貴州不同產地冬蓀營養成分及品質評價

劉宇鵬， 陳芳， 古書鴻*， 王芳

（1.貴州省山地環境氣候研究所，貴州省山地氣候與資源重點實驗室，貴陽 550002；2.貴州科學院貴州省生物研究所，貴陽 550009）

冬蓀，學名白鬼筆（Phallus impudicusL.），為擔子菌亞門、腹菌綱、鬼筆目、鬼筆科、鬼筆屬真菌[1]，因其出菇在秋冬季節而得名，主要分布在云南、貴州、四川和廣東、安徽等地[2]。冬蓀是藥食兩用珍稀食用菌，其口感松脆爽口，味道鮮美，含有豐富的氨基酸、礦質元素、蛋白質等營養成分[3-4]，具有很高的營養和保健價值。同時，其菌柄還具有活血去痛、治風濕病等作用，此外還具有抗癌活性[5]，因此具有很高的開發利用價值。

我國冬蓀的人工栽培起源于貴州省大方縣，自2014 年開始產業逐步發展壯大，輻射到貴州其他地區，2016 年成功申報“大方冬蓀”地理標志[1]。冬蓀生長周期長，產量低，無法滿足日益增長的市場需求，制約了其產業發展。圍繞提升產量，前人從栽培技術[6-8]和菌種選育[9]方面開展了相關研究，取得了一些成效，但冬蓀折干率僅為5%左右，可食用部分不足30%[10]，因此開發其食用藥用價值、提升產品附加值成為彌補這一缺點的方法之一。近年來，科研工作者對貴州冬蓀的成分開展了測試分析[3-5]，為開發利用奠定了基礎，但都是圍繞省內單個產地冬蓀成分的分析，缺乏系統性和全面性。因此，本文以貴州省4 個產地的冬蓀為研究對象，對其氨基酸、礦質元素、總糖等營養成分進行測定分析，對其品質進行綜合評價，為貴州省冬蓀質量控制和開發利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

采用分別來自貴州省大方縣（DF）、丹寨縣（DZ）、湄潭縣（MT）和德江縣（DJ）2021 年收獲的冬蓀樣品為試驗材料，均為林下仿野生栽培。通過烘烤制得冬蓀干品，含水量均低于12%，符合國家標準中關于食用菌干制品的水分要求[11]。

1.2 試驗方法

必需氨基酸的組成和含量是蛋白質質量評價的重要指標[12]。本文利用氨基酸比值系數法，根據聯合國糧農組織（Food and Agriculture Organization，FAO）/世界衛生組織（World Health Organization，WHO）提出的的理想蛋白人體必需氨基酸模式譜，評價不同產地冬蓀氨基酸的營養價值。具體指標包括：氨基酸比值（amino acid ratio，RAA）、氨基酸比值系數（amino acid ratio coefficient，RCAA）、氨基酸比值系數分（amino acid ratio coefficient score，SRCAA）和必需氨基酸指數（essential amino acid index，EAAI）。分別按照公式（1）～（4）[13-14]計算。由于酪氨酸由苯丙氨酸轉變而來，胱氨酸由蛋氨酸轉變而來，因此將酪氨酸+苯丙氨酸，胱氨酸+蛋氨酸分別合并計算。

式中，CV 為RCAA 的變異系數，a1~a7為樣品中7 種必需氨基酸的含量，A1~A7為模式譜中相應的必需氨基酸含量。

1.3 測定指標及方法

取4 個產地冬蓀干品的菌柄，用于各項品質指標的化驗，具體如下。

1.3.1氨基酸 參照GB 5009.124—2016《食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》[15]測定氨基酸的含量。測試氨基酸種類包括天冬氨酸（Asp）、蘇氨酸（Thr）、絲氨酸（Ser）、谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、纈氨酸（Val）、蛋氨酸（Met）、胱氨酸（Cys）、異亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）、絡氨酸（Tyr）、苯丙氨酸（Phe）、組氨酸（His）、賴氨酸（Lys）、精氨酸（Arg）、脯氨酸（Pro），共17種。

1.3.2礦質元素 參照GB 5009.268—2016《食品安全國家標準 食品中多元素的測定》[16]測定氮（N）、磷（P）、鉀（K）、鈣（Ca）、銅（Cu）、鐵（Fe）、鎂（Mg）、鋅（Zn）共8種礦質元素含量。

1.3.3其他營養成分 灰分含量測定參照GB 5009.4—2016《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》[17]；脂肪含量測定參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》[18]； 粗纖維含量測定參照GB/T 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》[19]；總糖含量測定參照GB/T 15672—2009《食用菌中總糖含量的測定》[20]。

1.4 數據分析

采用WPS進行數據整理，采用SPSS 20.0進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 氨基酸

2.1.1氨基酸組成與含量分析 由表1 可知，貴州省4 個產地的冬蓀均含有17 種被檢測的氨基酸，其中有7 種必需氨基酸（essential amino acidsnessential amino acids，EAA），10 種非必需氨基酸（non-essential amino acids，NEAA）。必需氨基酸含量在4.24%~5.55%，非必需氨基酸含量在6.35%~7.37%，總氨基酸（total amino acids，TAA）含量在10.70%~12.93%，必需氨基酸、非必需氨基酸和總氨基酸含量都以德江產的冬蓀最高。必需氨基酸/總氨基酸（EAA/TAA）在39.61%～42.96%，與FAO/WHO提出的理想蛋白模式（EAA/TAA=40%）[21]相比，丹寨產的冬蓀略低，湄潭、大方和德江產的冬蓀略高。必需氨基酸/非必需氨基酸（EAA/NEAA）在65.61%~75.32%，4 個產地均高于理想蛋白模式（EAA/NEAA=60%）[21]。

表1 不同產地冬蓀氨基酸組成與含量Table 1 Composition and content of amino acid from different producing area Phallus impudicus L.（%）

冬蓀所含氨基酸中含量最高的是谷氨酸，占總氨基酸含量的13.68%；其次是天冬氨酸，占總氨基酸含量的11.47%；含量較低的是胱氨酸和組氨酸。冬蓀必需氨基酸含量依次為亮氨酸>蛋氨酸>纈氨酸>苯丙氨酸>異亮氨酸>蘇氨酸>賴氨酸。氨基酸變異系數在5.51%～37.71%，天冬氨酸變異系數最小，蘇氨酸變異系數最大。

2.1.2鮮味氨基酸含量分析 鮮味氨基酸（delicious amino acids，DAA）包含谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸、甘氨酸和丙氨酸[22]。由表1可知，鮮味氨基酸占總氨基酸含量的41.31%，5 種鮮味氨基酸含量依次為谷氨酸>天冬氨酸>丙氨酸>精氨酸>甘氨酸。從產地來看，鮮味氨基酸含量由高到低依次為德江>大方>丹寨=湄潭。

2.1.3藥效氨基酸含量分析 藥效氨基酸（pharmacoactive amino acids，PAA）包括賴氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、天冬氨酸、精氨酸、胱氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、谷氨酸和甘氨酸[22]。由表1可知，藥效氨基酸占總氨基酸含量的65.58%，10種藥效氨基酸含量由高到低依次為谷氨酸>天冬氨酸>亮氨酸>蛋氨酸>苯丙氨酸>精氨酸>甘氨酸>賴氨酸=酪氨酸>胱氨酸。從產地來看，藥效氨基酸含量由高到低為德江>大方>丹寨>湄潭。

2.1.4氨基酸營養價值評價 必需氨基酸的組成比例與FAO/WHO 模式值越接近，表明越符合人體需求，營養價值就越高[23]。對比不同產地必需氨基酸比例（表2）可以看出，丹寨、湄潭和大方的蘇氨酸比例低于模式值，德江的蘇氨酸比例高于模式值；4 個產地的纈氨酸、異亮氨酸和亮氨酸比例均接近或略高于FAO/WHO 模式值；4個產地的蛋氨酸+胱氨酸比例分別為模式值的2.8、2.6、3.2和2.9 倍；丹寨、湄潭和大方的苯丙氨酸+酪氨酸比例均高于模式值，分別為模式值的1.6、2.2 和1.4 倍，德江的苯丙氨酸+酪氨酸比例略低于模式值；4個產地的賴氨酸比例均低于模式值。

表2 不同產地冬蓀必需氨基酸占總氨基酸比例Table 2 Percentage of essential amino acids in total amino acids of Phallus impudicus L. from different producing area（%）

參考氨基酸比值系數法計算RAA、RCAA、SRCAA 和EAAI 來進一步評價不同產地冬蓀的營養價值。RAA 和RCAA 值越接近1，表示食物必需氨基酸組成比例與標準模式越接近，RCAA 最小值對應的氨基酸為第一限制性氨基酸[23]。由表3可知，賴氨酸為4個產地冬蓀的第一限制性氨基酸，蘇氨酸為丹寨、湄潭和大方冬蓀的第二限制性氨基酸，苯丙氨酸+酪氨酸為德江冬蓀的第二限制性氨基酸。4 個產地冬蓀蛋氨酸+胱氨酸的RAA 和RCAA 值分別在2.56～3.17 和1.88～2.31，明顯高于模式蛋白，湄潭的苯丙氨酸+酪氨酸也明顯高于模式蛋白。除第一、二限制性氨基酸和明顯高于模式蛋白的情況外，各產地冬蓀其余必需氨基酸均接近或略高于模式蛋白。

表3 不同產地冬蓀必需氨基酸的營養價值指標Table 3 Index of essential amino acids of Phallus impudicus L. from different producing area

SRCAA 表示氨基酸平衡的貢獻大小，越接近100，蛋白質營養價值越高。EAAI 為評價蛋白質的質量，EAAI≤0.75 不適合做蛋白源，0.750.95 為優質蛋白源[24]。由表3可知，4 個產地冬蓀的SRCAA 值為德江（50.30）>丹寨（45.29）>湄潭（43.14）>大方（37.65），德江產冬蓀蛋白質營養價值最高。4 個產地冬蓀的EAAI 值均大于1，可做為優質蛋白源進一步開發利用。

2.2 礦質元素含量分析

由表4可以看出，貴州產冬蓀N含量在18.70～22.45 g·kg-1，平均值為20.45 g·kg-1；P含量在3.55～4.83 g·kg-1，平均值為4.08 g·kg-1；K含量在29.63～39.64 g·kg-1，平均值為34.41 g·kg-1；Ca 含量在508.64～686.89 mg·kg-1，平均值為603.58 mg·kg-1；Cu 含量在12.37～17.54 mg·kg-1，平均值為15.04 mg·kg-1；Fe 含量在92.30～497.54 mg·kg-1，平均值為208.80 mg·kg-1；Mg 含量在1.55～1.98 mg·kg-1，平均值為1.71 mg·kg-1；Zn 含量在24.84～51.61 mg·kg-1，平均值為40.12 mg·kg-1。從產地來看，德江冬蓀的N、P、Cu 含量最高，大方冬蓀的K、Ca、Zn 含量最高，湄潭冬蓀的Fe 含量最高，是其他產地冬蓀的4.0～5.4倍。

表4 不同產地冬蓀礦質元素含量Table 4 Contents of mineral elements of Phallus impudicus L. from different producing area

2.3 其他營養成分含量分析

由表5 可以看出，貴州冬蓀灰分含量在5.83%～6.27%，平均值為6.05%，以大方產冬蓀最高，湄潭產冬蓀最低；脂肪含量在0.83%～1.49%，平均值為1.15%，以德江產冬蓀最高，丹寨產冬蓀最低；粗纖維含量在0.25%～0.47%，平均值為0.35%，以大方產冬蓀最高，德江產冬蓀最低；總糖含量在28.92%～34.90%，平均值為31.05%，以丹寨產冬蓀最高，大方產冬蓀最低。

表5 不同產地冬蓀其他營養成分含量Table 5 Contents of other nutritional compositions of Phallus impudicus L. from different producing area（%）

2.4 相關性分析

相關性分析結果（圖1）顯示，冬蓀各營養成分間均存在不同程度的相關性，兩兩之間共有435 個相關系數，在P<0.05 水平存在相關性的有73 個，在P<0.01 水平存在相關性的有119 個，可見，各指標反映冬蓀品質的信息存在不同程度重疊，因此有必要通過主成分分析法進行降維處理，對指標進行簡化。

圖1 冬蓀品質指標相關性分析Fig. 1 Correlation analysis of Phallus impudicus L. quality index

2.5 主成分分析

利用SPSS進行主成分分析，根據特征值>1的原則，提取前3 個主成分，累計貢獻率達100%，可解釋冬蓀品質的全部信息（表6）。第1 主成分特征值為14.580，貢獻率最高，為50.274%，蛋氨酸、賴氨酸、異亮氨酸和亮氨酸占有較高載荷；第2 主成分特征值為8.380，貢獻率為28.895%，甘氨酸、纈氨酸和脯氨酸占有較高載荷；第3 主成分特征值為6.041，貢獻率為20.830%，Ca、Cu和丙氨酸占有較高載荷。

表6 冬蓀品質指標主成分分析Table 6 Principal component analysis of quality index on phallus inpudicus L.

2.6 品質綜合評價

由權重系數和各指標標準化后的數值可以得出3個主成分得分（F）的表達式，如式（5）~（7）。

式中，X1～X29分別代表灰分、脂肪、粗纖維、總糖、N、P、K、Ca、Cu、Fe、Mg、Zn、天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、胱氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、賴氨酸、精氨酸、脯氨酸。

以各主成分對應的方差貢獻率為權重，得出冬蓀品質綜合評價得分模型，如式（8）。

4 個產地冬蓀品質主成分得分和綜合得分見表7，綜合得分分值越高，表明綜合品質越好。貴州不同產地冬蓀綜合品質表現為德江>大方>湄潭>丹寨。

表7 主成分得分和綜合得分Table 7 Principle component score and composite score

3 討論

氨基酸是蛋白質的組成部分，對于人體營養和生理平衡發揮著重要作用，尤其必需氨基酸只能由食物供給，因此其含量和組成是評價食品營養價值的重要指標之一[25-26]。氨基酸比值系數法作為評價必需氨基酸的方法之一，近年來被應用于食用菌[27-28]、動物[29-30]、植物[31-32]等各類生物。本文以貴州省4 個產地冬蓀為研究對象，利用氨基酸比值系數法對其必需氨基酸含量分析表明，賴氨酸是冬蓀第一限制性氨基酸，這與鄭秀艷等[3]的研究結果一致，而同為食用菌的香菇、杏鮑菇、金針菇的賴氨酸含量更豐富[33]。冬蓀必需氨基酸中蛋氨酸+胱氨酸含量過剩，是WHO/FAO 模式值的2.6~3.2倍，而平菇和秀珍菇的第一限制氨基酸均為蛋氨酸+胱氨酸[34]，因此在餐飲搭配和產品開發時可利用不同食用菌間成分差異，形成營養互補。本研究中4 個產地冬蓀EAAI 值均大于1，可做為優質蛋白源，而鄭秀艷等[3]關于冬蓀EAAI 的研究結果僅為0.52[3]，表明冬蓀不適合做蛋白源，其原因有待進一步研究確定。

礦質元素與人體生長發育、健康和疾病防治關系緊密，其攝入不足、不均衡都會引起生理異?；蚣膊“l生[35]。如Fe 是人體必需微量元素，缺Fe會導致貧血、身體發育不良等[36]。Cu 是重要的生命元素，人體缺Cu 會導致黑色素合成受阻、酪氨酸活性降低等不良后果[37]。Zn 也是人體必需微量元素，缺Zn 會導致新陳代謝異常，甚至出現食欲不振、脫發、免疫力下降等癥狀[38]。本研究表明，貴州冬蓀Fe 含量在92.30~497.54 mg·kg-1，Cu含量在12.37~17.54 mg·kg-1，Zn 含量在24.84~51.61 mg·kg-1?？梢?，冬蓀富含Fe元素，而我國人群中相對容易缺乏的元素之一就是Fe[39]，可就此方面加以開發利用。與同屬鬼筆目鬼筆科的紅托竹蓀[40]相比，冬蓀K 和Ca 含量均高于紅托竹蓀，但Mg含量遠低于紅托竹蓀[41]。

食用菌總糖既是重要的呈味物質，又具有生理活性功能[42]，本研究表明，冬蓀總糖含量為28.92%～34.90%，遠高于繡球菌、大紅菇、雞油菌、松茸、黑牛肝等12 種野生食用菌[43]，但低于金耳（72.8%）、銀耳（70.2%）和木耳（59.1%）[42]?；曳执砹耸称分袩o機鹽和礦物質的含量，是人體維持正常機能必需的[44]，本研究中冬蓀灰分含量為5.83%~6.27%，遠高于大宗食用菌香菇的0.74%~0.99%[44]。冬蓀脂肪含量在0.83%~1.49%，高于香菇和杏鮑菇[44-45]，但低于猴頭菇和靈芝[45]。粗纖維有助于促進腸胃運動，幫助消化，本研究中冬蓀粗纖維含量為0.25%~0.47%，低于香菇、杏鮑菇、金針菇、口蘑等26 種常見市售食用菌[46]，屬于低纖維食用菌?？梢?，冬蓀富含多種的營養物質，在開發利用和飲食搭配時應當根據其營養成分特點合理使用。