干制北芪菇成分测定及其营养价值评估

陈 珏，张 瑜，马倩倩，吴雨琪，王永辉

(山西中医药大学，山西 太原 030024)

0 引言

【研究意义】随着绿色、健康食品理念的兴起，食用菌以其营养丰富、味道鲜美的优势深受人们喜爱，但由于品种及种植方式差异，各类食用菌的营养成分不尽相同，直接导致营养价值上的差异[1-3]。北芪菇是采用山西浑源道地药材品种正北芪的下脚料作为培养料，并结合多种农作物副产品共同培育出的新型功能食用菌[4]。北芪菇作为优质道地药材综合利用的培育产品，其价值不仅体现在食用风味方面，更多在于优良的营养和保健价值。北芪菇不但具有抗肿瘤、降血压、防治脑血管障碍的功效，而且还有调节机体免疫系统的作用，早在1994年北芪菇治疗银屑病的项目已获得山西省首届农业博览会银质奖[5]。因此，北芪菇作为药食同源的功能性食用菌，已经作为商品注册了“恒王府”“北芪菇”等商标，通过研究明确其营养成分及营养价值具有重要的意义。【前人研究进展】北芪菇富含营养成分，王润梅等[6]于2012年通过试管预试法和圆形滤纸层析法验证北芪菇中含有氨基酸、多糖、有机酸、生物碱、挥发油等成分，但由于技术限制，并未测定各成分的具体含量。之后，不同学者分别采用超声波提取法[7]、加热回流法[8-9]、超声辅助酶法[10]优化北芪菇多糖的提取工艺，并对提取物的抑菌活性和抗氧化性进行研究。2021年，杨卫民等[11-12]运用TLC-CMS-IR技术对北芪菇中黄芪甲苷和L-硒代蛋氨酸的含量进行检测。【研究切入点】现有文献对北芪菇化学成分研究多以多糖成分提取工艺优化为主，对其他化学成分的研究较少，且缺乏系统分析，一定程度上限制其进一步开发与推广。【拟解决的关键问题】通过对北芪菇干制品中水分、粗脂肪、氨基酸等成分的测定，系统评估其营养价值，以期为北芪菇的开发利用、产业发展提供依据，同时对指导其开发成为附加值更高的功能性食品具有参考价值。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 北芪菇 供试北芪菇由山西省大同市浑源县恒山北芪菇专业合作社提供，样品干燥后粉碎备用。

1.1.2 试剂 石油醚、无水乙醇、氢氧化钠、无水硫酸钠、硫酸、苯酚、盐酸、硼酸、高氯酸、氢氧化钾等购于天津市大茂化学试剂厂，异硫氰酸苯酯购于美国Sigma公司，试剂均为分析纯。葡聚糖对照品来自成都曼斯特生物科技有限公司，氨基酸标准品购于美国Sigma公司，包括甘氨酸、L-赖氨酸、L-脯氨酸、L-酪氨酸、L-异亮氨酸、L-蛋氨酸、L-苯丙氨酸、L-亮氨酸、L-丙氨酸、L-缬氨酸、L-胱氨酸、L-组氨酸、L-谷氨酸、L-天冬氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、L-精氨酸，以上氨基酸对照品的纯度均大于99.5%，L-半胱氨酸的纯度大于98.0%。

1.1.3 仪器设备 Waters e2695高效液相色谱仪，含Waters 2998二极管阵列检测器及Empower色谱工作站，美国Waters公司；紫外分光光度计Varian Cary50，美国瓦里安公司；TAS-986原子吸收分光光度计，北京普析通用仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 成分测定 分别按照GB/T 5009.3—2016《食品安全国家标准：食品中水分的测定》、GB/T 5009.4—2010《食品中灰分的测定》、GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的测定》、GB/T 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》、GB/T 5009.10—2003.5《食品中粗纤维的测定》测定北芪菇的水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白和粗纤维，进行3组平行试验，并计算总碳水化合物含量。

总碳水化合物=[1-(水分+粗蛋白质+灰分+粗脂肪)]× 100%

1.2.2 粗多糖测定 精密称取北芪菇干制品粉末5.0 g置于圆底烧瓶中，加入200 mL纯水，加热回流1 h后滤过，取滤液浓缩得沉淀多糖。将沉淀多糖加入无水乙醇20 mL，充分溶解，离心，弃上清液，残渣用水溶解并定容至5.0 mL，采用苯酚-硫酸法测定粗多糖含量。

1.2.3 硒元素含量测定 精密称取北芪菇干制品粉末3.0 g，加入硝酸15 mL浸泡过夜，之后加入高氯酸5 mL，采用微波消解法消解，用去离子水定容，用原子吸收分光光度计测定硒含量。

1.2.4 游离氨基酸测定 样品前处理方法：称取适量北芪菇干制品粉末于10 mL容量瓶中，加0.02 mol/L盐酸8 mL，旋涡混匀5 mim，超声提取10 min，混匀，定容至10 mL。避光静置2 h，取5 mL溶液 4 000 r/min离心10 min，准确移取1 mL上清液，加入1 mL 8%磺基水杨酸，精密加入1 mol/L三乙胺乙腈溶液250 μL，混匀，精密加入0.1 mol/L异硫氰酸苯酯乙腈溶液250 μL，混匀，室温放置1 h，加正己烷2 mL，剧烈振摇，放置10 min，取下层溶液过0.22 μm的水相滤膜过滤，上机分析。样品测定色谱条件：Diamonsil AAA色谱柱(250 mm× 4.6 mm，5 μm)，进样量10 μL，柱温45℃，波长254 nm，流动相A为0.05 mol/L无水乙酸钠-水溶液(pH 6.50)，流动相B为80%乙腈-20%水溶液，流速1.0 mL/min，流动相梯度为0～14 min，100%～85% A；14～29 min，85%～66% A；29～30 min，66%～0% A。

2 结果与分析

2.1 北芪菇干制品中营养成分组成及含量

经测定，北芪菇干制品中碳水化合物含量最高，占总重的60.01%；其次为粗蛋白，含量为22.09%；粗多糖的含量也比较高，为8.38%；灰分含量8.46%，水分含量5.23%，粗纤维含量为3.33%，粗脂肪含量为0.88%。北芪菇干制品中粗脂肪和粗纤维含量低于很多常用食用菌[13-14]。

2.2 北芪菇干制品中硒元素含量

经测定，北芪菇干制品中硒元素含量为2.03 mg/kg，约是香菇的34倍，平菇的5倍，木耳的8倍，银耳的2 707倍[15-17]，与文献报道北芪菇富含硒元素[5-6,12]的结论一致。

2.3 北芪菇干制品中氨基酸含量

2.3.1 氨基酸含量 北芪菇干制品中氨基酸种类较为丰富，除色氨酸在酸水解过程中被破坏外，共检测出17种氨基酸。由表1看出，北芪菇干制品的氨基酸总量(TAA)为39.68 mg/g，8种必需氨基酸(EAA)的总量为 11.07 mg/g，EAA/TAA为27.90%。其中，苯丙氨酸的含量最高，亮氨酸、蛋氨酸、缬氨酸以及赖氨酸的含量也比较高。北芪菇干制品中含有多种非必需氨基酸(NEAA)，总量为28.61 mg/g，EAA/NEAA为72.10%。

表1 北芪菇中氨基酸组成与含量

北芪菇干制品含有天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸4种鲜味氨基酸，总量为18.60 mg/g，占氨基酸总含量的46.88%。其中，谷氨酸含量最高，天冬氨酸其次。由于天冬氨酸和谷氨酸为呈鲜味特征的氨基酸，甘氨酸和丙氨酸为呈甘味特征的氨基酸，而且天冬氨酸和谷氨酸含量远高于甘氨酸和丙氨酸，因此，北芪菇食用时口味鲜美[18]。

2.3.2 必需氨基酸与FAO/WHO模式和鸡蛋模式的比较 将必需氨基酸含量换算成每克氮中氨基酸的含量[mg/(g·N)]，并与FAO/WHO模式和全鸡蛋蛋白质氨基酸模式[19-20]进行比较。结果(表2)表明，北芪菇中胱氨酸+蛋氨酸的总量与鸡蛋模式接近，苯丙氨酸+酪氨酸、脯氨酸的含量与FAO/WHO模式比较接近，其余氨基酸的含量与2种模式都有差距。由此可见，北芪菇干制品中所含蛋白质并不完全符合FAO/WHO模式最佳蛋白质含量要求，日常摄入北芪菇干制品不能完全替代必需氨基酸的摄入量。

表2 北芪菇中必需氨基酸与FAO/WHO模式和鸡蛋模式的比较

2.4 北芪菇干制品的营养素参考值

中国食品标签营养素参考值(Nutrient Reference Values，NRV)是营养素日需求量参考值，可用于指导我国居民(除4岁以下儿童和孕妇)的健康饮食，避免使用者过食营养素。从表3看出，北芪菇干制品中蛋白质含量较高，100 g北芪菇干制品所含的蛋白质量占成年人日需求量的37.0%；北芪菇中碳水化合物含量丰富，100 g干制品所含的碳水化合物占成年人日需求量的20.0%；脂肪含量较低，100 g北芪菇干制品所含脂肪量仅为成年人日需求量的2.0%。表明北芪菇的营养较为均衡，营养价值较高。

表3 100 g北芪菇干制品的营养素含量及营养素参考值

3 讨论

干菇的水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白、粗纤维、粗多糖、氨基酸含量是食用菌的特征评价指标，对其品质的评估至关重要。检测结果表明，北芪菇干制品中的粗蛋白含量较高，粗脂肪和粗纤维含量则偏低，因此，作为高蛋白、低脂肪、低纤维的新型食用菌，北芪菇非常适合患有高血脂症和肥胖症病人长期食用。硒元素能有效缓解镉、汞、铊等元素对人体的毒性作用，并且在抗衰老、抗癌、抗氧化、抗病毒等方面发挥重要作用[21-23]。大量临床数据证明，人体缺硒会导致器官某些功能失调[24-25]，补硒有利于缓解疾病的恶化[26-28]。植物所含的硒化合物(如硒蛋白、硒代氨基酸等)一般具有较高活性和较低毒性，研究检测显示，北芪菇干制品中硒元素含量为2.03 mg/kg，其硒含量是常用食物如香菇、平菇、木耳及银耳等的数十倍至数千倍[15-17]，因此备受学者关注。北芪菇干制品中共检测出17种氨基酸，且必需氨基酸与鲜味氨基酸的含量丰富，适合大众长期食用；但值得注意的是，高支链氨基酸、低芳香族氨基酸及混合物具有保肝作用，正常人体及其他哺乳动物的支/芳比值为3.0～3.5[29]，北芪菇干制品中含有3种支链氨基酸(缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸)和3种芳香族氨基酸(苯丙氨酸和络氨酸)，其支链氨基酸与芳香族氨基酸的比值(支/芳比值)为0.66，低于正常人体所需，该数据可为北芪菇配合其他保肝食物共同食用起到一定的指导作用。

4 结论

对北芪菇干制品的各成分含量进行检测，综合评估其营养价值。干制北芪菇中水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和粗多糖的含量分别为5.23%、8.46%、22.09%、0.88%、3.33%和8.38%，硒元素含量为2.03 mg/kg；氨基酸总量为39.68 mg/g，其中必需氨基酸总量为11.07 mg/g，非必需氨基酸总量为28.61 mg/g；支/芳比值为0.66，鲜味氨基酸总量占氨基酸总含量为46.88%。综合分析认为，北芪菇是一种高蛋白低脂肪的食用菌，且氨基酸种类丰富，口味鲜美，适合于高血脂、肥胖的人群日常食用；同时，北芪菇中富硒的特性可能有益于有关疾病患者改善病情。因此，北芪菇是极具开发价值的新型药食两用型食用菌。