潘少香，劉雪梅，閆新煥，孟曉萌，譚夢男，李志成，曹 寧，鄭曉冬

(中華全國供銷合作總社濟南果品研究院，山東 濟南 250014)

食用菌是一類子實體碩大、可供食用的蕈菌，食用菌在自然界中分布很廣，種類繁多，營養(yǎng)豐富。我國是世界上最早認識食用菌并進行栽培的國家，栽培歷史悠久，品種資源豐富，地域分布廣闊。目前與美國、意大利、荷蘭、波蘭一樣，是全球食用菌生產大國之一[1]。食用菌味道鮮美，營養(yǎng)豐富。其營養(yǎng)特點是高蛋白，低脂肪、低糖、低熱量，并富含礦物質和高膳食纖維[2]。

根據食用菌營養(yǎng)方式不同，食用菌可分為腐生、共生和寄生菌。根據腐生型食用菌所適宜分解的植物和生長環(huán)境又分為木腐菌、草腐菌和土生菌，其中木腐菌和草腐菌占絕大多數。共生菌能與植物共生即可從土壤中也可從樹木中吸收水分和養(yǎng)料。寄生菌是生活在活的有機體上，從寄主細胞中吸收營養(yǎng)而生長發(fā)育。

除常規(guī)分類食用菌外，發(fā)酵菌—雪蓮菌也是一種生活中常見的食用菌。人工栽培的絕大多數都是木腐菌，少數是草腐菌、寄生菌。規(guī)?；虡I(yè)栽培的種類幾乎全部是木腐菌和草腐菌[1]。不同營養(yǎng)方式的食用菌其基本營養(yǎng)成分各不相同[3-5]。但目前未發(fā)現有關不同營養(yǎng)方式對其基本營養(yǎng)成分影響的研究。

主成分分析是一種多元統(tǒng)計分析技術，它是一種降維或者把多個指標轉化為少數幾個綜合指標來反映原來指標的方法。聚類分析法是根據一批樣品的多個觀測指標，具體找出一些能夠度量樣品或指標之間相似程度的統(tǒng)計量，以這些統(tǒng)計量為劃分類型的依據，把一些相似程度較大的樣品(或指標)聚合為一類。采用主成分分析法和聚類分析法能夠更好的對不同生長方式食用菌進行評價和劃分。研究不同營養(yǎng)方式對食用菌營養(yǎng)成分的影響，可以從營養(yǎng)成分方面明確食用菌的分類，為食用菌種植基料的選擇提供一定的理論依據。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

猴頭菇、銀耳、虎掌菌、雪蓮菌、正紅菇、茶樹菇、姬松茸、草菇、花菇、普通香菇、云耳、松葉蘑、蟲草花食用菌樣品均為干制樣品，樣品購自濟南市歷下區(qū)吉祥苑農貿市場。

1.2 儀器與設備

FW100高速萬能粉碎機，天津泰斯特；DHG-9202臺式干燥箱，上海博訊；K9840凱氏定氮儀，山東海能；TSX-1200馬弗爐，北京西尼特電爐有限公司；AA7000原子吸收分光光度計，日本島津。

1.3 實驗方法

1.3.1樣品處理方法

干制菌菇樣品經萬能粉碎機粉碎、過篩密封后置于干燥器中保存。

1.3.2測定方法

水分按照GB 5009.3—2016常壓干燥法測定[6]；灰分按照GB 5009.4—2016高溫灼燒氧化法測定[7]；蛋白質按照GB 5009.5—2016凱氏定氮法測定[8]；粗脂肪按照GB 5009.6—2016索氏脂肪抽提法測定[9]；膳食纖維按GB 5009.88—2014法測定[10]；總糖按照GB/T 15672—2009測定[11]；總酸按照GB/T 12456—2008法測定[12]；鈉元素按照GB 5009.91—2017采用AA7000型原子吸收分光光度計測定[13]。

1.4 數據分析

采用SPSS25.0主成分分析法，將數據標準化處理后，做因子分析，得到主成分的方差貢獻表，根據軟件給出的成分矩陣表，求出不同變量相應的主成分特征向量，特征向量和標準化數據的乘積即為變量的主成分負荷量，則不同樣品的主成分得分可以得知。

采用SPSS25.0聚類分析法，將數據標準化處理后，采用系統(tǒng)聚類分析中沃德法進行聚類，可得不同類型食用菌的聚類譜系圖。

2 結果與分析

2.1 食用菌基本營養(yǎng)成分分析

實驗根據營養(yǎng)方式的不同選取了12種食用菌和一種發(fā)酵菌—雪蓮菌，將13種食用菌按營養(yǎng)方式進行分類，分類結果見表1，實驗選取5種木腐菌，4種共生菌，2種草腐菌，1種寄生菌和1種發(fā)酵菌雪蓮菌。檢測13種食用菌樣品的總糖、蛋白質、脂肪、總酸、膳食纖維、灰分、鈉元素含量、水分等基本指標，為避免水分含量不同對食用菌各營養(yǎng)成分造成的差別，將食用菌營養(yǎng)成分換算成干基結果見表2。由表2可以看出不同食用菌其營養(yǎng)成分含量各不相同，但所有食用菌的總糖、脂肪、總酸含量均較低，而蛋白質、膳食纖維含量較高，大部分樣品蛋白質和膳食纖維含量之和占營養(yǎng)成分總含量50%以上。

膳食纖維含量從高到低分別為云耳、銀耳、花菇、猴頭菇、普通香菇、松葉蘑、雪蓮菌、茶樹菇、正紅菇、虎掌菌、蟲草、草菇和姬松茸，從膳食纖維含量排序可以看出木腐菌中膳食纖維的含量均較高，其次為共生菌和雪蓮菌，草腐菌和蟲草的膳食纖維含量較低。食用菌分解降解木質素的漆酶，使木質素發(fā)生降解[14-16]。有研究表明木耳等木腐菌具有較好降解木質素的活性[17]。如猴頭菇類的木腐菌還可產生分解纖維素的纖維素酶，促進營養(yǎng)體中纖維素的分解[18-19]。木腐菌主要生活在枯木或倒木上，所寄生的營養(yǎng)體木質素、纖維素含量較高，木質素纖維素降解會產生豐富的碳源，有利于形成纖維類的營養(yǎng)成分。因此，木腐菌以及共生菌在腐木上生存的食用菌膳食纖維的含量較高。

表1 13種食用菌營養(yǎng)方式分類表

蛋白質含量從高到低分別為姬松茸、雪蓮菌、草菇、蟲草、茶樹菇、正紅菇、普通香菇、松葉蘑、花菇、虎掌菌、云耳、猴頭菇和銀耳。從蛋白質含量排序可以看出草腐菌、雪蓮菌和蟲草的蛋白質含量較高，其次為共生菌(虎掌菌除外)，木腐菌除普通香菇外其它食用菌蛋白質相對較低。草腐菌是以吸收禾草秸稈(如稻草、麥草)等腐草中的有機質，同時輔以動物糞便，人工雪蓮菌一般養(yǎng)殖在牛奶中，蟲草本身以動物為寄生體，因此這三種類型的食用菌營養(yǎng)體氮源豐富，游離態(tài)的蛋白質轉化為適合食用菌菌絲生長的菌絲蛋白。

表2 13種食用菌營養(yǎng)成分干基結果

注：數據為3次平均值±標準偏差，不同品種間比較P<0.05差異顯著。

2.2 食用菌營養(yǎng)成分主成分分析

利用分析軟件SPSS25.0對13種食用菌的7種基本營養(yǎng)成分進行主成分分析，得到主成分的特征值和貢獻率見表3，由表3可知，前3個主成分的累積貢獻率為80.7%，基本上可以解釋大部分營養(yǎng)成分的變異信息[20]。由表3主成分載荷可知，第一主成分反映的是膳食纖維、蛋白質、總酸、總糖含量的信息，第二主成分反映的是灰分和脂肪含量的信息，第三主成分反映的是鈉含量的信息。

表3 主成分特征值及貢獻率

圖1 13種食用菌樣品主成分散點圖

膳食纖維和蛋白質作為食用菌的主要營養(yǎng)成分其變異信息均體現在第一主成分中。以各食用菌第一主成分得分和第二主成分得分做散點圖圖1，第一主成分和第二主成分的累積貢獻率雖然只有65.3%，但其反映了食用菌主要營養(yǎng)成分的信息。 從食用菌樣品主成分散點圖中可以看出，5種不同營養(yǎng)方式的食用菌除銀耳和茶樹菇外其它在第一主成分和第二主成分上可以明顯的分開。第一主成分反映的主要是膳食纖維、蛋白質、總酸、總糖含量的綜合信息，在第一主成分上從左到右分別是木腐菌、雪蓮菌、共生菌、寄生菌和草腐菌，與蛋白質和膳食纖維的含量排序基本一致。在第二主成分上各營養(yǎng)方式的食用菌差別不明顯，說明在灰分和脂肪含量上不同的營養(yǎng)方式并未對食用菌造成明顯的影響。第三主成分反映的是食用菌元素鈉的含量，從圖1中可以看出不同營養(yǎng)方式食用菌鈉元素含量差別比較大，同種營養(yǎng)方式不同品種食用菌鈉元素含量也有較大差異。從以上分析可以看出第三主成分不能作為區(qū)別不同營養(yǎng)方式食用菌的影響因素，第二主成分也不能單獨作為區(qū)別不同營養(yǎng)方式食用菌的影響因素，第一主成分和第二主成分結合后能夠有效的區(qū)分不同營養(yǎng)方式食用菌，這說明相同營養(yǎng)方式食用菌除鈉元素含量以外其它基本營養(yǎng)成分具有相似性，而不同營養(yǎng)方式的食用菌其基本營養(yǎng)成分有顯著差別。

2.3 食用菌營養(yǎng)成分聚類分析

利用分析軟件SPSS25.0對13種食用菌的7種基本營養(yǎng)成分進行聚類分析，結果如圖2所示，在類間距=10時，13個樣品分為四類：第一類聚集了4個樣品9,11,10,1(花菇、云耳、普通香菇、猴頭菇)這一類主要聚集了膳食纖維含量較高的木腐菌，這與主成分分析中第一主成分得分中木腐菌的得分區(qū)間一致。第二類聚集了4個樣品2,12,5,3(銀耳、松葉蘑、正紅菇、虎掌菌)，這四種菌菇均屬于共生菌，這類樣品蛋白質和膳食纖維含量均較高，鈉含量也較高，銀耳在第一主成分上得分與其他木腐菌相似，但在第二主成分得分與共生菌相似，通過聚類分析與共生菌聚為一類。第三類聚集了7，8(姬松茸、草菇)兩種食用菌，這兩種食用菌均屬于草腐菌，說明第三類反映的是蛋白質含量較高的草腐菌，與主成分分析圖中2種食用菌的得分區(qū)間一致。第四類聚集了4,13,6(雪蓮菌、蟲草花、茶樹菇)三種食用菌，一種寄生菌、一種發(fā)酵菌和一種木腐菌，這與主成分分析中雪蓮菌、蟲草花在第二主成分較其他種類食用菌的差異性相一致，與蟲草花在第三主成分與其他食用菌的差異性也一致。通過聚類分析可以發(fā)現除鈉含量較高的茶樹菇外其他木腐菌、共生菌、草腐菌均能按營養(yǎng)方式分為一類，這與主成分分析的結果是一致的，進一步說明營養(yǎng)方式的不同是造成食用菌營養(yǎng)成分差別的關鍵因素。

圖2 13種食用菌樣品聚類圖

3 結論

實驗對不同營養(yǎng)模式下不同食用菌品種基本營養(yǎng)成分總糖、蛋白質、脂肪、總酸、膳食纖維、灰分、鈉元素含量、水分等指標進行了檢測分析，發(fā)現不同營養(yǎng)模式下生長的食用菌其營養(yǎng)成分含量差別較大，特別是食用菌的關鍵指標蛋白質和膳食纖維的含量。研究發(fā)現木腐菌、共生菌的膳食纖維含量較高，草腐菌、雪蓮菌和蟲草菌的蛋白質含量較高。對不同品種食用菌營養(yǎng)成分進行主成分分析，提取了3個主成分反映原變量信息的80.7%，由主成分得分圖直觀的得到各個品種食用菌與主成分的關系。明確區(qū)分出不同營養(yǎng)方式的食用菌。在主成分分析散點圖上相同營養(yǎng)方式的食用菌在第一第二主成分上能夠明顯分開。同時對不同品種食用菌營養(yǎng)成分進行聚類分析，聚類結果共分為4類，聚類結果與主成分得分圖對不同營養(yǎng)方式食用菌的分類結果基本一致，這說明營養(yǎng)方式與食用菌的營養(yǎng)成分含量顯著相關。研究結果為人工種植食用菌基料的選擇提供了一定的理論依據。