨基酸自动分析仪日本Hitachi公司；Multi N/C 2100S分析仪德国Analytic-Jena公司。

1.3方法

1.3.1杏鲍菇培养

在无菌状态下接种杏鲍菇菌株后，于室温黑暗培养35～40 d；而后进行搔菌处理，搔菌9 d后将瓶口正立，待出菇2～3 d后进行疏蕾处理，留2～3 个菇蕾，期间根据杏鲍菇生长需要严格控制并及时调整菇房温度、湿度及CO2浓度；从搔菌到采收接近20 d，子实体便可采收，采收后及时挖瓶。

1.3.2培养基碳氮比测定

参考Multi N/C 2100S分析仪厂商建立的标准方法［21］测定不同配方培养基的总有机碳及总有机氮含量，并计算碳氮比。

1.3.3营养成分的测定

水分含量测定参考GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》中的直接干燥法；粗蛋白含量测定参考GB/T 15673—2009《食用菌中粗蛋白含量的测定》中的凯氏定氮法；灰分含量测定参考GB 5009.4—2010《食品中灰分的测定》方法；粗脂肪含量测定参考GB/T 15674—2009《食用菌中粗脂肪含量的测定》方法，蛋白质系数为4.38，碳水化合物含量由1减去其他成分百分比的总和计算而得到。还原糖含量通过3，5-二硝基水杨酸（3，5-dinitrosalicylic acid，DNS）法测定。

1.3.4氨基酸组成分析

准确称取待测样品0.25 g于水解管中，加入6 mol/L盐酸在110 ℃条件下水解22 h，水解后样品经处理后通过L-8900氨基酸自动分析仪进行氨基酸组成分析。

1.3.5营养价值评价方法

氨基酸评分（amino acid score，AAS）、化学评分（chemical score，CS）、必需氨基酸指数（essential amino acid index，EAAI）、生物价（biological value，BV）、营养指数（nutrient index，NI）的评价参考Bano等［22］和联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）［23］的方法，氨基酸比值系数分（score of ratio coefficient of amino acid，SRCAA）的评价参考朱圣陶等［24］的方法。

1.4数据统计分析

除水分含量外，所有数据均是基于干品通过3 次重复实验所得。所得数据由SAS 8.2软件通过一般线性模型（general linear model，GLM）进行显著性分析，分析方法为Duncan's多重范围检验，显著性水平为α=0.05。

2　结果与分析

2.1不同培养基配方栽培杏鲍菇子实体的产量及相关营养成分分析

图2　不同培养基配方杏鲍菇粗蛋白、碳水化合物含量及单瓶产量Fig.2　Yields and contents of crude proteins and carbohydrates of Pleurotus eryngii cultivated in different culture media

如图2所示，以玉米芯为主要碳源物质的配方（配方1、6、8）子实体单瓶产量处于相对较高的水平，廖志敏等［13］亦研究表示以玉米芯为主要碳源的基质配方相对于木屑及棉籽壳具有更高的产量。李正鹏等［25］研究表示配方含氮量为0.79%～0.81%时杏鲍菇产量最高，过高或过低都会降低产量，由此推测配方2、3子实体单瓶产量较低的可能原因是其含氮量较高。而比较配方2、8可以看出，总含氮量一致时，氮源物质的种类及配比对杏鲍菇产量也有显著影响。

以上结果表明，杏鲍菇蛋白质及碳水化合物含量较高，且培养基配方对二者含量有显著影响。随着培养基中木屑/玉米芯值的提高，其子实体蛋白质含量亦显著性升高。总有机碳、总有机氮含量及碳氮比相近时，豆粕含量的提高及玉米粉的加入可以提高杏鲍菇子实体中的粗蛋白含量，但无显著差异。配方1、4、7的碳氮比较接近，总有机碳、总有机氮含量亦无显著差异，但相应产品的粗蛋白含量却差异显著，说明配方中木屑及豆粕的量是影响蛋白质含量的关键因素。培养基质木屑比例的提高和豆粕的添加有利于其栽培子实体中蛋白质的累积；而基质中玉米芯比例的提高有利于碳水化合物的累积。

图3　不同培养基配方杏鲍菇还原糖、粗脂肪及灰分含量Fig.3　Contents of reducing sugar， crude fat and ash in Pleurotus eryngii cultivated in different culture media

如图3所示，培养基质配方对所产子实体中灰分含量影响不显著。粗脂肪及还原糖含量虽然随基质配方的改变有一定的变化，但是与配方中的碳氮源比例并无一定的相关性。

2.2不同培养基配方栽培杏鲍菇子实体的氨基酸含量

表2　不同培养基中杏鲍菇的氨基酸含量Table 2 Contents of amino acids in Pleurotus eryngii cultivated in different culture media

由表2可知，各配方栽培获得的杏鲍菇样品均含有17 种常见氨基酸（色氨酸未检测），其中必需氨基酸（EAA）含量占总氨基酸的50%左右。配方1～4所产子实体中总氨基酸含量与凯氏定氮法测得粗蛋白含量（图2）相近，而配方5～8所产子实体总氨基酸含量均低于粗蛋白含量，可能与其所含色氨酸或非氨基氮的组分有关。必需氨基酸中甲硫氨酸（Met）含量最高，为1.34%～1.99%，在配方5子实体中含量最低，在配方4子实体中含量最高。谷氨酸（Glu）及天冬氨酸（Asp）是食用菌中主要的鲜味氨基酸，亦是各配方栽培得到的杏鲍菇子实体中含量最高的两种非必需氨基酸，分别为1.62%～2.95%及0.94%～1.71%，均在配方1子实体中含量最低，在配方4子实体中含量最高。可以看出，以单一木屑或玉米芯为碳源的基质配方子实体均不能获得最高的Glu及Asp含量，木屑与玉米芯以一定比例复配（配方4）后子实体Glu及Asp含量有所提高。此外豆粕、玉米粉或麸皮的添加能促进Glu、Asp的生成，且玉米粉比豆粕、麸皮的效果更好。

2.3必需氨基酸占总氨基酸含量百分比

表3　必需氨基酸占总氨基酸含量百分比Table 3 Percentage of essential to total amino acids

FAO/世界卫生组织（World Health Organization，WHO）模式是FAO和WHO研究提出的必需氨基酸组成符合成人体需要的蛋白质模式。由表3可知，杏鲍菇各样品含有46.4%～49.5%的必需氨基酸组成，均接近鸡蛋而高于FAO/WHO模式蛋白。且各样品均含有极高的甲硫氨酸+半胱氨酸（Met+Cys）比例，占总氨基酸含量的11.4%～14.8%，是鸡蛋的2 倍以上，FAO/WHO模式蛋白的3 倍多。以玉米芯为主要氮源的配方其产品含有更高的Met+Cys比例，且豆粕、玉米粉的添加会降低此比例。

2.4AAS和CS测定结果

氨基酸评分（AAS）是样品蛋白质中某一必需氨基酸占FAO/WHO标准模式蛋白中相应氨基酸的百分比，其中分值最低的便为样品蛋白质的AAS总评分，AAS值越接近100，说明样品蛋白氨基酸组成越接近模式蛋白。化学评分（CS）是样品必需氨基酸占其总必需氨基酸含量（相对含量）与标准鸡蛋蛋白中相应必需氨基酸的相对含量的接近度，CS越接近100，表明样品蛋白质氨基酸组成越接近鸡蛋蛋白，营养价值也越高。由表4可知，各杏鲍菇样品AAS值除缬氨酸（Val）、异亮氨酸（Ile）及亮氨酸（Leu）稍低于FAO标准模式蛋白外，其他必需氨基酸的AAS值均高于标准模式蛋白，尤其是Met+Cys（325.8～421.9）。可以看出，豆粕、米糠及玉米粉的添加会降低Met+Cys的AAS值，且玉米粉的降低程度更大。此外，木屑、玉米芯混合碳源基质更利于其产品蛋白质中Thr、Val、Ile、Leu、Lys获得较高的AAS值，且氮源物质比例过低（配方1）会降低此5 种必需氨基酸的AAS值。由此可以看出，玉米芯、木屑复配且氮源物质含量适中的配方有利于子实体蛋白质的氨基酸评分更接近FAO标准模式蛋白。由表5可知，各杏鲍菇样品蛋白质的第一限制氨基酸为Ile，第二限制氨基酸为Val，与文献［26］报道的博湖大蘑菇、双孢蘑菇、香菇、草菇、平菇等食用菌第一限制氨基酸为甲硫氨酸和半胱氨酸相异，说明杏鲍菇可与其他食用菌搭配形成蛋白质互补，从而提高整体营养价值。

表4　不同培养基杏鲍菇蛋白质的AAS（FAO模式）Table 4 Amino acid scores of proteins in Pleurotus eryngii cultivated in different culture media

表5　不同培养基杏鲍菇蛋白质的CS（全鸡蛋模式）Table 5 Chemical scores of proteins in Pleurotus eryngii cultivated in different culture media

2.5EAAI、BV和NI测定结果

表6　不同培养基杏鲍菇蛋白质的EAAI、BV、NITable 6 EAAI， BV and NI of proteins in Pleurotus eryngii cultivated in different culture media

由表6可知，各杏鲍菇样品蛋白质EAAI及BV值均较高，接近FAO标准模式蛋白，分别为90.0～92.5和86.4～89.1，基质配方对EAAI值及BV值影响不显著，且规律性不明显，能看出以单一玉米芯为碳源的子实体EAAI值及BV值高于以单一木屑为碳源的子实体。NI是由EAAI值及蛋白质含量计算而得到，基质配方对子实体蛋白质NI值（9.4～18.5）的影响规律与蛋白质含量相似，即配方中木屑比例越高，其NI值越高，且氮源物质总比例过低时会导致其NI值偏低，同时麸皮、豆粕、玉米粉提高NI值的能力依次增强。

2.6SRCAA测定结果

SRCAA是朱圣陶等［24］引入氨基酸平衡理论结合FAO/WHO评价模式建立的蛋白质评价指标。样品中氨基酸比值系数（RCAA）越接近1，表明其与模式蛋白氨基酸组成越接近，各RCAA值越接近1，则SRCAA值越接近100，蛋白质营养价值越高。由表7可知，各杏鲍菇样品蛋白质的SRCAA值为22.66～41.94，在配方1中最低，配方5中最高，主要是杏鲍菇中Met+Cys含量比例过高，影响了数据的离散性，使得整体上杏鲍菇样品蛋白质中必需氨基酸比例偏离FAO标准蛋白质更远。在基质配方碳源、氮源物质总比例不变的条件下，单一木屑为碳源基质的子实体蛋白质SRCAA值高于单一玉米芯为碳源基质的子实体，但木屑与玉米芯按一定比例复配后所得子实体蛋白质SRCAA值高于单一碳源。基质中碳源物质比例不变时，豆粕、玉米粉相对于麸皮更有利于子实体获得较高的SRCAA值，且玉米粉效果更好。廖志敏等［13］研究发现杏鲍菇培养基质中氮源物质比例为35%～40%比较合适，本研究亦表明当基质中氮源物质比例过低时（22%），子实体蛋白质SRCAA值亦显著低于氮源物质比例为37%的其他配方子实体。

表7　不同培养基杏鲍菇蛋白质的SRCAA（FAO模式）Table 7 Chemical scores of proteins in Pleurotus eryngii cultivated in different culture media

3　结 论

瓶栽杏鲍菇基质配方对其所产子实体基本营养成分及蛋白质营养价值有影响，主要影响因素是碳源、氮源物质的种类及比例。

培养基配方中碳源、氮源总比例一定时，以木屑为主要碳源的基质配方子实体蛋白质含量更高，蛋白质中必需氨基酸Thr、Val、Ile、Leu、Lys也具有相对较高的氨基酸评分及化学评分，且对应的NI值及SRCAA值亦较高。而以玉米芯为主要碳源的基质配方子实体产量更高，子实体中碳水化合物含量更高，其蛋白质中Met+Cys和Phe+Tyr有着更高的AAS值及CS值，同时EAAI值及BV值相对较高。而木屑与玉米芯以一定比例复配的基质配方所产杏鲍菇子实体蛋白质相对于单一碳源基质能获得更高的AAS值、CS值及SRCAA值。

相对于碳源物质，氮源物质对各基本成分及蛋白质评价系数的影响较小，可以推断出基质中豆粕或玉米粉含量较高时，子实体蛋白质含量及其AAS值、CS值、NI值和SRCAA值均有一定程度的提高，且玉米粉相对优于豆粕。通过调节氮源物质的种类及配比可控制子实体产量及蛋白质质量。

本研究为生产高产、高营养价值的瓶栽杏鲍菇提供了理论依据，但是研究的碳源物质种类较少，且玉米粉、米糠的比例研究亦未涉及，碳源、氮源物质的比例对蛋白质营养价值影响的研究还需进一步深入。要获得营养价值更高的杏鲍菇，需综合对其产量、生产成本等因素做进一步探索研究，以得到较优的、适合杏鲍菇栽培的基质配方。

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Effect of Culture Media on Nutritional Value of Proteins in Pleurotus eryngii Fruit Bodies

LI Xiaobei1，2， ZHOU Feng1， YANG Yan1，*， FENG Jie1， LIU Yanfang1， FENG Tao2
（1. Institute of Edible Fungi， Shanghai Academy of Agricultural Sciences， Key Laboratory of Edible Fungi Resources and Utilization（South）， Ministry of Agriculture， National Engineering Research Center of Edible Fungi， Shanghai201403， China；2. School of Perfume and Aroma Technology， Shanghai Institute of Technology， Shanghai201418， China）

Proximate nutritional components and amino acids in fruit bodies of Pleurotus eryngii cultivated in different culture media were studied. The nutritional value of proteins was evaluated and compared by the wellrecognized method worldwide. Results showed that the percentage of essential to total amino acids ranged from 46.4% to 49.5%. Fruit bodies of P. eryngii cultivated in medium 7， with sawdust as the sole carbon source （55%）， had the highest crude protein content （20.62%） and nutritional index （18.5）， while fruit bodies from culture medium with both corncob and sawdust as carbon source （55%） had the highest amino acid score （95.0）， chemical score （62.5） and score of ratio coefficient of amino acid （41.94）. Furthermore， essential amino acid index and biological value were higher in fruit bodies from culture medium 1， with relatively lower content of nitrogen source （22%）. The addition of cornmeal or soybean meal could improve the nutritional value of proteins. Overall， these results can provide theoretical basis for achieving high quality and quantity of P. eryngii in bottle cultivation.

Pleurotus eryngii； culture medium； protein； nutritional index； ratio coefficient of amino acid

TS201

A

1002-6630（2015）23-0262-06

10.7506/spkx1002-6630-201523048

2015-02-02

上海市科技兴农重点攻关项目（沪农科攻字（2013）第6-10号）

李晓贝（1990—），女，硕士研究生，研究方向为食品风味化学。E-mail：beitingmo@sina.com

杨焱（1970—），女，研究员，博士，研究方向为食药用菌研究与开发。E-mail：yangyan@saas.sh.cn