10 个肺形侧耳菌株的营养成分及呈味物质分析

王祥锋，赵 威，汪 乔，王 丽,

（1.山东农业大学植物保护学院，山东省农业微生物重点实验室，山东泰安 271018；

2.泰安市农业科学院食用菌研究所，山东泰安 271000）

肺形侧耳（Pleurotus pulmonarius），又名秀珍菇、味精菇，其味道鲜美，栽培基质广泛，可利用多种农林废弃物，且子实体富含蛋白质、矿质元素、氨基酸等营养成分和多糖、γ-氨基丁酸（GABA）、麦角甾醇等多种生理活性物质[1-3]，具抗氧化、抗衰老和提高免疫力等功效[4-6]，因此成为目前最具开发前景的珍稀食用菌种类之一，具广阔的市场前景。

随着人们生活水平和健康意识的不断提高，人们对食用菌营养成分和保健功效方面的需求也越来越高。研究发现，同种食用菌不同菌株间的子实体营养成分和呈味物质具较大差异[7-8]，目前关于肺形侧耳不同菌株间营养成分和呈味物质的相关研究较少。山东省作为全国农业大省，农林废弃物资源丰富，但目前大部分都被焚烧或掩埋，造成严重的资源浪费和环境污染。肺形侧耳具有较强的生态适应性和木质纤维素降解能力，基于此，本研究选取10 个肺形侧耳菌株（5 个野外采集菌株和5 个商业栽培品种），以苹果木屑和玉米芯等山东省主要农林废弃物作为栽培基质进行栽培出菇，并对不同菌株的子实体营养成分和呈味物质进行了较全面的分析和评价，以期为肺形侧耳优良菌株的选育和开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

肺形侧耳菌 共10 个菌株，为国内各菌种保藏中心赠予，其中5 个是野外采集菌株，5 个为产量较高的商业栽培菌株。菌种保藏于山东农业大学菌物实验室，具体见表1；氨基酸标准品、5′-CMP（5′-胞苷酸）、5′-UMP（5′-尿苷酸）、5′-GMP（5′-鸟苷酸）、5′-IMP（5′-肌苷酸）、5′-AMP（5′-腺苷酸）等单核苷酸标准品 上海安谱实验科技股份有限公司；柠檬酸钠、氢氧化钠、硫酸铜、硫酸钾、硫酸、硼酸、甲基红指示剂、苯酚、高氯酸、盐酸标准滴定溶液、溴甲酚绿指示剂、四丁基硫酸氢铵、氢氧化钾、磷酸二氢钾等标准品 国药集团化学试剂有限公司；γ-氨基丁酸标准物质 上海源叶生物有限公司。

K9840 凯氏定氮仪 济南海能仪器股份有限公司；FA-1004 电子天平 上海舜宇恒平科学仪器有限公司；8453 紫外可见分光光度仪、1260 液相色谱Agilent 公司；BR4I 离心机、U3000 液相色谱仪Thermo 公司；UB-7pH 计 Denver 公司；LA8080氨基酸自动分析仪 日本株式会社日立高新技术公司；MDS-6G 多通量微波消解/萃取仪 上海新仪微波化学科技有限公司；iCAP-7000 全谱直读电感耦合等离子体发射仪 赛默飞世尔科技公司；多功能粉碎机 浙江省永康市红太阳机电有限公司，附60 目筛等。

1.2 实验方法

1.2.1 栽培出菇实验 该实验于2021 年7 月至11 月在山东农业大学菌物实训基地进行接种栽培。栽培配方为：苹果木屑56%，玉米芯20%，麸皮20%，石灰2%，石膏1%，糖1%，含水量约为60%～62%。每个菌株接种20 袋，接麦粒原种后置于发菌室进行菌丝培养，待菌袋长满经低温刺激后转移至菇房进行标准出菇管理。

1.2.2 样品预处理 将适时采收的肺形侧耳子实体鲜品于40 ℃烘干至含水量低于10%，粉碎过60 目筛后置于干燥器中备用，后期实验研究对象为此干重子实体。

1.2.3 营养成分分析 粗蛋白、总糖、γ-氨基丁酸及水解氨基酸含量分别参照文献[9-12]进行测定。矿物质含量按照文献[13-14]测定。Cr 含量、Pb 含量及Cd 含量分别按照文献[15-17]测定。

游离氨基酸含量测定：精确称取样品100 mg，加入50 mL 0.1 mol/L 盐酸溶液摇匀，40 ℃超声提取30 min，室温静置30 min 后于5000 r/min 离心3 min。取1 mL 上清液于离心管中，以体积比1:1 加入10%磺基水杨酸溶液，混合液4 ℃放置30 min 后10000 r/min、4 ℃离心30 min，迅速移出上清液，由10 mol/L 氢氧化钠溶液调节pH 至2.0 后过0.22 μm MCE 微孔滤膜上氨基酸自动分析仪测定[18]。

5′-核苷酸的测定：精确称取100 mg 混合均匀的样品于离心管中，加入15 mL 5%高氯酸，匀浆后于4 ℃，7000 r/min 离心10 min，取上清液，沉淀中加入10 mL 5%高氯酸再次匀浆提取，合并两次提取的上清液，用5 mol/L KOH 调pH 至6.75，超纯水定容至50 mL，0.22 μm 滤膜过滤后经U3000 液相色谱仪检测[19]。

1.2.4 蛋白质营养价值评价 氨基酸评分（AAS）根据Seligson 等[20]的方法计算。SAA=w1/w2×100，式中：SAA为氨基酸评分；w1为待评价蛋白中某氨基酸含量，g/100 g；w2为参考蛋白模式中对应氨基酸含量，g/100 g。

化学评分（CS）根据FAO[21]的方法计算。SC=w1/w2×w3/w4×100，式中：SC为化学评分；w1为待评价蛋白中某一必需氨基酸含量，g/100 g；w2为待评价蛋白中必需氨基酸总含量，g/100 g；w3为参考蛋白中相应必需氨基酸含量，g/100 g；w4为待评价蛋白中必需氨基酸总含量，g/100 g。

必需氨基酸指数（EAAI）参考Oser[22]提出的方法计算。EAAI=（A/AE×B/BE×…×I/IE）1/n，式中：n 为供试的必需氨基酸数量；A，B，…，I 为待测蛋白质中的必需氨基酸含量；AE，BE，…，IE为鸡蛋蛋白质中的必需氨基酸含量，mg/g。

氨基酸比值系数（RC）和氨基酸比值系数分（SRCAA）根据朱圣陶等[23]的方法计算。CR=w1/w2×100，式中：CR为氨基酸的比值系数；w1为必需氨基酸含量的比值；w2为必需氨基酸含量比值的平均值。SRCAA=100-w1×100，式中：SRCAA 为氨基酸的比值系数分；w1为氨基酸比值系数的变异系数。

1.2.5 等鲜浓度值（Equivalent Umami Concentration，EUC）计算 根据Mau 等[24]的方法计算。Y=∑aibi+1218（∑aibi）（∑ajbj），式中：Y 为等鲜浓度（g MSG/100 g）；ai为鲜味氨基酸（谷氨酸或天冬氨酸）含量（g/100 g）；aj为呈鲜核苷酸（5′-GMP、5′-IMP、5′-XMP、5′-AMP）含量（g/100 g）；bi为呈鲜氨基酸相对谷氨酸的值（谷氨酸=1，天冬氨酸=0.077）；bj为呈鲜核苷酸相对5′-肌苷酸的值（5′-GMP=2.3、5′-IMP=1、5′-XMP=0.61、5′-AMP=0.18）；1218 为协同作用常数。

1.3 数据处理

实验测定3 次平行，数值结果表现为平均值±标准差形式。采用WPS Excel 进行数据处理，IBM SPSS Statistics 21.0 比较样品间的显著性，用Origin 2018 作图。

2 结果与分析

2.1 子实体营养成分分析

2.1.1 粗蛋白和总糖含量 10 个供试肺形侧耳菌株子实体粗蛋白和总糖含量结果如图1 所示。不同菌株的子实体中粗蛋白含量在30.00～36.07 g/100 g 之间，其中菌株PL9 含量最高，菌株PL4 含量最低，比较发现商品菌株间的差异较小，而野生菌株间差异较大，推测原因可能是商品菌株大都基于商业需求选育，菌株间差异较小；10 个供试菌株间的总糖含量差异显著（P＜0.05），在31.10%～47.63%之间，其中菌株PL4 含量最高，为47.63%，菌株PL3 含量最低，仅为31.10%，两者相差16.53%，说明不同菌株总糖含量差异显著。

图1 子实体中粗蛋白和总糖含量比较Fig.1 Comparison of crude protein and total sugars content in fruit bodies

2.1.2γ-氨基丁酸（GABA）含量 本研究发现10 株供试肺形侧耳菌株的子实体中均含有GABA，结果如图2 所示。不同菌株间GABA 含量差异明显，在249.64～485.34 mg/kg 之间，其中菌株PL1 含量最高，菌株PL10 含量最低，最高含量与最低含量相差接近一半，因此菌株PL1 可作为高产GABA 候选菌株用于GABA 生产。除菌株PL1 和PL10 外，其余菌株都表现为商品菌株中GABA 的含量普遍高于野生菌株。

图2 子实体中γ-氨基丁酸含量比较Fig.2 Comparison of GABA content in fruit bodies

2.2 子实中体矿物质元素和重金属含量分析

10 个供试肺形侧耳菌株子实体中的矿物质元素和重金属含量如表2 所示。所有供试菌株的子实体中均含有人体所必需的钙、镁、铁、锰、铜、锌等有益的矿物质元素，但不同菌株间含量存在较大差异，其中钙含量在2475.30～3682.64 mg/kg 之间，镁含量在1021.14～1407.73 mg/kg 之间，铁含量在136.59～563.95 mg/kg 之间，锌含量在88.38～251.77 mg/kg之间，锰和铜的含量较低，分别在16.56～27.82 和16.25～28.41 mg/kg 之间。通过对供试菌株子实体中的重金属进行检测发现，所有样品中均未检测到Pb，而Cr 和Cd 两种重金属的含量分别在0.29～0.36和0.25～0.34 mg/kg 之间，均远低于检测限量指标。

表2 子实体中矿物质和重金属含量比较（mg/kg）Table 2 Comparison of mineral and heavy metal content in fruit bodies (mg/kg)

2.3 子实体氨基酸组成及含量分析

不同肺形侧耳菌株其氨基酸组成和含量各不相同，其中菌株PL9 子实体中的总氨基酸含量最高，为26.04 g/100 g，菌株PL1 的含量最低（表3）。综合分析发现，野生菌株的氨基酸总量普遍低于商品菌株。供试样品中必需氨基酸总量在7.97～9.70 g/100 g之间，必需氨基酸总量与氨基酸总量的比值（E/T）为0.36～0.38，且必需氨基酸总量与非必需氨基酸总量的比值（E/N）为0.55～0.61。根据世界卫生组织（WHO）和联合国粮农组织（FAO）所提出的理想模式，E/T 在0.40，E/N 在0.60 以上时蛋白质氨基酸组成较优。

表3 子实体中氨基酸含量比较Table 3 Comparison of amino acid contents in fruit bodies

对10 个供试菌株的子实体蛋白质中氨基酸组成和含量进行鸡蛋模式和FAO/WHO 模式转化（表4），结果表明，除菌株PL1 和PL5 的甲硫氨酸+半胱氨酸的含量较低外，其余氨基酸含量均大于FAO/WHO推荐值；10 个供试菌株的赖氨酸含量均较高，占总氨基酸含量的6.39%～7.18%，几乎全部高于鸡蛋中的含量。赖氨酸作为人体第一必需氨基酸，在小麦、玉米和大米等谷类中含量较少，本研究中的肺形侧耳子实体中赖氨酸含量普遍较高，可作为人体获取赖氨酸的良好来源。

表4 子实体中必需氨基酸组成分析（%）Table 4 Essential amino acid composition analysis in fruit bodies (%)

2.4 子实体中蛋白质的营养价值评分

氨基酸评分（AAS）是目前应用广泛的一种食物蛋白质营养价值评价方法，它是实验蛋白质中某一必需氨基酸占WFO/FAO 评分模式中相应氨基酸含量的百分比。当AAS 的值越接近1 时，实验样品的氨基酸组成就越接近WFO/FAO 评分模式，蛋白质价值就越高。AAS 低于1 的为限制氨基酸，其中最低的为第一限制氨基酸。由表5 可知，供试菌株中除菌株PL1 和PL5 的甲硫氨酸+半胱氨酸偏离较大之外，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异亮氨酸（菌株PL1 和PL5 第一限制氨基酸为甲硫氨酸+半胱氨酸）。10 个供试菌株中PL9 子实体中必需氨基酸的AAS 值均大于或等于1，表明该菌株所含的氨基酸价值最高，利于消化吸收。综合比较发现，商品菌株的必需氨基酸得分更接近WFO/FAO 评分模式，因此蛋白质品质相较更加优良。

表5 子实体必需氨基酸氨基酸评分（AAS）（%）Table 5 Essential amino acid AAS scores in fruit bodies (%)

化学评分（CS）用来评价待测蛋白质中某一必需氨基酸含量与标准鸡蛋蛋白中该必需氨基酸含量的接近程度，它与AAS 一样，都是评价氨基酸的营养价值的指标。CS 值越接近1，与鸡蛋模式氨基酸组成越接近，蛋白质价值就越高。由表6 可知，菌株PL1、PL3、PL5、PL6 和PL10 的第一限制氨基酸为甲硫氨酸+半胱氨酸，其余菌株的第一限制氨基酸为异亮氨酸。供试菌株中苏氨酸和赖氨酸的CS 值最接近1，其余氨基酸的CS 值在0.65～1.12 之间（PL1和PL5 的甲硫氨酸+半胱氨酸的值除外）。综合比较10 个供试菌株发现，野生菌株的CS 值更加接近鸡蛋模式，表明在该评价指标下，野生菌株表现较优。

表6 子实体必需氨基酸化学评分（CS）Table 6 Essential amino acid CS in fruit bodies

必需氨基酸指数（EAAI)是一种蛋白质的必需氨基酸含量与标准蛋白质(通常是鸡蛋蛋白质)中的必需氨基酸含量比值的几何平均数，是评价食物蛋白质营养价值的指标之一。EAAI≤0.75 不适合做蛋白源、0.75＜EAAI≤0.85 为可用蛋白源、0.85＜EAAI≤0.95 为良好蛋白源、EAAI≥0.95 为优质蛋白源。本实验中，供试样品的EAAI 值在70.95～85.20 之间，根据以上评价标准，除菌株PL1 和PL5 外，其余8 个菌株均为可用蛋白源，其中菌株PL2 中必需氨基酸均衡性较好，为良好蛋白源。

2.5 氨基酸比值系数（RC）及氨基酸比值系数分（SRCAA）评价

氨基酸比值系数（RC）用来评估氨基酸在氨基酸平衡上做的贡献，RC＞1 表示该氨基酸过剩，RC＜1 表示该氨基酸相对不足；RC 越集中，越接近1，蛋白质的营养价值越高。氨基酸比值系数分（SRCAA）表示氨基酸平衡做出的贡献大小，该值越接近100，蛋白质营养价值越高。如果食物中氨基酸组成与氨基酸模式一致，则RC 都应等于1，SRC 为100。由表7可知，本研究的供试菌株中，除菌株PL1 的苏氨酸和赖氨酸，菌株PL5 的苏氨酸及所有菌株的苯丙氨酸+酪氨酸含量相对过剩之外，其余样品的氨基酸含量皆相对不足。供试菌株的SRCAA 值在69.06～90.12 之间，其中菌株PL8 的SRCAA 值最高，为90.12，表明该菌株在所有供试菌株中的蛋白质营养价值最高。

2.6 子实体中呈味氨基酸和5′核苷酸分析

呈味氨基酸与呈味核苷酸是食用菌中重要的非挥发性风味物质，当二者同时存在时可以产生协同效应，显著提高食用菌的鲜味。游离氨基酸是呈味氨基酸中一类重要的味觉活性物质，根据其呈味特性的不同，又可将其分为鲜味、甜味、苦味和无味四类。鲜味氨基酸和甜味氨基酸是赋予食用菌良好口感的重要因素，由表8 可知，10 个供试菌株中呈味氨基酸含量为甜味氨基酸＞鲜味氨基酸＞苦味氨基酸，甜味氨基酸总量介于47.02%～61.33%之间。呈味核苷酸是赋予食用菌特有鲜味的另一个因素，包括大量单核苷酸如5'-鸟苷酸、5'-肌苷酸、5'-黄苷酸、5'-腺苷酸，尤其5'-鸟苷酸含量最为丰富。供试肺形侧耳菌株子实体中5'-核苷酸总量为1195.16～1553.25 mg/kg，其中5′-AMP 含量普遍较高。采用等鲜浓度值（EUC）来进行分析评价供试菌株的鲜味，结果如表9 所示，EUC值在14.11～30.11 g MSG/100 g 之间，处于Mau 划分第3 水平。综合比较分析发现商品菌株的5′-核苷酸总量、鲜味核苷酸及EUC 值均普遍高于野生菌株，但本实验中的EUC 值普遍较低，显著低于之前的研究结果[25]，表明不同栽培基质对肺形侧耳的EUC 值影响较大。

表8 子实体呈味氨基酸含量比较Table 8 Comparison of flavor amino acid in fruit bodies

表9 子实体5′-核苷酸的含量及EUC 评价Table 9 Content of 5′-nucleotides and EUC value evaluation of fruit bodies

3 讨论与结论

从营养方面来看，10 个肺形侧耳菌株的子实体营养丰富但不同菌株间差异显著，其中粗蛋白含量在30.00～36.07 g/100 g 之间，高于已报道的杏鲍菇[26]（19.05～25.62 g/100 g），香菇[27]（19.72～25.26 g/100 g），金针菇[28]（15.32～23.81 g/100 g）等食用菌；总糖含量在31.10%～47.63%之间，普遍高于已报道的食用菌[29]。γ-氨基丁酸（GABA）广泛分布于动植物、微生物体中，是谷氨酸在谷氨酸脱氢酶作用下形成的一种非蛋白氨基酸，是人类神经系统中重要的活性物质，具有降压、改善肝功能、抗衰老、抗疲劳、促进睡眠、治疗糖尿病等作用[30]。张亚青[31]对市售的11 种食用菌进行测定发现，秀珍菇中GABA 的含量较高，本研究中GABA 含量在249.64～485.34 mg/kg 之间；不同菌株间各矿质元素的含量差异较显著，这与李杰庆等[32]的研究一致，表明不同菌株对不同矿质元素的吸收能力是不同的，食用菌在生长过程中会对Fe、Mn、Cu、Zn 等元素有一定选择性吸收，因此可以作为补充这些必需元素的良好食物来源[33]。

通过对供试样品氨基酸组成分析与评价，结果发现肺形侧耳子实体中氨基酸种类齐全，含量丰富，其必需氨基酸含量占总氨基酸含量40%以上，接近WHO 和FAO 理想模式，属于较优质的蛋白质。蛋白质的营养价值与其氨基酸组成密切相关，食物蛋白质中的氨基酸越接近人体蛋白质的组成，且能被人体消化吸收，其营养价值越高。本研究采用国际通用的营养评价方法，对供试肺形侧耳蛋白质营养价值进行AAS、CS、EAAI 和SRCAA 评价。样品的EAAI值在70.95～85.20 之间，根据评价标准，除菌株PL1和PL5 子实体外，其余8 个菌株子实体均为可用蛋白源，其中菌株PL2 子实体必需氨基酸均衡性最好；SRCAA 值在69.06～90.12 之间，菌株PL8 子实体最接近100，说明该菌株子实体蛋白营养价值最均衡。

通过以上测定指标得出肺形侧耳是一种营养价值较高的食用菌，含有丰富的糖类、蛋白质、矿物质和γ-氨基丁酸等营养成分，且必需氨基酸占比接近FAO/WHO 氨基酸理想模式，具有较高的营养价值和保健食品开发前景。综合比较本研究的10 个供试菌株发现，5 个商业栽培菌株间的各项指标差异较小，品质普遍较高，其中菌株PL9 表现最优，其蛋白营养价值和EUC 值明显高于另外4 个菌株；5 个野生菌株间的差异较为显著，个别菌株表现为单一营养物质含量较高，如菌株PL1 的γ-氨基丁酸含量显著高于其他供试菌株，菌株PL4 的总糖含量较高，菌株PL2 的蛋白营养价值较高等。由此表明，不同菌株间营养和风味成分含量具显著差异，今后应加强肺形侧耳种质资源的保护和创新利用，为专用特用品种的选育和满足人们的多元化消费需求奠定基础。