許春燕,李 恒,陸震鳴*
(1. 江蘇省微生物研究所有限責(zé)任公司,江蘇 無錫 214063;2. 江南大學(xué),江蘇 無錫 214122)
野生冬蟲夏草與蝙蝠蛾被孢霉發(fā)酵菌粉主要營養(yǎng)成分分析與比較
許春燕1,李 恒2,陸震鳴2*
(1. 江蘇省微生物研究所有限責(zé)任公司,江蘇 無錫 214063;2. 江南大學(xué),江蘇 無錫 214122)
目的:分析與比較蝙蝠蛾被孢霉發(fā)酵菌粉與野生冬蟲夏草的主要營養(yǎng)成分。方法:采用干燥法測定的水分含量,用恒量法測定灰分含量,用酸水解法測定粗脂肪含量,用凱氏定氮法測定粗蛋白含量,用重量法檢測粗纖維和粗多糖含量,采用HPLC檢測氨基酸和核苷類物質(zhì)含量,采用GC測定脂肪酸含量,采用原子吸收法測定微量元素種類及含量。結(jié)果:發(fā)酵菌粉與野生冬蟲夏草均屬于高蛋白、高碳水化合物、低脂肪的食品原料,而菌粉中低含量的粗纖維更利于人體對食物的消化和營養(yǎng)吸收。菌粉含有比野生冬蟲夏草更豐富的氨基酸(19種)和多不飽和脂肪酸種類(13種)。同時,微量元素的種類和比例也更加合理,有害元素As的含量顯著低于野生冬蟲夏草。結(jié)論:蝙蝠蛾被孢霉發(fā)酵菌粉的營養(yǎng)價值可以與野生冬蟲夏草相媲美,具有良好的開發(fā)應(yīng)用前景。
冬蟲夏草;蝙蝠蛾被孢霉;營養(yǎng)成分
冬蟲夏草為肉座菌目真菌冬蟲夏草菌Ophiocordycepssinensis(Berk.) G. H. Sung, J. M. Sung, Hywel-Jones & Spatafora 寄生在青藏高原上的蝙蝠蛾科昆蟲幼蟲上形成的菌核和子座的干燥體,是我國的一種傳統(tǒng)中藥材,具有保肺益腎, 止血化痰等功效[1]。研究表明,冬蟲夏草中具有多種營養(yǎng)物質(zhì)與活性成分,如氨基酸、脂肪酸、多糖、核苷等?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明蟲草中的多種化學(xué)成分發(fā)揮著抗腫瘤,抗炎,增強機體免疫等作用[2],得到了廣泛的應(yīng)用和開發(fā)。但是,由于天然冬蟲夏草對生長環(huán)境的要求高,人工栽培困難,造成冬蟲夏草資源的緊缺,市場價格偏高,不能滿足人類的健康需求[3]。
針對冬蟲夏草大規(guī)模生產(chǎn)的深層發(fā)酵技術(shù)應(yīng)運而生,并且發(fā)展迅速,目前已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),滿足了日益增長市場需求。蝙蝠蛾被孢霉(Mortierellahepiali)是陳慶濤等(1986)從四川汶縣采摘的新鮮冬蟲夏草子座和菌核上多次分離得到的被孢霉新種, 是從天然蟲草中分離得到的蟲草菌種之一[4]。對其菌絲的發(fā)酵工藝、活性成分以及藥理活性的研究已經(jīng)初步展開,但發(fā)酵菌絲所含有的營養(yǎng)成分尚未進行細致的分析。本文即通過基本營養(yǎng)成分、氨基酸、脂肪酸、微量元素等檢測,系統(tǒng)探究菌絲的營養(yǎng)物質(zhì),并與野生冬蟲夏草進行比較,為該菌種的進一步研究提供參考。
1.1 材料
蝙蝠蛾被孢霉發(fā)酵菌粉由國內(nèi)某企業(yè)提供,野生冬蟲夏草為市售產(chǎn)品。
1.2 儀器
氣相色譜儀(GC-2010),日本Shinadzu公司;高效液相色譜儀(HPLC),美國Agilent公司; Spectra A220型原子吸收分光光度儀,Varian公司;UV-2100紫外分光光度計,上海Unico儀器有限公司;氣相色譜-質(zhì)譜儀,美國Thermo Quest Finnigan公司;真空干燥儀,美國Savant公司。
2.1 方法
2.1.1 基本營養(yǎng)成分分析
水分的測定:參照GB/T 5009.3—2003[5];灰分的測定:參照GB/T 5009.4—2003[6];粗蛋白的測定:參照GB/T 5009.5—2010/6.1[7];粗脂肪的測定:參照GB/T 5009.6—2003[8];粗纖維的測定:參照GB/T 5009.10—2003[9];微量元素的檢測:參照GB 7887—1987,采用原子吸收分光光度儀測定[10]。
2.1.2 氨基酸組成分析
準確稱取樣品1 g,在110 ℃下分別用6 mol/L HCl和5 mol/L NaOH進行酸水解、堿水解22 h。冷卻后定容至10 mL,雙層濾紙過濾后取1 mL濾液于燒杯中,40 ℃真空干燥,加入1 mL 0.02 mol/L HCl,攪拌充分后進樣檢測。采用Agilent 1100型液相色譜儀分析樣品中的氨基酸組成。色譜柱:4.6 mm×250 mm;流動相:A相:20 mmol/L 醋酸鈉,B相:甲醇∶乙腈∶20 mmol/L 醋酸鈉=2∶2∶1(v/v),流速:1.0 mL/min,紫外檢測波長:338 nm,脯氨酸為262 nm。
2.1.3 脂肪酸組成分析
準確稱取4 g樣品于EP管中,加入2 mL氯仿-甲醇(2∶1,v/v)溶液,超聲提取30 min,75 ℃水浴提取 30 min,12 000 r/min離心10 min后取上清。在上述上清中按1∶2(v/v)體積加入2% NaOH-甲醇溶液(w/w),超聲提取 10 min,75 ℃水浴提取 30 min,12 000 r/min離心10 min,取上清過膜供分析使用。色譜柱:PEG20M,30 mm × 0.32 mm;燃燒氣:H220 mL/min;載氣:N21.5 mL/min;助燃氣:O250 mL/min;程序性升溫:起始溫度120 ℃,1 min,然后按8 ℃/min升溫至220 ℃。檢測器溫度:260 ℃;進樣口溫度:240 ℃;進樣量:0.2 μL。
2.2 基本營養(yǎng)成分分析
蟲草發(fā)酵菌粉的基本營養(yǎng)成分分析結(jié)果見表1。菌粉中的粗蛋白、脂肪、纖維和碳水化合物的含量分別為37.8%、3.83%、5.43%和43.8%,水分和灰分的含量分別為3.65%和5.41%。菌粉中粗蛋白和碳水化合物的含量顯著高于野生冬蟲夏草,粗纖維含量顯著低于野生冬蟲夏草,粗脂肪與灰分含量與野生冬蟲夏草相近。
表1 一般性成分分析(%)
2.3 氨基酸組成分析
菌粉及野生冬蟲夏草的氨基酸分析結(jié)果見表2。與野生冬蟲夏草相比,發(fā)酵菌粉中總氨基酸含量為28.56%,是野生冬蟲夏草的1.5倍,必需氨基酸的含量及其在總氨基酸中的比例與野生冬蟲夏草持平。菌粉及野生冬蟲夏草中含量較多的氨基酸主要有谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸和丙氨酸,這些氨基酸是冬蟲夏草中的主要氨基酸成分。此外,菌粉中檢測到19種游離氨基酸,而野生冬蟲夏草中共檢測到18種。各樣品的游離氨基酸含量相近。
表2 發(fā)酵菌粉與野生冬蟲夏草的氨基酸成分分析
2.4 脂肪酸組成分析
菌粉及野生冬蟲夏草脂肪酸組成分析結(jié)果見表3。野生冬蟲夏草中共檢測到9種脂肪酸,分別為:肉豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸、花生油酸;而菌粉中脂肪酸種類更為豐富,共檢測到13種脂肪酸,鯨油酸、EPA、DPA、
表3 發(fā)酵菌粉與野生冬蟲夏草的脂肪酸成分分析
注:“*”表示不飽和脂肪酸。
DHA等不飽和脂肪酸種類更多。菌粉和野生冬蟲夏草中必需脂肪酸和不飽和脂肪酸的含量均較高,且野生冬蟲夏草中不飽和脂肪酸比例高達85.84%。
2.5 微量元素
微量元素分析結(jié)果見表4。菌粉與野生冬蟲夏草中均含有人體必不可缺的鉀、鈣、鈉、鎂、鐵、錳、鋅、銅等8種礦物質(zhì)元素。野生冬蟲夏草中的鐵、鋅含量顯著高于菌粉,而菌粉中含有較高濃度的鈣。另外,野生冬蟲夏草中的As含量顯著高于菌粉。
表4 發(fā)酵菌粉與野生冬蟲夏草的微量元素分析
通過對蝙蝠蛾被孢霉發(fā)酵菌粉與野生冬蟲夏草基本營養(yǎng)成分的檢測,進一步證實了該菌粉與野生冬蟲夏草均屬于高蛋白、高碳水化合物、低脂肪的食品原料,能夠為人體提供更多優(yōu)質(zhì)碳水化合物和蛋白質(zhì)。而菌粉中低含量的粗纖維更利于人體對食物的消化和營養(yǎng)吸收。
蝙蝠蛾被孢霉發(fā)酵菌粉和野生冬蟲夏草中較高的必需氨基酸含量是維持機體健康、提高免疫功能的重要因素[11]。菌粉中更檢測含有0.1%左右的γ-氨基丁酸,該物質(zhì)具有鎮(zhèn)靜、降血壓等生理活性[12]。此外,不飽和脂肪酸也是冬蟲夏草中一種重要的營養(yǎng)物質(zhì),具有降血脂、降血壓、保護心血管等作用[13]。一般食物中ω-6多元不飽和脂肪酸的來源比較充足,而ω-3多元不飽和脂肪酸的來源比較貧乏。蝙蝠蛾被孢霉發(fā)酵菌粉中含有亞麻酸、DHA、EPA這三種ω-3多不飽和脂肪酸,是一種含多不飽和脂肪酸的健康食品,且相比野生冬蟲夏草種類更為豐富。
冬蟲夏草中普遍含有人體必需的微量元素,它們在造血、細胞生長、酶活性的激發(fā)、蛋白質(zhì)的合成、抑制神經(jīng)興奮和機體的正常生長發(fā)育等方面起著重要作用[14]。蝙蝠蛾被孢霉發(fā)酵菌粉與野生冬蟲夏草中較高的K/Na比值以及較低的Zn/Cu比值,對維持機體的酸堿平衡及正常血壓具有較好的作用[15]。菌粉中有害元素As的含量顯著低于野生冬蟲夏草,對于人體更為安全。通過主要營養(yǎng)物質(zhì)的種類與含量分析可以得出,蝙蝠蛾被孢霉發(fā)酵菌粉的營養(yǎng)價值可以與野生冬蟲夏草相媲美,其某些營養(yǎng)物質(zhì)的含量更優(yōu)于野生冬蟲夏草,因而具有較大開發(fā)潛力和應(yīng)用前景。
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Analysis and Comparison of the Nutritional Components inDongchongxiacao and Fermented Culture ofMortierellahepiali
Xu Chunyan1, Li Heng2, Lu Zhenming2*
(1. Jiangsu Institute of Microbiology Co., Ltd., Wuxi 214063, China; 2. Jiangnan University, Wuxi 214122, China)
Object: To analyze and compare the nutritional components in Dongchongxiacao and fermentedMortierellahepialidculture in detail. Methods: Utilize the constant weight method for the determination of water and ash content, utilize the acid hydrolysis method for determination of crude fat content, utilize Kjeldahl determination method for crude protein analysis, with the gravimetric method for crude fiber and polysaccharide content, utilize HPLC method for detection of amino acids and nucleosides, utilize GC for fatty acids determination, adopt the atomic absorption spectrometry for determination of trace elements. Results: Fermented powder and Dongchongxiacao are both healthy foods which are rich in protein and carbohydrate contents while low in fat content. The low content of crude fiber in fermented powder suggested its advantages in food digestion and nutrient absorption. Besides, the fermented powder contains more kinds of amino acids (19) and polyunsaturated fatty acids (13) than Dongchongxiacao. Also, the types and proportions of trace elements is more reasonable, while the content of harmful element of As was obviously lower. Conclusion: The fermented powder ofMortierellahepialipossessed comparable nutritional value with Dongchongxiacao, which could be developed widely.
Dongchongxiacao;Mortierellahepiali; nutritional ingredients
2015-04-20
許春燕(1977—),女,工程師,主要從事微生物學(xué)研究。 E-mail: chyxu9701@163.com。
*通訊作者:陸震鳴(1981—), 男,博士,副教授,碩士生導(dǎo)師,從事藥食用真菌資源研究。E-mail: zhenming_lu@163.com
10.3969/j.issn.1006-9690.2015.06.003
R284.1
A
1006-9690(2015)06-0009-04