王晶波,劉婷婷,任 碩,楊 倬,秦 文,王麗媛,卓 勤,宮照龍,沈 葹
(中國(guó)疾病預(yù)防控制中心營(yíng)養(yǎng)與健康所,國(guó)家衛(wèi)生健康委微量元素營(yíng)養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100050)
牛肝菌(Boletus spp.)是一種食藥兼用的大型真菌,其風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)豐富,富含蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素和鐵、鋅、鈣等礦物質(zhì)元素[1-2],以及多糖、多酚、萜類等具有抗氧化、抗腫瘤、增強(qiáng)人體免疫力等作用的功效成分[3-6],在人體保健和疾病治療方面有巨大的發(fā)展?jié)摿7]。全世界已知牛肝菌屬菌類已有1 024種,我國(guó)已知可食用的就有199種[8]。其分布廣泛,云南是我國(guó)牛肝菌種類最豐富的地區(qū)之一[9-10],云南產(chǎn)牛肝菌占我國(guó)牛肝菌出口量的70%[11]。
目前對(duì)牛肝菌的相關(guān)研究多為種類的鑒別和保存方法,營(yíng)養(yǎng)成分、功效成分的相關(guān)研究多集中在新鮮牛肝菌的研究。牛肝菌種類繁多,生活中人們常食用的種類卻為少數(shù),多以菌類的顏色區(qū)分,包括白、黃、黑、紅等。除旺季外,農(nóng)民保存牛肝菌多采用烘干或曬干技術(shù),該技術(shù)會(huì)引起營(yíng)養(yǎng)成分和結(jié)構(gòu)的變化,為充分利用干品的營(yíng)養(yǎng)成分,有必要對(duì)常見(jiàn)牛肝菌的干貨商品進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)成分分析。
挑選云南當(dāng)年產(chǎn)的、生活中最常見(jiàn)的5種野生牛肝菌干品進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)成分分析,包括蛋白質(zhì)和氨基酸組成、礦物質(zhì)元素、多糖和多酚的含量,以及多酚的DPPH·清除能力和ABTS·清除能力。綜合評(píng)價(jià)了5種牛肝菌的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,補(bǔ)充《中國(guó)食物成分表》牛肝菌干品的數(shù)據(jù)空白,為提升牛肝菌的功效價(jià)值與市場(chǎng)開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。
野生牛肝菌干品樣品,市售。5種牛肝菌名稱和產(chǎn)地分別為白牛肝菌(Boletus albus,楚雄)、紅牛肝菌(Boletus rubeus,普洱)、黃牛肝菌(Boletus auripes,大姚)、黑牛肝菌(Boletus nigricans,師宗)、美味牛肝菌(Boletus edulis,普洱),設(shè)為樣品1號(hào)~5號(hào)。將樣品粉碎,過(guò)120目篩后置陰涼干燥處備用。
混合氨基酸標(biāo)準(zhǔn)液(2.5 μmoL·mL-1),Wako公司;單元素溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)鉀(1 000 μg·mL-1)、鈣(100 μg·mL-1)、鈉(100 μg·mL-1)、鎂(1 000 μg·mL-1)、鐵(100 μg·mL-1)、錳(100 μg·mL-1)、銅(100 μg·mL-1)、鋅(100 μg·mL-1)、葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品,中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心;沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品(89.9%),中國(guó)食品藥品檢定院;槲皮素標(biāo)準(zhǔn)品(95%)、左旋抗壞血酸(SLBL9227V),F(xiàn)olin-Ciocalteu試劑、碳酸鈉、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2,2’-連氮基-雙-(3-乙基苯并二氫噻唑啉-6-磺酸) 二銨鹽(ABTS) Sigma Aldrich公司;過(guò)硫酸鉀,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;無(wú)水乙醇、硫酸、濃鹽酸、苯酚,北京化工廠,為分析純。
L-8900型氨基酸分析儀和紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)U-3900,日本日立公司;Neixon350D型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀,美國(guó)PerkinElmer公司;Mars6-Express型高壓微波消解儀,美國(guó)CEM公司;Spectra-Max i3x酶標(biāo)儀,美國(guó)molecular devices公司;KQ-600DB型數(shù)控超聲波清洗器(功率600 W,頻率40 000 Hz),昆山市超聲儀器有限公司。
稱取牛肝菌樣品約0.15 g于水解管中,用含0.05%巰基乙酸的鹽酸溶液水解提取22 h,冷卻后將水解液轉(zhuǎn)移并定容至50 mL。吸取過(guò)濾后水解液1 mL于50℃水浴中濃縮至固體,用2.0 mL的0.02 mol·L-1稀鹽酸復(fù)溶,過(guò)濾后測(cè)定。所有樣品進(jìn)行2次平行測(cè)定,結(jié)果以均值表示。氨基酸色譜條件參照參考文獻(xiàn)[12],并做適當(dāng)處理;蛋白質(zhì)含量的測(cè)定采用凱氏定氮法[13]。
氨基酸評(píng)分(AAS)[14]:將樣品中必需氨基酸含量與世界衛(wèi)生組織(WHO) 的參考蛋白質(zhì)中必需氨基酸進(jìn)行比較,比值最低者為限制氨基酸。限制氨基酸的比值乘以100,即為該樣品的氨基酸評(píng)分(AAS),并與香菇、茶樹菇和雞菌等食用菌(干)的相應(yīng)AAS進(jìn)行比較。
礦物質(zhì)元素含量測(cè)定采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法[15],稱取0.3 g樣品與硝酸6 mL~8 mL混合于消解罐中冷消化,過(guò)夜。消解完成后自然冷卻至室溫,在電熱板加熱至120℃~160℃,開蓋趕酸至剩余溶液1 mL左右,冷卻后用去離子水轉(zhuǎn)移并定容至25 mL,搖勻,供上機(jī)備用,同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)。儀器采用最佳技術(shù)參數(shù)與設(shè)定值,其中等離子體RF功率:1 500 W;冷卻氣氬氣流速:15 L·min-1;霧化器氬氣流速:1 L·min-1;輔助氣體流速:1.2 L·min-1;采樣深度:6.4 mm;進(jìn)樣穩(wěn)定時(shí)間:15 s;泵速:30 r·min-1;重復(fù)次數(shù):3 次。
采用超聲波提取法最佳工藝[16]提取5種牛肝菌多糖。每種樣品稱取1 g粉末,按照料液比1∶30加入蒸餾水,超聲溫度50℃、超聲25 min后4 500 r·min-1離心吸取上清液,加入無(wú)水乙醇至終濃度70%沉淀多糖,4℃過(guò)夜,4 500 r·min-1離心棄上清,無(wú)菌蒸餾水定容至25 mL,即為牛肝菌多糖提取液,于4℃保存?zhèn)溆谩2捎帽椒?硫酸分光光度測(cè)定法,測(cè)定牛肝菌多糖含量。
采用超聲波提取法最佳工藝[4]提取5種牛肝菌多酚。每種樣品稱取1 g粉末,按照料液比1∶44,加入85%的乙醇溶液,超聲38 min后4 500 r·min-1離心15 min,吸取上清液并用85%乙醇溶液定容至50 mL,即為牛肝菌多酚提取液,于-20℃保存?zhèn)溆?。采用Folin-Ciocalteu比色法測(cè)定多酚含量,在96孔板上分別加入 30 μL的多酚提取液樣品、150 μL Folin-Ciocalteu試劑(0.2 mol·L-1)和120 μL碳酸鈉溶液(75 g·L-1),室溫暗處反應(yīng)2 h后,在酶標(biāo)儀于760 nm下測(cè)定吸光度,以沒(méi)食子酸(8.75 μg·mL-1、17.5 μg·mL-1、35 μg·mL-1、70 μg·mL-1、140 μg·mL-1、280 μg·mL-1)為對(duì)照品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,獲取多酚含量以每克食用菌中沒(méi)食子酸當(dāng)量計(jì)。
取15 μL多酚提取液于96孔板中,每孔加入225 μL DPPH(0.02 mg·mL-1),室溫避光反應(yīng)15 min,于517 nm測(cè)吸光度值,以乙醇代替樣品溶液做空白對(duì)照,采用抗壞血酸 (5 mg·L-1、10 mg·L-1、20 mg·L-1、30 mg·L-1、40 mg·L-1、50 mgL-1)做為陽(yáng)性對(duì)照繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,以抗壞血酸當(dāng)量AEAC(antioxidant equivalent ascorbic acid content,AEAC) 計(jì)算多酚含量,同時(shí)計(jì)算1 g食用菌提取的多酚對(duì)DPPH·清除率(E1,%),計(jì)算公式為:
式中:OD1為空白吸光度;OD2為樣品吸光度。
分別配制ABTS溶液(7.4 mmol·L-1)和過(guò)硫酸鉀溶液(2.6 mmol·L-1),將二者等體積混合,暗處、室溫靜置16 h后,用PBS(pH 7.4) 稀釋合適比例(約10倍左右),調(diào)制成734 nm波長(zhǎng)下吸光度為0.700±0.010,即為ABTS·工作液。取50 μL多酚提取液于96孔板中,每孔加入200 μL ABTS·自由基工作液,室溫避光反應(yīng)6 min,于734 nm測(cè)吸光度值,以乙醇代替樣品溶液做空白對(duì)照,采用抗壞血酸 (5 mg·L-1、10 mg·L-1、20 mg·L-1、30mg·L-1、40 mg·L-1、50 mg·L-1)做為陽(yáng)性對(duì)照繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,以抗壞血酸當(dāng)量計(jì)算多酚含量,同時(shí)計(jì)算1 g食用菌提取的多酚對(duì)ABTS·清除率(E2,%),計(jì)算公式為:
式中:OD3為空白吸光度;OD4為樣品吸光度。
5種牛肝菌樣品氨基酸測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 樣品中蛋白質(zhì)和氨基酸含量分析結(jié)果Tab.1 Analysis results of protein and amino acid content in samples
由表1可知,5種牛肝菌氨基酸總量平均為16.62 g·100-1g-1,必需氨基酸平均為 7.904 g·100-1g-1,占氨基酸總量的47.400%,其中谷氨酸含量最高,達(dá)到2.679 g·100-1g-1,天冬氨酸、纈氨酸、亮氨酸和丙氨酸含量也較高。美味牛肝菌氨基酸含量最高(25.910 g·100-1g-1),是黑牛肝菌氨基酸含量(12.120 g·100-1g-1)的2倍。
根據(jù)必需氨基酸與參考蛋白質(zhì)中必需氨基酸的比值,確定異亮氨酸為限制氨基酸,計(jì)算出牛肝菌的AAS,見(jiàn)表2。
表2 牛肝菌的氨基酸評(píng)分Tab.2 Amino acid score of Boletus spp.
由表2可知,樣品中必需氨基酸總量達(dá)到377.98 mg·g-1,高于 WHO蛋白標(biāo)準(zhǔn)模式(315.00 mg·g-)1,即為優(yōu)質(zhì)蛋白。牛肝菌的AAS平均為81.3。與其他食用菌的氨基酸含量比較結(jié)果見(jiàn)表3。
由表3可知,美味牛肝菌的必需氨基酸含量為12.580 g·100-1g-1,高于茶樹菇和雞菌等食用菌的相應(yīng)氨基酸含量。
表3 牛肝菌、美味牛肝菌與其他食用菌比較Tab.3 Comparison among Boletus spp.,Boletus edulis and other edible fungi
采用檢測(cè)靈敏度高、強(qiáng)勢(shì)的抗干擾能力和快速分析結(jié)果的ICP-MS法分析5種牛肝菌的礦物質(zhì)元素,包括鈉、鎂、鉀、鈣、鐵、鋅、錳、銅8種元素,結(jié)果見(jiàn)表4。
表4 5種牛肝菌礦物質(zhì)元素含量Tab.4 Mineral elements of five varieties of Boletus spp.
由表4可知,每100克牛肝菌樣品中,鋅元素平均含量最高(55.580 0 mg);鉀、鐵、鈉、鎂、鈣、錳和銅的含量分別為50.000 0 mg、17.300 0 mg、8.220 0 mg、4.840 0 mg、1.400 0 mg、0.974 0 mg和0.099 8 mg,其中鋅和鐵含量明顯高于香菇、茶樹菇,表明牛肝菌為富鋅的健康食材,其中黃牛肝菌的鋅含量(88.6 mg·100-1g-1)最高,白牛肝菌次之,黑牛肝菌鋅含量最低,5種牛肝菌的礦物質(zhì)元素含量存在差異。
采用超聲波法提取5種牛肝菌的多糖和多酚,結(jié)果見(jiàn)表5。
由表5可知,5種牛肝菌之間多糖提取率差異大,從高到低依次是黃牛肝菌、美味牛肝菌、白牛肝菌、紅牛肝菌和黑牛肝菌;黃牛肝菌的多糖提取率最高為57.30 mg·g-1,是黑牛肝菌提取率(最低,12.16 mg·g-1)的4.71倍,近似第二位美味牛肝菌的2倍。而牛肝菌多酚提取率差異不大,從高到低依次是美味牛肝菌、白牛肝菌、黃牛肝菌、紅牛肝菌和黑牛肝菌;美味牛肝菌和白牛肝菌多酚提取率接近,分別為9.45 mg·g-1和9.39 mg·g-1。另外,5種牛肝菌都具有DPPH·清除能力和ABTS·清除能力,其中美味牛肝菌的ABTS·清除能力最強(qiáng),抗壞血酸當(dāng)量達(dá)到9.58 mg AEAC·g-1,清除率為41.22%,美味牛肝菌的DPPH·清除能力略次于白牛肝菌,其抗壞血酸當(dāng)量達(dá)到6.51 mg AEAC·g-1,清除率為19.45%。5種牛肝菌中,黑牛肝菌的多糖提取率、多酚提取率和多酚抗氧化能力最差。
表5 5種牛肝菌多糖、多酚提取率和多酚抗氧化能力檢測(cè)結(jié)果Tab.5 Results of the extraction rates of polysaccharides,polyphenol and polyphenol antioxidant capacity of five varieties of Boletus spp.
多酚提取率與其抗氧化能力相關(guān)性分析見(jiàn)表6。
表6 多酚提取率和抗氧化功能的相關(guān)性分析Tab.6 Correlation analysis of polyphenol extraction rate and antioxidant capacity
由表6可知,多酚提取率與多酚的抗氧化能力呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)是0.813 2~1.000 0。
綜上所述,5種牛肝菌在氨基酸含量、礦物質(zhì)元素、多糖和多酚等方面均有差異,各有所長(zhǎng)。牛肝菌富含谷氨酸、天冬氨酸等呈味氨基酸,這也是牛肝菌味道鮮美的原因,其中美味牛肝菌的氨基酸最豐富,明顯高于其他4種牛肝菌。黃牛肝菌的微量元素鋅含量最高,白牛肝菌次之。黃牛肝菌的多糖提取率最高,美味牛肝菌和白牛肝菌次之。美味牛肝菌和白牛肝菌的多酚提取率和抗氧化能力接近,均高于其他3種牛肝菌。5種牛肝菌中黑牛肝菌的氨基酸含量、鋅含量、多糖和多酚提取率都是最低的,但是黑牛肝菌的鉀含量最高。
針對(duì)云南5種常見(jiàn)野生牛肝菌干貨進(jìn)行基本營(yíng)養(yǎng)成分分析,為牛肝菌作為食品加工原料時(shí)選擇適宜品種提供參考,同時(shí)牛肝菌的抗氧化能力也為營(yíng)養(yǎng)性、功能性菌類食品的研發(fā)提供了較大的發(fā)展空間。另外,需要進(jìn)一步完善對(duì)牛肝菌其他營(yíng)養(yǎng)成分的研究,系統(tǒng)全面地評(píng)價(jià)牛肝菌的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,為合理開發(fā)牛肝菌市場(chǎng)價(jià)值提供理論依據(jù)。