食用菌品质评价研究浅析

董 慧，李晓贝，张艳梅，鄂恒超，周昌艳，赵晓燕

(上海市农业科学院农产品质量标准与检测技术研究所，农业农村部农产品质量安全风险评估实验室(上海)，上海 201304)

中国是认识和利用食用菌最早的国家，也是世界上主要的食用菌生产国和出口国。目前我国境内已发现的食用菌种类有1 000余种，被广泛食用的有200种左右[1-2]。早期人类对食用菌的获取完全依赖野外采集，随着人类文明的进步及对食用菌的深入了解，人类获取食用菌的途径已逐渐由野外采集向驯化栽培迈进。据统计，当前人工驯化栽培成功的食用菌有60多种，是仅次于粮、棉、油、菜、果的第六大类产品[3]。食用菌蛋白质含量约占其干重的30%—45%，是普通蔬菜含量的10倍左右，与牛肉、猪肉等肉类相当，接近大豆中的蛋白质含量，是绝佳的膳食蛋白质来源[4]。除蛋白质外，食用菌还富含维生素、多聚糖和多种人体必需氨基酸，营养极为丰富。

近年来，贵州、陕西、吉林等一些省份把食用菌产业作为脱贫攻坚、乡村振兴的助推产业，在此政策影响下，食用菌产业保持了稳定增长。随着人们对食用菌品质的要求越来越高，加之其分布的广泛性以及品种间的差异性，建立一个科学客观的食用菌品质评价体系对于生产者、消费者及我国食用菌产业都意义重大。本文以中国产量最大的食用菌栽培品种香菇及近年栽培技术取得突破性进展的羊肚菌为例，分析影响食用菌品质的主要因素，并对食用菌品质评价方法进行综述，以期能为食用菌品质评价体系的构建提供参考。

1 品质影响因素

影响食用菌品质的因素主要有外观、风味、内在营养、安全性等，不同因素间既密切相关又相对独立。

1.1 外观因素

食用菌外观品质是决定消费者购买意向的主要因素，目前食用菌的外观品质仍然采用定级评价，大多是通过评价员及消费者的感官来直接进行，识别的主观性强而结果的客观性差，但由于其评价结果最接近消费者的真实感觉且可进行整体评价，目前仍广泛应用于食用菌的品质认定及评价过程中。

以香菇和羊肚菌为例，参照NY/T 1061—2006《香菇等级规格》标准，将香菇分为特级、一级和二级[5]。香菇在生长过程中，由于表皮细胞与肉质细胞分裂不同步，肉质细胞生长速度过快会胀破表皮细胞使菌盖龟裂，形成褐白相间的菊花状花纹，同时受光照、温差等环境因素的影响，不同品种不同批次采收的香菇其菌盖花纹存在很大的差异，价格差距也较大，珍品花菇的价格是普通光面香菇的5—8倍[6-8]。子实体大小和菌盖形态也是影响香菇产量及价格的关键要素，菌盖圆整、菌肉质厚、开伞适宜的香菇一般较受消费者欢迎，市场价格也较高。羊肚菌鲜品的分级一般以子囊果大小均匀程度、菌肉厚薄程度、含水量大小、颜色、杂质等作为标准，其中，颜色(黑)、外形(锥形)、含水量(1∶7—1∶10)是鲜羊肚菌外观品质等级评价的最重要的3个要素。不同的消费方式对子囊果的大小要求不同，但同一级别中的羊肚菌要求均匀一致，不同等级的羊肚菌每公斤售价差距近千元人民币。

1.2 风味因素

食用菌所具有的独特风味是决定其品质与大众接受度的一个重要因素，包括香味和滋味两方面[9-10]。食用菌香味与其所含的挥发性成分密切相关，主要有八碳化合物和含硫化合物，醛酸酮酯类化合物与之互补。最典型的八碳化合物是1-辛烯-3-醇，几乎存在于所有的食用菌中，已被美国食品药品监督管理局(FDA)纳入食品添加剂范畴[11]。含硫化合物是食用菌挥发性香味物质的另一重要组成部分，其中1,2,3,5,6-五硫杂环庚烷(香菇精Lenthionine)、1,2,4-三硫杂环戊烷等含硫杂环化合物是香菇中最重要的香味来源[12-14]。影响食用菌滋味的主要物质是一类可溶的、相对分子质量较低的化合物，主要有氨基酸、5’-核苷酸及低聚糖等。食用菌中香菇呈鲜性最强，含有较多的呈味核苷酸类物质，如鸟苷酸、腺苷酸、胞苷酸、尿苷酸等，其中鸟苷酸的含量最为丰富，是香菇中最主要的呈鲜因素[15]，当5’-核苷酸与氨基酸尤其是谷氨酸共同作用时，增鲜作用尤为明显[16]。羊肚菌也具有极其独特的风味，在美、法等国被视为仅次于块菌的美味食用菌，其主要的呈味成分为顺-3-氨基-L-脯氨酸、α-氨基异丁酸及2,4-二氨基异丁酸等稀有氨基酸[17]。

1.3 内在营养因素

影响食用菌品质的内在营养因素众多，不同品种间品质差异也较大，因此在食用菌品质评价过程中，需要对其内在营养因素进行综合分析评价，才能对食用菌的品质及价值做到全面的认识。

1.3.1 蛋白质与氨基酸

食用菌是典型的高蛋白、低脂肪产品，蛋白质中氨基酸种类丰富，必需氨基酸占比达到38%，营养价值达到FAO/WHO提出的必需氨基酸占比40%左右的理想蛋白质水平[18]。香菇不仅必需氨基酸配比适宜，还含有较多的人体第一限制氨基酸——赖氨酸，这对平衡膳食中氨基酸比例具有积极意义[19]。羊肚菌子实体蛋白质含量与鸡油菌相近，所含的人体必需氨基酸含量非常高，占氨基酸总量的47.47%，高于一般食用菌必需氨基酸占比25%—40%的水平，其氨基酸含量仅次于白蘑和小刺猴头。羊肚菌中还存在多种稀有氨基酸，如α-氨基异丁酸、2,4-二氨基异丁酸等[20]。当前食用菌中酸水解氨基酸含量一般参照《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》(GB 5009.124—2016)执行[21]。

1.3.2 糖类化合物

目前已从高等担子菌中筛选到300余种有生物活性的多糖物质，如：杂多糖、甘露聚糖、葡聚糖、糖蛋白和多糖肽，以葡聚糖为主[22]。食用菌种类不同，含有的多糖分子量、空间架构也不一致，其营养价值也不一样。研究显示，食用菌多糖可以增强人体免疫功能、减缓肿瘤细胞的扩散，对部分病毒有一定的抵抗作用[23-24]。Chihara等[25]发现香菇中含多种多糖，其中一种具有明显的抗肿瘤作用，定名为Lentinan，其结构以β-(1-3)吡喃葡糖苷为主链[26]。在羊肚菌中，主要有MEP-SP1、MEP-SP2和MEP-SP3三种羊肚菌多糖，具有增强机体免疫力、降低胆固醇、抗疲劳、抗病毒等作用[27-29]，其中MEP-SP1是一种由木糖、葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖(29∶24∶61∶39)残基为重复单元组成的杂多糖。目前国内外食用菌多糖的测定方法主要有比色法、滴定法、高效液相色谱法、薄层层析法等，综合可操作性、灵敏度及回收率等因素，苯酚-硫酸法是目前测定食用菌粗多糖含量较为理想的方法[30]。

1.3.3 维生素

食用菌中维生素A、维生素B、烟酸、维生素D、维生素E含量普遍高于植物性食品，常吃食用菌可预防或减少维生素缺乏症，提高机体免疫力[31]。香菇中含有较多的维生素B1、维生素B2、尼克酸等，还含有蔬菜中缺乏的麦角甾醇。麦角甾醇是维生素D2的前体，在阳光或紫外线的照射下可以大幅度地转化为维生素D2，参与人体内钙吸收[32]。目前对于食用菌中维生素含量测定多采用高效液相色谱法，其操作简便、测定准确、重复性好，不过由于维生素种类的多样性，目前也只能实现部分维生素同时测定。

1.3.4 其他成分

食用菌的营养成分还包括三萜类、黄酮类、核苷类、多酚类、皂甙类、内酯类和矿物质等。在香菇中，除香菇多糖和麦角甾醇外，含有的小分子RNA也具有明显的抗病毒作用，含有的香菇嘌呤能够加快胆固醇的分解，方便其从血浆中排除和转移，避免胆固醇长期留在体内，有效降低血脂[33]。羊肚菌中新化合物也不断被发现：Tomita[34]从羊肚菌中分离出了血小板集落抑制因子，其效价比阿司匹林高出2—3倍；Saegusa等[35]从羊肚菌中获得了黑色素形成的抑制剂(酪氨酸抑制剂)。此外，研究还表明羊肚菌富含纤维素酶、γ-谷氨酰转肽酶、药用色素等活性成分[36]。

1.4 安全性因素

食用菌安全性主要受农药滥用与残留、重金属污染、添加剂污染、微生物污染影响。

食用菌在生产过程中常会受到病虫害的侵害，一般采用农药来进行防治。目前在我国获得登记的可用于食用菌的农药有效成分只有6种，菇农乱用药的现象时有发生，对食用菌品质及人体健康影响较大[37]。此外，食用菌本身具有较强的富集作用，受栽培环境等的影响，重金属污染成为威胁食用菌质量安全的重要因素之一，香菇中镉(Cd)元素含量超标情况较严重[38-39]。甲醛香菇、荧光剂蘑菇、柠檬酸食用菌等质量安全事件的曝光也使大众对食用菌添加剂的关注增加[40]。食用菌中常见的含量超标成分有二氧化硫、甲醛、亚硫酸盐、亚硝酸盐、山梨酸和苯甲酸等[41]，其中，二氧化硫和亚硫酸盐主要来源于漂白剂和护色剂的不当应用，而荧光增白剂作为一种危险源，是严禁在食品中使用的。香菇中含有甲醛一直是受到消费者质疑乃至遭遇国际贸易“绿色壁垒”的重要问题，但香菇中的甲醛乃香菇风味物质产生过程中的副产物，不能直接根据游离甲醛的毒性结果来评价香菇内源性甲醛的毒性，而应对内源性甲醛以何种状态存在于香菇中、其存留形式是否对其毒性产生影响等问题进行深入研究,寻找和研发高效安全的香菇甲醛分析检测和调控技术[42]。

食用菌微生物污染主要为细菌污染和真菌污染两种。食用菌作为一种真菌微生物，在生产加工过程中接触其他微生物的概率更大，其感染微生物后，会发生毒变，人食用后会导致慢性中毒甚至细胞癌变[43]。

2 品质评价方法

目前关于食用菌品质评价的方法与之前相比有了很大的进步和发展，尤其是统计分析技术的应用，为品质评价提供了理论依据，使评价结果更准确和科学。

2.1 化学计量学评价

常用的化学计量学方法有主成分分析法(principal components analysis，PCA)、聚类分析法(cluster analysis，CA)、灰色关联度分析法(grey system connection method，GSCM)、层次分析法(analytic hierarchy process，AHP)、神经网络法(neural network)以及模糊综合评判法(fuzzy comprehensive evaluation，FCE)等。食用菌品质评价中常用的是主成分分析法和聚类分析法。于士军等[44]通过主成分分析和聚类分析对6种食用菌的品质进行分析，为食用菌资源的品质鉴定提供了依据。

2.2 化学指纹图谱评价

化学指纹图谱是以化学成分为基础进行的光谱或者色谱研究。不同品种食用菌所含成分及含量不同，其差异可通过化学指纹图谱进行区分，根据图谱反映出的信息差异，可对食用菌品质进行评价和分类。常用的色谱方法有薄层层析色谱(TLC)、高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)、液质联用(LC-MS)和气质联用(GC-MS)等。薄层色谱主要用于食药用菌物种真伪鉴别研究，丁平平等[45]利用高效薄层色谱指纹图谱对37批灵芝样品进行分析比较，结合相似度分析和聚类分析对灵芝和近缘品种进行了区分鉴定。液相色谱指纹图谱可用于食用菌产地、物种、部位鉴别及质量评价等方面的研究，Chen等[46]采用高效液相色谱法建立了6个产地灵芝的指纹图谱，从中筛选出4个指标成分，并将样品按照产地来源进行了区分。气相色谱指纹图谱常用于食用菌风味物质的研究，陈万超等[47]采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(SPME-GC-MS)对12个品种香菇的挥发性成分进行分析，并结合聚类分析法筛选出42个共有香气特征成分，构建出香菇特征化学指纹图谱 。

2.3 电子鼻和电子舌

电子鼻是由不同专一性气敏传感器构成的阵列和适当的识别方法组成的仪器，用来识别气味，可得到与人感官品评一致的结果。电子鼻在食用菌品质评价方面的应用主要集中在不同品种、不同产地、不同等级等样品的香气品质的鉴别。电子舌是模仿人体味觉机理研制出来的，是通过软件对数据进行处理分析并对不同物质进行模式识别，进而得出不同物质的信息[48]，较少用于食用菌的品质分析方面的研究。陈茂晴[49]在金耳深层发酵过程中基于电子鼻和电子舌进行过程检测，分析了发酵液中关键理化指标变化情况。

2.4 光谱学评价

红外光谱指纹图谱、紫外光谱指纹图谱、核磁共振指纹图谱等是依据样品所含化学成分的结构信息得到特征图谱，进而对样品中特定化学成分进行研究。红外光谱因其无污染、取样无损伤、准确快速等优点被广泛应用于大型真菌的化学成分分析和质量检测[50]。张荣芳[51]基于近红外漫反射光谱技术成功建立了双孢蘑菇内部品质检测的偏最小二乘判别模型 。紫外光谱可用于食用菌的分析鉴别，杨天伟等[52]分析了14种牛肝菌的菌盖紫外指纹图谱，结果表明不同产地、不同种类牛肝菌的化学成分具有一定差异，为食用菌的市场质量控制提供了理论依据。核磁共振指纹图谱可提供样品初生和次生代谢产物的整体信息，具有较强的特征性和专属性，是鉴别品种真伪的有效方法，陈罡等[53]构建了3个不同产地野生冬虫夏草及伪品的水提物和醇提物核磁特征指纹图谱，发现冬虫夏草伪品与野生样品之间差异明显，能够较好区分。

3 展望

我国食用菌种类繁多，但地域、品种以及栽培管理措施的差异，使得市场上的食用菌品质参差不齐。判定其品质优劣的因素有很多，不同指标间既密切相关又相对独立，为避免信息重复，需对评价指标进行简化，提取主要指标进行综合评价。未来食用菌品质评价研究主要趋于两方面：一是多方法结合，将不同的方法综合应用，充分发挥各自优势，使评价结果更具科学性和可靠性，比如主成分分析法与聚类分析法结合应用可筛选影响食用菌品种的关键因子，并对具有类似品质的品种进行分类；二是利用评价模型对品质进行预测，其不仅具有较强的通用性和推广性，还有算法新颖、计算方便的优势。

综上，当前食用菌品质评价主要针对于营养品质方面，需要建立一个科学的综合性评价体系，为提高食用菌品质提供理论依据和实践经验。