基于氨基酸含量分析14类香菇的品质特性

摘    要：为探究不同类别香菇的氨基酸含量差异，以14类市售香菇为研究对象，16种游离氨基酸作为评价指标，利用相关性、主成分和聚类分析进行综合评价。结果表明，不同类别香菇的氨基酸含量存在差异，但均是谷氨酸（Glu）含量最高，其次为天冬氨酸（Asp）；游离氨基酸总量（TAA）（w）为18.66～26.06 g·kg-1，必需氨基酸EAA/TAA为34.66%～38.96%；各类香菇间的氨基酸组分特征不同，鲜味氨基酸（UAA）含量最高，尤其是第9类，达到10.61 g·kg-1，第3类的甜味氨基酸（SAA）含量最高，为7.94 g·kg-1；甲硫氨酸（Met）的变异系数最大，为19.27%，赖氨酸（Lys）最小，仅为7.64%。主成分分析（PCA）提取到2个主成分，累计贡献率达到88.27%，苏氨酸（Thr）、Asp、Lys和Glu可作为市售14类香菇的综合评价指标。综合得分前3位的为第3类、第1类、第9类和第11类，其中第11类与第9类并列第三；聚类分析将14类香菇分为五大类，与主成分分析结果基本一致。研究结果可为香菇的良种选育及品质评价提供参考。

关键词：香菇；氨基酸含量；主成分分析；聚类分析；品质分析

中图分类号：S646.1+2 文献标识码：A 文章编号：1673-2871（2023）08-048-08

Abstract： In order to explore the differences in amino acid content of different types of Lentinula edodes， 14 types of L. edodes were used as the research objects， 16 kinds of free amino acids were used as evaluation indicators， and correlation， principal component and cluster analysis were used for comprehensive evaluation. The results showed that there were differences in the amino acid content of different types of L. edodes， but the content of Glu was the highest， followed by Asp. The total free amino acids （TAA） were 18.66-26.06 g·kg-1， and the essential amino acids EAA/TAA were 34.66%-38.96%; the amino acid composition characteristics of various types of L. edodes were different， and the umami amino acid （UAA） was the highest， among which the highest in category 9 is 10.61 g·kg-1， and the highest sweetness amino acid （SAA） in category 3 is 7.94 g·kg-1; The coefficient of variation of Met was the largest， which was 19.27%， and that of Lys was only 7.64%. PCA analysis extracted two principal components， and the cumulative contribution rate reached 88.27%. Thr， Asp， Lys and Glu can be used as comprehensive evaluation indicators of 14 types of L. edodes in the market. The top 3 categories in the overall score are category 3， category 1， category 9 and category 11. Cluster analysis divided 14 types of L. edodes into 5 categories， which were basically consistent with the results of principal component analysis. This study can provide a reference for the breeding and quality evaluation of Lentinula edodes.

Key words： Lentinula edodes; Amino acid content; Principal component analysis; Cluster analysis; Quality analysis

香菇（Lentinula edodes）又名花菇、香蕈、香信、香菌、冬菇、香菰，隶属于担子菌门，蘑菇亚门，蘑菇纲，蘑菇目，类脐菇科，微香菇属[1]。香菇在我国具有悠久的栽培历史，营养丰富，味道鲜美，具有极高的食用价值，富含多糖、维生素B群、不饱和脂肪酸及丰富的矿物质等，具有降血脂、提高人体免疫力等药用价值[2-4]。河南省是食用菌种植大省，据中国食用菌协会统计，河南省2020年食用菌产量561.85万t，产值401亿元，其中香菇365.08万t，占全部产量的64.98%[5]。

游离氨基酸（FAA）是人体内维生素E、叶酸等营养素的良好来源，可以被人体直接吸收利用[6]。香菇中含有多种氨基酸，氨基酸组成是评价其营养价值高低的重要指标，已成为指导人们膳食纤维营养、食品加工、分级管理和新食品资源开发和利用的重要参考依据[7]。游离氨基酸的种类和含量能够反映出香菇的营养价值，是评价其食用品质的一项重要指标[8]，鲜香菇的品质又是决定其售卖价格的一个主要因素。目前，香菇研究主要集中在采后生理变化、活性物质的分离纯化、活性评价及保鲜技术等方面，有关氨基酸的分析主要是组成成分和含量测定及方法学研究[9]，而关于市售香菇类别间的氨基酸差异性分析鲜见报道；此外，当前对鲜香菇品质的分级主要采用人工分选法，缺乏相关的品质分析数据支撑。目前常用高效液相色谱法和氨基酸自动分析仪测定游离氨基酸，其中衍生化反相高效液相色谱法常出现衍生物不稳定、反应条件复杂、操作时间过长等问题，而氨基酸自动分析仪具有分析速度快、灵敏度高、分析准确等特点[10]。基于此，笔者利用氨基酸自动分析仪测定了14类市售香菇游离氨基酸组成成分及含量，并对其进行了相关性、主成分和聚类分析，以期为香菇的品质评价提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料

香菇品种为豫香1号，按照市售分为14类，均于2022年1月5日采购于河南省三门峡市卢氏县狮子坪向阳食用菌园艺场。

1.2 方法

1.2.1 香菇分类 购买的香菇按照外观性状分为14类，具体见表1。

1.2.2 测定方法 挑选每类鲜香菇1 kg送至农业农村部产品质量监督检验测试中心（郑州），通过氨基酸自动分析仪按照GB 5009.124－2016测定游离氨基酸含量[11]。

1.2.3 综合评价 采用SPSS 19软件对不同类别鲜香菇游离氨基酸进行主成分分析，提取特征值大于1的因子作为主成分，得到原始数据相关矩阵的特征值、方差贡献率、成分矩阵及成分得分系数矩阵等信息，根据所得信息对不同类别鲜香菇进行综合评价。以每个主成分对应的特征值与总特征值的比值为权数，记为β（i=1，2，3，…，k），由各主成分得分Fi与对应的权数相乘得到主成分综合得分模型：F综=β1F1+β2F2+…+βkFk（每个成分的特征值/总特征值）[12]。

1.2.4 数据处理 采用Excel 2013软件进行数据整理及统计，用Origin 2021软件进行相关性分析和PCA分析，用SPSS 19软件进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 不同类别香菇氨基酸组成及含量分析

由图1可知，14类香菇类别中均含有16种FAA，总量（w，后同）为18.66～26.06 g·kg-1，不同类别鲜香菇FAA含量存在较大差异，其中第9类的FAA含量最高，第5类的含量最低；不同类别香菇中各种游离氨基酸含量排序基本一致，按含量从高到低排列为谷氨酸（Glu）、天冬氨酸（Asp）、亮氨酸（Leu）、赖氨酸（Lys）、丙氨酸（Ala）、精氨酸（Arg）、缬氨酸（Val）、苏氨酸（Thr）、甘氨酸（Gly）、苯丙氨酸（Phe）、丝氨酸（Ser）、异亮氨酸（Ile）、脯氨酸（Pro）、组氨酸（His）、酪氨酸（Tyr）、蛋氨酸（Met）。

2.2 不同类别香菇氨基酸营养评价

2.2.1 必需氨基酸营养价值评价 从表2可知，16种FAA中含有7种必需氨基酸（EAA），其中Leu含量最高，9种非必需氨基酸（NEAA），Glu含量最高；14类香菇的EAA含量在7.27～9.75 g·kg-1之间，占游离氨基酸总量（TAA）的34.66%～38.96%，第5类的最高，其次为第2类和第3类，分别为38.95%和38.70%；NEAA含量为11.39～17.00 g·kg-1，EAA/NEAA在53.05%～63.83%。

2.2.2 味觉氨基酸组成分析 氨基酸侧链基团的不同可使氨基酸呈现不同的味感特性，按照氨基酸的味觉强度，可将氨基酸分为甜味氨基酸（SAA）（Gly、Ala、Ser、Thr、Pro、His）、苦味氨基酸（BAA）（Val、Leu、Ile、Met、Trp、Arg）、鲜味氨基酸（UAA）（Lys、Glu、Asp）和芳香族氨基酸（AAA）（Phe、Tyr、Cys）。由表2可以看出，14类香菇中均为UAA占比最大，达35%以上；其次为SAA，占氨基酸总量的28.59%～31.04%；AAA含量最少，占总氨基酸含量的6.37%～7.78%；其中第9类香菇的UAA含量最高，达到10.61 g·kg-1，第3类的SAA含量最高，为7.94 g·kg-1。

2.2.3 不同类别香菇变异系数分析 变异系数是衡量各观测值变异程度的一个统计量。16种氨基酸的变异系数介于7.64%～19.27%之间（见表2），其中Lys含量在1.42～1.88 g·kg-1，变异系数为7.64%，在所有氨基酸中最小，表明香菇类别对Lys含量的影响最小；Met含量范围为0.32～0.66 g·kg-1，变异系数最大，为19.27%，说明受香菇类别的影响较大；通过变异系数可知香菇类别对不同氨基酸含量的影响顺序为Met＞Glu＞Tyr＞Val＞Pro＞His＞Asp＞Arg＞Ile＞Ala＞Phe＞Leu＞Thr＞Ser＞Gly＞Lys。

2.3 不同类别香菇氨基酸组成成分相关性分析

对14类香菇的16种氨基酸组成成分进行相关性分析，由表3可知，各种氨基酸指标之间相关性不同，其中限制性氨基酸Met与Asp呈极显著正相关，与Arg呈显著相关，与其他氨基酸的相关性不显著；Glu与Ser呈极显著正相关，与Ala呈显著相关，与其他氨基酸的相关性均不显著；除了Glu，Asp与其他氨基酸均呈极显著正相关。

2.4 不同类别香菇氨基酸主成分分析