苏德伟，林 辉，宋飞飞，薛志香，曹秀明，林冬梅**，罗海凌**，林占熺

（1.福建农林大学国家菌草工程技术研究中心，福建 福州 350002；2.福建生物工程职业技术学院，福建 福州 350002）

菌草（JUNCAO） 指光合效率高、生长速度快、抗逆性强、适应性广、富含内生菌、综合利用价值高的一类草本植物[1]。目前，菌草的开发利用主要集中在畜牧养殖[2-6]、水土流失治理[7-8]、土壤污染修复[9]、防风固沙[10]、黄河流域生态治理[11]等领域，以及制备沼气[12-14]、纤维素[15-16]、造纸[17-18]、生物质燃料[19-20]、淡紫拟青霉（Paecilomyces lilacinus）[21]、内生菌菌肥[22]等工业化生产领域。

一直以来，我国都是食（药）用菌生产和出口大国。食用菌肉质鲜美、营养丰富、生物活性成分含量高。随着人民物质生活水平的逐渐提高，食（药）用菌受到越来越多消费者的青睐，市场需求逐年扩大。随着传统食（药）用菌产业的发展，“菌林矛盾”逐渐凸显。利用菌草作为栽培料，“以草代木”栽培食（药）用菌，不仅促进了食（药）用菌产业与生态保护的协同发展，而且实现了食（药）用菌产业的绿色、健康、可持续发展[1]。目前可利用菌草栽培的食（药） 用菌品种主要集中在侧耳科（Pleurotaceae）[23-24]、银耳科 （Treimellaceae）[25]、蘑菇科 （Agaricaceae）[26]、多孔菌科 （Polyporaceae）[27]、鬼笔菌科 （Phallaceae）[28]、口蘑科 （Tricholomataceae）[29]、灵芝科 （Ganodermataceae）[30-33]、猴头菌科 （Hericiaceae）[34]等科的多个属种。研究方向主要为栽培配方优化、理化性质测定、品质分析、废弃物综合利用等方面，有关其蛋白质营养价值评价的研究鲜有报道。通过试验比较不同菌草栽培的食（药）用菌的氨基酸组成，并对其子实体进行蛋白质营养价值评价，旨在为菌草栽培食（药）用菌的综合利用开发提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料

菌草栽培的食（药）用菌菌种，来自福建农林大学国家菌草工程技术研究中心，分别为灵芝（Ganoderma lucidum）、紫芝 （Ganoderma sinense）、银耳 （Tremella fuciformis）、猴头菇 （Hericium erinaceus）、金山巨菇 （Tricholoma jinshanense）、阿魏菇 （Pleurotus ferulae）、竹荪 （Dictyophora indusiata）、茶树菇 （Agrocybe aegerita）、香菇 （Lentinus edodes）、真姬菇 （Hypsizygus marmoreus）、紫孢平菇（Pleurotus sapiaus）、羊肚菌 （Morchella importuna）、棕色双孢蘑菇（Agaricus bisporus）、白色双孢蘑菇（Agaricus bisporus）、灰树花 （Grifola frondose）。

1.2 方法

1.2.1 氨基酸成分测定

根据茚三酮比色法，使用氨基酸自动分析仪测定菌草栽培的食（药）用菌的氨基酸组分及含量。

1.2.2 营养价值评价

根据Bano[35]、赵建辛[36]、朱圣陶[37]的研究方法以及FAO/WHO[38]模式，对菌草栽培的食（药） 用菌的氨基酸进行评价。

1.2.3 模糊识别评价

根据兰氏距离法评价菌草栽培的食（药）用菌蛋白质品质[39]。

1.3 数据处理

采用EXCEL 2013和SPSS 23.0软件对测得的数据进行处理分析。

2 结果和分析

2.1 菌草栽培的食（药）用菌氨基酸含量

TAA为氨基酸总量、EAA为必需氨基酸总量、NEAA为非必需氨基酸、EAAI为必需氨基酸指数。菌草栽培的食（药）用菌氨基酸含量见表1。

表1 菌草栽培的食（药）用菌的氨基酸含量Tab.1 The amino acid content of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

（续表 1）

由表1可知，菌草栽培的食（药）用菌氨基酸种类齐全，各品种氨基酸总量为7.52 g·100-1g-1～23.73 g·100-1g-1，其中灵芝（7.52 g·100-1g-1）和紫芝（8.23 g·100-1g-1）氨基酸含量最少；其次为银耳（8.65 g·100-1g-1）、猴头菇（12.89 g·100-1g-1）、金山巨菇（13.97 g·100-1g-1）、阿魏菇（14.45 g·100-1g-1）、竹荪（15.44 g·100-1g-1）、茶树菇（15.92 g·100-1g-1）、香菇（18.02 g·100-1g-1）、真姬菇（18.78 g·100-1g-1）、紫孢平菇（20.05 g·100-1g-1）、羊肚菌（20.33 g·100-1g-1）、棕色双孢蘑菇（21.60 g·100-1g-1）、白色双孢蘑菇（23.48 g·100-1g-1）；灰树花（23.73 g·100-1g-1）氨基酸含量最高。灵芝和紫芝中蛋氨酸含量最高，茶树菇中赖氨酸含量最高、其余品种中谷氨酸含量最高。

菌草栽培的食（药）用菌的EAA含量由高至低依次为灰树花＞紫孢平菇＞真姬菇＞茶树菇＞棕色双孢蘑菇、白色双孢蘑菇＞羊肚菌＞竹荪＞香菇＞金山巨菇＞阿魏菇＞紫芝＞灵芝、猴头菇＞银耳。

食物中蛋白质的优劣程度主要取决于EAA的品种、含量、组成比例[40]，其中组成比例是关键性因素[41]。各种食物的EAA组成比例各不相同，目前尚未发现与FAO/WHO标准完全一致的食物。不同种类菌草栽培的食（药）用菌EAA占TAA的比例范围为30.58%～61.30%，EAA占NEAA的比例范围为44.05%～158.42%，其中灵芝的EAA/TAA和EAA/NEAA最高，白色双孢蘑菇EAA/TAA和EAA/NEAA最低。

2.2 菌草栽培的食（药）用菌必需氨基酸组成与分析

部分FAO/WHO模式必须氨基酸标准见表2，菌草栽培的食（药）用菌的必需氨基酸的组成见表3。

由表2、表3可知，菌草栽培的竹荪、灰树花、香菇的异亮氨酸含量接近FAO/WHO模式，茶树菇赖氨酸、竹荪亮氨酸和苯丙氨酸+酪氨酸含量超过FAO/WHO模式，灵芝、紫芝、金山巨菇、茶树菇、紫孢平菇的蛋氨酸+胱氨酸含量超过FAO/WHO模式，竹荪的缬氨酸含量最接近FAO/WHO标准模式，茶树菇的苏氨酸含量最低仅为0.73。菌草栽培的食（药）用菌中EAA含量均高于或接近成人所需必需氨基酸含量，在日常配餐中可适当增加其摄入量。此外，部分菌草栽培的食（药）用菌中EAA含量高于或接近常规蛋白作物花生仁、大豆、小麦，可作为部分粮食作物的替代蛋白源。

表2 FAO/WHO模式必须氨基酸标准Tab.2 Essential amino acid standard of FAO/WHO

表3 菌草栽培的食（药）用菌必需氨基酸的组成Tab.3 Essential amino acid compositions of edible-medicinal fungi cultivated by JUNCAO

2.3 菌草栽培的食（药）用菌氨基酸评分和化学评分

食物的氨基酸评分的高低直接影响了其品质，数值越接近100，说明其质量越接近FAO/WHO标准，其营养价值也越高[42]。菌草栽培的食（药） 用菌的氨基酸评分见表4。

表4 菌草栽培的食（药）用菌的氨基酸评分Tab.4 Amino acid scores of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

由表4可知，菌草栽培的食（药）用菌中，氨基酸评分最高的是紫孢平菇（66.50） 和真姬菇（65.14），其次是羊肚菌（48.00） 和棕色双孢蘑菇（47.64），茶树菇（18.25） 和猴头菇（21.71） 最低。

菌草栽培的食（药）用菌的蛋白质化学评分见表5。

表5 菌草栽培的食（药）用菌的蛋白质化学评分Tab.5 Protein chemical scores of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

由表5可知，菌草栽培的食（药）用菌蛋白质化学评分依次为真姬菇（41.36） ＞紫孢平菇（40.30）＞紫芝 （32.69） ＞灵芝 （30.60） ＞羊肚菌 （30.55） ＞金山巨菇（29.39） ＞香菇（28.37） ＞银耳（27.82） ＞阿魏菇（26.36） ＞棕色双孢蘑菇（23.82） ＞灰树花（23.09） ＞白色双孢蘑菇 （20.73） ＞竹荪 （19.09） ＞茶树菇（14.31） ＞猴头菇（13.82）。

营养学上将含量最低的必需氨基酸称为第一限制性氨基酸。综合菌草栽培的食（药）用菌的氨基酸评分和蛋白质化学评分，银耳、猴头菇、阿魏菇、竹荪、香菇、羊肚菌、棕色双孢蘑菇、白色双孢蘑菇、灰树花的第一限制性氨基酸为蛋氨酸+胱氨酸，灵芝和紫芝的第一限制性氨基酸为赖氨酸，金山巨菇和真姬菇的第一限制性氨基酸为亮氨酸，紫孢平菇的第一限制性氨基酸为异亮氨酸，茶树菇的第一限制性氨基酸为苏氨酸。

2.4 菌草栽培的食（药） 用菌的必需氨基酸指数、生物价和营养指数

必需氨基酸指数是一种蛋白质的必需氨基酸含量与标准蛋白质（通常是鸡蛋蛋白质）中的必需氨基酸含量比值的几何平均数，是评价食物蛋白质营养价值的指标之一。生物价是一种评估蛋白质营养价值的生物方法，指每100克食物来源蛋白质转化成人体蛋白质的质量。营养指数是对食物蛋白质含量和氨基酸组成进行的综合评价。

菌草栽培的食（药） 用菌的必需氨基酸指数、生物价和营养指数见图1。

图1 菌草栽培的食（药）用菌蛋白质的必需氨基酸指数、生物价和营养指数Fig.1 Essential amino acid indexes,biological values and nutritional indexes of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

由图1可知，真姬菇（60.82） 和紫孢平菇（60.50） 必需氨基酸指数最高，其次为灵芝（54.87）和竹荪（53.01），猴头菇（34.63）、棕色双孢蘑菇（36.25） 和白色双孢蘑菇（36.89） 最低。生物价与必需氨基酸指数评价结果相一致。

灰树花营养指数最高为19.13，其次为紫孢平菇17.30、真姬菇16.27，灵芝、银耳、紫芝营养指数最低，仅为6.80、7.03、8.00。

2.5 菌草栽培的食（药）用菌的必需氨基酸相对比值

菌草栽培的食（药）用菌的必需氨基酸相对比值见表6。

表6 菌草栽培的食（药）用菌蛋白质的必需氨基酸相对比值Tab.6 Essential amino acid relative ratio of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

由表6可知，菌草栽培的食（药）用菌氨基酸相对比值介于0.37～0.90之间，其中灵芝和紫芝必需氨基酸相对比值最高，真姬菇、紫孢平菇、茶树菇次之，棕色双孢蘑菇和猴头菇最低；灵芝、紫芝、真姬菇、紫孢平菇所含蛋氨酸+胱氨酸和茶树菇赖氨酸超过鸡蛋模式对应的氨基酸。

2.6 菌草栽培的食（药）用菌蛋白质的氨基酸比值系数和氨基酸比值系数分

为了更好的评价食物蛋白质营养价值，基于氨基酸平衡理论，朱圣陶等[38]提出了氨基酸比值系数法。菌草栽培的食（药） 用菌的氨基酸比值系数（RCAAs） 及氨基酸比值系数分（SRCAAs） 见表7。

表7 菌草栽培的食（药）用菌蛋白质的氨基酸比值系数（RCAAs）及氨基酸比值系数分（SRCAAs）Tab.7 RCAAs and SRCAAs of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

由表7可知，菌草栽培的食（药）用菌氨基酸比值系数评分介于-55.05～83.89之间，其中羊肚菌、香菇、棕色双孢蘑菇最高，白色双孢蘑菇和灰树花次之，灵芝和紫芝最低。

2.7 菌草栽培的食（药）用菌蛋白质的模糊识别法评价

基于氨基酸平衡理论，通过分析待测必需氨基酸偏离标准鸡蛋白模式的贴进度μ，模糊识别其营养价值（μ越趋近于1，说明营养价值越高）[43]。菌草栽培的食（药）用菌蛋白质相对标准蛋白的贴近度见图2。

由图2可知，菌草栽培的食（药） 用菌的μ都在0.7以上，表明菌草栽培的食（药） 用菌是一类优质蛋白质食物，其中紫孢平菇、真姬菇、竹荪、灰树花都在0.8以上，品质最佳。

图2 菌草栽培的食（药）用菌蛋白质相对标准蛋白的贴近度Fig.2 Closeness degree of proteins of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

2.8 菌草栽培的食（药）用菌的味觉氨基酸组成与分析

氨基酸作为机体生命活动的第一营养要素，在食物品质及风味方面也起到了重要作用。对15种菌草栽培的食（药）用菌的4大类味觉氨基酸含量和占比进行了初步分析，结果见表8。

由表8可知，15种菌草栽培的食（药） 用菌鲜味氨基酸含量介于 1.04 g·100-1g-1～8.27 g·100-1g-1，其中白色双孢蘑菇最高，香菇次之，灵芝和紫芝最低。甜味氨基酸含量为 1.34 g·100-1g-1～6.17 g·100-1g-1，其中棕色双孢蘑菇最高，白色双孢蘑菇次之，茶树菇最低。苦味氨基酸含量为22.25 g·100-1g-1～52.53 g·100-1g-1，其中灵芝最高，紫芝次之，香菇最低。芳香族氨基酸含量为 5.05 g·100-1g-1～10.43 g·100-1g-1，其中竹荪最高，银耳次之，灵芝最低。

表8 菌草栽培的食（药）用菌味觉氨基酸的组成Tab.8 Flavor amino acid compositions of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

菌草栽培的15种食（药） 用菌中，猴头菇、香菇、棕色双孢蘑菇和白色双孢蘑菇所含鲜味氨基酸比例最高，其余所含苦味氨基酸比例最高。整体说来，菌草栽培的食（药）用菌中具备了各类特色鲜明的味觉氨基酸，为其市场化开发利用提供了科学依据。

2.9 菌草栽培的食（药）用菌的药用氨基酸组成与分析

菌草栽培的食（药）用菌药用氨基酸的组成见图3，菌草栽培的食（药） 用菌药用氨基酸的含量及比例见图4。

图3 菌草栽培的食（药）用菌药用氨基酸的组成Fig.3 Medicinal amino acid compositions of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

图4 菌草栽培的食（药）用菌药用氨基酸的含量及比例Fig.4 Medicinal amino acid contents and proportions of edible and medicinal fungi cultivated by JUNCAO

由图3和图4可知，菌草栽培的15种食（药）用菌，其药用氨基酸含量介于5.33 g·100-1g-1～15.16 g·100-1g-1，药用氨基酸所占比例介于 59.77%～70.88%。棕色双孢蘑菇（59.77%） 除外，其余品种的药用氨基酸含量均高于枸杞（60.00%）[44]和枇杷（56%）[45]，其中灵芝的药用氨基酸含量（70.88%） 高于党参 （70.00%）[46]，紫芝 （68.77%）、香菇（68.37%）也极为接近，因此，可视上述品种为药用价值较高的蛋白资源。

2.10 菌草栽培的食（药）用菌聚类情况分析

综合TAA、EAA、EAAI、BV、NI等指标，对15个菌草栽培的食（药）用菌进行系统聚类分析，使用平均联接（组间）的谱系图重新标准度的距离聚类组合，结果见图5。

由图5可知，根据聚类树状图可以判定分为I和II两个大类，第I类包括III（真姬菇、紫孢平菇、竹荪、灰树花）、IV（茶树菇）、V（棕色双孢蘑菇、白色双孢蘑菇、猴头菇、阿魏菇、香菇、羊肚菌、银耳、金山巨菇）3个小类。其中第III类氨基酸含量相对最高，食用品质最佳，可作为高质量蛋白产品；第VI和V类氨基酸含量相对较高，品质较好。因此，第I类菌草栽培的食（药）用菌可作为高效资源开发利用的理想材料。而第II类氨基酸含量相对最低，营养价值较低，可能与其木质化程度高有关。该聚类结果很好的反应了菌草栽培的不同食（药） 用菌的差异性，为菌草栽培食（药）用菌技术的推广及高品质食（药）用菌的深加工提供了理论参考。

3 讨论和结论

随着我国全面建设小康社会的推进，国家综合实力得到显著提升，人们对于食品质量安全的关注度越来越高，对于食品的要求和理念发生了巨大的变化。食（药） 用菌富含蛋白质和生物活性成分，适用于各类人群食用，是不可多得的优质蛋白食品，市场需求巨大。菌草栽培的食（药）用菌富含17种氨基酸，同时随着培养料和生产工艺的不同，其风味更加独特。真姬菇、紫孢平菇、竹荪、灰树花等食（药）用菌氨基酸含量丰富，营养价值高，灵芝和紫芝药用效果显著。

菌草栽培的食（药） 用菌品质好、质量高、风味佳；同时菌草属于可再生资源，生产工艺绿色环保，符合现代高效农业发展理念，值得推广应用。此外，菌草栽培的食（药） 用菌中味觉氨基酸和药用氨基酸含量丰富，在特色风味产品开发及现代中医中药领域具有很大的发展潜力。综上所述，菌草栽培的食（药）用菌是一类具有多功能高效开发利用价值的蛋白质资源，可进一步推广开发。