閆林林 吳亮亮 鄭光耀 徐 曼
(1中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所/江蘇省生物質(zhì)能源與材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇南京210042;2國(guó)家林業(yè)和草原局林產(chǎn)化學(xué)工程重點(diǎn)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室,北京100714;3中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)新技術(shù)研究所,北京100091;4南京林業(yè)大學(xué)林業(yè)資源高效加工利用協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇南京210042;5南京野生植物綜合利用研究院,江蘇南京210042;6江蘇鴻豐果蔬食品有限公司,江蘇宿遷223799)
大球蓋菇Stropharia rugosoannulata,又名皺環(huán)球蓋菇、酒紅球蓋菇,因其形似松茸,又名赤松茸,色澤艷麗、肉質(zhì)細(xì)嫩、清香可口,富含蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)、多糖、多酚和黃酮等多種營(yíng)養(yǎng)成分和活性物質(zhì)[1-3],是國(guó)際菇類(lèi)交易市場(chǎng)上的十大菇類(lèi)之一,也是國(guó)際糧農(nóng)組織(FAO)向發(fā)展中國(guó)家推薦栽培的特色品種[4]。大球蓋菇具有較強(qiáng)的抗雜和抗逆能力,適應(yīng)性強(qiáng),對(duì)纖維素、木質(zhì)素降解能力強(qiáng),各種農(nóng)作物秸稈、稻殼、木屑及食用菌廢菌渣都可以作為其栽培基質(zhì),栽培大球蓋菇后的廢菌渣可直接還田,改善土壤肥力,因此栽培大球蓋菇具有良好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益[5]。
江蘇省泗陽(yáng)縣被稱為“意楊之鄉(xiāng)”,是楊樹(shù)覆蓋率最高,意楊產(chǎn)業(yè)最發(fā)達(dá)的縣域之一,其豐富的木材剩余物資源為食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了得天獨(dú)厚的條件。為了豐富泗陽(yáng)縣食用菌栽培品種,提高農(nóng)林廢棄物的綜合利用價(jià)值,筆者進(jìn)行楊木屑、桉木屑、稻殼、玉米芯、金針菇廢菌渣配比料栽培大球蓋菇試驗(yàn),比較大球蓋菇的子實(shí)體產(chǎn)量、營(yíng)養(yǎng)成分及活性物質(zhì)的含量等指標(biāo),以期篩選出適宜的栽培料配方,為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶和合作社栽培大球蓋菇提供參考。
供試菌種:山東球蓋2號(hào)菌種,由山東三生萬(wàn)物生物科技有限公司提供。試驗(yàn)配方為配方①楊木屑∶稻殼∶玉米芯=1∶1∶1;配方②楊木屑∶稻殼∶玉米芯=5∶3∶2;配方③楊木屑∶稻殼∶廢菌渣=4∶4∶2;配方④桉木屑∶稻殼∶玉米芯=1∶1∶1。為充分利用試驗(yàn)地農(nóng)林廢棄物資源,配方中的楊木屑、桉木屑、稻殼和玉米芯均從當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)購(gòu)買(mǎi),廢菌渣是由江蘇鴻豐果蔬食品有限公司提供的經(jīng)曬干后打碎的金針菇廢菌渣。以上所有原料要求新鮮、干燥、無(wú)霉變、無(wú)蟲(chóng)蛀,不含農(nóng)藥或其他有害化學(xué)成分。
試驗(yàn)場(chǎng)地設(shè)在江蘇鴻豐果蔬食品有限公司的大球蓋菇溫室大棚內(nèi)。大棚長(zhǎng)66 m,棚寬9 m,棚高3.8 m,棚頂覆蓋內(nèi)黑外白的PEP膜,并在夾層中加蓋毛毯,起到冬季保溫、夏季隔熱的作用;大棚兩側(cè)靠近地面處設(shè)置高約80 cm的防蟲(chóng)網(wǎng),還可視天氣和溫度變化,卷起防蟲(chóng)網(wǎng)外的棚膜,起到通風(fēng)降溫作用。
大棚內(nèi)每個(gè)小區(qū)播種面積約為100 m2,采取隨機(jī)分組排列,重復(fù)3次;栽培料用量10 kg/m2,菌種用量0.6 kg/m2。畦寬約90 cm,畦高約30 cm,畦間作業(yè)道寬40~50 cm。分別將各種栽培料按比例稱量,充分?jǐn)嚢?、預(yù)濕、建堆和發(fā)酵,將發(fā)酵后的栽培料鋪于整好的畦面,第1層培養(yǎng)料厚約15 cm,將核桃大的塊狀菌種點(diǎn)播于料面上,間距約5 cm;第2層培養(yǎng)料厚約10 cm,按上述方法播種后,覆蓋約3 cm厚的培養(yǎng)料(蓋住菌種),并在其表面鋪蓋2~3 cm厚碎土。播種后若遇高溫天氣,可用直徑3 cm左右的木棒,在料床上每間隔40 cm打通氣孔,防止燒菌。大棚內(nèi)鋪設(shè)噴淋設(shè)施,視棚內(nèi)相對(duì)濕度補(bǔ)水,確保菌床保持一定的濕度和溫度。子實(shí)體發(fā)育期間要求有充足的氧氣,出菇期應(yīng)保持每天通風(fēng)。試驗(yàn)2019年9月30日播種,2020年5月7日采收結(jié)束。
觀察大球蓋菇的生長(zhǎng)周期,并記錄各栽培料配方大球蓋菇的每日出菇情況(子實(shí)體生長(zhǎng)至商品菇標(biāo)準(zhǔn));出菇結(jié)束后分別統(tǒng)計(jì)各配方大球蓋菇的累計(jì)鮮菇產(chǎn)量,計(jì)算單位面積平均產(chǎn)量(kg/m2)、優(yōu)質(zhì)菇比例(%)、生物轉(zhuǎn)化率(%)。大球蓋菇質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照DB37/T 1660—2020《大球蓋菇安全優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》。
各配方隨機(jī)采收一定量的大球蓋菇(要求菇形符合商品菇標(biāo)準(zhǔn),完整未開(kāi)傘),除去根部泥土后,將處理干凈的大球蓋菇切片,烘干至樣品質(zhì)量恒重為止,粉碎后密封保存,備用。
含水量,參照國(guó)標(biāo)GB 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》;灰分,參照國(guó)標(biāo)GB 5009.4—2016《食品中灰分的測(cè)定》;蛋白質(zhì),參照國(guó)標(biāo)GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》中的凱氏定氮法;粗纖維,參照國(guó)標(biāo)GB/T 5009.10—2003《植物類(lèi)食品中粗纖維的測(cè)定》;粗多糖,參照國(guó)標(biāo)SN/T 4260—2015《出口植物源食品中粗多糖的測(cè)定》中苯酚硫酸法;還原糖,參照國(guó)標(biāo)GB 5009.7—2016《食品中還原糖的測(cè)定》直接滴定法;總糖,參照國(guó)標(biāo)GB/T 15672—2009《食用菌中總糖含量的測(cè)定》;脂肪,參照國(guó)標(biāo)GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測(cè)定》;氨基酸,參照國(guó)標(biāo)GB5009.124—2016《食品中氨基酸的測(cè)定》測(cè)定17種水解氨基酸;礦物質(zhì)元素如鉀、鈣、鎂、鐵、銅、鋅、磷的測(cè)定參照國(guó)標(biāo)GB 5009.91—2017《食品中鉀、鈉的測(cè)定》等方法。每個(gè)樣品重復(fù)3次。
稱取一定量大球蓋菇的干燥粉末,按照料(質(zhì)量,g)液(體積,L)比1∶20加入70%乙醇水溶液,在80℃下回流提取2 h,過(guò)濾上清液,殘?jiān)貜?fù)提取一次,合并兩次濾液,定容。以蘆丁為對(duì)照品,采用亞硝酸鈉-氯化鋁-氫氧化鈉法測(cè)定大球蓋菇提取物中總黃酮的含量,測(cè)得結(jié)果以每克干菇中含有的蘆丁當(dāng)量(rutin equivalent,RE)表示,即mg RE/g;以沒(méi)食子酸(gallic acid)為對(duì)照品,采用Folic-Ciocalteu法測(cè)定其總酚含量,測(cè)得結(jié)果以每克干菇中含有的沒(méi)食子酸當(dāng)量(gallic acid equivalent,GAE)表示,即mg GAE/g;以Trolox為對(duì)照品,采用DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)自由基清除法測(cè)定大球蓋菇提取物的抗氧化活性,測(cè)得結(jié)果以每克干菇中Trolox當(dāng)量抗氧化能力(Trolox equivalent antioxidant capacity,TEAC)表示,即mg TEAC/g。
采用Excel 2017和SPSSV.23.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
由表1可知,配方④(桉木屑∶稻殼∶玉米芯=1∶1∶1)的鮮菇產(chǎn)量、生物轉(zhuǎn)化率和優(yōu)質(zhì)菇比例均為最高,其次是配方①、配方③、配方②。4個(gè)配方中,配方④的優(yōu)質(zhì)菇比例高達(dá)94.55%,其他3個(gè)配方的優(yōu)質(zhì)菇比例也均在80%以上。
表1 供試配方料栽培大球蓋菇的產(chǎn)量及優(yōu)質(zhì)比
比較4個(gè)配方的原料配比發(fā)現(xiàn),鮮菇產(chǎn)量和優(yōu)質(zhì)菇比例較高的配方④、配方①中玉米芯、稻殼的比例相對(duì)較高(均占比1/3)。玉米芯因含有豐富的蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、粗纖維,易被大球蓋菇分解利用;而稻殼在基料中不僅可以為菌絲提供碳源,還能起到提高培養(yǎng)基料孔隙率和透氣性的作用,從而促進(jìn)大球蓋菇菇體的生長(zhǎng)[6]。試驗(yàn)表明,玉米芯和稻殼是大球蓋菇的最佳栽培主料。
由表2可知,試驗(yàn)配方料栽培的大球蓋菇含水量均在91%以上,且各配方之間無(wú)顯著性差異;灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在8.61%~8.96%,配方①與其他3個(gè)配方有顯著性差異;而配方②、配方③、配方④三者之間無(wú)顯著性差異;脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.49%~0.60%,配方③與其他三個(gè)配方有顯著性差異,而配方①、配方②、配方④三者之間無(wú)顯著性差異??梢?jiàn)試驗(yàn)配方料對(duì)大球蓋菇含水量、灰分及脂肪含量的影響較小。
表2 供試配方料栽培大球蓋菇(干菇)營(yíng)養(yǎng)成分分析結(jié)果 單位:%
試驗(yàn)配方料栽培的大球蓋菇蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)從高到低依次是配方④>配方②>配方③>配方①,分別為42.30%、42.10%、40.20%和36.20%,最高為配方④,最低為配方①相差約6.10%,可見(jiàn)試驗(yàn)配方料對(duì)大球蓋菇蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響較大??偺琴|(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是配方④,其次是配方②、配方①和配方③,分別為27.40%、25.80%、24.50%和15.90%;多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)從高到低依次是配方④>配方②>配方①>配方③,分別為6.68%、6.59%、5.54%和3.77%;還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是配方④和③,其次是配方②和配方①,分別為1.41%和1.30%??梢?jiàn)試驗(yàn)配方料對(duì)大球蓋菇總糖和多糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響較大,且供試配方料栽培大球蓋菇的總糖和多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的均為配方④。
由表3可知,試驗(yàn)配方料栽培的大球蓋菇中富含K、P、Mg、Ca、Fe等礦物質(zhì)元素。質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是K元素,其次是P元素,最低的是Cu元素。
表3 不同配方料栽培大球蓋菇礦物質(zhì)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
試驗(yàn)配方料栽培的大球蓋菇,K元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2.34~2.54 g/100 g,配方③大球蓋菇K元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高;P元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.68~1.17 g/100 g,配方①大球蓋菇的P元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高為1.17 g/100 g,略高于王曉煒等[4]測(cè)定結(jié)果。配方①栽培的大球蓋菇Ca、Fe、Zn三種元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高,而配方④栽培的大球蓋菇Mg、Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高。
配方①和配方③栽培的大球蓋菇各礦物質(zhì)元素總量最高(兩者之間無(wú)顯著性差異,P>0.05),其次是配方②和配方④。
食用菌蛋白質(zhì)含量的高低是決定其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的一個(gè)重要指標(biāo),而蛋白質(zhì)的氨基酸種類(lèi)、數(shù)量是衡量蛋白質(zhì)的質(zhì)量指標(biāo)。由表4可知,試驗(yàn)配方料栽培的大球蓋菇樣品中檢測(cè)到的17種水解氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)從高到低依次是配方③>配方①>配方④>配方②,分別為28.77%、26.58%、24.68%、23.13%;其中必需氨基酸(EAA)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為9.12%、8.91%、
表4 不同配方料栽培的大球蓋菇(干菇)中水解氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 單位:%
7.91%、7.59%。
試驗(yàn)配方料栽培大球蓋菇中必需氨基酸占總氨基酸的比例(EAA/TAA)從高到低依次是配方①>配方②>配方④>配方③,分別為33.52%、32.81%、32.01%、31.69%,接近于FAO/WHO(1973)提出的理想蛋白質(zhì)中必需氨基酸應(yīng)占總量40%左右的標(biāo)準(zhǔn)[7],可見(jiàn)大球蓋菇是一種優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)及氨基酸的來(lái)源。
試驗(yàn)配方料栽培的大球蓋菇質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的氨基酸均為谷氨酸(Glu),其次是天冬氨酸(Asp)和組氨酸(His),這三種氨基酸均為大球蓋菇的鮮味氨基酸。三種鮮味氨基酸的總和(配方①—④)分別為10.55%、9.36%、12.22%、10.12%,分別占到了氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的39.69%、40.47%、42.47%、41.00%。
有研究表明谷氨酸(Glu)會(huì)在人體中與血氨結(jié)合生成谷氨酰胺,從而解除人體內(nèi)各組織代謝過(guò)程中產(chǎn)生的氨毒害作用[7]。由此可見(jiàn),大球蓋菇不僅是一種味道鮮美的食用菌,還具有一定保健功效。
綜上,試驗(yàn)配方對(duì)大球蓋菇的氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)、各氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)有一定影響,但對(duì)氨基酸的組成影響較小。
由表5可知,試驗(yàn)配方料栽培的大球蓋菇總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)在7.66~9.20 mg GAE/g,其中配方①栽培的大球蓋菇的總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高,配方④栽培的大球蓋菇的總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低;試驗(yàn)配方料栽培的大球蓋菇的總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.05~2.45 mg RE/g,其中配方①栽培的大球蓋菇的總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高,配方②和配方④最低。王峰等[8]測(cè)定的大球蓋菇中總酚和總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為2.57 mg/g、2.37 mg/g;段永剛等人[9]經(jīng)過(guò)提取條件優(yōu)化后測(cè)得大球蓋菇子實(shí)體黃酮提取率為0.794%(換算成質(zhì)量分?jǐn)?shù)即7.94 mg/g)。上述研究結(jié)果與筆者試驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)。
表5 供試配方料栽培大球蓋菇的活性成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)及抗氧化活性
現(xiàn)代藥理學(xué)表明,食用菌中含有的多種活性成分如總酚、黃酮類(lèi)化合物在抗氧化、抗腫瘤、降血脂等方面表現(xiàn)出良好的作用[10],大球蓋菇提取物也被證實(shí)具有抗氧化等多種活性作用[11]。筆者采用DPPH自由基清除試驗(yàn),測(cè)定試驗(yàn)配方料栽培的大球蓋菇乙醇提取物的抗氧化活性,并將自由基清除率的結(jié)果換算成抗壞血酸當(dāng)量(mg TEAC/g)進(jìn)行比較。結(jié)果,試驗(yàn)配方料栽培的大球蓋菇的醇提物均有一定的DPPH自由基清除活性,其中配方①、配方③栽培的大球蓋菇的醇提物抗壞血酸當(dāng)量最高,其次是配方②、配方④。通過(guò)相關(guān)性分析可知,總酚和總黃酮含量與抗氧化活性(清除DPPH自由基活性)之間存在顯著的相關(guān)性,即總酚和總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較高的大球蓋菇的抗氧化活性也相對(duì)較高。在本研究中,配方①和配方③的總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)、總黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)及抗壞血酸當(dāng)量均為最高(兩者之間不存在顯著性差異)。
試驗(yàn)結(jié)果表明,試驗(yàn)配方中配方④(桉木屑∶稻殼∶玉米芯=1∶1∶1)的大球蓋菇鮮菇產(chǎn)量、生物轉(zhuǎn)化率和優(yōu)質(zhì)菇比例均最高,其次是配方①(楊木屑∶稻殼∶玉米芯=1∶1∶1);而干菇中活性物質(zhì)(總酚和總黃酮)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的為配方①和配方③。試驗(yàn)配方料對(duì)大球蓋菇含水量、灰分及脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響較??;對(duì)大球蓋菇的氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)、各氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)有一定影響,但對(duì)氨基酸的組成影響較小。綜合試驗(yàn)結(jié)果表明,配方④和配方①可作為泗陽(yáng)縣栽培大球蓋菇的優(yōu)良配方。