胡曉倩,胡高峰,侯 凱,蔣光敏,聞 繪,束玉潔
(1.黃山學(xué)院生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 安徽 黃山 245041;2.黃山市怡興農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)有限公司 安徽 黃山 245400)
食用菌不僅具有低脂肪和低熱量的優(yōu)點,而且富含蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維、多糖和活性蛋白肽等生物活性物質(zhì),因此具有抗氧化、提高免疫力、抑制腫瘤、抗病毒、降血糖、降脂、保肝、減肥、調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)等多種保健功效[1]。我國是全球最大的食用菌生產(chǎn)國和消費國[2]。中國食用菌協(xié)會公共服務(wù)平臺的大數(shù)據(jù)顯示,我國食用菌產(chǎn)業(yè)是緊跟糧食、蔬菜、果品、油料之后的第五大產(chǎn)業(yè)[3]。
我國食用菌產(chǎn)業(yè)一直以鮮食為主,加工率僅占5%-6%,且加工產(chǎn)品以干制品為主,產(chǎn)品種類較單一[4]。黃山市怡興農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)有限公司是一家集健康農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)和銷售于一體的專業(yè)化品牌企業(yè),目前擁有茶樹菇、銀耳、蟲草花、香菇、猴頭菇、金錢菇、竹蓀、姬松茸、黑木耳等菌類干制品共計600 余種產(chǎn)品,品種繁多但品質(zhì)差異明顯,因此及時對食用菌產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量品質(zhì)評價,是企業(yè)經(jīng)營和發(fā)展的質(zhì)量基礎(chǔ)。
選取怡興公司的茶樹菇和銀耳干制品各2種產(chǎn)品,即高山茶樹菇、原野茶樹菇、高山銀耳、原野銀耳,以水分、pH值、活性成分多糖含量、蛋白質(zhì)含量、氨基酸組成和含量、礦質(zhì)元素含量和重金屬元素含量為指標(biāo),進(jìn)行產(chǎn)品的質(zhì)量品質(zhì)評價,旨在為怡興公司食用菌產(chǎn)品的品質(zhì)、銷售及深層次產(chǎn)品開發(fā)提供參考數(shù)據(jù)。
1.1.1 實驗材料
原野茶樹菇、高山茶樹菇、原野銀耳、高山銀耳,由安徽省黃山市怡興農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)有限公司提供。
1.1.2 實驗試劑
乙醇、氫氧化鈉、硼酸、磺基水楊酸、濃硫酸、濃鹽酸、濃硝酸、硫酸銅、高氯酸、苯酚、硫酸鉀、葡萄糖等均為國藥分析純,實驗用水均為雙蒸水。
1.1.3 實驗儀器與設(shè)備
L2-4K 離心機(jī)(湖南可成儀器設(shè)備有限公司)、HH-S 恒溫水浴鍋(江蘇省金壇市醫(yī)療儀器有限公司)、YP3001N 電子天平(上海精密科學(xué)儀器有限公司)、pH 酸度計(上海雷磁儀器有限公司)、LPCDE3000 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海龍躍儀器設(shè)備有限公司)、FL-1 電子萬用爐(北京市永光醫(yī)療儀器有限公司)、Microfuge 20R 臺式高速冷凍離心機(jī)(貝克曼庫爾特商貿(mào)中國有限公司)、SpectraMax-190型全波長酶標(biāo)儀(美國Moleculear Devices 公司)、氨基酸自動分析儀(日本日立L-8900)、凱氏定氮儀(福斯Foss 8400)、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(賽默飛世爾科技有限公司)。
1.2.1 食用菌水分含量測定
參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5009.3-2016[5]。
1.2.2 食用菌pH測定
稱取食用菌樣品,按照1:25 比例加入雙蒸水充分研磨,pH酸度計測定。
1.2.3 食用菌多糖的提取和含量的測定
參照農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)NY/T1676-2008[6]。以多糖含量mg/g為評價指標(biāo),采用正交法優(yōu)化食用菌多糖提取工藝并測定多糖含量[7]。
1.2.4 食用菌蛋白質(zhì)含量測定
參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB5009.5-2016(凱氏定氮法)[8]。
1.2.5 食用菌氨基酸組成分析和含量測定
參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB5009.124-2016(氨基酸自動分析儀)[9,10]。
1.2.6 食用菌礦質(zhì)元素和重金屬元素含量的測定
依據(jù)GB5009.268-2016 和GB5009.17-2014 等國家標(biāo)準(zhǔn)[11,12],采用微波消解方法進(jìn)行食用菌樣品前處理后,用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)測定鈉、鎂、鋁、鉀、鈣、錳、鐵、銅、鋅、硒、鎘、砷、鋇、汞、鉻和鉛共16 種元素含量[13]。依據(jù)GB2762-2017進(jìn)行鎘、汞、鉛、砷、鉻的評價[14],食用菌中重金屬的檢出限、限量值、檢測依據(jù)等信息見表1[15]。
表1 食用菌樣品重金屬檢測方法及判定依據(jù)
1.2.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計學(xué)分析
結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=3),并利用Duncan’s多重比較法分析樣本間的差異顯著性,P<0.05認(rèn)為樣本間具有顯著差異。必需氨基酸含量與FAO/WHO 模式譜進(jìn)行比較[16]。氨基酸比值系數(shù)法的具體指標(biāo)包括必需氨基酸的氨基酸比值(RAA)、氨基酸比值系數(shù)(RC)和第一限制氨基酸[17]。
4 種食用菌的水分含量和pH 值測定結(jié)果見表2。
表2 4種食用菌的水分含量和pH值
由表2 可知,原野茶樹菇的水分含量略低于高山茶樹菇,原野茶樹菇、高山茶樹菇和原野銀耳的水分含量均明顯低于高山銀耳,高山銀耳的水分含量與其它3 種食用菌干制品的水分含量差異顯著,原野茶樹菇、高山茶樹菇和原野銀耳的水分含量差異不顯著。原野茶樹菇的pH 值最接近中性,其它3種食用菌的pH 值均顯弱酸性,原野茶樹菇與高山茶樹菇的pH 值差異顯著,原野銀耳和高山銀耳的pH 值差異不顯著。因此,從水分含量和pH 值這兩個指標(biāo)來評價,4 種食用菌樣品中的原野茶樹菇的品質(zhì)最優(yōu)。
多糖提取采用水提醇沉法,多糖含量測定采用苯酚-硫酸法,以多糖含量mg/g為評價指標(biāo),正交法優(yōu)化食用菌多糖的提取工藝后用最優(yōu)提取工藝提取多糖并測定含量,結(jié)果見表3。
表3 正交優(yōu)化后的最優(yōu)提取工藝提取食用菌多糖及其含量的測定結(jié)果
由表3 可知,從4 種食用菌中提取多糖的含量差異顯著,銀耳的多糖含量高于茶樹菇,高山銀耳的多糖含量高于原野銀耳。食用菌多糖因具有抗氧化、抗腫瘤、提升免疫、降血糖和血脂等多種生物功能而備受關(guān)注,已成為食品和醫(yī)藥領(lǐng)域的最活躍的藥用保健功能因子[18]。因此,從活性成分多糖含量這個指標(biāo)來評價,高山銀耳的生物活性保健功能品質(zhì)最優(yōu)。
由表4 可知,茶樹菇的蛋白質(zhì)含量大幅度高于銀耳,原野茶樹菇的蛋白質(zhì)含量明顯高于高山茶樹菇,高山銀耳的蛋白質(zhì)含量略高于原野銀耳,4 種食用菌干制品的蛋白質(zhì)含量差異顯著。按照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)預(yù)包裝食品營養(yǎng)標(biāo)簽通則》(GB28050-2011)中的蛋白質(zhì)營養(yǎng)素參考值(NRV),每百克原料中蛋白質(zhì)含量≥20%NRV(12g/100g)的即為高蛋白質(zhì)食品[19]。因此,原野茶樹菇和高山茶樹菇均屬于高蛋白質(zhì)食品,具有較高的營養(yǎng)價值,茶樹菇營養(yǎng)價值優(yōu)于銀耳,4 種食用菌中以原野茶樹菇的營養(yǎng)品質(zhì)最優(yōu)。
表4 4種食用菌的蛋白質(zhì)含量
氨基酸自動分析儀進(jìn)行測定分析的實驗結(jié)果見表5,表中AA 代表氨基酸,EAA 表示必需氨基酸,TAA 表示總蛋白質(zhì)氨基酸。氨基酸自動分析儀是酸水解后進(jìn)行分析檢測,因此只能測得除Asn、Gln 和Trp 之外的17 種蛋白質(zhì)AA,EAA 為除Trp 之外的7 種,分別是Met、Lys、Val、Ile、Leu、Phe、Thr。鮮味AA 為Lys、Glu、Asp[10];藥用AA 為Glu、Asp、Arg、Gly、Phe、Tyr、Met、Leu、Lys[10]。
表5 4種食用菌的氨基酸組成及含量的比較(%)
從表5可知,4種食用菌樣品的氨基酸組成和含量差異顯著??偟鞍踪|(zhì)AA 含量、必需AA 的含量、必需AA與總蛋白質(zhì)AA含量的比值,均是茶樹菇優(yōu)于銀耳,且原野茶樹菇的數(shù)值最高。鮮味AA 的含量、鮮味AA 與總蛋白質(zhì)AA 含量的比值,均是茶樹菇優(yōu)于銀耳,且高山茶樹菇的數(shù)值最高。藥用AA的含量、藥用AA 與總蛋白質(zhì)AA 含量的比值,均以高山銀耳的數(shù)值最高。因此,在營養(yǎng)價值方面,4 種食用菌中以原野茶樹菇的品質(zhì)最優(yōu);在呈味功能方面,4 種食用菌中以高山茶樹菇的品質(zhì)最優(yōu);在藥用保健方面,4種食用菌中以高山銀耳的品質(zhì)最優(yōu)。
可以采用必需氨基酸在總蛋白質(zhì)氨基酸的比例與FAO/WHO氨基酸模式譜之間的差距來評價目標(biāo)物質(zhì)的氨基酸營養(yǎng),比例與模式譜越接近,表示目標(biāo)物質(zhì)的營養(yǎng)價值越高[20]。4 種實驗食用菌中的EAA 值與FAO/WHO 模式譜中相應(yīng)的EAA 值進(jìn)行比較,結(jié)果見表6。原野茶樹菇必需氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38.968%,高于FAO/WHO 模式值35%,且Thr、Lys、Ile、Val、Tyr+Phe 的數(shù)值均超過FAO/WHO模式值;原野銀耳的必需氨基酸占比約等于FAO/WHO模式值35%,Thr、Ile、Val、Tyr+Phe的數(shù)值超過FAO/WHO 模式值;高山茶樹菇的必需氨基酸占比接近FAO/WHO 模式值35%,但只有Lys、Cys+Met的數(shù)值超過FAO/WHO 模式值;高山銀耳的必需氨基酸占比遠(yuǎn)低于FAO/WHO 模式值35%,且只有Lys、Cys+Met 的數(shù)值超過FAO/WHO 模式值,因此,從必需氨基酸含量與FAO/WHO模式值相比較的結(jié)果來看,原野茶樹菇的營養(yǎng)價值最優(yōu),其次是原野銀耳和高山茶樹菇。
表6 4種食用菌的必需氨基酸與FAO/WHO模式譜的比較(%)
RAA 是樣品中待評必需氨基酸與FAO/WHO模式譜中相應(yīng)氨基酸間倍數(shù),RAA數(shù)值大于1,說明必需氨基酸含量超過了相對應(yīng)的FAO/WHO 模式值,營養(yǎng)價值優(yōu)。RC 最小值對應(yīng)的氨基酸為第一限制氨基酸,RC 大于或小于1,說明該種必需氨基酸相對過?;蛳鄬Σ蛔?,RC 等于1表明其組成比例與模式譜一致[17]。從表7可知,4種食用菌的必需氨基酸比值分?jǐn)?shù)差異顯著。原野茶樹菇中有5種必需氨基酸(Thr、Lys、Ile、Val、Tyr+Phe)的RAA 數(shù)值大于1,說明有5 種必需氨基酸含量超過了相對應(yīng)的FAO/WHO 模式值,并從RC 值可知其第一限制氨基酸為Cys+Met;高山茶樹菇中有4 種必需氨基酸(Thr、Ile、Val、Tyr+Phe)的RAA數(shù)值大于1,說明有4種必需氨基酸含量超過了相對應(yīng)的FAO/WHO模式值,并從RC 值可知其第一限制氨基酸為Lys;原野銀耳中只有Lys 和Cys+Met 的RAA 數(shù)值大于1,說明只有2 種必需氨基酸含量超過了相對應(yīng)的FAO/WHO 模式值,并從RC 值可知其第一限制氨基酸為Cys+Met;高山銀耳中只有Lys 和Cys+Met 的RAA數(shù)值大于1,說明只有2種必需氨基酸含量超過了相對應(yīng)的FAO/WHO模式值,并從RC值可知其第一限制氨基酸為Ile。由必需氨基酸的RC 值可知,原野銀耳和高山銀耳中的Cys+Met 相對過剩。因此,從必需氨基酸的RAA 和RC 的評分?jǐn)?shù)值來看,4 種食用菌樣品中以原野茶樹菇的營養(yǎng)價值最優(yōu)。
表7 4種食用菌的必需氨基酸比值系數(shù)分和第一限制氨基酸
4 種食用菌的礦質(zhì)元素和重金屬元素的測定結(jié)果見表8。
表8 4種食用菌的礦質(zhì)元素和重金屬元素的含量(μg/g)
生物機(jī)體的結(jié)構(gòu)組成、新陳代謝等多種生理功能,需要多種元素來維持,其中包括必需的礦質(zhì)元素(如鈉、鎂、鐵、鋅、銅、鈣、鉀、錳、硒、鋇等),和具有潛在毒性的重金屬元素(鉻、砷、鎘、汞、鉛等)。食用菌具有較高的食用和藥用價值,被公認(rèn)為是營養(yǎng)元素、礦質(zhì)元素等必需元素的較好來源[21,22],同時對重金屬的蓄積能力較強(qiáng)[23]。因此,對食用菌中重金屬種類和含量進(jìn)行測定,是評價食用菌品質(zhì)的必需環(huán)節(jié)[24]。
結(jié)合表8與表1可以看出,實驗測定了4種食用菌樣品中常見5 種重金屬Cr、As、Cd、Hg、Pb 的含量,其中Cr、Cd、Hg 和Pb 在4 種實驗食用菌樣品中含量均未檢出;As 在4 種實驗食用菌樣品雖有檢出,但均低于限量值。所以,4 種實驗食用菌不存在重金屬污染風(fēng)險。
礦質(zhì)元素是生物機(jī)體保持正常生理功能所必需的元素,必須從膳食中供給[25]。除5 種重金屬元素之外,實驗測定了11 種常見礦質(zhì)元素Na、Mg、K、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、Se、Ba、Al的含量,從表8可以看出,4 種食用菌均含有人體必需的鈣、鉀、鈉、鎂、鐵、鋅等礦物質(zhì)元素,但礦質(zhì)元素含量差異顯著。原野茶樹菇的大多數(shù)元素含量優(yōu)于高原茶樹菇,高山銀耳的大多數(shù)元素優(yōu)于原野銀耳,原野茶樹菇的大多數(shù)元素含量優(yōu)于高山銀耳。因此,從測定的11種礦質(zhì)元素和5 種重金屬元素含量的綜合評價來看,原野茶樹菇的品質(zhì)較優(yōu)。
本實驗以水分含量、pH值、活性成分多糖含量、蛋白質(zhì)含量、氨基酸組成和含量、礦質(zhì)元素和重金屬元素含量等為指標(biāo),并結(jié)合氨基酸比值系數(shù)法,對怡興公司的4 種食用菌樣品進(jìn)行了質(zhì)量品質(zhì)評價。
實驗結(jié)果顯示:原野茶樹菇的水分含量最低,pH 值接近中性,從水分和pH 值這兩個指標(biāo)評價來看,原野茶樹菇品質(zhì)最優(yōu)。
銀耳的多糖含量高于茶樹菇,高山銀耳的多糖含量高于原野銀耳,原野茶樹菇的多糖含量高于高山茶樹菇。因此,從食用菌多糖含量這個評價指標(biāo)來看,高山銀耳的生物功能品質(zhì)最優(yōu),這與本實驗測得的高山銀耳中藥用氨基酸占比最高,生物保健功能最優(yōu)是相符的。
高山銀耳和原野銀耳的蛋白質(zhì)含量均大幅度低于原野茶樹菇和高山茶樹菇,原野茶樹菇的蛋白質(zhì)含量高于高山茶樹菇,因此,從蛋白質(zhì)含量這個評價指標(biāo)來看,原野茶樹菇品質(zhì)最優(yōu)。
蛋白質(zhì)氨基酸含量是原野茶樹菇>高山茶樹菇>高山銀耳>原野銀耳,必需氨基酸含量是原野茶樹菇>高山茶樹菇>高山銀耳>原野銀耳,纖維氨基酸含量是高山茶樹菇>原野茶樹菇>高山銀耳>原野銀耳,藥用氨基酸含量是高山銀耳≈原野茶樹菇≈高山茶樹菇>原野銀耳。從必需氨基酸與FAO/WHO 模式值相比較的結(jié)果來看,必需氨基酸在蛋白質(zhì)氨基酸中的占比是原野茶樹菇>原野銀耳>高山茶樹菇>高山銀耳。從必需氨基酸的RAA 和RC的評分?jǐn)?shù)值來看,超過FAO/WHO 模式值的必需氨基酸種類數(shù)目是原野茶樹菇>高山茶樹菇>原野銀耳=高山銀耳。因此,從食用菌營養(yǎng)價值方面來評價,原野茶樹菇品質(zhì)最優(yōu);從食用菌呈味功能方面來評價,高山茶樹菇最優(yōu);從藥用保健功能方面來評價,高山銀耳最優(yōu)。
實驗測定了5 種重金屬元素Cr、As、Cd、Hg、Pb和11 種常見礦質(zhì)元素Na、K、Mg、Fe、Ca、Cu、Mn、Zn、Se、Ba、Al,其中重金屬元素除了As 在4 種食用菌樣品雖有檢出,但均低于限量值,其余4種重金屬元素在4種食用菌樣品中均未檢出,因此,從重金屬元素蓄積和污染食用菌這個評價指標(biāo)來看,4 種食用菌樣品品質(zhì)均優(yōu)。而11種常見礦質(zhì)元素的含量,原野茶樹菇的大多數(shù)元素含量優(yōu)于高原茶樹菇,高山銀耳的大多數(shù)元素優(yōu)于原野銀耳,原野茶樹菇的大多數(shù)元素含量優(yōu)于高山銀耳。因此,從礦質(zhì)元素和重金屬元素含量的綜合評價來看,原野茶樹菇的品質(zhì)最優(yōu)。
食用菌產(chǎn)地、生長環(huán)境、栽培基質(zhì)等的差異,會導(dǎo)致食用菌的氨基酸組成、含量及營養(yǎng)評價產(chǎn)生差異[26]。實驗采用的食用菌是茶樹菇和銀耳這兩個品種,每個品種依據(jù)菌體的外觀品相、種植環(huán)境和采摘時間的差異,又分為原野和高山兩個品系。實驗研究表明:從營養(yǎng)價值品質(zhì)評價,原野茶樹菇的品質(zhì)最優(yōu);從生物活性保健功能評價,高山銀耳的品質(zhì)最優(yōu);從呈味的功能評價,高山茶樹菇的品質(zhì)最優(yōu)。4 種食用菌樣品均不存在重金屬蓄積或污染的風(fēng)險。實驗研究為黃山市怡興農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)有限公司的食用菌產(chǎn)品的品質(zhì)把控、銷售宣傳及深層次產(chǎn)品開發(fā)提供了較充實的理論數(shù)據(jù)。