灵芝两种谷物固体发酵菌粉的营养价值和抗氧化活性测定

俞商婷 宋婷婷 金群力 冯伟林 范丽军 余敏佳 沈颖越 蔡为明



灵芝两种谷物固体发酵菌粉的营养价值和抗氧化活性测定

俞商婷 宋婷婷 金群力 冯伟林 范丽军 余敏佳 沈颖越 蔡为明*

（浙江省农业科学院院园艺研究所，浙江 杭州 310021）

以大米、玉米为培养基质接种灵芝菌种，通过测定灵芝固体发酵菌丝的营养成分和抗氧化活性，确定其在食品领域的开发应用价值。结果如下：以大米、玉米为基质的灵芝固体发酵菌粉的灰分、可溶性蛋白、可溶性糖、类胡萝卜素含量和总抗氧化性均高于普通的大米和玉米。而以玉米为基质的灵芝固体发酵菌粉的抗氧化活性较强；可溶性蛋白、可溶性糖则以大米为基质的灵芝固体发酵菌粉较高。

灵芝；谷物；固体发菌粉；营养；抗氧化活性

灵芝在我国已有2 000多年的药用历史，历来被认为是滋补强身、扶正固本的神奇珍品[1]。据相关分析数据，灵芝富含有人体所需蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、无机物、多种微量元素、激素及酶类等。现代科学研究和临床实验证明，灵芝有助于人体细胞的增殖和修复，可增强机体抵抗力与免疫力，使血液循环畅通，增强红细胞的携氧能力，加快新陈代谢。灵芝中所含的有机锗还能与体内的废物、重金属结合成锗的有机物排出体外，提高肝脏的解毒能力。灵芝含有的高分子多糖和苦味三萜等也能增强人体免疫力，在防治癌症中能发挥良好的作用，是一种理想的保健食品[1~3]。

研究人员发现灵芝菌丝体的营养成分与子实体高度相似，对人体有同样的促进功效[4]。大米、玉米等谷物是人类主食，这些谷物也可作为食用菌菌丝生长的良好基质，快速繁育出大量菌丝体。因此，将灵芝接种于谷物基质上培养并干燥粉碎，可得到具有复合营养的灵芝固体发酵菌粉，供人们摄食利用。

本研究从食品开发的角度，对谷物固体发酵菌粉的营养价值和抗氧化活性进行评估，明确其应用价值，以为其产品开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

分析试剂：苯酚、浓硫酸、氢氧化钠、盐酸、石英砂、氯化钠、盐酸、葡萄糖、琼脂、丙酮、盐酸、氯化铁、五水硫酸铜、柠檬酸钠、无水硫酸钠、氢氧化钠、无水乙醇、硫酸、苯酚、葡萄糖、茚三酮、氯化亚锡、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、冰醋酸、白氨酸、蒽酮、乙酸乙酯、考马斯亮蓝、磷酸、氯化钠、石油醚、碳酸钠、氯化镉、乙二醇、甲酸钠、甲酸、核黄素，以上试剂均为分析纯。

仪器：电子天平、恒温水浴锅、电磁炉、离心机、超声波清洗器、马弗炉、研磨碗、电热恒温鼓风干燥机。

1.2 谷物固体发酵菌粉制备

供试菌种为浙江省农业科学院园艺研究所保藏的赤芝菌株。

母种制作：用PAD斜面培养基接种赤芝菌株，在25 ℃下培养20天，进行母种扩繁。菌丝长满试管后，接种菌丝块到50 mL PDA液体培养基中，25 ℃摇菌5～10天制备液体菌种，扩繁后按1﹕5接种到谷物中。

谷物培养基和菌粉制作：将经筛选清洗的大米、玉米用沸水浸泡2～3 h，捞出，沥去多余水分，装瓶，121 ℃灭菌20 min，冷却后在无菌条件下接入灵芝菌种，移入25 ℃培养室内培养至菌丝长满，将含菌丝的谷物基质挖出，置于32 ℃左右日光下晾晒。晾晒完成后放入60 ℃的恒温鼓风干燥机中烘4 h，粉碎后成为谷物固体发酵菌粉[5]。

1.3 可溶性蛋白测定

利用BCA试剂盒（上海荔达生物科技有限公司，PRB-000500/PRB250）测定可溶性蛋白含量。方法如下：先称取0.50 g的样品，加入10 mL的生理盐水研磨成匀浆，放置于10 mL离心管中，6 000 r/min离心10 min，去上清液即为可溶性蛋白提取液。取4 µL的样品加入200 µL的工作液，放置于60 ℃的恒温水浴锅中20 min，在562 nm波长下测定吸光值；4 µL的样品加入200 µL的工作液作为空白对照。同时制作标准曲线，按标准曲线计算蛋白质含量。实验重复3次。

1.4 灰分测定

采用灰化法测定，将坩埚置于105 ℃电热恒温鼓风干燥机中2 h。称取样品1.00 g于标记好的恒重坩埚中，置于马弗炉500 ℃炽热样品5 h，冷却后称重。实验重复3次。计算方式：

灰分的质量分数（％）=（1－2）×100/。

式中：1为坩埚的质量（g），2为坩埚与灰分的质量（g），为样品的质量。

1.5 淀粉含量测定

利用酶比色法测淀粉含量（试剂盒购自北京端瑞科技有限公司，DR-301）。方法如下：称取样品0.10 g，加入二甲基亚砜10 mL和6 mol/L盐酸溶液2.5 mL，于60 ℃恒温水浴锅中加热30 min。冷却至室温后加入6 mol/L的氢氧化钠溶液将溶液pH值调至4.6。再将溶液用双蒸水定容到250 mL定容瓶中，摇匀后用快速过滤纸过滤，弃去前30 mL滤液，即为试液V。在0.2 mL试液中加入试剂一0.5 mL，混匀置于60 ℃恒温水浴锅中20 min，冷却至室温。加入试剂二1.5 mL，混匀置于36 ℃恒温水浴锅中40 min，加入蒸馏水2.8 mL混匀，以蒸馏水代替试液V作为对照管。用对照管调零，于505 nm波长下测定吸光度。利用标准品制作标准曲线，按标准曲线计算淀粉含量。每个样品进行3次重复实验。

式中，为由标准曲线上查出试液的淀粉含量（ug），为样品质量（g），为试液的定容体积250 mL，是吸取的试液体积，为0.20 mL。

1.6 类胡萝卜素含量测定

采用比色法[6]，称取样品1.00 g，加入10 mL丙酮，用漩涡震荡仪混匀，放入超声波清洁仪30 min，6 000 r/min离心10 min，取上清液，在475 nm波长下测定吸光值，用丙酮调零。

类胡萝卜素含量（µg/g）=××/（0.16×）。

式中，为样品在475 nm波长下测得的吸光值，为丙酮用量（mL），为样品的稀释倍数，为样品重（g），0.16为胡萝卜素的消光系数。

1.7 可溶性糖测定

称取样品1.00 g，加25 mL双蒸水，用旋窝震荡仪混匀，置于超声波清洁仪中30 min，6 000 r/min离心10 min，取上清液。用快速过滤纸过滤定容在50 mL定容瓶中。再在原管中加入25 mL双蒸水。用漩涡震荡仪混匀，置于超声波清 洁仪中30 min，6 000 r/min离心10 min，取上清液，过滤定容到定容瓶中，用双蒸水定容到刻度，得到试剂V。将V稀释100倍，取1 mL，加入0.5 mL苯酚，2.5 mL浓硫酸。待冷却后，在490 nm波长下，以1 mL双蒸水＋0.5 mL苯酚＋2.5 mL浓硫酸为对照组调零，测定OD值。实验重复3次。

蛋白质含量采用凯氏定氮法测定，粗脂肪含量采用索式提取法测定，多糖含量采用苯酚–硫酸法测定，游离氨基酸含量采用氨基酸分析仪测定，维生素B2含量采用紫外分光光度计法测定。测定分析均设3次重复。

1.8 抗氧化活性分析

总抗氧化能力采用AOC抗氧化活性测定试剂盒（购自南京建成科技有限公司，T-AOC）测定。方法：称取样品1.00 g，加入25 mL双蒸水，用旋窝震荡仪混匀，置于超声波清洁仪中30 min，6 000 r/min离心10 min，取上清液。用快速过滤纸过滤定容在50 mL定容瓶中。再在原管中加入25 mL双蒸水，用漩涡震荡仪混匀，置于超声波清洁仪中30 min，6 000 r/min离心10 min，取上清液，过滤定容到定容瓶中，用双蒸水定容到刻度，得到试剂V。

取0.4 mL试剂V，加入试剂一1 mL、试剂二2 mL、试剂三0.5 mL，用漩涡震荡仪充分混匀，37 ℃水浴30 min，加入试剂四、试剂五各0.2 mL。对照管试剂V，95 ℃高温灭活后，同上操作。

混匀，放置10 min，双蒸水调零，测定各管在520 nm处的吸光度值。计算公式：

2 结果与分析

2.1 以大米为培养基质的固体发酵菌粉营养成分

对大米粉和赤芝大米固体发酵菌粉的各种营养成分含量的测定结果，利用单因素分析（表1）显示，赤芝大米固体发酵菌粉的可溶性蛋白、可溶性糖、灰分、淀粉及维生素B2含量均有提高，且差异显著；而蛋白质、脂肪、粗多糖及类胡萝卜素含量，两者虽有一定差异，但是差异不显著；而游离氨基酸和淀粉含量则呈显著下降。

如此复杂而丰富的实践，给鲁迅先生带来的激励、磨练，超乎想象了。鲁迅杂文的识见高、味儿浓，单用“腹有诗书气自华”来解释，一定简单了、片面了、肤浅了——“三杂”，尤其是阅历杂，造就了不可复制的鲁迅先生，成就了鲁迅先生三个伟大！

2.2 以玉米为培养基质的固体发酵菌粉营养成分

对玉米粉和赤芝玉米固体发酵菌粉的各种营养成分含量的测定结果（表1）显示，赤芝玉米固体发酵菌粉的可溶性蛋白、可溶性糖、灰分、类胡萝卜素及维生素B2含量均有提高，且差异显著；而蛋白质、淀粉和粗多糖含量，两者虽有一定差异，但是差异不显著；游离氨基酸含量和脂肪含量则呈显著性下降。

表1 以大米、玉米为培养基的赤芝固体发酵菌粉营养成分分析

注：同行不同字母表示差异显著（＜0.05）。可溶性蛋白、可溶性糖和类胡萝卜素以干粉测。

2.3 固体发酵菌粉的总抗氧化活性

图1表明，赤芝大米菌粉的总抗氧化活性较大米提高了1.5倍，赤芝玉米菌粉较玉米提高了3.3倍，两者均达显著性水平。

3 结论与讨论

从上述实验结果可以看出，谷物营养价值逊于灵芝固体发酵菌粉，且灵芝固体发酵菌粉所含的营养成分更易被人体吸收，营养素的品质更好，抗氧化活性也较强。

图1 大米、玉米粉及其赤芝固体发酵菌粉的总抗氧化活性比较

在日常饮食中，谷物所提供的蛋白质比例较高。而可溶性蛋白含量则是评价蛋白质品质高低的标准之一。本实验结果显示，赤芝固体发酵菌粉能大幅提高谷物中可溶性蛋白的含量，其中大米固体发酵菌粉的蛋白质含量较玉米发酵菌粉高，可为人们提供品质更佳、人体更易吸收的蛋白质。

可溶性糖含量也是评价作物品质高低的标准之一，其能为生物体提供能量，在体内吸收消化、利用迅速且完全。即便缺氧环境下也能进行糠酵解作用，为人体提供能量；还能对蛋白质起到庇护作用，保护肝脏，强化肝功能，对人体保健有很大的价值和意义。赤芝菌丝对谷物成分的分解转化使发酵谷物中的可溶性糖含量获得明显的提高。

灵芝固体发酵菌粉灰分的含量较高，表明其矿物质含量更丰富，能提供人体所需的矿物质。类胡萝卜素是一种天然的抗氧化剂，具有削弱自由基活性的能力，能增强人体的免疫力。而玉米赤芝菌粉类胡萝卜素的含量明显高于玉米本身。

抗氧化是物质抑制自由基氧化反应的能力。研究证实，人体的衰老和癌症等重大疾病，与过量自由基的产生有关。机体的抗氧化活性越强，就越健康长寿。抗氧化活性是目前评价保健食品效用的重要标准之一。本实验测定结果显示，灵芝发酵菌粉总抗氧化能力较原谷物有显著增长，其中玉米菌粉显著高于大米菌粉，其在保健品的开发方面具有较大的价值[7]。

利用食用菌的功能性成分，有针对性地研发新产品，是保健食品行业顺应社会发展需求的一大趋势。可针对不同的年龄和职业群体开发功能食品，以满足市场的需要。

[1] 孙培龙, 陶文扬, 何晋浙. 灵芝中三萜类化合物的研究进展[J]. 食药用菌, 2016, 24(2): 76-81.

[2] 陈若云. 灵芝化学成分与质量控制方法的研究综述[J]. 食药用菌, 2015, 23(5): 270-275.

[3] 陈君琛. 灵芝精深加工产品研发现状与展望（综述）[J].食药用菌, 2016, 24(6): 349-352.

[4] 饶毅萍, 陈洁辉, 张冰娜, 等. 平菇菌丝体与子实体营养成分分析比较[J]. 生物学杂志, 2011, 28(3): 94-96.

[5] 邬金飞. 谷粒菌种制作的技术要点[J]. 中国食用菌, 2006, 25 (2): 33-33.

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S567.3+1

A

2095-0934（2017）06-372-04

浙江省食用菌新品种选育重大科技专项（2016C02057）

为通讯作者，E-mail：caiwm527@126.com