黃芪藥渣培養料對猴頭菇產量和品質的影響

李盛杰 江海濤 周峰 霍光明

摘要：以猴頭菇為研究對象，采用楊木屑為主要原料栽培的猴頭菇作為對照組，以添加不同比例黃芪藥渣栽培的猴頭菇為試驗組，測定添加黃芪藥渣后對猴頭菇菌絲生長速率、產量和生物學效率等生產性能的影響，對不同處理組猴頭菇的營養和功能成分進行比較，測定猴頭菇中重金屬含量用于安全性評價。結果表明，添加黃芪藥渣后猴頭菇菌絲生長速率無顯著變化，但猴頭菇產量和生物學效率顯著提高，產量從309 g/kg培養料增加至最高397.1 g/kg培養料，提高了28.5%。黃芪藥渣添加組生產的猴頭菇粗蛋白含量和游離氨基酸含量也顯著提高，并顯示出從黃芪藥渣基質中富集總多糖和多酚的能力，試驗C組（黃芪藥渣含量60%）猴頭菇總多糖和總多酚含量比對照組分別提高11.43%和32.98%，說明添加合適比例的黃芪藥渣可提高猴頭菇的品質。

關鍵詞：猴頭菇;黃芪藥渣;總多酚;產量;生物學效率;生長速率

中圖分類號：S646.204? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）23-0152-04

收稿日期：2021-06-02

基金項目：國家自然科學基金（編號：31802015）;江蘇省自然科學基金（編號：BK20180143）;南京農業科技產學研合作示范基地入庫項目（編號：2020RHJD浦01、2020RHJD江04）;江蘇省高校重點建設實驗室項目（編號：蘇教科[2016]8）。

作者簡介：李盛杰（1988—），男，江蘇徐州人，博士，講師，主要從事特殊生物質資源利用研究。E-mail：lishengjie@njxzc.edu.cn。

通信作者：霍光明，碩士，高級實驗師，主要從事特殊生物質資源利用研究。E-mail：cnhougm@163.com。

中藥渣是中藥相關產品生產加工過程中產生的廢棄物。據統計，全國每年排放中藥渣高達1 000萬t[1]。傳統堆放、焚燒和掩埋等處理方式易造成浪費和污染，因此中藥渣資源化利用模式值得研究[2]。中藥渣中含有豐富的纖維素、半纖維素、木質素、多糖、蛋白質等營養物質和殘留的大量藥效成分，可被食用菌利用和吸收。研究發現，中藥渣栽培的食用菌相比木屑、秸稈等傳統基質所生產出的食用菌，具有生產周期短、產量高、品質好等優點[3-7]。因此，中藥渣廢棄物再開發利用與食藥用菌產業結合是發展可持續綠色農業的未來趨勢[8]。

猴頭菇（Hericium erinaceus）是我國傳統食藥用菌，營養豐富且具有抗腫瘤、預防和治療胃炎、調節腸道微生態、提高免疫力及促進神經生長因子合成等功效[9-16]。猴頭菇的產量和品質與栽培條件有關，其中，栽培基質是關鍵因素。但目前關于栽培基質的研究主要集中在棉籽殼、秸稈和木屑等常用食用菌栽培基質[17-20]上。栽培基質對猴頭菇影響的研究主要集中于產量和栽培方式的改良等方面，而關于栽培基質尤其富含藥性成分的藥渣對于猴頭菇的成分差異性方面的研究較少。因此，本試驗以黃芪藥渣為主要原料，研究其含量變化與猴頭菇營養和功能成分的關系，有助于在生產中進一步提高猴頭菇的產量和品質。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

猴頭菇菌種來源于南京曉莊學院菌物研究所;黃芪藥渣來源于江蘇康緣陽光藥業有限公司黃芪提取后的剩余藥渣，用于猴頭菇栽培研究;棉籽殼、楊木屑、麩皮等，來自南京市浦口區姜開龍家庭農場。檸檬酸鈉、葡萄糖、乙醇、硫酸、蒽酮、Folin-Ciocalteu溶液，購于國藥集團，均為分析純;砷元素標準溶液、鉛元素標準溶液、汞元素標準溶液，購于國家標物中心。

1.2 試驗處理及配方

本試驗于2020年12月，在南京食用菌產業技術研究中心菌菇培育基地開展。試驗共設4個處理，楊木屑、棉籽殼和麩皮等培養料組合為對照組（CK），以不同比例黃芪藥渣（20%、40%和60%）替換楊木屑組成試驗組A、B和C。每組30袋，調節水分含量為65%，攪拌均勻后的培養料采用聚丙烯塑料袋（17 cm×35 cm）裝好，每袋嚴格控制濕質量1 500 g，于121 ℃下滅菌2 h。菌包冷卻后無菌接種，菌絲在溫度23 ℃，濕度65%下培養30 d，將菌包移至出菇房，溫度控制在15 ℃，濕度控制在 80%～85%條件下出菇，每組采摘兩潮菇。各培養料成分見表1。

1.3 測定方法及數據分析

猴頭菇菌種接種后待菌絲封面并向下生長 5 mm 后，每個重復隨機抽樣10袋，記錄菌絲生長速率（mm/d）、滿袋時間（d）和產量（g/kg培養料）。

猴頭菇采后清洗干凈、切片，采用冷凍干燥設備干燥至水分含量低于13%，立即粉碎，過40目篩，裝入密封袋中待測。

猴頭菇粗蛋白含量的檢測參考GB/T 15673—2009《食用菌中粗蛋白含量的測定》;粗脂肪含量的檢測參考GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測定》;灰分的檢測參考GB/T 12532—2008《食用菌灰分測定》;猴頭菇多糖的測定參考蒽酮-硫酸法[21]，并稍做修改。5 g干粉樣品中加入50 mL純水60 ℃下超聲 1 h，10 000 r/min離心 10 min，濾液存放。濾渣中加入純水，重復上述步驟2次。合并濾液，采用純水定容至200 mL，混勻 30 s。準確吸取上清液 1 mL，放入冰水中5 min，加入2‰蒽酮試劑4 mL，混均勻、封上口在沸水中水浴 10 min，取出后自然冷卻至室溫，以空白作參比，在波長 620 nm 處測定吸光度，計算猴頭菇總糖含量。

猴頭菇中總酚含量測定采用Folin-Ciocalteu法[22]，并稍作修改。5 g干粉樣品中加入60 mL 80%乙醇，加熱至60 ℃，搖床搖動，抽提1 h，10 000 r/min 離心10 min，濾液存放。濾渣中加入80%乙醇，重復上述步驟2次。合并濾液，采用80%乙醇定容至200 mL，混勻30 s。吸取上清液 1 mL，加入4 mL福林酚試劑（0.2 mol/L），混勻反應 3 min 后，加入5 mL 7.5% Na2CO3溶液，混合均勻，置于 30 ℃ 恒溫水浴鍋中反應30 min后，以空白作參比，在波長760 nm處測定吸光度，計算總酚含量。

猴頭菇中游離氨基酸、鉛、總砷和總汞含量在江蘇省理化測試中心測定。游離氨基酸含量測定參照GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的測定》，在L-8800氨基酸自動分析儀上測定;鉛含量的測定參照GB/T 5009.12—2003《食品中鉛的測定》，由55AA-GTA120原子吸收光譜儀測定?？偵楹康臏y定參照GB/T 5009.11—2003《食品中總砷及無機砷的測定》中氫化物原子熒光光度法，總汞含量的測定參照GB/T 5009.17—2003《食品無機汞有機汞測定》中原子熒光法，通過PF6-2原子熒光分光光度計測定。

所得數據采用Excel 2010進行處理，使用GraphPadPrism8.0統計分析軟件進行方差分析，采用Tukey法進行多重比較分析。

2 結果與分析

2.1 培養料配方對猴頭菇生長參數和產量的影響

由表2可知，猴頭菇菌絲生產性能與培養料成分相關，發現采用黃芪藥渣替代楊木屑后菌絲生長速率有所減緩，菌絲平均滿袋天數變化不大。在4種培養料配方中，猴頭菇產量為309.0～397.1 g/kg培養料，生物學效率為51.22%～65.82%，提示隨著黃芪藥渣含量提高，猴頭菇產量顯著增加，C組（含60%黃芪藥渣）比對照組產量提高了28.5%。試驗發現猴頭菇菌絲生長速率與猴頭菇產量之間無顯著相關性，且加入黃芪藥渣后猴頭菇菌絲潔白濃密但生長速度稍慢于菌絲偏稀疏的楊木屑。

2.2 不同培養料配方對猴頭菇子實體主要營養、功能成分的影響

由表3、表4可知，不同培養料對猴頭菇子實體主要營養、功能成分差異影響顯著。以黃芪藥渣為主要原料的試驗組B和C子實體粗蛋白含量較高，分別達（17.93±0.32）%、（19.01±0.42）%，與最低CK組含量差異顯著（P<0.05），含量分別提高了9.1%和15.6%。在粗脂肪含量上，試驗組B、C與對照組CK均有顯著性差異，其中，以試驗C組含量最高，達（2.13±0.06）%。CK組總多糖含量最低，與試驗B、C組有顯著差異（P<0.05），其中，試驗C組相比對照組多糖含量提高了11.43%。在總多酚含量上，試驗C組含量最高，達到（5.08±0.07） mg/g，與其他組具有顯著差異（P<0.05），比對照組提高了32.98%。所測試驗組（黃芪藥渣栽培）猴頭菇中檢出全部18種己知游離氨基酸，對照組猴頭菇檢測出17種游離氨基酸。不同栽培料游離氨基酸總量差異較大，用黃芪藥渣栽培的試驗組中游離氨基酸含量整體高于楊木屑栽培的對照組，其中，試驗C組猴頭菇中游離氨基酸總量達到2.71%，而對照組猴頭菇中游離氨基酸總量僅為1.72%，前者比后者提高57.56%。試驗組中必需氨基酸含量也較高，分別占游離氨基酸總量（游離氨基酸=必需氨基酸+非必需氨基酸）的49.76%、53.38%和50.67%。不同基質栽培的猴頭菇中谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、甘氨酸和酪氨酸6種呈味氨基酸總量與氨基酸總量的比值分別達43.34%、40.06%、44.42%和45.97%，說明猴頭菇較鮮美。

2.3 不同培養料栽培猴頭菇均重金屬含量符合綠色食品限量要求

由表5可知，不同栽培料培育猴頭菇重金屬含量符合綠色食品要求，4種培養料培育猴頭菇均未檢出鉛，砷含量低于綠色食品限量要求，汞含量也遠低于綠色食品限量要求。

3 討論與結論

猴頭菇是一種木腐類食用菌，常用雜木屑等作為培養料。前期試驗發現，在培養料中加入一定量的棉籽殼有利于猴頭菇菌絲生長和子實體品質的穩定。本研究發現，添加一定量的黃芪藥渣相比木屑培養料可顯著提高猴頭菇的產量和生物學效率，該結果與黃芪藥渣作為主要栽培料提高了靈芝產量的結果[5]相似，推測可能與黃芪藥渣中含有較高含量的可溶性糖（12.36%）和蛋白（8.92%）[23]及黃芪藥渣質構較為疏松，有利于菌絲生長有關。但添加黃芪藥渣后并不能提高菌絲生長速率，說明猴頭菇的菌絲生長速率和產量之間無必然聯系。Zervakis等將7種食用菌生長速率和產量進行了比較，只有3種食用菌顯示在最快菌絲生長的培養料上具有最高產量，原因是菌絲體快速的擴張通常是在營養不良或不利的培養基上菌絲生長的現象，而較慢和較密集的生長可以歸因于有利條件和真菌對培養料營養資源的充分利用[24]。

猴頭菇的營養和功能成分含量與培養基成分緊密相關。添加一定量的黃芪藥渣可以顯著提高猴頭菇的蛋白含量，特別是游離氨基酸的含量。不同培養料生產的猴頭菇E/T（必需氨基酸總量/氨基酸總量）均高于世界衛生組織（WHO）和聯合國糧農組織（FAO）提出的為40%[25]，添加黃芪藥渣后猴頭菇E/T均達到50%以上，說明猴頭菇具有很高的營養價值。產物的風味主要決定于具有鮮味的游離氨基酸含量的多少，而一般意義上把谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、甘氨酸和酪氨酸6種能呈現出特殊鮮味的氨基酸稱為呈味氨基酸[26]。所有處理組猴頭菇呈味氨基酸含量與氨基酸總量的比值高達40%以上，說明猴頭菇風味鮮美。阮鳴等報道黃芪藥渣還能增加食用菌平菇香氣成分[27]。猴頭菇多糖作為有效成分，具有抗腫瘤、改善胃炎、預防酒精肝等功能[10，28-30]，其含量的高低影響猴頭菇子實體的品質。添加黃芪藥渣后，猴頭菇多糖含量顯著增加，這與黃芪藥渣可以提高靈芝多糖含量的報道[5]一致。猴頭菇多酚也是一類重要的活性分子，具有促進神經生長因子合成等功能[31-32]。黃芪藥渣能顯著提高猴頭菇多酚的含量，這可能與黃芪藥渣中殘留大量的多酚、黃酮類成分有關[23]。Koutrotsios等發現，側耳屬可以選擇性地從其栽培基質葡萄和橄欖榨渣中吸收有機化合物，特別是多酚類、白藜蘆醇、三萜類化合物和麥角固醇等，從而達到富集作用，大大改善食用菌的功能[3]。本研究結果顯示，猴頭菇也具有從培養基中富集多酚的能力，有助于開發功能性猴頭菇產品。

食用菌栽培中可能因培養料中含有重金屬帶來食品安全風險[33]，本試驗中培養料生產的猴頭菇均遠低于綠色食品安全要求的重金屬下限。

總之，黃芪藥渣栽培的猴頭菇產量高，蛋白質營養豐富，氨基酸配比合理，優于傳統木屑栽培料生產的猴頭菇。同時，猴頭菇可以選擇性地從栽培基質中富集多酚類等有效成分，從而大大改善了猴頭菇的營養和功能特性，為更深入地研究和開發中藥渣栽培食用菌提供了依據。

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