野生和人工栽培羊肚菌營養(yǎng)價值對比分析

喬俊，支彩艷，陳志文，宋潔,趙建國,*

1(山西大同大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院，山西 大同，037009)2(山西大同大學(xué) 炭材料研究所，山西 大同，037009)3(石墨烯林業(yè)應(yīng)用國家林業(yè)和草原局重點實驗室，山西 大同，037009)

羊肚菌(Morchella)是一種分布范圍較廣的珍稀食藥用菌，因形狀酷似羊肚而得名。羊肚菌含有豐富的蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和多種維生素，味道鮮美，營養(yǎng)價值極高[1-2]。經(jīng)常食用羊肚菌，可提高機體免疫力，并有抗疲勞、抗腫瘤、抗氧化、抗病毒、降血脂等多種功效[3-4]。羊肚菌作為一種高檔食材，得到消費者的青睞，市場需求逐年走高。近年來，人工栽培羊肚菌技術(shù)取得較大進展，在一定程度上滿足了市場對羊肚菌的需求[5]，但消費者普遍追捧野生羊肚菌，認為野生的營養(yǎng)價值更高，導(dǎo)致野生羊肚菌的市場價格普遍偏高，且大量采挖野生羊肚菌會破壞其種質(zhì)資源以及生態(tài)環(huán)境[6]。因此，人工栽培羊肚菌的營養(yǎng)價值能否媲美野生羊肚菌值得關(guān)注。曾有學(xué)者對比了野生和人工栽培羊肚菌的營養(yǎng)成分和安全性[7]，但從礦質(zhì)元素、氨基酸及蛋白質(zhì)以及維生素等方面全面對比野生和人工栽培羊肚菌營養(yǎng)價值的研究還較少。課題組近年來利用暖棚技術(shù)在山西多地(大同、朔州、晉中等)人工種植羊肚菌獲得成功，為比較人工和野生羊肚菌營養(yǎng)價值，收集了大同、晉中人工栽培羊肚菌以及云南、四川的野生羊肚菌樣品，對其基本營養(yǎng)成分、氨基酸、礦質(zhì)元素以及維生素的含量進行檢測，分析對比了其營養(yǎng)價值，以期對人工種植羊肚菌食用價值的研究和開發(fā)，以及羊肚菌人工種植推廣提供借鑒和參考。

1 材料與方法

1.1 材料

人工栽培羊肚菌干品產(chǎn)自山西省晉中、大同兩地，野生羊肚菌干品產(chǎn)自云南麗江、四川南充兩地，樣品經(jīng)粉碎、過篩后存于自封袋中備用。

1.2 營養(yǎng)成分含量測定方法

粗蛋白含量測定參照國家標準GB 5009.5—2016中的凱氏定氮法；粗脂肪測定參照GB 5009.6—2016中的酸水解法；粗纖維測定參照GB/T 5009.10—2003；氨基酸的測定參照GB 5009.124—2016，其中胱氨酸和色氨酸的測定參考GB/T 18246—2000；礦質(zhì)元素鈣、磷、鉀、鈉、鎂、銅、鋅、鐵的測定參考GB 5009.268—2016中的電感耦合等離子體發(fā)射光譜法；硒的測定參照GB 5009.93—2017；錳的測定參照GB 5009.242—2017中的火焰原子吸收光譜法；維生素B1、B2、B12和維生素C分別參考GB 5009.84—2016、GB 5009.85—2016、GB/T 5009.217—2008和GB 5009.86—2016中的高效液相色譜法進行測定。

1.3 營養(yǎng)價值評價方法

礦質(zhì)元素和維生素的評價，參照營養(yǎng)質(zhì)量指數(shù)法(index of nutritional quality,INQ)進行計算和評價[8]。INQ=100 g食物中某營養(yǎng)素密度/100 g食物熱量密度。計算時，羊肚菌的熱量參考值為1 341 kJ/100 g[9]，各礦質(zhì)元素及維生素的人體需求量數(shù)值參考《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量》中18歲以上男性各物質(zhì)的推薦攝入量[10-12]。當(dāng)INQ>1時，表示當(dāng)熱量滿足時，該營養(yǎng)素還富余；當(dāng)INQ=1時，表示該營養(yǎng)素與熱量相當(dāng)；當(dāng)INQ<1時，表示熱量滿足時，該營養(yǎng)素還欠缺。

氨基酸和蛋白質(zhì)品質(zhì)評價參考聯(lián)合國糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織(FAO/WHO)于1973年提出的理想蛋白質(zhì)人體必需氨基酸模式譜，計算樣品的氨基酸評分(amino acid score,AAS)、化學(xué)評分(chemical score,CS)、必需氨基酸指數(shù)(essential amino acid index,EAAI)、生物價(biological value,BV)和營養(yǎng)指數(shù)(nutrition index,NI)等指標進行評價[1,13]。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同來源羊肚菌基本營養(yǎng)成分比較

云南和四川一直以來都是我國野生羊肚菌的主產(chǎn)區(qū)，其品質(zhì)被市場普遍認可。為使野生羊肚菌樣品更具代表性，本研究選取了來自云南麗江和四川南充的野生羊肚菌，同晉中、大同兩地的人工栽培羊肚菌進行營養(yǎng)價值對比分析。從基本營養(yǎng)成分含量來看，野生和人工栽培的羊肚菌都含有較豐富的蛋白質(zhì)和纖維以及較少的脂肪，表現(xiàn)出高蛋白、低脂肪的特點(表1)，這符合當(dāng)前大眾對健康食品的基本要求。將4類羊肚菌樣品中營養(yǎng)成分與全國均值進行對比，4類羊肚菌的粗蛋白含量(32.7～38.6 g/100 g)顯著高于全國均值(26.9 g/100 g)，粗纖維含量(13.1～17.3 g/100 g)略高于全國均值(12.9 g/100 g)，而粗脂肪含量遠低于全國均值(7.1 g/100 g)。晉中、大同兩地人工栽培羊肚菌的粗蛋白(36.3～38.6 g/100 g)、粗脂肪(0.6～1.2 g/100 g)和粗纖維(15.7～17.3 g/100 g)含量整體上比南充、麗江野生羊肚菌略高(含量分別為32.7～36.2、0.5～0.9和13.1～15.3 g/100 g)。就本研究的樣品而言，在基本營養(yǎng)成分方面，人工栽培羊肚菌的營養(yǎng)價值略優(yōu)于野生羊肚菌。

表1 不同來源羊肚菌主要營養(yǎng)成分的含量 單位：g/100 g

2.2 不同來源羊肚菌礦質(zhì)元素營養(yǎng)價值比較

羊肚菌的礦質(zhì)元素含量豐富，是構(gòu)成其營養(yǎng)價值的重要方面。4類不同來源羊肚菌中的10種礦質(zhì)元素含量如表2所示。常量元素中，鉀含量最高，其次是磷，然后是鈣、鎂和鈉；微量元素中，含量最高的是鐵，其次是鋅，然后是銅、錳和硒。4類來源羊肚菌的鉀、磷、鈣的含量顯著超過全國均值，其他元素含量與全國均值基本相當(dāng)。對比4類羊肚菌的礦質(zhì)元素含量發(fā)現(xiàn)，僅鐵元素野生羊肚菌的含量(43.7～71.0 mg/100 g)顯著高于人工(18.5～31.1 mg/100 g)，其他元素含量高低與是否野生來源關(guān)系不大。礦質(zhì)元素總量方面，麗江野生(5 050.5 mg/100 g)>大同人工(4 143.7 mg/100 g)>晉中人工(4 050.7 mg/100 g)>南充野生(3 885.7 mg/100 g)。與本研究結(jié)果類似，李翔等[7]發(fā)現(xiàn)野生羊肚菌中鐵元素含量顯著高于人工；嚴明等[14]研究表明云南18種常見野生食用菌種的鐵元素含量都顯著高于人工栽培的食用菌。這說明羊肚菌鐵元素的含量可能與野生、人工栽培之間的差異性有關(guān)，具體原因有待研究。然而，羊肚菌對大多數(shù)礦質(zhì)元素的富集可能主要受當(dāng)?shù)赝寥篮蜌夂驐l件影響[15]，與是否野生來源關(guān)系不大。

表2 不同來源羊肚菌礦質(zhì)元素的含量 單位：g/100 g

理想的食物應(yīng)該在滿足人體對熱量需求的同時，也能滿足對營養(yǎng)成分的需求。INQ能夠反映食物某種營養(yǎng)素與熱量的關(guān)系，即當(dāng)某種食物供給人體熱量足夠時(人體無饑餓感時)，某種其他營養(yǎng)素(如礦質(zhì)元素)是否也足夠[8]。通過計算不同來源羊肚菌各礦質(zhì)元素的INQ值(表3)發(fā)現(xiàn)，各來源的羊肚菌在滿足人體所需熱量時，鈣、磷、鉀、鎂、銅、鋅、鐵、錳也可滿足人體需要且有富余，尤其是磷、銅、鐵、鉀、鋅和錳，INQ值較高，是人體補充這些營養(yǎng)元素的優(yōu)質(zhì)食物。各來源羊肚菌鈉元素的INQ值都不高，說明羊肚菌不能作為人體補充鈉元素的主要來源，但羊肚菌作為一種低鈉含量的食物，為高血壓人群提供了一種良好的選擇。麗江野生和大同人工兩類羊肚菌硒的INQ值>1，但晉中人工和南充野生羊肚菌硒的INQ值<1，說明羊肚菌不能夠成為人體補充硒元素的可靠食物來源，羊肚菌硒的含量與產(chǎn)地環(huán)境有關(guān)[16]?？傮w上，野生和人工栽培羊肚菌都能夠為人體提供豐富的礦質(zhì)元素，其營養(yǎng)價值的高低可能更取決于產(chǎn)地環(huán)境，與是否來源野生的關(guān)系不大。此外，有研究表明，野生食用菌比其他植物對重金屬有更強的富集能力，導(dǎo)致鉻、砷、汞的含量超標，進而對食用者的健康構(gòu)成威脅[17-18]。相比野生條件，人工栽培羊肚菌的生長基質(zhì)和環(huán)境條件更為可控，其帶來的重金屬攝入風(fēng)險也更低。

表3 不同來源羊肚菌礦質(zhì)元素的INQ值Table 3 The INQ value of mineral elements in Morchella from different sources

2.3 不同來源羊肚菌維生素營養(yǎng)價值比較

維生素是人體維持正常生理代謝和健康必不可少的物質(zhì)，羊肚菌中各類維生素的含量也是構(gòu)成其營養(yǎng)價值的重要維度之一。本研究中4類來源羊肚菌的維生素含量見表4，各類羊肚菌維生素C含量較高，其次是維生素B2，然后是維生素B1和B12。各類羊肚菌的維生素C含量顯著高于全國均值，維生素B1和B2略低于全國均值。4類來源羊肚菌中，維生素B1、B2和B12含量相差不大，無明顯規(guī)律。野生來源羊肚菌的維生素C含量(22.6～24.7 mg/100 g)顯著高于人工來源(15.3～16.5 mg/100 g)。有研究表明，溫室栽培可能不利于羊肚菌對維生素C的積累，含量低于林下和露天生長的羊肚菌[19]。本研究中兩類人工栽培的羊肚菌都來源于溫室大棚，可能造成其維生素C含量低于野生羊肚菌。

表4 不同來源羊肚菌維生素的含量 單位：g/100 g

對比不同來源羊肚菌維生素的INQ值(表5)可知，各類羊肚菌的維生素B12和維生素C的INQ值都>1，維生素B1的INQ值都<1，說明人類可食用羊肚菌來補充維生素B12和維生素C，但僅憑羊肚菌不能滿足人體對維生素B1的需求。晉中人工和南充野生兩類羊肚菌可滿足人體對維生素B2的需求，但大同人工和麗江野生羊肚菌在補充維生素B2方面略顯不足?？傮w上，本研究中野生和人工栽培羊肚菌的4種維生素含量差別不大，人工栽培羊肚菌在維生素營養(yǎng)價值方面可與野生羊肚菌媲美。

表5 不同來源羊肚菌維生素的INQ值Table 5 The INQ value of vitamins in Morchella from different sources

2.4 不同來源羊肚菌氨基酸及蛋白質(zhì)質(zhì)量評價

2.4.1 不同來源羊肚菌的氨基酸組成及含量

氨基酸是人體蛋白質(zhì)的重要合成原料，是人體新陳代謝的重要物質(zhì)。不同來源的羊肚菌氨基酸組成及含量如表6所示，4類羊肚菌均含有18種氨基酸，包含8種人體必需氨基酸。4類羊肚菌的氨基酸總量存在一定差異，氨基酸含量由高到低依次為：大同人工(33.52%)>晉中人工(33.43%)>麗江野生(33.25%)>南充野生(23.04%)；必需氨基酸含量由高到低順序為：晉中人工(12.28%)>大同人工(12.12%)>麗江野生(11.83%)>南充野生(8.30%)。有研究發(fā)現(xiàn)，人工栽培的羊肚菌氨基酸含量高于野生羊肚菌[7,13]，溫室條件栽培羊肚菌氨基酸含量高于露天和林下[19]，這與本研究中兩類人工栽培羊肚菌的氨基酸含量比野生略高的結(jié)果較為一致。FAO/WHO提出的理想蛋白中，必需氨基酸含量/氨基酸總量(essential amino acid/total amino acids，E/T) 值應(yīng)在40%左右，必需氨基酸含量/非必需氨基酸含量(essential amino acid/non-essential amino acid，E/N) 值應(yīng)在60%以上[1]。由表6可知,兩類人工栽培羊肚菌的E/T和E/N值更接近FAO/WHO規(guī)定的理想蛋白，所以人工栽培羊肚菌更接近理想蛋白，氨基酸配比更為合理。

表6 不同來源羊肚菌氨基酸組成及含量 單位：g/100 g

氨基酸還是一種非常關(guān)鍵的呈味物質(zhì)，呈味氨基酸的含量決定了羊肚菌的風(fēng)味和品質(zhì)。由表6可知，4類來源的羊肚菌中含量最高的是谷氨酸，其次是天冬氨酸。許多研究表明，羊肚菌中谷氨酸和天冬氨酸的含量普遍較高[1,20]，這兩類氨基酸都是呈鮮味的特征氨基酸，因而羊肚菌具有獨特的鮮味。4類羊肚菌呈鮮味氨基酸所占比例相差不大，含量比例為25.92%～27.48%。甘氨酸、絲氨酸、脯氨酸、丙氨酸等是使羊肚菌呈現(xiàn)甜味的特征氨基酸，4類羊肚菌呈甜味氨基酸含量比例為20.90%～21.60%，差異不大。鮮味和甜味氨基酸的總量比例由高到低依次為：大同人工(49.08%)>晉中人工(48.49%)>南充野生(48.44%)>麗江野生(46.82%)，即人工栽培羊肚菌的風(fēng)味和口感比野生羊肚菌稍好。

2.4.2 不同來源羊肚菌的氨基酸營養(yǎng)評價

氨基酸比值系數(shù)法是氨基酸營養(yǎng)評價的常用方法。該方法以氨基酸平衡理論為基礎(chǔ)，評價目標物質(zhì)的必需氨基酸比例是否接近或符合模式蛋白(FAO/WHO規(guī)定的理想蛋白或標準雞蛋蛋白)要求，比例越接近，目標物質(zhì)的營養(yǎng)價值越高[1]。計算4類羊肚菌樣品的氨基酸含量(mg/g蛋白質(zhì))，同F(xiàn)AO/WHO模式譜中相應(yīng)必需氨基酸比例比較，結(jié)果見表7。4類來源的羊肚菌中，亮氨酸、蛋氨酸+半胱氨酸比例均低于FAO/WHO理想蛋白模式，其他氨基酸比例在不同樣品中也存在較大的差異。除蘇氨酸外，各類羊肚菌的其他必需氨基酸比例與標準雞蛋白模式都存在一定的差距。說明各類羊肚菌的氨基酸模式與人體需求存在一定差異，也與雞蛋白這樣的優(yōu)質(zhì)蛋白存在差距，需要結(jié)合其他食物進行補充，才能提高利用率。

表7 不同來源羊肚菌必需氨基酸模式比較 單位：mg/g

依據(jù)表7的數(shù)據(jù)，計算不同來源羊肚菌樣品的AAS和CS，結(jié)果見表8。根據(jù)AAS分值，晉中人工、大同人工和麗江野生羊肚菌樣品的第一限制氨基酸為蛋氨酸+半胱氨酸，南充野生樣品的第一限制氨基酸為賴氨酸。CS結(jié)果與AAS結(jié)果基本一致，晉中人工、大同人工和麗江野生樣品的第一限制氨基酸同樣為蛋氨酸+半胱氨酸，南充野生樣品的第一限制氨基酸為色氨酸。AAS與CS計算結(jié)果表明，雖然4類羊肚菌所含的必需氨基酸種類齊全，但各氨基酸含量差異較大，且存在蛋氨酸、半胱氨酸、賴氨酸、色氨酸等限制氨基酸，會造成其他必需氨基酸在人體內(nèi)不能充分利用而浪費，因此需在飲食中補充富含這些限制氨基酸的食品，提高羊肚菌各類必需氨基酸的整體利用率和營養(yǎng)價值[1,21]。

表8 不同來源羊肚菌的氨基酸評分及化學(xué)評分Table 8 AAS and CS in Morchella from different sources

4類羊肚菌的EAAI、BV和NI評價結(jié)果見表9。EAAI體現(xiàn)的是樣品中所有必需氨基酸含量與標準蛋白(全雞蛋模式)的接近程度，EAAI值越接近100表明樣品氨基酸組成與標準蛋白組成越接近[22]。BV和NI值由EAAI值推算得到，可表征樣品的必需氨基酸在人體中的實際利用率，BV和NI值越越高，表明食品經(jīng)人體消化吸收后的利用程度越高[13]。從表9可知，晉中人工樣品EAAI值最高(73.12)，其次是大同人工(70.00)，然后是麗江野生(68.47)和南充野生(53.27)，說明兩類人工栽培羊肚菌氨基酸組成與標準蛋白更為接近，營養(yǎng)價值更高。BV和NI值與EAAI值也較為一致，兩類人工栽培羊肚菌的BV和NI值比野生的高，說明其在人體中的實際利用率也更高。人工栽培羊肚菌比野生羊肚菌具有更高的氨基酸利用價值，其他學(xué)者也有報道[13]。

表9 不同來源羊肚菌的必需氨基酸指數(shù)、生物價和營養(yǎng)指數(shù)Table 9 EAAI,BV and NI in Morchella from different sources

3 結(jié)論

本文測試了兩類人工栽培羊肚菌和兩類野生羊肚菌的各類營養(yǎng)成分含量，對比分析了人工栽培和野生羊肚菌的營養(yǎng)價值。結(jié)果表明：人工栽培和野生羊肚菌都呈現(xiàn)高蛋白、低脂肪的特點，人工栽培羊肚菌的粗蛋白、粗脂肪、粗纖維含量比野生略高；野生和人工栽培羊肚菌都含有豐富的礦質(zhì)元素，大多數(shù)礦質(zhì)元素含量與產(chǎn)地環(huán)境條件有關(guān)，而與是否來源野生無關(guān)，食用人工栽培羊肚菌帶來的重金屬攝入過量風(fēng)險更低；野生羊肚菌的維生素C含量高于人工，其他大多數(shù)維生素含量相差不大；野生和人工栽培羊肚菌含有的必需氨基酸種類齊全，風(fēng)味鮮美，人工栽培羊肚菌的氨基酸含量更高，利用率及營養(yǎng)價值也更高。總之，人工栽培羊肚菌的各營養(yǎng)成分含量能夠與野生羊肚菌相媲美，食用人工栽培羊肚菌的氨基酸利用率高且重金屬攝入風(fēng)險低，加之人工栽培羊肚菌的市場供給能力強、價格低，發(fā)展人工栽培羊肚菌的前景廣闊。