陳 玨,張 瑜,馬倩倩,吳雨琪,王永輝
(山西中醫(yī)藥大學,山西 太原 030024)
【研究意義】隨著綠色、健康食品理念的興起,食用菌以其營養(yǎng)豐富、味道鮮美的優(yōu)勢深受人們喜愛,但由于品種及種植方式差異,各類食用菌的營養(yǎng)成分不盡相同,直接導致營養(yǎng)價值上的差異[1-3]。北芪菇是采用山西渾源道地藥材品種正北芪的下腳料作為培養(yǎng)料,并結合多種農作物副產品共同培育出的新型功能食用菌[4]。北芪菇作為優(yōu)質道地藥材綜合利用的培育產品,其價值不僅體現(xiàn)在食用風味方面,更多在于優(yōu)良的營養(yǎng)和保健價值。北芪菇不但具有抗腫瘤、降血壓、防治腦血管障礙的功效,而且還有調節(jié)機體免疫系統(tǒng)的作用,早在1994年北芪菇治療銀屑病的項目已獲得山西省首屆農業(yè)博覽會銀質獎[5]。因此,北芪菇作為藥食同源的功能性食用菌,已經作為商品注冊了“恒王府”“北芪菇”等商標,通過研究明確其營養(yǎng)成分及營養(yǎng)價值具有重要的意義?!厩叭搜芯窟M展】北芪菇富含營養(yǎng)成分,王潤梅等[6]于2012年通過試管預試法和圓形濾紙層析法驗證北芪菇中含有氨基酸、多糖、有機酸、生物堿、揮發(fā)油等成分,但由于技術限制,并未測定各成分的具體含量。之后,不同學者分別采用超聲波提取法[7]、加熱回流法[8-9]、超聲輔助酶法[10]優(yōu)化北芪菇多糖的提取工藝,并對提取物的抑菌活性和抗氧化性進行研究。2021年,楊衛(wèi)民等[11-12]運用TLC-CMS-IR技術對北芪菇中黃芪甲苷和L-硒代蛋氨酸的含量進行檢測。【研究切入點】現(xiàn)有文獻對北芪菇化學成分研究多以多糖成分提取工藝優(yōu)化為主,對其他化學成分的研究較少,且缺乏系統(tǒng)分析,一定程度上限制其進一步開發(fā)與推廣。【擬解決的關鍵問題】通過對北芪菇干制品中水分、粗脂肪、氨基酸等成分的測定,系統(tǒng)評估其營養(yǎng)價值,以期為北芪菇的開發(fā)利用、產業(yè)發(fā)展提供依據,同時對指導其開發(fā)成為附加值更高的功能性食品具有參考價值。
1.1.1 北芪菇 供試北芪菇由山西省大同市渾源縣恒山北芪菇專業(yè)合作社提供,樣品干燥后粉碎備用。
1.1.2 試劑 石油醚、無水乙醇、氫氧化鈉、無水硫酸鈉、硫酸、苯酚、鹽酸、硼酸、高氯酸、氫氧化鉀等購于天津市大茂化學試劑廠,異硫氰酸苯酯購于美國Sigma公司,試劑均為分析純。葡聚糖對照品來自成都曼斯特生物科技有限公司,氨基酸標準品購于美國Sigma公司,包括甘氨酸、L-賴氨酸、L-脯氨酸、L-酪氨酸、L-異亮氨酸、L-蛋氨酸、L-苯丙氨酸、L-亮氨酸、L-丙氨酸、L-纈氨酸、L-胱氨酸、L-組氨酸、L-谷氨酸、L-天冬氨酸、L-絲氨酸、L-蘇氨酸、L-精氨酸,以上氨基酸對照品的純度均大于99.5%,L-半胱氨酸的純度大于98.0%。
1.1.3 儀器設備 Waters e2695高效液相色譜儀,含Waters 2998二極管陣列檢測器及Empower色譜工作站,美國Waters公司;紫外分光光度計Varian Cary50,美國瓦里安公司;TAS-986原子吸收分光光度計,北京普析通用儀器有限公司。
1.2.1 成分測定 分別按照GB/T 5009.3—2016《食品安全國家標準:食品中水分的測定》、GB/T 5009.4—2010《食品中灰分的測定》、GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》、GB/T 5009.5—2016《食品中蛋白質的測定》、GB/T 5009.10—2003.5《食品中粗纖維的測定》測定北芪菇的水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白和粗纖維,進行3組平行試驗,并計算總碳水化合物含量。
總碳水化合物=[1-(水分+粗蛋白質+灰分+粗脂肪)]× 100%
1.2.2 粗多糖測定 精密稱取北芪菇干制品粉末5.0 g置于圓底燒瓶中,加入200 mL純水,加熱回流1 h后濾過,取濾液濃縮得沉淀多糖。將沉淀多糖加入無水乙醇20 mL,充分溶解,離心,棄上清液,殘渣用水溶解并定容至5.0 mL,采用苯酚-硫酸法測定粗多糖含量。
1.2.3 硒元素含量測定 精密稱取北芪菇干制品粉末3.0 g,加入硝酸15 mL浸泡過夜,之后加入高氯酸5 mL,采用微波消解法消解,用去離子水定容,用原子吸收分光光度計測定硒含量。
1.2.4 游離氨基酸測定 樣品前處理方法:稱取適量北芪菇干制品粉末于10 mL容量瓶中,加0.02 mol/L鹽酸8 mL,旋渦混勻5 mim,超聲提取10 min,混勻,定容至10 mL。避光靜置2 h,取5 mL溶液 4 000 r/min離心10 min,準確移取1 mL上清液,加入1 mL 8%磺基水楊酸,精密加入1 mol/L三乙胺乙腈溶液250 μL,混勻,精密加入0.1 mol/L異硫氰酸苯酯乙腈溶液250 μL,混勻,室溫放置1 h,加正己烷2 mL,劇烈振搖,放置10 min,取下層溶液過0.22 μm的水相濾膜過濾,上機分析。樣品測定色譜條件:Diamonsil AAA色譜柱(250 mm× 4.6 mm,5 μm),進樣量10 μL,柱溫45℃,波長254 nm,流動相A為0.05 mol/L無水乙酸鈉-水溶液(pH 6.50),流動相B為80%乙腈-20%水溶液,流速1.0 mL/min,流動相梯度為0~14 min,100%~85% A;14~29 min,85%~66% A;29~30 min,66%~0% A。
經測定,北芪菇干制品中碳水化合物含量最高,占總重的60.01%;其次為粗蛋白,含量為22.09%;粗多糖的含量也比較高,為8.38%;灰分含量8.46%,水分含量5.23%,粗纖維含量為3.33%,粗脂肪含量為0.88%。北芪菇干制品中粗脂肪和粗纖維含量低于很多常用食用菌[13-14]。
經測定,北芪菇干制品中硒元素含量為2.03 mg/kg,約是香菇的34倍,平菇的5倍,木耳的8倍,銀耳的2 707倍[15-17],與文獻報道北芪菇富含硒元素[5-6,12]的結論一致。
2.3.1 氨基酸含量 北芪菇干制品中氨基酸種類較為豐富,除色氨酸在酸水解過程中被破壞外,共檢測出17種氨基酸。由表1看出,北芪菇干制品的氨基酸總量(TAA)為39.68 mg/g,8種必需氨基酸(EAA)的總量為 11.07 mg/g,EAA/TAA為27.90%。其中,苯丙氨酸的含量最高,亮氨酸、蛋氨酸、纈氨酸以及賴氨酸的含量也比較高。北芪菇干制品中含有多種非必需氨基酸(NEAA),總量為28.61 mg/g,EAA/NEAA為72.10%。
表1 北芪菇中氨基酸組成與含量
北芪菇干制品含有天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸4種鮮味氨基酸,總量為18.60 mg/g,占氨基酸總含量的46.88%。其中,谷氨酸含量最高,天冬氨酸其次。由于天冬氨酸和谷氨酸為呈鮮味特征的氨基酸,甘氨酸和丙氨酸為呈甘味特征的氨基酸,而且天冬氨酸和谷氨酸含量遠高于甘氨酸和丙氨酸,因此,北芪菇食用時口味鮮美[18]。
2.3.2 必需氨基酸與FAO/WHO模式和雞蛋模式的比較 將必需氨基酸含量換算成每克氮中氨基酸的含量[mg/(g·N)],并與FAO/WHO模式和全雞蛋蛋白質氨基酸模式[19-20]進行比較。結果(表2)表明,北芪菇中胱氨酸+蛋氨酸的總量與雞蛋模式接近,苯丙氨酸+酪氨酸、脯氨酸的含量與FAO/WHO模式比較接近,其余氨基酸的含量與2種模式都有差距。由此可見,北芪菇干制品中所含蛋白質并不完全符合FAO/WHO模式最佳蛋白質含量要求,日常攝入北芪菇干制品不能完全替代必需氨基酸的攝入量。
表2 北芪菇中必需氨基酸與FAO/WHO模式和雞蛋模式的比較
中國食品標簽營養(yǎng)素參考值(Nutrient Reference Values,NRV)是營養(yǎng)素日需求量參考值,可用于指導我國居民(除4歲以下兒童和孕婦)的健康飲食,避免使用者過食營養(yǎng)素。從表3看出,北芪菇干制品中蛋白質含量較高,100 g北芪菇干制品所含的蛋白質量占成年人日需求量的37.0%;北芪菇中碳水化合物含量豐富,100 g干制品所含的碳水化合物占成年人日需求量的20.0%;脂肪含量較低,100 g北芪菇干制品所含脂肪量僅為成年人日需求量的2.0%。表明北芪菇的營養(yǎng)較為均衡,營養(yǎng)價值較高。
表3 100 g北芪菇干制品的營養(yǎng)素含量及營養(yǎng)素參考值
干菇的水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白、粗纖維、粗多糖、氨基酸含量是食用菌的特征評價指標,對其品質的評估至關重要。檢測結果表明,北芪菇干制品中的粗蛋白含量較高,粗脂肪和粗纖維含量則偏低,因此,作為高蛋白、低脂肪、低纖維的新型食用菌,北芪菇非常適合患有高血脂癥和肥胖癥病人長期食用。硒元素能有效緩解鎘、汞、鉈等元素對人體的毒性作用,并且在抗衰老、抗癌、抗氧化、抗病毒等方面發(fā)揮重要作用[21-23]。大量臨床數據證明,人體缺硒會導致器官某些功能失調[24-25],補硒有利于緩解疾病的惡化[26-28]。植物所含的硒化合物(如硒蛋白、硒代氨基酸等)一般具有較高活性和較低毒性,研究檢測顯示,北芪菇干制品中硒元素含量為2.03 mg/kg,其硒含量是常用食物如香菇、平菇、木耳及銀耳等的數十倍至數千倍[15-17],因此備受學者關注。北芪菇干制品中共檢測出17種氨基酸,且必需氨基酸與鮮味氨基酸的含量豐富,適合大眾長期食用;但值得注意的是,高支鏈氨基酸、低芳香族氨基酸及混合物具有保肝作用,正常人體及其他哺乳動物的支/芳比值為3.0~3.5[29],北芪菇干制品中含有3種支鏈氨基酸(纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸)和3種芳香族氨基酸(苯丙氨酸和絡氨酸),其支鏈氨基酸與芳香族氨基酸的比值(支/芳比值)為0.66,低于正常人體所需,該數據可為北芪菇配合其他保肝食物共同食用起到一定的指導作用。
對北芪菇干制品的各成分含量進行檢測,綜合評估其營養(yǎng)價值。干制北芪菇中水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維和粗多糖的含量分別為5.23%、8.46%、22.09%、0.88%、3.33%和8.38%,硒元素含量為2.03 mg/kg;氨基酸總量為39.68 mg/g,其中必需氨基酸總量為11.07 mg/g,非必需氨基酸總量為28.61 mg/g;支/芳比值為0.66,鮮味氨基酸總量占氨基酸總含量為46.88%。綜合分析認為,北芪菇是一種高蛋白低脂肪的食用菌,且氨基酸種類豐富,口味鮮美,適合于高血脂、肥胖的人群日常食用;同時,北芪菇中富硒的特性可能有益于有關疾病患者改善病情。因此,北芪菇是極具開發(fā)價值的新型藥食兩用型食用菌。