馬慶華,董辰希,曹 晗,法 蕾,王海霞,馬淑敏,戴新陸,張永安
(中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院華北林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心,北京 102300)
野生大型真菌作為一種重要的野生森林資源,許多種類(lèi)為珍貴食用菌,其味道鮮美,營(yíng)養(yǎng)豐富,深受人們喜愛(ài)[1-2]。已有研究表明,一些大型真菌富含蛋白質(zhì)、氨基酸、礦質(zhì)元素等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),以及多糖、萜類(lèi)等具有抗氧化、抗腫瘤、增強(qiáng)人體免疫力等藥理作用的活性物質(zhì)[2-5]。北京周邊山區(qū)大型真菌資源豐富,目前已有一些研究報(bào)道多數(shù)集中于資源調(diào)查、分類(lèi)研究等,而缺乏其營(yíng)養(yǎng)特性等的詳細(xì)研究,由此產(chǎn)生一些保護(hù)和利用上的模糊認(rèn)識(shí)[6-7]。
門(mén)頭溝區(qū)是北京地區(qū)大型真菌物種多樣性的代表性區(qū)域,該地區(qū)氣候?qū)儆诘湫团瘻貛О霛駶?rùn)大陸性季風(fēng)氣候,年平均降水量約為600 mm[6];山區(qū)林地夏季濕潤(rùn)涼爽,原始植被類(lèi)型為暖溫帶落葉闊葉林,森林覆蓋率為85%,現(xiàn)存植被多為油松林、胡桃楸林、雜類(lèi)灌叢和蒙古櫟林群落,該地區(qū)水熱及植被條件孕育出豐富的大型真菌資源[6-7]。
長(zhǎng)期以來(lái),山區(qū)居民都有采集野生菌食用的傳統(tǒng)。一些優(yōu)良野生菌如血紅鉚釘菇(Chroogomphus rutilus)、短柄黏蓋牛肝菌(Suillus brevipes) 和毛木耳(Auricularia polytricha) 是北京山區(qū)林地發(fā)生量較大的菇類(lèi),往往成片發(fā)生,有時(shí)產(chǎn)量極高[6]。通過(guò)選取上述3種野生真菌為材料,對(duì)其蛋白質(zhì)、多糖、三萜、18種氨基酸和8種礦質(zhì)元素含量等成份進(jìn)行分析和評(píng)價(jià),以期為野生真菌馴化和利用提供科學(xué)依據(jù)。
1.1.1 供試材料
血紅鉚釘菇 [Chroogomphus rutilus(Schaeff.:Fr.)O.K.Miller.]、短柄黏蓋牛肝菌 [Suillus brevipes(Peck)Singer]和毛木耳 [Auricularia polytricha(Mont.)Sacc.],新鮮子實(shí)體均采自北京門(mén)頭溝九龍山自然保護(hù)區(qū),由長(zhǎng)白山科學(xué)研究院真菌分類(lèi)學(xué)專(zhuān)家范宇光鑒定。利用真空冷凍干燥技術(shù),在-50℃條件下,將子實(shí)體干燥72 h,使其低溫脫水而達(dá)到干燥目的。再使用冷凍混合型球磨儀進(jìn)行粉碎,得到粒徑80目的待測(cè)樣品。
1.1.2 供試試劑
18種氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品,Sigma-Aldrich公司;各元素 (P、Ca、Cu、Fe、K、Mn、Zn、Se) 標(biāo)準(zhǔn)溶液1 000 μg·mL-1,國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心;香草醛,齊墩果酸,鉬酸銨,甲醇,硝酸、H2O2,北京國(guó)藥集團(tuán);其它試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。
Foss 2000全自動(dòng)凱氏測(cè)氮儀,福斯分析儀器公司;日立L-8900全自動(dòng)氨基酸分析儀,日立高新技術(shù)公司;Mars6微波消解儀,美國(guó)CEM Corporation;MM400冷凍混合研磨儀,德國(guó)萊馳Retsch GmbH;UV1901紫外可見(jiàn)分光光度計(jì),上海奧析科學(xué)儀器有限公司;LGJ-10冷凍干燥機(jī),北京松源華興科技發(fā)展有限公司;PE AA800原子吸收分光光度計(jì),島津上海實(shí)驗(yàn)器材有限公司。
1.3.1 野生大型真菌中營(yíng)養(yǎng)成份的測(cè)定
蛋白質(zhì)含量測(cè)定參照GB 5009.5-2016食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定,蛋白質(zhì)系數(shù)為4.38;多糖提取率參照NY/T 1676-2008食用菌中粗多糖含量的測(cè)定;水分含量參照GB 5009.3-2016食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定;磷含量參照GB 5009.87-2016食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中磷的測(cè)定;硒含量參照GB 5009.93-2017食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中硒的測(cè)定;鈣、銅、鐵、鉀、錳、鋅含量參照GB 5009.268-2016食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中多元素的測(cè)定;氨基酸組成分析參照GB/T 5009.124-2016食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氨基酸的測(cè)定;色氨酸含量通過(guò)加入15 g·L-1的氫氧化鋰溶液進(jìn)行堿水解,采用高效液相色譜法測(cè)定;三萜類(lèi)物質(zhì)含量測(cè)定參照《中華人民共和國(guó)藥典》2015版(一部) (簡(jiǎn)稱(chēng)《中國(guó)藥典》) 靈芝三萜及甾醇的測(cè)定方法。
1.3.2 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)方法
氨基酸評(píng)分(amino acid score,AAS)、化學(xué)評(píng)分(chemical score,CS)、必需氨基酸指數(shù)(essential amino acid index,EAAI)、生物價(jià) (biological value,BV)、營(yíng)養(yǎng)指數(shù)(nutrient index,NI)的評(píng)價(jià)方法參考Bano等[8]和聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO) 的方法[9]。
1.3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
除水分含量外,所有數(shù)據(jù)均是基于干品通過(guò)3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)所得。由SAS 8.2軟件通過(guò)一般線性模型(general linear model,GLM) 進(jìn)行顯著性分析,分析方法為Duncan’s多重范圍檢驗(yàn),顯著性水平為α=0.05。
2016年至今,課題組對(duì)北京門(mén)頭溝九龍山自然保護(hù)區(qū)、妙峰山等地持續(xù)進(jìn)行了大型真菌調(diào)查和野外采集。結(jié)果表明,血紅鉚釘菇、短柄黏蓋牛肝菌和毛木耳3種野生菌是北京山區(qū)林地發(fā)生量較大的菇種。在海拔400 m~1 000 m的油松混交林地,短柄黏蓋牛肝菌大量發(fā)生,集中在8月~10月份,多雨年份出菇可達(dá)到3潮~4潮,單位面積產(chǎn)量最高;血紅鉚釘菇單位面積產(chǎn)量次之,但在個(gè)別油松林地大量發(fā)生;在闊葉林林地,以核桃楸、栓皮櫟等為主的混交次生林,野生毛木耳發(fā)生于枯樹(shù)上,往往成片發(fā)生。3種野生大型真菌野外生長(zhǎng)狀況和子實(shí)體形態(tài)特征分別見(jiàn)圖1和表1。
表1 3種野生大型真菌子實(shí)體形態(tài)特征Tab.1 Weight and size per fruiting body of three wild major fungi species
由圖1、表1可知,3種真菌子實(shí)體重量、菌蓋、菌柄大小差異較大。血紅鉚釘菇子實(shí)體生長(zhǎng)初期近圓錐形,中部凸起,后平展,菌肉帶紅色,子實(shí)體平均鮮重為15.74 g,平均干重為2.18 g;短柄黏蓋牛肝菌子實(shí)體呈半球形到扁半球形,后近平展,表面光滑,有粘液,淡褐色或深褐色,子實(shí)體平均鮮重為36.52 g,平均干重為4.23 g;毛木耳子實(shí)體膠質(zhì),淺園盤(pán)形、耳形或者不規(guī)則形狀,無(wú)柄,基部稍皺,子實(shí)層紫灰色,后變黑色,外面有較長(zhǎng)絨毛,無(wú)色,子實(shí)體平均鮮重為2.71 g,平均干重為1.48 g。
多糖和三萜類(lèi)活性物質(zhì)被認(rèn)為是主要藥效成分,其含量可作為衡量野生真菌質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)[5]。3種野生大型真菌多糖和三萜含量如圖2所示。
從圖2可以看出,血紅鉚釘菇、短柄黏蓋牛肝菌和毛木耳3種野生真菌子實(shí)體多糖物質(zhì)含量均較高,多糖提取率分別為6.82%、6.45%和5.40%。類(lèi)似的,李貞卓等[10]報(bào)道血紅鉚釘菇多糖提取率為6.34%,顧可飛等[11]報(bào)道小美牛肝菌多糖提取率為6.41%。相比較來(lái)說(shuō),本研究中毛木耳多糖含量顯著高于王旭彤[12]研究報(bào)道的黑木耳多糖含量1.05%~2.18%。以刺五加為基質(zhì)栽培的黑木耳,其氧自由基和ABTS自由基清除能力分別提高了3.2倍和2.7倍[13]。近期研究從木耳中純化出1種新型水溶性多糖APP3a,這種物質(zhì)表現(xiàn)出更強(qiáng)的還原能力以及對(duì)羥基自由基、超氧自由基和DPPH自由基的清除活性[14]。
血紅鉚釘菇、短柄黏蓋牛肝菌和毛木耳3種野生真菌子實(shí)體均含有較高的三萜類(lèi)物質(zhì),三萜含量分別為3.83%、4.72%和1.61%,高于閆梅霞[15]等報(bào)道的松杉靈芝萜類(lèi)物質(zhì)含量(0.57%~1.26%)。已有研究表明,真菌萜類(lèi)物質(zhì)具有調(diào)節(jié)免疫活性、抗氧化、抗腫瘤等多方面生物活性[5]。
3種野生大型真菌子實(shí)體礦質(zhì)元素含量豐富,且不同種類(lèi)之間差異顯著,礦質(zhì)元素含量見(jiàn)表2。
表2 3種野生大型真菌子實(shí)體礦質(zhì)元素含量Tab.2 Mineral element content in fruiting bodies of three wild major fungi species
從表2可以看出,3種野生大型真菌子實(shí)體中鉀含量居首位,其次是磷元素,這與顧可飛等[16]的研究類(lèi)似。與血紅鉚釘菇和毛木耳相比,短柄黏蓋牛肝菌中磷、鈣、銅、鋅和硒含量分別增加45.47%~78.06%、 54.55%~99.01%、 71.17%~90.06%、69.89%~74.73%和92.72%~97.28%。相比較來(lái)說(shuō),毛木耳中鐵元素含量顯著高于另外2種真菌。類(lèi)似的,王香愛(ài)等[17]研究表明,秦巴黑木耳中鐵含量為342.69 mg·kg-1,東北黑木耳中鐵含量為84.58 mg·kg-1。3種野生大型真菌礦物質(zhì)含量豐富,可以補(bǔ)充人體所需的多種礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)。
3種野生大型真菌子實(shí)體氨基酸組成見(jiàn)表3。
表3 3種野生大型真菌子實(shí)體氨基酸組成Tab.3 Amino acid composition in fruiting bodies of three wild major fungi species
由表3可知,3種野生大型真菌子實(shí)體中氨基酸種類(lèi)齊全,每種真菌均檢測(cè)到18種氨基酸,氨基酸總量為5.85%~10.51%,高于王旭彤等[12]報(bào)道的黑木耳中氨基酸總量(2.55%~3.47%)。依據(jù) FAO/WHO提出的理想蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn):組成蛋白質(zhì)的必需氨基酸總量/總氨基酸比值(E/T) 約達(dá)40%,必需氨基酸/非必需氨基酸比值(E/N) 約為60%[9]。毛木耳E/T值為48%,E/N值為91%,達(dá)到理想蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。血紅鉚釘菇子實(shí)體中E/T值為36%,E/N值為56%,接近FAO/WHO提出的理想蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。然而,短柄黏蓋牛肝菌E/T值為30%,E/N值為44%,未達(dá)到理想蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
天門(mén)冬氨酸和谷氨酸被稱(chēng)為鮮味氨基酸,是食用菌鮮味主要來(lái)源[18],3種野生大型真菌中這兩種鮮味氨基酸含量占氨基酸總量的20%以上,表明3種真菌味道較好。并且,毛木耳中蛋氨酸、胱氨酸含量顯著高于其它2種食用菌,色氨酸含量也較高。與前人研究比較發(fā)現(xiàn),秀珍菇、金福菇、香菇、杏鮑菇第一限制氨基酸均為蛋氨酸和胱氨酸[19],因此,可看出毛木耳有較豐富的氨基酸含量。
3種野生大型真菌子實(shí)體蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)分結(jié)果如表4所示。為更好地闡述3種真菌中蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,采用國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià),由于半胱氨酸與酪氨酸可分別由蛋氨酸與苯丙氨酸轉(zhuǎn)變而成,所以將半胱氨酸和蛋氨酸,酪氨酸和苯丙氨酸分別合并計(jì)算[9]。
表4 3種野生大型真菌子實(shí)體蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)分Tab.4 Nutritional value of protein in fruiting bodies of three wild major fungi species
由表4中看出,血紅鉚釘菇子實(shí)體中蘇氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸、賴(lài)氨酸的AAS評(píng)分均超過(guò)100,蛋氨酸+胱氨酸AAS最低,故血紅鉚釘菇第一限制氨基酸為蛋氨酸+胱氨酸。毛木耳子實(shí)體中蘇氨酸、蛋氨酸+胱氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸、色氨酸的AAS評(píng)分均超過(guò)100,賴(lài)氨酸AAS最低,故毛木耳第一限制氨基酸為賴(lài)氨酸。短柄黏蓋牛肝菌AAS均低于100。3種野生食用菌CS評(píng)分幾乎都低于100,僅僅血紅鉚釘菇中亮氨酸和毛木耳中色氨酸高于100。3種真菌中血紅鉚釘菇和毛木耳氨基酸評(píng)分較高,特別是毛木耳中蛋氨酸、半胱氨酸和色氨酸模式優(yōu)于FAO/WHO推薦模式,這與姜萍萍等[19]報(bào)道的黑木耳中蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值類(lèi)似。
必須氨基酸指數(shù)EAAI用以評(píng)價(jià)食物蛋白質(zhì)的質(zhì)量,根據(jù)相關(guān)EAAI實(shí)用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):EAAI>95為優(yōu)質(zhì)蛋白源,86<EAAI<95 為良好蛋白源,75<EAAI<86為可用蛋白源,EAAI<75為不適用蛋白源[8-9]。3種野生大型真菌的必需氨基酸指數(shù)、生物價(jià)與營(yíng)養(yǎng)指數(shù)見(jiàn)表5。
表5 3種野生大型真菌的必需氨基酸指數(shù)、生物價(jià)與營(yíng)養(yǎng)指數(shù)Tab.5 Indexes of EAAI,BV and NI of three wild edible fungi
依據(jù)表5中EAAI指數(shù)分析,毛木耳為良好蛋白源,血紅鉚釘菇為可用蛋白源。BV值越高,表明該種蛋白質(zhì)吸收消化后的利用程度就越高[18],血紅鉚釘菇和毛木耳中蛋白質(zhì)更容易被機(jī)體吸收利用。NI是由EAAI及蛋白質(zhì)含量計(jì)算而得到[8],3種大型菌的NI均低于10。類(lèi)似的,最近研究也表明中毛木耳具有更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,可以作為機(jī)體蛋白源的有益補(bǔ)充[20]。
北京周邊山區(qū)大型真菌資源豐富,血紅鉚釘菇、短柄黏蓋牛肝菌和毛木耳是當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)菇種,具有較大的產(chǎn)量。據(jù)研究結(jié)果顯示,3種野生真菌子實(shí)體中磷、鈣、銅、鋅和硒等礦質(zhì)元素含量豐富,可以補(bǔ)充機(jī)體所需礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng),多糖和三萜類(lèi)活性物質(zhì)被認(rèn)為是主要藥效成分,血紅鉚釘菇和短柄黏蓋牛肝菌中多糖和三萜物質(zhì)含量顯著高于毛木耳。血紅鉚釘菇作為一種名貴的食(藥)用真菌,其子實(shí)體中含有大分子氨基酸和多糖,小分子物質(zhì)萜類(lèi)和甾體等已受到廣泛關(guān)注[21]。本研究中3種野生真菌蛋白質(zhì)評(píng)分順序?yàn)槊径狙t鉚釘菇>短柄黏蓋牛肝菌;毛木耳達(dá)到FAO/WHO提出的理想蛋白源標(biāo)準(zhǔn),血紅鉚釘菇接近理想蛋白源標(biāo)準(zhǔn),短柄黏蓋牛肝菌未達(dá)到理想蛋白源標(biāo)準(zhǔn),且毛木耳中蛋氨酸、胱氨酸和色氨酸含量顯著高于血紅鉚釘菇和短柄黏蓋牛肝菌。毛木耳子實(shí)體中蘇氨酸、蛋氨酸+胱氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸、色氨酸的AAS評(píng)分均超過(guò)100,表明其具有較高的蛋白營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。綜上所述,毛木耳既達(dá)到理想蛋白源標(biāo)準(zhǔn),又可以作為機(jī)體蛋氨酸、胱氨酸和色氨酸等必需氨基酸和鐵營(yíng)養(yǎng)素的有益補(bǔ)充;血紅鉚釘菇和短柄黏蓋牛肝菌多糖和三萜含量較高,具有潛在的藥用價(jià)值,有待于深入研究。