不同品种金针菇的营养成分分析与评价

陆 欢 王瑞娟 刘建雨 宋春艳 尚晓冬

(1.上海市农业科学院食用菌研究所，上海 201403；2.农业部应用真菌资源与利用重点开放实验室，上海 201403；3.国家食用菌工程技术研究中心，上海 201403；4.上海市农业遗传育种重点实验室，上海 201403)

金针菇(Flammulinafiliformis)又称构菌、朴菇、毛柄金钱菌，其盖滑嫩，菌柄脆，形态美，口味鲜，具有较高经济价值的食药两用菌[1-2]，是中国最早实现工厂化生产的食用菌品种，也是历年来日产和年产数量最大品种之一，2019年中国金针菇年产量已达到258.96万t[3]。中国栽培的金针菇主要有黄色和白色两个品种，黄色品种主要是国内品种经野生驯化而来，白色品种绝大部分引自日本，目前工厂化所用品种基本以白色品种为主。

金针菇富含蛋白质、矿物质和维生素等各种营养成分[4-6]，还具有抗肿瘤、提高免疫力、降血脂、抗疲劳等多种药用保健价值[7-12]。近年来很多学者逐渐认识到食用菌蛋白、氨基酸和肽类物质的重要性，并进行了一系列的研究和开发[13-18]。中国黄色金针菇种质资源丰富，其所含氨基酸种类齐全，而目前对金针菇的研究主要集中于优化工厂化白色主栽品种的栽培模式、提高金针菇产量和改善农艺性状等方面上[19-21]，有关对黄色品种的营养成分和氨基酸研究，以及不同颜色品种之间的对比研究尚未见报道。研究拟以7个黄色和2个白色金针菇品种为研究对象，对其营养成分进行分析评价，以期为金针菇营养评价、开发利用和营养强化型新品种选育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 供试材料

供试金针菇菌株J6932、J6933、J6934、J6935、J4137、J5128、J6759、J5849和J6284由上海市农业科学院食用菌研究所提供。其中，J6932、J6933、J6934、J6935、J4137和J5128为黄色品种，J5849和J6284为白色品种。供试材料均于上海雪榕生物科技股份有限公司的上海工厂进行出菇，采收的成熟子实体鲜品。

1.1.2 试剂与仪器

浓硫酸、浓盐酸：分析纯，茂名市雄大化工有限公司；

茚三酮、柠檬酸钠、硫酸铜、硼酸、石油醚：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；

苯酚：分析纯，上海沃凯化学试剂有限公司；

分析天平：MS-TS型，梅特勒—托利多仪器(上海)有限公司；

高速粉碎机：QE-50型，浙江屹立工贸有限公司；

数显鼓风干燥箱：GZX-9240MBE型，上海博迅实业有限公司医疗设备厂；

氨基酸自动分析仪：L-8900型，日立(中国)有限公司；

全自动凯氏定氮仪：Kjeltec8100型，丹麦福斯集团公司；

真空冷冻干燥机：FD5-3T型，美国西盟国际公司。

1.2 方法

1.2.1 营养成分分析

(1)灰分含量测定：按GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》执行。

(2)粗纤维含量测定：按GB 5009.10—2003《植物类食品中粗纤维的测定》执行。

(3)蛋白质含量测定：按GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》执行。

(4)脂肪含量测定：按GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》执行。

(5)粗多糖含量测定：按NY/T 1676—2008《食用菌中粗多糖含量的测定》执行。

(6)还原糖含量测定：按GB/T 5009.8—2008《食品中还原糖含量的测定》执行。

(7)矿物质含量测定：按GB 5009.268—2016《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》执行。

(8)Ge含量测定：按GB 5009.151—2003《食品中锗的测定》执行。

(9)Pb含量测定：按GB 5009.12—2017《食品中铅的测定》执行。

(10)Hg含量测定：按GB 5009.17—2014《食品中总汞及有机汞的测定》执行。

(11)As含量测定：按GB 5009.11—2014《食品中总砷及无机砷的测定》执行。

(12)氨基酸测定：按GB 5009.124—2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》执行。

1.2.2 蛋白质营养价值评价

(1)氨基酸评分：根据Seligson等[22]的方法，按式(1)计算氨基酸评分(AAS)。

(1)

式中：

SAA——氨基酸评分(AAS)；

w1——待评价蛋白中某氨基酸含量，mg/g；

w2——参考蛋白模式中对应氨基酸含量，mg/g。

(2)化学评分：根据FAO[23]的方法。

(2)

SC——化学评分(CS)；

w1——待评价蛋白中某一必需氨基酸含量，mg/g；

w2——待评价蛋白中必需氨基酸总含量，mg/g；

w3——参考蛋白中相应必需氨基酸含量，mg/g；

w4——待评价蛋白中必需氨基酸总含量，mg/g。

(3)氨基酸比值系数和氨基酸比值系数分：根据朱圣陶等[24]的方法计算。

(3)

式中：

CR——氨基酸的比值系数(RC)；

w1——必需氨基酸含量的比值；

w2——必需氨基酸含量比值的平均值。

SRCAA=100-ω1×100，

(4)

式中：

SRCAA——氨基酸的比值系数分(SRCAA)；

w1——氨基酸比值系数的变异系数。

1.3 数据处理

所有的测定均进行3次平行重复，取平均值。采用SPSS 23.0软件对数据进行统计分析，采用Origin 2021软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 营养成分分析

2.1.1 灰分和粗纤维含量 由图1可知，9个品种中，J6933和J6935与J5849的灰分含量差异显著，其余品种间无显著差异。9个品种中粗纤维含量在6.7～10.6 g/100 g，比草腐型食用菌含量高[25]。其中，J4137和J6759的粗纤维含量显著高于其他品种。

2.1.2 粗蛋白和粗脂肪含量 由图2可知，9种金针菇子实体营养成分丰富，子实体中所含脂肪含量在1.16～2.31 g/100 g，低于草菇[26]、双孢蘑菇[25]、姬松茸[26]等草腐型食用菌；粗蛋白含量在15.32～23.81 g/100 g。粗脂肪含量皆偏低，粗蛋白含量较高，属于低脂高蛋白产品，符合健康饮食需求。其中，J4137、J5128和J6759粗蛋白含量较高；J4137粗脂肪含量较高，J6934中粗脂肪含量较低。

小写字母不同表示不同金针菇品种间差异显著(P<0.05)

2.1.3 粗多糖和还原糖含量 由图3可知，J6933粗多糖含量最高，J5128粗多糖含量最低；J6284中还原糖含量最高，J4137还原糖含量最低。9种金针菇粗多糖含量在1.49～3.77 g/100 g，比草腐型食用菌含量高[26]。

小写字母不同表示不同金针菇品种间差异显著(P<0.05)

2.2 矿物质和重金属含量分析

由表1可知，9种金针菇均检测出P、Ca、Na、K、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn和Se等常量元素及微量元素，其中，K和P含量较其他矿物质高，符合现代营养健康饮食的要求。9个品种中，J6933所含K、Ca和Se显著高于其他品种(P<0.05)；J6935所含Mg和Zn显著高于其他品种(P<0.05)；J4137所含Cu和Mn显著高于其他品种(P<0.05)；J5128所含P显著高于其他品种(P<0.05)，所含Mg显著高于除J6935之外的其他品种(P<0.05)；J6759所含Na显著高于其他品种(P<0.05)；J5849所含Fe显著高于其他品种(P<0.05)。此外，每个品种均含有Se，而硒能够促进生长、提高抗氧化以及免疫功能，对降低疾病和癌症的发病率和死亡率发挥着至关重要的作用。而Pb均未检出，Ge、Hg、As的含量均远低于检测限量指标[27]。

表1 9种金针菇子实体矿物质和重金属含量比较†

2.3 氨基酸营养评价

2.3.1 不同品种金针菇氨基酸含量比较 由表2可知，9种金针菇所含氨基酸种类齐全，均含有17种氨基酸，氨基酸总量在109.35～192.56 mg/g，是一种重要的优质蛋白质资源。其中，J5128的总氨基酸含量最高，J6759的次之，J6932的最低。所测17种氨基酸中，含量从高到底依次为谷氨酸(Glu)、蛋氨酸(Met)、天冬氨酸(Asp)、亮氨酸(Leu)、丙氨酸(Ala)、赖氨酸(Lys)、缬氨酸(Val)、苏氨酸(Thr)、丝氨酸(Ser)、甘氨酸(Gly)、精氨酸(Arg)、苯丙氨酸(Phe)、异亮氨酸(Ile)、脯氨酸(Pro)、酪氨酸(Tyr)、组氨酸(His)、半胱氨酸(Cys)。其中，谷氨酸、蛋氨酸、天冬氨酸和亮氨酸含量占总氨基酸含量的53.25%。9个品种中，J5128的必需氨基酸含量最高，J6759的次之，J6932的最低，与总氨基酸含量结果一致；IAA/TAA值在0.43～0.51，均接近于FAO/WHO提出的理想蛋白质模式值(0.40)；IAA/NIAA值在0.69～1.05，均比理想蛋白质标准(0.60)高，其中J5128和J4137的IAA/NIAA值非常接近于0.6，说明金针菇所含有的蛋白质可以作为一种优质蛋白营养来源。

表2 9种金针菇子实体氨基酸含量比较†

2.3.2 必需氨基酸组成分析 由表3可知，9种金针菇品种所含的必需氨基酸总含量在50.27～86.43 mg/g，均高于FAO/WHO模式和鸡蛋模式，说明此9种金针菇蛋白质中的必需氨基酸含量较优异蛋白稍有差距，相对而言J6932和J6933的含量与鸡蛋模式值最接近。此外，甲硫氨酸+半胱氨酸含量最高，远高于FAO/WHO模式和鸡蛋模式值；异亮氨酸含量与鸡蛋模式值最接近。9种金针菇的赖氨酸含量在6.06～11.34 mg/g，与吴莹莹等[28]对市售6种金针菇子实体的检测结果一致。人和动物体内不能自身合成赖氨酸，必须从食物中获取，金针菇所含赖氨酸含量较谷物类高，且在加工处理过程中不易被破坏，是人体获取赖氨酸的良好来源[29-31]。

表3 9种金针菇子实体必需氨基酸组成分析

2.3.3 必需氨基酸的氨基酸评分 由表4可知，J6932中除甲硫氨酸+半胱氨酸之外，其他氨基酸均与评分模式氨基酸组成接近，其中第一限制氨基酸为亮氨酸。此外，除J6284第一限制氨基酸为缬氨酸，甲硫氨酸+半胱氨酸偏离较大之外，所含必需氨基酸的AAS值均大于100，说明金针菇所含的氨基酸价值高，有利于消化吸收。

表4 9种金针菇子实体必需氨基酸AAS

2.3.4 必需氨基酸的化学评分 由表5可知，除J4137之外的8个金针菇品种的第一限制氨基酸为异亮氨酸，CS值在78.40～99.86。9个金针菇品种的CS值之间无显著差异，除J6935和J5849所含的苏氨酸CS值低于100，为第二限制氨基酸之外，所有品种所含的甲硫氨酸+半胱氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸和亮氨酸CS值均远高于100。

表5 9种金针菇子实体必需氨基酸CS

2.3.5 比值系数法评价必需氨基酸 由表6可知，9种金针菇除甲硫氨酸+半胱氨酸的RC值，以及J4137的苏氨酸的RC值大于1(相对过剩)之外，其余皆小于1(相对不足)。J6932、J6933、J6934、J6935、J4137、J5128、J6759和J6284的第一限制氨基酸均为亮氨酸，J5849的第一限制氨基酸为异亮氨酸。SRCAA值越接近100，表示其蛋白质营养价值越高。9种金针菇的SRCAA值在58.60～87.83，平均值为71.21，且均超过了50，说明9种金针菇的蛋白质营养价值较高。

表6 9种金针菇子实体必需氨基酸RC和SRCAA

2.4 聚类分析

综合9种金针菇的AAS、CS、RC和SRCAA值，以氨基酸为变量进行树状聚类分析，结果如图4所示。在欧氏距离为4时，将9种金针菇分为三大类，其中J6932、J6933、J6934、J6935和J6284可归为一类，J4137、J5128和J6759可归为一类，J5849与这两大类有明显的分离，单独为一类。聚类图充分反映出不同金针菇之间的差异性，J6932、J6933、J6934和J6935系列聚为一类，J6284亲本之一为黄色品种，因此也聚到同一大类中，J5128、J6759和J4137也为黄色品种，但与J6932系列亲缘关系较远，在氨基酸含量上存在较大差异，J5849为白色品种，氨基酸含量与黄色品种也存在差异。

图4 9个金针菇品种的系统聚类分析

3 结论

9种金针菇均属低脂高蛋白、低钠高钾产品，符合现代营养健康饮食的要求；而且所含氨基酸种类齐全，其中谷氨酸、蛋氨酸、天冬氨酸和亮氨酸含量较高，必需氨基酸均高于FAO/WHO模式和鸡蛋模式，且黄色品种与白色品种氨基酸的含量存在明显差异。金针菇作为具有较高价值的蛋白质，可根据需要与其他蛋白质含量较高的食物互补，提高利用价值。但如何利用现有金针菇品种的营养特征研究开发出营养强化型品种，尤其是定向选育高氨酸含量的金针菇新品种需要进一步研究和验证。