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文章信息
- 肖楠, 唐庆九, 张劲松, 吴迪, 刘艳芳, 周帅, 王晨光, 杨焱, 张忠, 颜梦秋
- XIAO Nan, TANG Qing-Jiu, ZHANG Jin-Song, WU Di, LIU Yan-Fang, ZHOU Shuai, WANG Chen-Guang, YANG Ya, ZHANG Zhong, YAN Meng-Qiu
- 食用菌副产物中可再利用的营养成分分析
- Analysis of recyclednutritive components in edible
mushroom by-products - 微生物学通报, 2015, 42(10): 1929-1935
- Microbiology China, 2015, 42(10): 1929-1935
- 10.13344/j.microbiol.china.141006
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文章历史
- 收稿日期: 2014-12-15
- 接受日期: 2015-04-03
- 优先数字出版日期(www.cnki.net): 2015-04-24
2. 上海海洋大学 食品学院 上海 201306
mushroom by-products
2. College of Food Engineering, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China
随着农业产业结构的调整,食用菌产业已成为开发前景广阔的农业主导产业,食用菌栽培规模和产品数量不断增加[1]。目前,国内外对食用菌营养价值的研究已十分广泛[2]。同时,大量研究表明食用菌中含有多种活性成分[3],这些活性成分具有广泛的抗肿瘤[4, 5]、降血脂[6]、增强人体免疫力[7, 8]等药用功能,因此,以食用菌为原料的医药保健产品也越来越多。
由于菌菇类产品具有季节性,大量上市时常常供过于求,因此食用菌深加工产业发展迅速,每年有大量的食用菌用于生产加工、提取活性成分等,由此会出现大量的食用菌提取残渣。香菇、猴头、杏鲍菇等食用菌全部子实体都可食用,而在深加工提取可溶性多糖后被称为副产物的剩余部分往往作为残渣丢弃;灵芝、虫草等常常用来提取多糖、三萜类等活性成分[9, 10, 11],剩下的残渣也直接被丢弃,这些残渣中是否还含有可再利用的营养成分或活性物质,目前这方面的研究报道却较少。因此,对灵芝子实体、灵芝孢子粉、灵芝菌丝体、猴头菇、杏鲍菇、鸡腿菇、香菇、灰树花、蛹虫草、茯苓10种食用菌副产物中主要营养成分进行测定分析,以了解这些食用菌副产物中可再利用的营养和活性成分,旨在更好地开发利用食用菌资源,避免资源浪费,提高食用菌原料附加值。
1 材料与方法 1.1 材料与试剂灵芝子实体(Ganoderma lucidum)、灵芝孢子粉(Ganoderma lucidum spore)(去除孢子油)、灵芝菌丝体(Ganoderma lucidummycelia)、猴头菇(Hericiumerinaceus)、杏鲍菇(Pleurotus eryngii)、鸡腿菇(Coprinus comatus)、香菇(Lentinula edodes)、灰树花(Grifola frondosa)、蛹虫草(Cordyceps militaris)、茯苓(Poria cocos)食用菌原料均购自上海百信生物科技有限公司。
无水乙醇、无水乙醚、氢氧化钠、氢氧化钾、盐酸、浓硫酸、硼酸、柠檬酸钠、茚三酮、无水碳酸钠、无水葡萄糖、苯酚、甲基红-溴甲酚绿混合指示剂等均为分析纯,国药集团药业股份有限公司;酵母和蘑菇中β-葡聚糖检测试剂盒,爱尔兰Megazyme公司。
1.2 主要仪器及设备DJ-10A中药粉碎机,上海淀久中药机械制造有限公司;MA100红外水分测定仪,德国Sartorius公司;Kjeltec 8100凯氏定氮仪,瑞典FOSS公司;L-8900氨基酸自动分析仪,日立高新技术公司;SynergyHT96孔板酶标仪,美国Bio-Tec公司。
1.3 实验方法 1.3.1食用菌副产物占原料的比例测定:收集醇提后的灵芝子实体、灵芝孢子粉(已去除孢子油)、灵芝菌丝体、猴头菇、杏鲍菇、鸡腿菇、香菇、灰树花、蛹虫草、茯苓10种食用菌残渣,60 °C烘干后,取40 g于1 L的锥形瓶中,以料液比1:20、100 °C水浴提取,每次2 h,水提至用苯酚-硫酸法[12]测定提取液中基本无多糖为止,冷冻干燥,得到灵芝子实体、灵芝孢子粉、灵芝菌丝体、猴头、杏鲍菇、鸡腿菇、香菇、灰树花、蛹虫草、茯苓的副产物,分别计算不同食用菌副产物占原料的比例;得到的副产物用粉碎机粉碎,过100目筛,用于副产物中营养成分的分析测定。 1.3.2 水分测定:称取1 g样品铺平于铝箔托盘上,置于红外水分测定仪进行水分测定。 1.3.3 灰分测定:按国家标准GB5009.4-2010食品中灰分的测定标准测定。 1.3.4 总糖测定:按国家标准GB/T-15672-2009食用菌总糖含量的测定标准测定。 1.3.5 粗蛋白测定: 按照国家标准GB/T 15673-2009食用菌中粗蛋白含量的测定标准凯氏定氮法测定。 1.3.6 粗纤维测定: 按照国家标准GB/T 5009.10-2003植物类食品中粗纤维的测定标准测定。 1.3.7 葡聚糖测定:按酵母和蘑菇中β-葡聚糖检测试剂盒K-YBGL 07/11的测定方法测定总葡聚糖、α和β-葡聚糖含量。 1.3.8 氨基酸测定:按照国家标准GB/T 5009.124-2003食品中氨基酸的测定标准测定。 1.3.9 数据处理分析:利用Excel 2007和IBM SPSS Statistics 19进行数据处理和分析,采用Tukey HSD检验进行显著性分析。 2 结果与分析按1.3.1食用菌提取加工方式对食用菌原料进行多次提取,提取后的残渣即副产物占原料的比例如图 1所示,10种食用菌副产物占原料的比例均在40%以上,其中茯苓的副产物占比最高,提取后的残渣达到92.57%,灵芝子实体、灵芝菌丝体以及灵芝孢子粉的副产物占比也较高,分别为85.77%、75.69%和64.34%。
分别对上述10种食用菌副产物中的水分、灰分、总糖、蛋白和纤维含量进行测定(表 1),测定结果发现这10种食用菌副产物中含有大量的总糖和蛋白等营养成分。其中总糖的含量均在20%以上,含量最高的是茯苓副产物,总糖含量达到66.04%,其次是灰树花为53.71%,鸡腿菇、杏鲍菇、香菇、灵芝子实体和菌丝体的总糖含量在38.37%−44.34%之间。副产物中蛋白含量除茯苓外均在10%以上,其中灵芝孢子粉蛋白含量最高达36.17%,茯苓最低为2.17%,其余在10.98%−26.86%之间。10种食用菌副产物中,水分含量基本在10%左右,除鸡腿菇外灰分含量基本均在1%左右,灵芝子实体、孢子粉副产物粗纤维含量最高,分别为35.38%和31.72%,明显高于猴头菇、灰树花、杏鲍菇等木质化程度低的食用菌品种。
食用菌种类 Edible mushroom species | 水分 Moisture | 灰分 Ash | 总糖 Carbohydrate | 粗蛋白 Crude protein | 粗纤维 Crude fiber |
Ganoderma lucidum | 11.70±0.42a | 0.65±0.02cd | 38.37±0.23de | 10.98±0.17f | 35.38±1.90a |
Ganoderma lucidum spore | 11.79±0.51a | 1.05±0.02b | 23.00±1.41g | 36.17±0.15a | 31.72±1.70b |
Ganoderma lucidum mycelia | 9.83±0.56b | 1.20±0.05b | 43.47±1.80cd | 26.86±0.15b | 9.28±0.44c |
Pleurotus eryngii | 9.91±0.06b | 1.15±0.07b | 43.38±2.27cd | 21.99±0.34d | 4.70±0.21d |
Hericium erinaceus | 5.80±0.41d | 1.17±0.07b | 32.74±2.13ef | 24.77±0.45c | 5.06±0.17d |
Grifola frondosa | 9.95±0.25b | 1.00±0.05b | 53.71±1.71b | 12.22±0.14f | 3.37±0.25de |
Coprinus comatus | 9.55±0.19b | 4.53±0.17a | 44.34±1.45c | 18.09±1.01e | 0.85±0.02e |
Lentinula edodes | 8.30±0.26c | 1.17±0.09b | 43.58±2.67cd | 22.09±0.61d | 1.78±0.26de |
Poria cocos | 10.39±0.30b | 0.43±0.05d | 66.04±1.25a | 2.17±0.05g | 0.63±0.05e |
Cordyceps militaris | 8.53±0.20c | 0.98±0.12bc | 29.75±0.30f | 25.34±0.20c | 11.95±0.13c |
β-葡聚糖是食用菌中发挥保健作用的主要功效物质[13],而这些副产物中多糖含量均较高,这些多糖是否为β构型目前还不明确,因此对10种副产物中的β-葡聚糖和α-葡聚糖进行分析测定,结果如表 2所示。10种食用菌副产物中的多糖主要为β-葡聚糖,其中茯苓、灵芝菌丝体和灰树花副产物中的β-葡聚糖分别达到59.46%、39.83%、33.83%,而α-葡聚糖含量仅为0.12%−2.80%。除鸡腿菇的α-葡聚糖含量较高为17.08%,其它食用菌副产物中的葡聚糖类型基本均为β-葡聚糖,α-葡聚糖含量都较低。
食用菌种类 Edible mushroom pecies | 总葡聚糖 Total glucan | α-葡聚糖 α-glucan | β-葡聚糖 β-glucan |
Ganoderma lucidum | 33.31±0.33cd | 32.62±0.01cd | |
Ganoderma lucidum spore | 19.41±1.42f | 0.85±0.12de | 18.56±0.12g |
Ganoderma lucidum mycelia | 41.27±0.18b | 1.44±0.06cde | 39.83±0.06b |
Pleurotus eryngii | 38.22±2.28bc | 5.93±0.26b | 32.29±0.26cd |
Hericium erinaceus | 28.19±2.37de | 1.11±0.12cde | 27.07±0.12e |
Grifola frondosa | 36.63±0.56bc | 2.80±0.07cd | 33.83±0.07c |
Coprinus comatus | 36.93±0.73bc | 17.08±1.50a | 19.86±1.50fg |
Lentinula edodes | 32.92±0.65cd | 1.85±0.19cde | 31.08±0.19d |
Poria cocos | 59.58±2.59a | 0.12±0.01e | 59.46±0.01a |
Cordyceps militaris | 24.33±1.33ef | 2.97±0.32c | 21.36±0.32f |
食用菌的高营养及其独特的风味均与其中的蛋白有关[14, 15, 16, 17],对副产物中的蛋白氨基酸的组成及含量进行分析(表 3)。结果发现这10种食用菌副产物中均含有17种常见氨基酸和除色氨酸(未测定)以外的7种人体必需氨基酸。蛹虫草、香菇、杏鲍菇、猴头菇、鸡腿菇副产物中氨基酸总量较高,依次为24.86%、21.91%、21.38%、21.02%、17.55%,必需氨基酸总量依次为10.43%、9.59%、8.96%、9.32%、7.56%,而茯苓、灵芝子实体、菌丝体、灰树花副产物中含量较低,必需氨基酸总量占氨基酸总量均在40%左右,与世界卫生组织(WHO)和联合国粮农组织(FAO)提出的E/T约为40%相符合。
同时对副产物的测定结果发现,甲硫氨酸的含量最低,为限制性氨基酸。而与风味相关的天冬氨酸和谷氨酸等鲜味和甜味氨基酸在杏鲍菇、猴头菇、鸡腿菇、香菇、蛹虫草这几种食用菌副产物中含量较高,在灵芝子实体、孢子粉、菌丝体、灰树花、茯苓等具有药用价值的食用菌中异亮氨酸和亮氨酸等苦味氨基酸含量较高。
3 结论经分析发现食用菌提取加工过程中产生超过40%的副产物,特别是茯苓、灵芝子实体的副产物超过了80%,这些副产物是可以食用的,具有再利用的可能性,因此对这些副产物中的营养成分进行分析。通过对10种食用菌副产物中营养成分分析发现,大量的营养物质多糖、蛋白,特别是β-葡聚糖还保留在提取后的残渣中。此研究说明这些食用菌副产物具有较大的利用价值及深远的开发潜力。
研究发现食用菌副产物中含有大量的β-葡聚糖,β-葡聚糖具有增强免疫力、抗癌、抗肿瘤、降低胆固醇等多种生理作用[18]。由于水溶性多糖中β-葡聚糖含量较低,而茯苓、灵芝子实体和孢子粉这些食用菌副产物中含有大量的β-葡聚糖成分,因此可以用于活性β-葡聚糖的制备,为药品或保健品提供原料,也可大大提高食用菌加工的附加值。
食用菌副产物中蛋白含量较高,尤其在灵芝孢子粉副产物中粗蛋白含量高达36.17%。同时,测定分析发现食用菌副产物中均含有17种常见氨基酸和大量的人体必需氨基酸,氨基酸总量和必需氨基酸量是评价营养价值的重要指标[19],食用菌副产物是优质的蛋白资源,有待于开发利用。近几年有研究发现将富含高蛋白的食用菌副产物添加到饲料中不仅可以增加饲料营养,还可以提高动物的免疫功能,副产物的利用也提高了食用菌的使用率[20]。对食用菌副产物的研究不仅可以变废为宝,还将促进食用菌产业向着循环利用、可持续方向发展。
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