银丝草菇子实体、菌丝体和发酵液中营养成分比较分析*
2021-05-08陈艳霞张姗姗席亚丽魏生龙
陈艳霞 ,秦 超 ,张姗姗 ,席亚丽 ,魏生龙 **
(1.河西学院甘肃省应用真菌工程实验室,甘肃 张掖 734500;2.河西学院甘肃省食用菌遗传育种重点实验室,甘肃 张掖 734500;3.河西学院生命科学与工程学院,甘肃 张掖 734500)
银丝草菇(Volvariella bombycina) 属于真菌界(Eumycetes) 担子菌门 (Basidiomycota) 伞菌纲(Agaricomycetes) 伞菌目 (Agricales) 光柄菇科(Pluteaceae) 草菇属(Volvariella),是一种中低温型木腐菌[1]。银丝草菇是原生同宗配合种,其大部分孢子是单核孢子,单个孢子即可形成透明、多核且无锁状联合的菌丝[2]。银丝草菇质地细嫩、味道鲜美,其生命周期、子实体细胞类型、菌褶和孢子形态均与草菇(Volvariella volvacea) 相似[3]。同草菇相比,银丝草菇色泽靓丽,不易开伞,耐低温,出菇温度宽,抗逆性强,便于长途运输,我国南、北方均适合栽培,近年来已人工驯化栽培成功,但尚未形成商业化生产规模[4]。4℃时草菇子实体会发生自溶[5],保鲜成本较高,而银丝草菇子实体可以在4℃保存,因此银丝草菇更能适应商业化生产的需求,是一种有开发前景的食用菌。此外,研究显示银丝草菇具有抗氧化、抗癌、降低胆固醇和抗菌活性[6-7]。有学者对银丝草菇的多糖[8]、倍半萜[9]、甾醇[10]等化合物进行了提取和结构分析。Das等[8]通过热水浸提法分离获得银丝草菇子实体多糖,由D-葡萄、D-甘露糖和D-半乳糖按质量比2∶1∶1构成,并通过多种方法鉴定了银丝草菇多糖的重复单元构成。Xu等[9]通过化学法提取到银丝草菇菌丝体的一种化合物,经光谱分析证实该化合物为铜芳烃型倍半萜类化合物,与脱氧胆碱结构相似,命名为脱氧胆碱,该化合物剂量依赖性地抑制人中性粒细胞弹性蛋白酶。随后,该团队[10]又在银丝草菇菌丝体中分离到4种化合物,分别鉴定为麦角甾-4,6,8(14),22-四烯-3-1、麦角甾醇过氧化物、吲哚-3-甲醛和吲唑,其中麦角甾醇过氧化物在B16小鼠黑色素瘤细胞中可以抑制黑色素生成。
通过按国家标准测定银丝草菇子实体、菌丝体及菌丝体发酵液中粗纤维、脂肪、碳水化合物、蛋白质、灰分、氨基酸、维生素和矿物质的含量,进行比较分析,为银丝草菇的进一步开发利用提供理论指导。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 银丝草菇子实体收集
以玉米芯为主要原料栽培银丝草菇,待菌丝长满培养料后置于温度26℃、湿度92%的环境培养出菇,待菇体长至约5 cm时采收,50℃烘干备用。
1.1.2 银丝草菇菌丝体和发酵液收集
将银丝草菇接种至PDA液体培养基(土豆200 g、KH2PO41 g、葡萄糖20 g、蛋白胨5 g、磷酸二氢钾3 g、硫酸镁1.5 g,水1 000 mL),35℃条件下培养7 d,过滤后分别收集菌丝体和发酵液。菌丝体50℃烘干备用,发酵液置于-20℃保存。
1.2 仪器与设备
Agilent 1260Ⅱ高效液相色谱仪(配DAD+VWD检测器),安捷伦科技有限公司;L-8900全自动氨基酸分析仪,日本株式会社日立制作所;ICP-OES电感耦合等离子体发射光谱仪,赛默飞世尔科技公司。
1.3 基本营养成分和氨基酸测定
采用GB 5009.3-2016[11]方法检测水分,采用GB 5009.4-2016[12]方法测定灰分,采用GB 5009.5-2016[13]方法测定蛋白质,采用GB 5009.6-2016[14]方法测定脂肪,采用GB/T 5009.10-2003[15]方法测定粗纤维,采用GB 5009.124-2016[16]方法测定氨基酸,采用GB/Z 21922-2008[17]测定碳水化合物。
1.4 维生素测定
分别对银丝草菇子实体、菌丝体和发酵液中各族维生素进行测定。采用GB 5009.82-2016[18]方法测定VD,采用GB 5009.84-2016[19]方法测定VB1,采用GB 5009.85-2016[20]方法测定VB2,采用GB 5009.86-2016[21]方法测定VC,采用GB 5009.89-2016[22]方法测定烟酸(VB3),采用GB 5009.154-2016[23]方法测定 VB6,采用 GB 5413.14-2010[24]测定 VB12。
1.5 重金属与微量元素测定
采用GB 5009.268-2016[25]方法测定银丝草菇子实体、菌丝体和发酵液中微量元素与重金属的镉(Cd)、铅 (Pb)、砷 (As)、汞 (Hg)、硒 (Se)、铜(Cu) 和锌 (Zn)。
2 结果与分析
2.1 基本营养成分含量分析
银丝草菇子实体、菌丝体和发酵液基本营养成分含量测定结果见表1。
表1 银丝草菇子实体、菌丝体和发酵液基本营养成分含量Tab.1 Nutritional components in fruiting body,mycelium and fermentation broth of Volvariella bombycina
由表1可知,银丝草菇子实体、菌丝体和发酵液成分比较结果显示,子实体基本营养成分含量均高于菌丝体及发酵液,其中子实体中粗纤维含量分别是菌丝体和发酵液的10.28倍和175.54倍。子实体中脂肪含量是菌丝体的5.22倍,碳水化合物含量是菌丝体的9.30倍,脂肪和碳水化合物于发酵液中未检出。子实体中蛋白质含量明显高于菌丝体和发酵液,分别是二者的7.01倍和80.54倍。此外,子实体灰分含量也高于其菌丝体和发酵液。
2.2 氨基酸含量分析
银丝草菇子实体、菌丝体和发酵液中氨基酸的种类与含量见表2。
表2 银丝草菇子实体、菌丝体和发酵液氨基酸的种类与含量Tab.2 Types and contents of amino acids in fruiting body,mycelium and fermentation broth of Volvariella bombycina
由表2可知,银丝草菇子实体含有16种氨基酸,总氨基酸含量为12.100 0 g·100-1g-1,其中包含人体所需8种必需氨基酸,总量为4.705 g·100-1g-1,占氨基酸总量的38.88%。菌丝体含有16种氨基酸,总氨基酸含量为0.445 0 g·100-1g-1,必需氨基酸总量为0.139 6 g·100-1g-1,占氨基酸总量的31.37%。发酵液检测到14种氨基酸,总氨基酸含量为0.100 0 g·100-1g-1,必需氨基酸总量为0.024 2 g·100-1g-1,占氨基酸总量的24.15%。银丝草菇子实体与菌丝体、发酵液相比,其总氨基酸量高于后两者,必需氨基酸含量也要远远高于后两者。
2.3 维生素含量分析
银丝草菇子实体、菌丝体和发酵液中维生素的种类与含量见表3。
由表3可知,银丝草菇子实体含有7种维生素,菌丝体中含有5种维生素,发酵液中仅含有3种维生素。三者均含有VC、VB2和烟酸,且VC含量均最高,其次是VB2和烟酸。另外,在子实体中检测到较低含量的VB1、VB6、VB12、VD,在菌丝体中检测到较低含量的VB6、VB12。
表3 银丝草菇子实体、菌丝体和发酵液中维生素的种类与含量Tab.3 Types and contents of vitamins in fruiting body,mycelium and fermentation broth of Volvariella bombycina
2.4 重金属与微量元素含量分析
银丝草菇子实体、菌丝体和发酵液中重金属与微量元素含量见表4。
由表4可知,银丝草菇子实体中硒、铜、锌的含量均显著高于菌丝体和发酵液。发酵液中未检出硒、铜、锌,菌丝体中未检出硒。子实体铜和锌的含量分别是菌丝体的37.57倍和23.17倍。银丝草菇子实体、菌丝体和发酵液含有的有害金属镉、铅、汞含量均在安全标准内。子实体中砷含量略高于标准,而菌丝体和发酵液中砷含量在安全标准范围内。
表4 银丝草菇子实体、菌丝体和发酵液中重金属与微量元素含量Tab.4 Contents of heavy metals and micronutrients in fruiting body,mycelium and fermentation broth of Volvariella bombycina
2.5 银丝草菇与其他食用菌营养成分比较
除了对银丝草菇子实体、菌丝体和发酵液成分进行比较之外,还将其子实体与其他常见食用菌成分[20,25-30]进行比较,以评估银丝草菇营养价值。
2.5.1 基本营养成分含量比较
不同食用菌基本营养成分含量情况见表5。
表5 不同食用菌基本营养成分含量比较Tab.5 Comparison of nutritional components in different edible fungi
银丝草菇子实体所含粗蛋白含量高于香菇(Lentinus edodes)、金针菇(Flammulina velutiper);灰分及粗纤维含量均高于大球盖菇(Stropharia rugosoannulata)、双孢蘑菇(Agaricus bisporus)、香菇、海鲜菇(Hypsizygus marmoreus);而脂肪含量低于白玉菇(White Hypsizygus marmoreus)、大球盖菇、金针菇、海鲜菇、香菇。将银丝草菇子实体分别与杏鲍菇(Pleurotus eryngii)、平菇(Pleurotus ostreatus)、白玉菇相比较,白玉菇相比较,发现银丝草菇子实体粗蛋白、粗脂肪含量低于杏鲍菇,碳水化合物和灰分含量均高于杏鲍菇子实体,分别是杏鲍菇的1.19倍和2.58倍;平菇粗蛋白及粗纤维含量接近于银丝草菇,粗脂肪含量略高于银丝草菇,但银丝草菇碳水化合物及灰分含量高于平菇,是平菇含量的27.92倍和2.01倍;与白玉菇相比较,银丝草菇除脂肪含量低于白玉菇外,其余营养成分含量皆高于白玉菇。
2.5.2 必需氨基酸含量比较
不同食用菌必需氨基酸含量见表6。
由表6可知,将银丝草菇必需氨基酸与7种常见食用菌进行比较,其苏氨酸、缬氨酸和赖氨酸含量略高于金针菇,其他氨基酸含量均低于金针菇。与平菇比较,其8种必需氨基酸含量均低于平菇,其中平菇蛋氨酸含量显著高于银丝草菇,是银丝草菇的3.51倍。除酪氨酸含量略低于双孢蘑菇外,银丝草菇其余7种氨基酸含量皆高于双孢蘑菇,其中,蛋氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸分别是双孢蘑菇5.59倍、2.08倍、1.93倍、2.14倍。与香菇比较,除亮氨酸含量高于香菇之外,银丝草菇其他必需氨基酸含量均低于香菇。相较于杏鲍菇,银丝草菇缬氨酸、蛋氨酸和赖氨酸含量略高于杏鲍菇,其他氨基酸含量均低于杏鲍菇。大球盖菇富含必需氨基酸,8种氨基酸含量均高于银丝草菇。与真姬菇比较,银丝草菇除亮氨酸含量低于真姬菇外,二者其余氨基酸含量接近。
表6 不同食用菌必需氨基酸含量比较Tab.6 Comparison of essential amino acid in different edible fungi
2.5.3 维生素含量比较
不同食用菌维生素含量见表7。
表7 不同食用菌维生素含量分析Tab.7 Comparison of vitamin content in different edible fungi
由表7可知,银丝草菇富含多种维生素,与白玉菇相比,二者VB1、VB6、VB12和VD含量差异不大,银丝草菇VB2和VC含量远高于白玉菇,分别是白玉菇的4.99倍和24.89倍,但是银丝草菇烟酸含量显著低于白玉菇(31.80倍)。与杉木屑香菇比较,银丝草菇除烟酸含量低于杉木屑香菇外,VB1含量、VB2含量皆高于杉木屑香菇。与平菇比较,银丝草菇VB1、VB6、VB12、VC含量皆高于平菇,其中,VB1含量相较于平菇最为丰富,是平菇的3.54倍,其次为VC、VB6、VB12,分别是平菇的2.28、2.06、1.31倍;银丝草菇烟酸含量低于平菇。
2.5.4 微量元素含量比较
不同食用菌微量元素含量见表8。
由表8可知,与平菇、杏鲍菇和双孢蘑菇相比较,银丝草菇锌、铜含量均高于其他3种食用菌,锌含量分别是三者的126.25倍、19.37倍和337.76倍;铜含量分别是三者的268.19倍、20.43倍和31.60倍。由于硒元素对人体健康较有益处,通过对比发现银丝草菇硒含量远高于平菇、杏鲍菇和双孢蘑菇,分别是平菇和杏鲍菇的的151.50倍和7.48倍。双孢蘑菇中硒含量由于低于检出值的最低限而未能检出。
表8 不同食用菌微量元素含量比较Tab.8 Comparison of micronutrient contents in different edible fungi
2.5.5 银丝草菇和草菇营养成分比较
银丝草菇和草菇均属于草菇属,在进化上亲缘关系较近,但是其子实体营养成分存在一定差异,银丝草菇和草菇营养成分[51-52]见表9。
表9 银丝草菇和草菇营养成分比较Tab.9 Comparison of nutritional components between Volvariella bombycina and Volvariella volvacea
由表9可知,与草菇相比较,银丝草菇子实体蛋白质、氨基酸、VC、烟酸、铜和锌的含量低于草菇。其中VC和烟酸含量显著低于草菇,草菇VC和烟酸含量分别是银丝草菇的22.74倍和16.64倍。此外,草菇重金属含量较银丝草菇低,其他营养成分含量相差不大。
3 讨论
营养成分是评价食用菌价值的重要标志,活性成分是食用菌保健功效的重要物质基础,其含量的高低是开发相关功能产品的重要参考指标[27]。通过对银丝草菇子实体、菌丝体和发酵液营养成分研究发现,子实体较菌丝体和发酵液营养成分种类更齐全,有益成分含量更丰富,子实体营养价值显著高于菌丝体和发酵液。菌丝体和发酵液也是食用菌生产过程中的重要产品,可以通过精深加工技术来提高其利用价值。
通过将银丝草菇与其他常见食用菌营养成分比较发现,银丝草菇粗蛋白和粗纤维含量较高,富含人体必需氨基酸、多种维生素和矿物质,其中硒、锌、铜含量显著高于其他菌类。前人研究显示[39],硒是生物体内多种酶的重要组成部分,具有抗衰老、抗氧化、增强人体免疫力、提高红细胞携氧能力、解毒排毒、预防癌变等功效。此外,甲状腺中硒含量较高,硒、碘和铁等元素共同维持甲状腺激素的合成和功能[40-41]。锌对人体的作用主要包括促进生长发育、促进创伤愈合、增强免疫力、增强精子活力、参与能量代谢等[42-43];锌在白血病、心血管疾病、创伤愈合和大脑发育等过程中也发挥重要作用[44-47]。铜是多种酶的重要组成元素,其主要功能是参与造血过程、维持正常脑功能、参与细胞的氧化等,并对细胞、呼吸、神经、内分泌具有一定的调节作用[48]。同时,铜参与癌症治疗等生理过程,与人体健康息息相关[49-50]。银丝草菇富含硒、锌、铜等金属元素,说明其潜在营养价值较高。
银丝草菇和草菇除VC和烟酸含量差异显著外[51-52],银丝草菇与草菇除其他营养成分含量相差不大,说明二者营养价值相似。银丝草菇和草菇营养成分的差异可能是由于栽培原料、采收时期和检测方法等不同造成的。以上研究结果说明银丝草菇是一种高营养的菌类,值得推广生产。
目前国内外对银丝草菇的研究相对较少,已有研究主要集中在栽培和分类方面[1,53-54]。因此,了解银丝草菇的营养价值、加强对银丝草菇利用和深加工技术的研究,尤其是基础性、规范化的研究,对银丝草菇的市场推广和产品开发具有重要指导意义。