陳洪雨，鮑大鵬，康前進，龔二生，王 瑩，萬佳寧，李 燕，吳瑩瑩*

（1上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所，國家食用菌工程技術(shù)研究中心，農(nóng)業(yè)部南方食用菌資源利用重點實驗室，上海201403；2上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，微生物代謝國家重點實驗室，上海200240；3沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，沈陽110866）

杏鮑菇，學(xué)名刺芹側(cè)耳（Pleurotus eryngii），是側(cè)耳科側(cè)耳屬的大型食用真菌［1］，原產(chǎn)南歐、中亞和北非，現(xiàn)廣泛栽培于日本、中國和美國［2-4］。我國的杏鮑菇產(chǎn)業(yè)在2011年后進入規(guī)?；瘮U張階段［2］，至2017年，我國杏鮑菇日產(chǎn)量達3 500 t，在工廠化生產(chǎn)的食用菌中排名第二［3］。隨著杏鮑菇產(chǎn)量的提高和農(nóng)藝性狀的改良，各企業(yè)產(chǎn)品的同質(zhì)化問題逐漸顯現(xiàn)。開發(fā)更符合消費者健康營養(yǎng)需求的杏鮑菇品種，首先需要對不同企業(yè)的產(chǎn)品進行品質(zhì)評價。主成分分析（Principle component analysis，PCA）是一種數(shù)據(jù)集簡化方法，通過降維的方式建立綜合指標來區(qū)分樣品特征［5-6］，適用于食物成分分析和綜合品質(zhì)評價［7-8］。

杏鮑菇不僅肉質(zhì)肥厚、口感鮮美，而且營養(yǎng)豐富，含有多種活性物質(zhì)［9-12］。蛋白質(zhì)營養(yǎng)是衡量食物營養(yǎng)的重要組成部分，可依照氨基酸平衡模式譜，采用多種參數(shù)如氨基酸評分、化學(xué)評分、氨基酸比值系數(shù)和必需氨基酸指數(shù)等［13-16］進行評價。目前，國內(nèi)的蛋白質(zhì)營養(yǎng)研究大多基于聯(lián)合國糧農(nóng)組織（Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO）在20世紀提出的系列模式譜［17-19］，鮮有采用分別由美國科學(xué)院醫(yī)學(xué)研究所（Institute of Medicine，IOM）和世界衛(wèi)生組織/聯(lián)合國糧農(nóng)組織/聯(lián)合國大學(xué)（World Health Organization/Food and Agricultural Organization/United Nation University，WHO/FAO/UNU）發(fā)布的兩版新的模式譜［20-21］。新版的模式譜綜合了權(quán)威機構(gòu)最新的臨床營養(yǎng)、生物利用率、人群適應(yīng)性、食物矩陣等研究結(jié)果，在舊版的基礎(chǔ)上有較大的更新。本研究首次以2種新版模式譜為依據(jù)，采用主成分分析方法分析上海地區(qū)5種市售工廠化栽培杏鮑菇中必需氨基酸分布及產(chǎn)品之間的差異，對杏鮑菇開展蛋白營養(yǎng)的系統(tǒng)評估，以期為建立杏鮑菇的品質(zhì)評價體系和探究食用菌營養(yǎng)的生物學(xué)基礎(chǔ)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

杏鮑菇樣品統(tǒng)一采購自上海市江橋批發(fā)市場，收集成熟子實體鮮品，編號為A—E。A為久禾生物科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的久青禾牌杏鮑菇，產(chǎn)地江蘇鹽城；B為百菇盛農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司生產(chǎn)的百菇盛牌杏鮑菇，產(chǎn)地江蘇鹽城；C為江蘇潤正生物科技有限公司生產(chǎn)的正星牌杏鮑菇，產(chǎn)地江蘇昆山；D為三盛鑫生物科技有限公司生產(chǎn)的三盛鑫牌杏鮑菇，產(chǎn)地江蘇南通；E為閩源食用菌科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的洲緯牌杏鮑菇，產(chǎn)地江蘇鹽城。

茚三酮及緩沖液，日本日立集團；濃硫酸（體積分數(shù)98%）、硫酸銅、硫酸鉀、濃鹽酸（體積分數(shù)37%）、硼酸、檸檬酸、檸檬酸鈉、氫氧化鋰、氫氧化鈉、氯化鈉均為分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

FB224自動內(nèi)校電子分析天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；DHG-9246A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精密實驗設(shè)備有限公司；Scientz-48樣品研磨機，寧波新芝公司；Kjeltec 8400全自動凱氏定氮儀，丹麥FOSS公司；835-50型氨基酸自動分析儀，日本日立公司。

1.2 方法

1.2.1 取樣及樣品預(yù)處理

從各家企業(yè)產(chǎn)品中選擇成熟度相近、無腐敗變質(zhì)、無機械損傷的杏鮑菇子實體約500 g，用樣品研磨機粉碎，充分混合后，稱取50 g待用。

1.2.2 子實體水分含量的測定

樣品預(yù)處理后，參照國家標準GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》［22］，稱取5—10 g試樣，采用直接干燥法在105℃干燥箱中干燥至恒重，計算水分含量。

1.2.3 子實體蛋白質(zhì)含量的測定

依據(jù)國家標準GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測定》［23］，隨機稱取2—5 g預(yù)處理后的樣品（精確至0.001 g），使用Kjeltec 8400全自動凱氏定氮儀測定杏鮑菇子實體中的蛋白質(zhì)含量。

1.2.4 氨基酸的測定

采用日立835-50氨基酸自動分析儀，依據(jù)國家標準GB/T 18246—2000《飼料中氨基酸的測定》［24］、GB/T 15399—94《飼料中含硫氨基酸測定方法 離子交換色譜法》［25］、GB 5009.124—2016《食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》［26］分別對樣品中的色氨酸（堿水解法）、半胱氨酸（過氧化酸氧化法）和其他16種氨基酸（酸水解法）進行測定。

1.2.5 必需氨基酸的主成分分析

采用SPSS 22.0軟件進行必需氨基酸的多變量分析，運用Pearson相關(guān)系數(shù)矩陣對標準化后的數(shù)據(jù)集進行主成分分析。

1.2.6 氨基酸營養(yǎng)特征評估

各參數(shù)均采用現(xiàn)行最新標準計算：氨基酸評分（Amino acid score，AAS）依據(jù)WHO/FAO/UNU聯(lián)合發(fā)布的模型［21］計算；IOM模式評分及蛋白完全性分析參照IOM的指南［20］分析；化學(xué)評分（Chemical score，CS）采用Seligson等［27］的方法計算；氨基酸比值系數(shù)（Ratio coefficient，RC）和氨基酸比值系數(shù)分（Score of RC，SRC）根據(jù)朱圣陶等［15］的模型計算；必需氨基酸指數(shù)（Essential amino acid index，EAAI）依據(jù)Oser［13］的方法計算。

2 結(jié)果與分析

2.1 市售杏鮑菇中的粗蛋白含量

經(jīng)檢測，杏鮑菇樣品A—E中的粗蛋白在干重（DW）中的含量分別為20.47 g/（100 g）DW、19.05 g/（100 g）DW、23.20 g/（100 g）DW、25.62 g/（100 g）DW 和21.23 g/（100 g）DW，平 均 值為22.8 g/（100 g）DW。

2.2 市售杏鮑菇的氨基酸組成

5種杏鮑菇樣品中均含有18種常見氨基酸（表1），樣品A—E中的總氨基酸含量分別為115.69 mg/g DW、112.40 mg/g DW、162.62mg/g DW、167.13 mg/g DW 和124.69 mg/g DW，平均值為136.51 mg/g DW。所有樣品中含量較高的氨基酸均為甲硫氨酸、谷氨酸和亮氨酸。樣品A—E的平均必需氨基酸總量為71.11 mg/g DW，各樣本中必需氨基酸占總氨基酸的比例（IAA/TAA）均超過50%，平均值為52.10%。

表1 市售杏鮑菇的氨基酸組成Table 1 Am ino acid com position of commercially available P.eryngii

2.3 市售杏鮑菇中必需氨基酸的主成分分析

對5種杏鮑菇中的必需氨基酸含量進行PCA分析，依據(jù)累積貢獻率大于0.8的原則選擇主成分。結(jié)果表明，主成分1（PC1）和主成分2（PC2）一共解釋了92.49%的差異，其中PC1貢獻了78.32%，PC2貢獻了14.17%（圖1）。依據(jù)載荷分布，苯丙氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸和賴氨酸共同決定了PC1，甲硫氨酸決定了PC2。色氨酸對PC1及PC2均無貢獻。依據(jù)得分分布，樣品C和D在PC1中得分較高，相應(yīng)氨基酸較為突出；樣品B、C、E在PC2中得分較高，甲硫氨酸較為突出。上述結(jié)果表明，PCA方法能夠很好地區(qū)分不同工廠化栽培杏鮑菇產(chǎn)品的氨基酸組成特征。

2.4 市售杏鮑菇的蛋白質(zhì)品質(zhì)評價

2.4.1 杏鮑菇蛋白中的必需氨基酸

依據(jù)前人研究［28-29］建議，以總氨基酸含量記為總蛋白量，對5種杏鮑菇進行蛋白質(zhì)品質(zhì)評價。5種市售杏鮑菇的蛋白中均含有全部8種人體必需氨基酸，總量在575.91—610.18 mg/g pro（蛋白），平均值為589.55 mg/g pro，達到國際權(quán)威模式譜中必需氨基酸的占比要求［21］。

圖1 5種市售杏鮑菇中必需氨基酸的PCA分析Fig.1 PCA analysis of IAA in 5 commercially available P.eryngii samp les

表2 杏鮑菇蛋白中的必需氨基酸含量Table 2 IAA content in P.eryngii protein mg·g-1 pro

2.4.2 杏鮑菇蛋白的氨基酸評分

由表3可見，市售杏鮑菇蛋白的必需氨基酸含量充足，除色氨酸外，其他必需氨基酸均超過模式譜的要求（100%），是較為優(yōu)質(zhì)的蛋白來源。所有樣品中氨基酸評分（AAS）得分最高的前3位必需氨基酸均是甲硫氨酸+半胱氨酸、蘇氨酸和亮氨酸；在樣品B、C、E中，色氨酸AAS得分未達到參照標準，是杏鮑菇蛋白的第一限制氨基酸。除色氨酸外，賴氨酸也是樣品E的限制性氨基酸。

表3 杏鮑菇蛋白的氨基酸評分Table 3 Am ino acid score（AAS）of P.eryngii protein %

2.4.3 杏鮑菇蛋白的氨基酸比值系數(shù)

由表4可見，5種市售杏鮑菇蛋白中，蘇氨酸的氨基酸比值系數(shù)（RC）最接近于1（平均值0.98），與模式譜最接近；色氨酸的RC值最低，甲硫氨酸+半胱氨酸的RC值則遠遠超過其他種類的必需氨基酸，這與AAS分析結(jié)果一致。

表4 杏鮑菇蛋白的氨基酸比值系數(shù)Table 4 Am ino acid ratio coefficient（RC）of P.eryngii protein

2.4.4 杏鮑菇蛋白的消化率校正氨基酸得分

蛋白質(zhì)消化率校正氨基酸得分（Protein digestibility corrected amino acids score，PDCAAS）考慮了消化過程對營養(yǎng)吸收的影響，可以更科學(xué)有效地評價蛋白質(zhì)品質(zhì)［14，30］。以食用菌的消化率73%［31］計算，杏鮑菇A—E樣品的PDCAAS分別為0.78、0.52、0.34、0.89、0.34，平均值為0.57。各樣品之間的PDCAAS差異主要是由其限制性氨基酸色氨酸決定的。

2.4.5 杏鮑菇蛋白的IOM模式評分

對杏鮑菇蛋白進行IOM模式評分（表5）發(fā)現(xiàn)，除色氨酸外，杏鮑菇蛋白的各必需氨基酸均達到IOM模式譜要求。D樣品中所有必需氨基酸均超過模式譜參考量，屬于完全蛋白，品質(zhì)最優(yōu)。A、B、C、E樣品中的色氨酸評分低于100%，可通過與色氨酸含量豐富的蛋奶制品、肉禽制品、堅果等進行膳食搭配，以獲得補充［16］。

表5 杏鮑菇蛋白的IOM 模式評分Table 5 IOM pattern score of P.eryngii protein %

2.4.6 杏鮑菇蛋白的化學(xué)評分

由表6可見，各樣品中纈氨酸的蛋白化學(xué)評分（CS）均低于標準（100%），除樣品D以外，其他樣品中色氨酸的CS值亦低于標準。由此可見，盡管杏鮑菇蛋白中氨基酸含量豐富，但平衡性不如雞蛋蛋白［14，27］，需要與其他食物搭配以達到均衡營養(yǎng)的效果。

表6 杏鮑菇蛋白的化學(xué)評分Table 6 Chem ical score（CS）of P.eryngii protein %

2.4.7 杏鮑菇蛋白的必需氨基酸指數(shù)（EAAI）

經(jīng)計算，A—E樣品的EAAI值分別為136.27、125.52、120.76、142.89、113.89，平均為130.49。其中E樣品的EAAI最接近100，平衡性相對較好。各樣品的平衡性均不如雞蛋蛋白（100），可能與杏鮑菇蛋白中部分必需氨基酸的含量過高（如甲硫氨酸）或過低（如色氨酸）有關(guān)。

3 討論

本研究對5種來自不同工廠化生產(chǎn)企業(yè)的杏鮑菇樣品進行了系統(tǒng)地氨基酸特征分析和蛋白質(zhì)營養(yǎng)評價。對必需氨基酸的PCA分析結(jié)果顯示，由苯丙氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸和賴氨酸共同決定的PC1（78.32%）和由甲硫氨酸決定的PC2（14.17%）累積貢獻率達到92.49%，很好地解釋了產(chǎn)品間的必需氨基酸分布差異。各產(chǎn)品經(jīng)PCA降維后的PC得分，反映了不同杏鮑菇產(chǎn)品中8種必需氨基酸的綜合性狀。不同來源的杏鮑菇產(chǎn)品中蛋白質(zhì)含量及氨基酸組成存在差異，可能由各企業(yè)采用的菌種、栽培基質(zhì)、栽培環(huán)境和生產(chǎn)工藝等不同造成的，尤其是栽培基質(zhì)中的碳源、氮源種類和比例，如以玉米芯為主要氮源的栽培配方會增加杏鮑菇蛋白的Met+Cys比例，而玉米粉和豆粕的添加則降低該比例［18，32］。目前，已有對禽蛋［8］、乳品［33］等動物蛋白氨基酸和對獼猴桃［34］、桑椹［35］、甜菜［7］等植物蛋白氨基酸進行PCA分析的報道；在對食用菌的研究方面，劉慶慶等［36］曾報道了梵凈山區(qū)域竹蓀氨基酸含量及其主成分分析，并根據(jù)所建的模型對不同區(qū)域的竹蓀樣品進行綜合評分。上述研究結(jié)果均表明，主成分分析法可區(qū)分樣品的氨基酸特征，適合對樣品的氨基酸品質(zhì)進行綜合評價。

本研究得到的5種市售杏鮑菇樣品中粗蛋白平均含量為22.8 g/（100 g）DW，與常見食用菌的粗蛋白含量相當(dāng)，高于主要糧食作物。杏鮑菇蛋白中必需氨基酸總量（平均值589.55 mg/g pro）高于大多數(shù)植物源食品，是充足的必需氨基酸來源。依據(jù)現(xiàn)行國際推行的氨基酸平衡模式分析，杏鮑菇蛋白中的必需氨基酸當(dāng)量除色氨酸外均符合營養(yǎng)學(xué)要求，是較為優(yōu)良的蛋白來源。其第一限制氨基酸為色氨酸，可通過與色氨酸含量豐富的肉禽、乳蛋制品共同食用予以補充。此外，與已報道的多種常見食用菌如香菇、雙孢蘑菇、金針菇等富含甲硫氨酸的結(jié)論相同［28，37］，杏鮑菇中甲硫氨酸的含量在多模型評價中均顯示為高值，甲硫氨酸是半胱氨酸、?；撬?、軟磷脂、磷脂酰膽堿等生理活性物質(zhì)的前體，在機體氧化平衡中起重要作用，一旦缺乏會導(dǎo)致肝損傷［38-40］。在常見的食物如水果、蔬菜和豆類等植物性蛋白中，甲硫氨酸含量較低［16，38］。因此，將食用菌與日常膳食搭配，有利于人體氨基酸的平衡供給。

綜上，本研究提出PCA可作為食用菌氨基酸品質(zhì)特征的分析工具之一，并采用多種國際推行的非生物學(xué)模型對不同的市售杏鮑菇樣品進行了系統(tǒng)地蛋白質(zhì)營養(yǎng)評價，闡明其作為日常膳食搭配的營養(yǎng)學(xué)基礎(chǔ)，為“一葷一素一菇”的膳食平衡理論提供了科學(xué)支撐。