黄芪药渣培养料对猴头菇产量和品质的影响

李盛杰 江海涛 周峰 霍光明

摘要：以猴头菇为研究对象，采用杨木屑为主要原料栽培的猴头菇作为对照组，以添加不同比例黄芪药渣栽培的猴头菇为试验组，测定添加黄芪药渣后对猴头菇菌丝生长速率、产量和生物学效率等生产性能的影响，对不同处理组猴头菇的营养和功能成分进行比较，测定猴头菇中重金属含量用于安全性评价。结果表明，添加黄芪药渣后猴头菇菌丝生长速率无显著变化，但猴头菇产量和生物学效率显著提高，产量从309 g/kg培养料增加至最高397.1 g/kg培养料，提高了28.5%。黄芪药渣添加组生产的猴头菇粗蛋白含量和游离氨基酸含量也显著提高，并显示出从黄芪药渣基质中富集总多糖和多酚的能力，试验C组（黄芪药渣含量60%）猴头菇总多糖和总多酚含量比对照组分别提高11.43%和32.98%，说明添加合适比例的黄芪药渣可提高猴头菇的品质。

关键词：猴头菇;黄芪药渣;总多酚;产量;生物学效率;生长速率

中图分类号：S646.204  文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2021）23-0152-04

收稿日期：2021-06-02

基金项目：国家自然科学基金（编号：31802015）;江苏省自然科学基金（编号：BK20180143）;南京农业科技产学研合作示范基地入库项目（编号：2020RHJD浦01、2020RHJD江04）;江苏省高校重点建设实验室项目（編号：苏教科[2016]8）。

作者简介：李盛杰（1988—），男，江苏徐州人，博士，讲师，主要从事特殊生物质资源利用研究。E-mail：lishengjie@njxzc.edu.cn。

通信作者：霍光明，硕士，高级实验师，主要从事特殊生物质资源利用研究。E-mail：cnhougm@163.com。

中药渣是中药相关产品生产加工过程中产生的废弃物。据统计，全国每年排放中药渣高达1 000万t[1]。传统堆放、焚烧和掩埋等处理方式易造成浪费和污染，因此中药渣资源化利用模式值得研究[2]。中药渣中含有丰富的纤维素、半纤维素、木质素、多糖、蛋白质等营养物质和残留的大量药效成分，可被食用菌利用和吸收。研究发现，中药渣栽培的食用菌相比木屑、秸秆等传统基质所生产出的食用菌，具有生产周期短、产量高、品质好等优点[3-7]。因此，中药渣废弃物再开发利用与食药用菌产业结合是发展可持续绿色农业的未来趋势[8]。

猴头菇（Hericium erinaceus）是我国传统食药用菌，营养丰富且具有抗肿瘤、预防和治疗胃炎、调节肠道微生态、提高免疫力及促进神经生长因子合成等功效[9-16]。猴头菇的产量和品质与栽培条件有关，其中，栽培基质是关键因素。但目前关于栽培基质的研究主要集中在棉籽壳、秸秆和木屑等常用食用菌栽培基质[17-20]上。栽培基质对猴头菇影响的研究主要集中于产量和栽培方式的改良等方面，而关于栽培基质尤其富含药性成分的药渣对于猴头菇的成分差异性方面的研究较少。因此，本试验以黄芪药渣为主要原料，研究其含量变化与猴头菇营养和功能成分的关系，有助于在生产中进一步提高猴头菇的产量和品质。

1 材料与方法

1.1 试验材料

猴头菇菌种来源于南京晓庄学院菌物研究所;黄芪药渣来源于江苏康缘阳光药业有限公司黄芪提取后的剩余药渣，用于猴头菇栽培研究;棉籽壳、杨木屑、麸皮等，来自南京市浦口区姜开龙家庭农场。柠檬酸钠、葡萄糖、乙醇、硫酸、蒽酮、Folin-Ciocalteu溶液，购于国药集团，均为分析纯;砷元素标准溶液、铅元素标准溶液、汞元素标准溶液，购于国家标物中心。

1.2 试验处理及配方

本试验于2020年12月，在南京食用菌产业技术研究中心菌菇培育基地开展。试验共设4个处理，杨木屑、棉籽壳和麸皮等培养料组合为对照组（CK），以不同比例黄芪药渣（20%、40%和60%）替换杨木屑组成试验组A、B和C。每组30袋，调节水分含量为65%，搅拌均匀后的培养料采用聚丙烯塑料袋（17 cm×35 cm）装好，每袋严格控制湿质量1 500 g，于121 ℃下灭菌2 h。菌包冷却后无菌接种，菌丝在温度23 ℃，湿度65%下培养30 d，将菌包移至出菇房，温度控制在15 ℃，湿度控制在 80%～85%条件下出菇，每组采摘两潮菇。各培养料成分见表1。

1.3 测定方法及数据分析

猴头菇菌种接种后待菌丝封面并向下生长 5 mm 后，每个重复随机抽样10袋，记录菌丝生长速率（mm/d）、满袋时间（d）和产量（g/kg培养料）。

猴头菇采后清洗干净、切片，采用冷冻干燥设备干燥至水分含量低于13%，立即粉碎，过40目筛，装入密封袋中待测。

猴头菇粗蛋白含量的检测参考GB/T 15673—2009《食用菌中粗蛋白含量的测定》;粗脂肪含量的检测参考GB 5009.6—2016《食品中脂肪的测定》;灰分的检测参考GB/T 12532—2008《食用菌灰分测定》;猴头菇多糖的测定参考蒽酮-硫酸法[21]，并稍做修改。5 g干粉样品中加入50 mL纯水60 ℃下超声 1 h，10 000 r/min离心 10 min，滤液存放。滤渣中加入纯水，重复上述步骤2次。合并滤液，采用纯水定容至200 mL，混匀 30 s。准确吸取上清液 1 mL，放入冰水中5 min，加入2‰蒽酮试剂4 mL，混均匀、封上口在沸水中水浴 10 min，取出后自然冷却至室温，以空白作参比，在波长 620 nm 处测定吸光度，计算猴头菇总糖含量。

猴头菇中总酚含量测定采用Folin-Ciocalteu法[22]，并稍作修改。5 g干粉样品中加入60 mL 80%乙醇，加热至60 ℃，摇床摇动，抽提1 h，10 000 r/min 离心10 min，滤液存放。滤渣中加入80%乙醇，重复上述步骤2次。合并滤液，采用80%乙醇定容至200 mL，混匀30 s。吸取上清液 1 mL，加入4 mL福林酚试剂（0.2 mol/L），混匀反应 3 min 后，加入5 mL 7.5% Na2CO3溶液，混合均匀，置于 30 ℃ 恒温水浴锅中反应30 min后，以空白作参比，在波长760 nm处测定吸光度，计算总酚含量。

猴头菇中游离氨基酸、铅、总砷和总汞含量在江苏省理化测试中心测定。游离氨基酸含量测定参照GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的测定》，在L-8800氨基酸自动分析仪上测定;铅含量的测定参照GB/T 5009.12—2003《食品中铅的测定》，由55AA-GTA120原子吸收光谱仪测定。总砷含量的测定参照GB/T 5009.11—2003《食品中总砷及无机砷的测定》中氢化物原子荧光光度法，总汞含量的测定参照GB/T 5009.17—2003《食品无机汞有机汞测定》中原子荧光法，通过PF6-2原子荧光分光光度计测定。

所得数据采用Excel 2010进行处理，使用GraphPadPrism8.0统计分析软件进行方差分析，采用Tukey法进行多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 培养料配方对猴头菇生长参数和产量的影响

由表2可知，猴头菇菌丝生产性能与培养料成分相关，发现采用黄芪药渣替代杨木屑后菌丝生长速率有所减缓，菌丝平均满袋天数变化不大。在4种培养料配方中，猴头菇产量为309.0～397.1 g/kg培养料，生物学效率为51.22%～65.82%，提示随着黄芪药渣含量提高，猴头菇产量显著增加，C组（含60%黄芪药渣）比对照组产量提高了28.5%。试验发现猴头菇菌丝生长速率与猴头菇产量之间无显著相关性，且加入黄芪药渣后猴头菇菌丝洁白浓密但生长速度稍慢于菌丝偏稀疏的杨木屑。

2.2 不同培养料配方对猴头菇子实体主要营养、功能成分的影响

由表3、表4可知，不同培养料对猴头菇子实体主要营养、功能成分差异影响显著。以黄芪药渣为主要原料的试验组B和C子实体粗蛋白含量较高，分别达（17.93±0.32）%、（19.01±0.42）%，与最低CK组含量差异显著（P<0.05），含量分别提高了9.1%和15.6%。在粗脂肪含量上，试验组B、C与对照组CK均有显著性差异，其中，以试验C组含量最高，达（2.13±0.06）%。CK组总多糖含量最低，与试验B、C组有显著差异（P<0.05），其中，试验C组相比对照组多糖含量提高了11.43%。在总多酚含量上，试验C组含量最高，达到（5.08±0.07） mg/g，与其他组具有显著差异（P<0.05），比对照组提高了32.98%。所测试验组（黄芪药渣栽培）猴头菇中检出全部18种己知游离氨基酸，对照组猴头菇检测出17种游离氨基酸。不同栽培料游离氨基酸总量差异较大，用黄芪药渣栽培的试验组中游离氨基酸含量整体高于杨木屑栽培的对照组，其中，试验C组猴头菇中游离氨基酸总量达到2.71%，而对照组猴头菇中游离氨基酸总量仅为1.72%，前者比后者提高57.56%。试验组中必需氨基酸含量也较高，分别占游离氨基酸总量（游离氨基酸=必需氨基酸+非必需氨基酸）的49.76%、53.38%和50.67%。不同基质栽培的猴头菇中谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、甘氨酸和酪氨酸6种呈味氨基酸总量与氨基酸总量的比值分别达43.34%、40.06%、44.42%和45.97%，说明猴头菇较鲜美。

2.3 不同培养料栽培猴头菇均重金属含量符合绿色食品限量要求

由表5可知，不同栽培料培育猴头菇重金属含量符合绿色食品要求，4种培养料培育猴头菇均未检出铅，砷含量低于绿色食品限量要求，汞含量也远低于绿色食品限量要求。

3 讨论与结论

猴头菇是一种木腐类食用菌，常用杂木屑等作为培养料。前期试验发现，在培养料中加入一定量的棉籽壳有利于猴头菇菌丝生长和子实体品质的稳定。本研究发现，添加一定量的黄芪药渣相比木屑培养料可显著提高猴头菇的产量和生物学效率，该结果与黄芪药渣作为主要栽培料提高了灵芝产量的结果[5]相似，推测可能与黄芪药渣中含有较高含量的可溶性糖（12.36%）和蛋白（8.92%）[23]及黄芪药渣质构较为疏松，有利于菌丝生长有关。但添加黄芪药渣后并不能提高菌丝生长速率，说明猴头菇的菌丝生长速率和产量之间无必然联系。Zervakis等将7种食用菌生长速率和产量进行了比较，只有3种食用菌显示在最快菌丝生长的培养料上具有最高产量，原因是菌丝体快速的扩张通常是在营养不良或不利的培养基上菌丝生长的现象，而较慢和较密集的生长可以归因于有利条件和真菌对培养料营养资源的充分利用[24]。

猴头菇的营养和功能成分含量与培养基成分紧密相关。添加一定量的黄芪药渣可以显著提高猴头菇的蛋白含量，特别是游离氨基酸的含量。不同培养料生产的猴头菇E/T（必需氨基酸总量/氨基酸总量）均高于世界卫生组织（WHO）和联合国粮农组织（FAO）提出的为40%[25]，添加黄芪药渣后猴头菇E/T均达到50%以上，说明猴头菇具有很高的营养价值。产物的风味主要决定于具有鲜味的游离氨基酸含量的多少，而一般意义上把谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、甘氨酸和酪氨酸6种能呈现出特殊鲜味的氨基酸称为呈味氨基酸[26]。所有处理组猴头菇呈味氨基酸含量与氨基酸总量的比值高达40%以上，说明猴头菇风味鲜美。阮鸣等报道黄芪药渣还能增加食用菌平菇香气成分[27]。猴头菇多糖作为有效成分，具有抗腫瘤、改善胃炎、预防酒精肝等功能[10，28-30]，其含量的高低影响猴头菇子实体的品质。添加黄芪药渣后，猴头菇多糖含量显著增加，这与黄芪药渣可以提高灵芝多糖含量的报道[5]一致。猴头菇多酚也是一类重要的活性分子，具有促进神经生长因子合成等功能[31-32]。黄芪药渣能显著提高猴头菇多酚的含量，这可能与黄芪药渣中残留大量的多酚、黄酮类成分有关[23]。Koutrotsios等发现，侧耳属可以选择性地从其栽培基质葡萄和橄榄榨渣中吸收有机化合物，特别是多酚类、白藜芦醇、三萜类化合物和麦角固醇等，从而达到富集作用，大大改善食用菌的功能[3]。本研究结果显示，猴头菇也具有从培养基中富集多酚的能力，有助于开发功能性猴头菇产品。

食用菌栽培中可能因培養料中含有重金属带来食品安全风险[33]，本试验中培养料生产的猴头菇均远低于绿色食品安全要求的重金属下限。

总之，黄芪药渣栽培的猴头菇产量高，蛋白质营养丰富，氨基酸配比合理，优于传统木屑栽培料生产的猴头菇。同时，猴头菇可以选择性地从栽培基质中富集多酚类等有效成分，从而大大改善了猴头菇的营养和功能特性，为更深入地研究和开发中药渣栽培食用菌提供了依据。

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