林忠寧,陳敏健,劉明香,周代順
(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所,福建 福州 350013)
真姬菇(Hypsizygus marmoreus),又名玉蕈、海鮮菇、蟹味菇等,是一種較為珍稀的藥食用菌,由于真姬菇具有獨特的口感及營養(yǎng)豐富,近年來風(fēng)靡美、日、韓等國市場。真姬菇是福建省大宗出口的工廠化食用菌產(chǎn)品,其中產(chǎn)量以順昌縣最大,全縣規(guī)模為每年4×107袋左右,產(chǎn)量占國內(nèi)的80%[1]。在真姬菇采收和加工過程會產(chǎn)生大量的菇腳,占整個鮮菇重量的5%~10%,同時,還會有鮮菇量1倍~1.5倍量的菌糠(菌棒料)產(chǎn)生,據(jù)推算光順昌縣每年就有 1×103t~2×103t的真姬菇菇腳和 2.0×104t~3.0×104t菌糠產(chǎn)生。目前真姬菇菇腳大部分按垃圾廢料處理,而菌糠主要用于工廠鍋爐燃料和肥料使用,造成一定的環(huán)境污染和資源浪費,對其開發(fā)利用具有重要的經(jīng)濟價值和社會效益。真姬菇子實體具有較高的營養(yǎng)價值[2,3],但真姬菇菇腳和菌糠的營養(yǎng)價值方面的研究尚未見報道,以真姬菇菇腳和菌糠為研究材料,根據(jù)其蛋白質(zhì)和氨基酸的含量測定結(jié)果,采用模糊識別法和氨基酸比值系數(shù)法對其進行蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的分析評價,對其開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。
真姬菇子實體、菇腳和菌糠來自福建順昌兆豐生物科技有限公司,樣品經(jīng)烘干,粉碎,過篩后備用。
粗蛋白質(zhì)的測定按GB/T5009.5-2003食品中蛋白質(zhì)的測定方法進行,分析儀器為福斯基爾特克2010粗蛋白測定儀。17種氨基酸測定按GB/T5009.124-2003食品中氨基酸的測定方法進行,分析儀器為日立L-800氨基酸自動分析儀。色氨酸測定采用GB/T5400-94飼料中色氨酸測定方法進行,分析儀器為紫外分光光度計。
食物蛋白質(zhì)的氨基酸組成比例雖不盡相同,但其營養(yǎng)價值的優(yōu)劣主要取決于所含必需氨基酸(Essential Amino Acid,EAA)的種類、數(shù)量和組成比例。故本文兩種評價方法均圍繞著真姬菇子實體、菇腳和菌糠蛋白中EAA展開綜合分析和討論。
1.3.1 模糊識別方法評價的數(shù)學(xué)摸型
以雞蛋蛋白質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)(a),其8種EAA含量見參考文獻[5],將真姬菇菇腳蛋白(u2)、菌糠蛋白(u3)與子實體蛋白(u1)進行比較,根據(jù)蘭氏距離法[4]定義評價對象ui(i=1,2,3)待分析蛋白與標(biāo)準(zhǔn)蛋白a的貼近度U(a,u),公式如下:
式中:ak=(k=1,2,…8)即為標(biāo)準(zhǔn)蛋白的8種EAA含量;uik為第i個評價對象的第k種EAA含量,貼近度值反映評價對象蛋白質(zhì)質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)蛋白a的接近程度,U值越接近1,其蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值相對較高。
1.3.2 氨基酸比值系數(shù)法
根據(jù)氨基酸平衡理論,利用WHO/FAO的必需氨基酸參考模式[7,8],計算樣品中EAA的氨基酸比值、氨基酸比值系數(shù)(RC)和比值系數(shù)分(SRC)[6]。
由于一般食物中各種氨基酸比值往往不相同,故可計算氨基酸比值的均數(shù)。如果食物蛋白質(zhì)氨基酸組成含量比例與氨基酸參考模式一致,則各種EAA的RC應(yīng)等于1,數(shù)值大于或小于1均表示偏離氨基酸參考模式,RC>1表明該種EAA相對過剩,RC<1則表明該種EAA相對不足,RC最小者為第一限制性氨基酸(First Limiting Amino Acid,F(xiàn)LAA),公式如下:
式中:CV為RC的變異系數(shù);CV=標(biāo)準(zhǔn)差/均數(shù)。
現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)研究認(rèn)為不僅必需氨基酸不足影響蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值,必需氨基酸過剩同樣也限制蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值,因而提出氨基酸平衡理論。SRC的意義為如果食物蛋白質(zhì)EAA組成比例與WHO/FAO的必需氨基酸參考模式一致,則RC的變異系數(shù)(CV)為0,SRC=100;若食物蛋白質(zhì)EAA的RC越分散,表明這些EAA在氨基酸平衡的生理作用方面所提供的負(fù)貢獻越大,則RC變大,SRC變小,蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值就越差,SRC越接近100,其營養(yǎng)價值相對較高。
真姬菇子實體、菇腳和菌棒氨基酸的含量和組成情況見表1。
表1 真姬菇子實體、菇腳及菌糠中蛋白質(zhì)和氨基酸的含量
由表1可知,雖然真姬菇子實體、菇腳和菌糠中蛋白質(zhì)含量各不相同,但蛋白質(zhì)中氨基酸種類齊全,均含有人體所需的18種氨基酸。菇腳的蛋白質(zhì)含量為25.60%,比子實體減少了 3.02 g·100-1·g-1,但蛋白質(zhì)中的總氨基酸含量、E/T和E/N值,均接近于與子實體蛋白質(zhì)中的總氨基酸含量、E/T和E/N值,必需氨基酸含量占氨基酸總含量的40.16%,E/N值為0.6711,分別高于FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的40%和0.6,表明真姬菇菇腳和子實體一樣具有較高的蛋白質(zhì)含量,可以提供食物優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。真姬菇菌糠蛋白質(zhì)含量為12.09%,雖然比子實體和菇腳低,但高于一般蔬菜(1%~2%)和糧谷類(6%~8%)食品[5],蛋白質(zhì)中氨基酸含量為65.92%,必需氨基酸含量占氨基酸總含量的38.65%,接近于FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的40%,E/N值為0.6711,高于FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0.6,表明真姬菇菌糠同樣可以做為食物蛋白質(zhì)的來源。
按照模糊識別法的公式(1)計算獲得待評真姬菇菇腳、菌糠的蛋白和子實體蛋白相當(dāng)于雞蛋蛋白(標(biāo)準(zhǔn)蛋白)的貼近度,見表2。
表2 待評真姬菇蛋白質(zhì)相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)蛋白的貼近度
菇腳蛋白貼近度和菌糠蛋白的貼近度分別為0.8360、0.7520,雖然均比子實體的貼近度(0.8633)低,但均在0.75以上,結(jié)果表明,真姬菇腳蛋白和菌糠蛋白具有較高的營養(yǎng)價值。
如果蛋白質(zhì)中必需氨基酸齊全,比例得當(dāng),接近或符合WHO/FAO氨基酸模式要求,則這種蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值高,按照公式(2)、(3)、(4)分別計算真姬菇菇腳蛋白質(zhì)和子實體蛋白質(zhì)EAA、RC、SRC,其值見表3、表4。
真姬菇菇腳蛋白的SRC為76.77,比子實體蛋白(84.57)低,但高于雞腿菇(75.12)、香菇(74.97)和黑木耳(66.65)[9],結(jié)果表明,真姬菇菇腳具有較高的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值,雖然其蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值不及子實體,但高于市面上的一些食用菌如雞腿菇、香菇和黑木耳的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值,具有較高的營養(yǎng)價值。真姬菇菌糠蛋白的SRC為70.13,比菇腳蛋白和子實體蛋白低,但也比黑木耳(66.65)高,表明真姬菇菌糠同樣具有較高的營養(yǎng)價值。從表3可以看出,真姬菇菇腳蛋白、菌糠蛋白和子實體蛋白一樣,蛋白中的第一限制性氨基酸均為蛋氨酸+胱氨酸,異亮氨酸和蘇氨酸均相對過剩,賴氨酸均相對不足。其他4種必需氨基酸則不盡相同,其中亮氨酸在菌糠中相對過剩,而在菇腳和子實體中相對不足;丙氨酸+酪氨酸在菇腳和菌糠中相對過剩不足,而在子實體中相對不足;纈氨酸在子實體中相對過剩,而在菇腳和菌糠中相對不足;色氨酸在菇腳和子實體中相對過剩,而在菌糠中相對不足。
表3
表4 真姬菇子實體、菇腳和菌糠蛋白的RAA、RC及SRC的比較
真姬菇菇腳和菌糠蛋白質(zhì)中總氨基酸含量為71.50%和65.92%,氨基酸種類齊全,必需氨基酸占總氨基酸量的40.16%和38.65%,分別高于和接近FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的40%,必需氨基酸與非必需氨基酸含量的比值為0.6711和0.6299,均高于FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0.6,相對于雞蛋蛋白(標(biāo)準(zhǔn)蛋白)的貼近度為0.8360和0.7520,第一限制性氨基酸均為蛋氨酸+胱氨酸,氨基酸比值系數(shù)分為76.77和70.13,雖然菇腳和菌糠的蛋白質(zhì)含量比均子實體低,但與子實體一樣具有較高的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值。
植物性蛋白質(zhì)往往相對缺少色氨酸[10],與一般植物性蛋白不同,真姬菇菇腳蛋白質(zhì)中含有相對豐富的色氨酸,可以利用真姬菇菇腳蛋白質(zhì)的這一特性,根據(jù)蛋白質(zhì)互補理論,和其他植物蛋白按一定比例混合使用互相補充,提高綜合蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值。
模糊識別法評價過程中采用雞蛋蛋白質(zhì)作為標(biāo)準(zhǔn)蛋白,氨基酸比值系數(shù)法則采用WHO/FAO提出的必須氨基酸參考模式作為評價的參考標(biāo)準(zhǔn),均從整體上證明真姬菇菇腳和菌糠具有較高的營養(yǎng)價值。模糊識別法求取貼近度和氨基酸比值系數(shù)法求取SRC均從氨基酸平衡理論觀點出發(fā),著重分析評價真姬菇菇腳和菌糠的蛋白中各種EAA偏離標(biāo)準(zhǔn)蛋白模式或WHO/FAO必須氨基酸參考模式離散度,即它的整體偏離程度,無論是低于或高于模式(標(biāo)準(zhǔn)),均在評價中給予考慮。2種方法結(jié)合使用,使得對真姬菇菇腳蛋白和菌糠蛋白的營養(yǎng)價值評價更為全面,從而為真姬菇菇腳和菌糠的綜合利用提供科學(xué)依據(jù)。
食用菌不僅為人體提供豐富的維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維和天然抗氧化物,而且同樣是重要的膳食蛋白質(zhì)來源之一,近年來,菌物蛋白資源的開發(fā)利用日益受到重視,但與對食用菌生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量食用菌菇腳和菌糠等下腳料開發(fā)利用卻較少,尤其是對同樣具有較高營養(yǎng)價值的食用菌菇腳和菌糠等下腳料蛋白資源開發(fā)利用則更少。在當(dāng)前注重農(nóng)業(yè)資源高效生態(tài)循環(huán)利用的前提下,對包括真姬菇菇腳和菌糠在內(nèi)的食用菌下腳料加以開發(fā)利用,不僅可以減少資源浪費和環(huán)境污染,同時可以創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益。
[1]王火生.順昌縣食用菌工廠化栽培的現(xiàn)狀與對策[J].福建農(nóng)業(yè),2010(2):4-6.
[2]王耀松,邢增濤,馮志勇,等.真姬菇營養(yǎng)成分的測定與分析[J].菌物研究,2006,4(4):33-37.
[3]姜華,蔡德華.真姬菇子實體蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值評價[J].食用菌,2005(4):61-62.
[4]吳望名,陳永義,黃金麗,等.應(yīng)用模糊集方法[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,1985.
[5]中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所.食物成分表[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,1991.
[6]朱圣陶,吳坤.蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值評價-氨基酸比值系數(shù)法[J].營養(yǎng)學(xué)報,1988,10(2):187-190.
[7]FAO /WHO.Energy and protein requirements[J].FAO Nutrition Meeting Report Series,1973(2):52-63.
[8]FAO/WHO.Protein quality evaluation in human diets[M].Rome:Food and Agriculture Organization,1991.
[9]姜萍萍,韓燁,顧賽紅,等.五種食用菌氨基酸含量的測定及營養(yǎng)評價[J].氨基酸和生物資源,2009,31(2):67-71.
[10]王宏新.食品新資源[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2002.