沈霞
(嘉應(yīng)學(xué)院,廣東梅州 514721)
硒(Se)是人體必需的微量元素之一,是谷胱甘肽過氧化物酶等含硒酶的必需組分,在人體發(fā)揮重要的生理功能[1]。研究表明,食用菌具有較強(qiáng)的富硒能力,可將無機(jī)態(tài)硒轉(zhuǎn)化為安全高效的有機(jī)態(tài)硒,是較好的硒生物轉(zhuǎn)化載體[2]。目前,富硒食用菌的開發(fā)利用已成研究熱點(diǎn)[3-4]。
灰樹花(Grifola frondosa)又名貝葉多孔菌、栗子蘑等,隸屬擔(dān)子菌亞門(Basidiomycotina)層菌綱(Hymenomycetes)非褶菌目(Aphyllophorales)多孔菌科(Ployproaceae)樹花屬(Grifola),營養(yǎng)豐富且生物活性物質(zhì)含量高,具有很高的食藥價(jià)值[5-7]。目前關(guān)于灰樹花菌絲體富硒和子實(shí)體富硒的研究僅見少量報(bào)道。沈霞等[8]篩選了灰樹花菌絲體富硒的最佳菌株、硒源,并對加鑭液體培養(yǎng)灰樹花菌絲富集有機(jī)硒進(jìn)行了研究。茆廣華[9]篩選了灰樹花子實(shí)體富硒的最佳條件是菌面噴施亞硒酸鈉5.785 mg/段。而關(guān)于灰樹花硒鑭復(fù)合栽培及其成分的研究鮮有報(bào)道。
筆者以灰樹花GF5為試驗(yàn)菌株,通過配置不同的硒鑭配施水平,采用袋料拌施的方式進(jìn)行灰樹花的硒鑭復(fù)合栽培,以灰樹花子實(shí)體產(chǎn)量、硒含量、成分含量和重金屬含量等為觀察指標(biāo),研究硒鑭復(fù)合栽培灰樹花對其成分的影響,以期為提升灰樹花的營養(yǎng)價(jià)值提供理論依據(jù)。
1.1.1 菌種、試劑 灰樹花菌株GF5,由華南師范大學(xué)微生物研究室提供。試驗(yàn)用的亞硒酸鈉(Na2SeO3)和氯化鑭(LaCl3)購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
1.1.2 培養(yǎng)基
(1)母種PDA培養(yǎng)基。馬鈴薯200 g/L、麥麩50 g/L、葡萄糖20 g/L、瓊脂粉20 g/L、MgSO41.0 g/L、KH2PO43.0 g/L,VB10.01 g,pH自然。
(2)木屑栽培配方。質(zhì)量比為木屑78%、麥麩5%、玉米粉15%、石膏2%,料含水量60%,pH自然。
1.2.1 富硒栽培灰樹花的試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)以栽培配方中每千克干料加入亞硒酸鈉(Na2SeO3)的量為標(biāo)準(zhǔn),共設(shè)9個(gè)處理,分別為0(CK)、1.0(B1)、5.0(B2)、10.0(B3)、20.0(B4)、40.0(B5)、80.0(B6)、160.0(B7)、320.0 mg/kg(B8)。將亞硒酸鈉(Na2SeO3)配制成相應(yīng)濃度的水溶液,分別加入培養(yǎng)料中拌勻后用17.5 cm×33 cm×0.05 cm的聚丙烯袋裝袋,每處理2個(gè)重復(fù),每重復(fù)10袋,每袋菌包裝干料400 g。將裝好的菌袋置于滅菌鍋內(nèi)滅菌,在121℃滅菌85 min,冷卻至30℃以下后移至接種箱中,將準(zhǔn)備好的灰樹花栽培種接種于菌袋,每袋接種10 mL,接種完畢后移至培養(yǎng)室,在23~26℃培養(yǎng)至出原基,去掉接種口膠帶,移入出菇室。出菇室溫度保持在20℃左右,相對濕度90%~95%,通風(fēng)。待灰樹花子實(shí)體成熟后采收。
1.2.2 硒鑭復(fù)合栽培灰樹花的試驗(yàn)設(shè)計(jì) 為考查硒鑭復(fù)合栽培對灰樹花營養(yǎng)成分的影響,在前期研究和富硒栽培試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以栽培配方中每千克干料加入亞硒酸鈉(Na2SeO3)和氯化鑭(LaCl3)的量為標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行2因素3水平的全因子設(shè)計(jì)試驗(yàn)(FFD),共設(shè)10個(gè)處理,如表1所示。將亞硒酸鈉(Na2SeO3)和氯化鑭(LaCl3)分別配制成相應(yīng)濃度的水溶液,分別加入培養(yǎng)料中拌勻后用17.5 cm×33 cm×0.05 cm的聚丙烯袋裝袋,每處理2個(gè)重復(fù),每重復(fù)10袋,每袋菌包裝干料400 g。將裝好的菌袋置于滅菌鍋內(nèi)滅菌,在121℃滅菌85 min,冷卻至30℃以下后移至接種箱中,將準(zhǔn)備好的灰樹花栽培種接種于菌袋,每袋接種10 mL,接種完畢后移至培養(yǎng)室,在23~26℃培養(yǎng)至出原基,去掉接種口膠帶,移入出菇室。出菇室溫度保持在20℃左右,相對濕度90%~95%,通風(fēng)。待灰樹花子實(shí)體成熟后采收。
1.2.3 子實(shí)體樣品的采集 按1.2.1和1.2.2方法栽培灰樹花,待子實(shí)體成熟后,采用隨機(jī)抽樣的分別采集不同試驗(yàn)處理栽培的灰樹花子實(shí)體,于烘箱烘干至恒質(zhì)量,粉碎后過40目篩備用。根據(jù)GB/T 12530—90食用菌取樣方法取樣,對角線定位法稱取所需樣品。
1.2.4 子實(shí)體硒含量的測定
(1)總硒含量的測定。將各試驗(yàn)處理的灰樹花子實(shí)體樣品置于130℃烘箱中24 h后,用粉碎機(jī)粉碎。準(zhǔn)確稱取0.20 g樣品于50 mL錐形瓶中,加入混合酸,冷硝化12 h;于在電熱板上加熱至溶液清澈并伴有白煙吋,繼續(xù)加熱至剩余體積為1~2 mL,冷卻,加入10 mL水繼續(xù)加熱趕酸至剩余體積為1~2 mL,加入1%(V:V)HNO3溶液10 mL,放置20 min后轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶,純化水定容,備用。
(2)有機(jī)硒含量的測定。準(zhǔn)確稱取1.00 g灰樹花子實(shí)體粉溶于一定量的蒸餾水,裝入透析袋中,在4℃下,分別用蒸餾水透析144 h,每隔12 h換水1次,以除去無機(jī)硒,透析后的袋內(nèi)物凍干,采用氫化物-原子熒光光譜法測定硒含量[10],得到富硒灰樹花子實(shí)體中有機(jī)硒含量。平行測定3份,取平均值。
1.2.5 子實(shí)體成分測定 水分含量的測定方法參照GB 5009.3—2016[11],粗蛋白含量的測定方法參照GB 5009.5—2016[12],氨基酸含量的測定方法參照GB 5009.124—2016[13],粗脂肪含量的測定方法參照GB 5009.6—2016[14],總糖含量的測定方法參照GB/T 15672—2009[15],灰分含量的測定方法參照GB 5009.4—2016[16]。
1.2.6 子實(shí)體重金屬含量測定 鉛的測定方法參考GB 5009.12—2017[17],鎘的測定方法參考 GB 5009.15—2014[18],汞的測定方法參考 GB 5009.17—2014[19],砷的測定方法參考GB 5009.11—2014[20]。
所有數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS 22.0軟件進(jìn)行處理與統(tǒng)計(jì)分析。
2.1.1 富硒栽培對灰樹花產(chǎn)量和生物學(xué)效率的影響 不同硒含量處理的子實(shí)體產(chǎn)量和生物學(xué)效率見表2。各試驗(yàn)組的產(chǎn)量和生物學(xué)效率均隨著培養(yǎng)基硒濃度增加而降低,呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性;試驗(yàn)組B6的產(chǎn)量、生物學(xué)效率為229 g/袋和57.25%,與CK組存在顯著差異;試驗(yàn)組B7、B8的產(chǎn)量、生物學(xué)效率與CK組均存在極顯著差異,其中試驗(yàn)組B8與CK組相比,降低了24.02%,表明添加高濃度硒會降低灰樹花的產(chǎn)量和生物學(xué)效率。
2.1.2 富硒栽培對灰樹花子實(shí)體總硒含量和有機(jī)硒含量的影響 從表2可見,當(dāng)培養(yǎng)料硒含量<80.0 mg/kg,灰樹花子實(shí)體總硒含量和有機(jī)硒含量均隨著外源硒含量增加而升高,呈現(xiàn)正相關(guān)性;當(dāng)硒含量80.0 mg/kg時(shí),子實(shí)體總硒含量和有機(jī)硒含量均最大,為32.22 mg/kg和19.33 mg/kg,隨后下降;各試驗(yàn)組與CK組均存在極顯著差異,表明富硒栽培能顯著提高灰樹花子實(shí)體總硒含量和有機(jī)硒含量。
2.1.3 富硒栽培對灰樹花子實(shí)體成分的影響 不同硒含量處理的子實(shí)體成分測定結(jié)果見表3。富硒栽培會顯著降低子實(shí)體的水分含量,且隨著硒含量增加而降低,呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)性。各試驗(yàn)組的灰分含量與CK組相比均有所降低,且試驗(yàn)組B2、B4、B8與CK組存在顯著差異,富硒栽培會降低子實(shí)體的灰分含量。各試驗(yàn)組的總糖含量與CK組不存在顯著差異,總糖含量變化無規(guī)律性,與外源硒含量無相關(guān)性。各試驗(yàn)組的粗脂肪含量為2.56%~2.68%,與CK組不存在顯著差異,與外源硒含量無相關(guān)性。各試驗(yàn)組的粗蛋白含量均低于CK組,但不存在顯著差異,與外源硒含量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性。各試驗(yàn)組的氨基酸總量與外源硒含量呈拋物線關(guān)系,當(dāng)培養(yǎng)基硒含量0~40.0 mg/kg時(shí),氨基酸總量隨外源硒含量增加而升高,當(dāng)硒含量>40.0 mg/kg時(shí),氨基酸總量反而降低。綜合灰樹花子實(shí)體6種成分研究結(jié)果認(rèn)為,富硒栽培會降低灰樹花子實(shí)體營養(yǎng)成分。
表3 不同硒含量處理對灰樹花子實(shí)體成分和重金屬含量的影響
2.1.4 富硒栽培對灰樹花子實(shí)體重金屬含量的影響 各處理組子實(shí)體重金屬含量的測定結(jié)果見表3。各處理組子實(shí)體重金屬含量均未超標(biāo),富硒栽培可降低鎘污染,當(dāng)硒濃度40~160.0 mg/kg時(shí),與CK組存在顯著差異;鉛、汞、砷含量與CK組不存在顯著差異,且無規(guī)律性,說明富硒栽培對重金屬鉛、汞、砷含量影響較小。
綜上,富硒栽培雖能顯著提高灰樹花子實(shí)體總硒含量和有機(jī)硒含量,但降低灰樹花的產(chǎn)量和子實(shí)體營養(yǎng)成分。
2.2.1 硒鑭復(fù)合栽培對灰樹花產(chǎn)量的影響 硒鑭復(fù)合栽培灰樹花,子實(shí)體產(chǎn)量和生物學(xué)效率見圖1~2。硒鑭復(fù)合栽培且 LaCl3濃度為 80 mg/kg(TK4、TK5、TK6)時(shí),灰樹花的產(chǎn)量和生物學(xué)效率均高于CK;其中處理組TK4(Na2SeO340 mg/kg+LaCl380 mg/kg)的產(chǎn)量和生物學(xué)效率最高,產(chǎn)量為273 g/袋,生物學(xué)效率為68.25%,均與CK組存在顯著差異。硒鑭復(fù)合栽培(Na2SeO340 mg/kg+LaCl380 mg/kg)的產(chǎn)量是富硒栽培(Na2SeO340 mg/kg)的1.13倍;相對于富硒栽培灰樹花的產(chǎn)量和生物學(xué)效率均低于CK組而言,添加適量的硒鑭可提高灰樹花產(chǎn)量和生物學(xué)效率,且硒鑭復(fù)合栽培的最適濃度為Na2SeO340 mg/kg+LaCl380 mg/kg。
圖1 硒鑭復(fù)合栽培灰樹花子實(shí)體的產(chǎn)量
圖2 硒鑭復(fù)合栽培灰樹花子實(shí)體的生物學(xué)效率
2.2.2 硒鑭復(fù)合栽培對灰樹花富硒效果的影響 硒鑭復(fù)合栽培灰樹花,子實(shí)體富硒結(jié)果見圖3~4。子實(shí)體的總硒含量和有機(jī)硒含量均高于CK組,且差異極顯著;子實(shí)體總硒含量為21.96~38.29 mg/kg,是CK組的156.86~273.50倍;子實(shí)體有機(jī)硒含量為9.08~22.01 mg/kg,是CK組的75.67~183.42倍;其中處理組TK5(Na2SeO380 mg/kg+LaCl380 mg/kg)總硒含量和有機(jī)硒含量最高,分別為38.29、22.01 mg/kg,相對于富硒栽培(Na2SeO380 mg/kg),子實(shí)體的總硒含量、有機(jī)硒含量分別提高18.84%、13.87%,表明硒鑭復(fù)合栽培可進(jìn)一步提高灰樹花的富硒能力,且硒鑭復(fù)合栽培的最適濃度為Na2SeO380 mg/kg+LaCl380 mg/kg。
圖3 硒鑭復(fù)合栽培灰樹花子實(shí)體的總硒含量
圖4 硒鑭復(fù)合栽培灰樹花子實(shí)體的有機(jī)硒含量
2.2.3 硒鑭復(fù)合栽培對灰樹花子實(shí)體成分的影響 各處理組子實(shí)體水分含量的測定結(jié)果見圖5。處理組子實(shí)體水分含量為12.78%~13.58%,均低于CK組,且處理組TK3(Na2SeO3160 mg/kg+LaCl340 mg/kg)與CK組存在顯著差異,硒鑭復(fù)合栽培會降低子實(shí)體水分含量。相對于富硒栽培,硒鑭復(fù)合栽培灰樹花子實(shí)體水分含量均增加,且處理組TK4、TK5、TK6比富硒栽培分別提高了11.09%、8.41%、8.28%。就子實(shí)體水分含量而言,硒鑭復(fù)合栽培的最適濃度為Na2SeO340 mg/kg+LaCl380 mg/kg。
圖5 硒鑭復(fù)合栽培灰樹花子實(shí)體水分含量
各處理組子實(shí)體灰分含量的測定結(jié)果見圖6。處理組子實(shí)體灰分含量為7.34%~7.67%,處理組TK1、TK2、TK4、TK5、TK6均高于 CK 組,其中 TK5(Na2SeO380 mg/kg+LaCl380 mg/kg)灰分含量最高,相對于CK組,灰分含量增加2.41%,相對于富硒栽培(Na2SeO380 mg/kg),灰分含量增加4.64%。就子實(shí)體灰分含量而言,硒鑭復(fù)合栽培的最適濃度為Na2SeO380 mg/kg+LaCl380 mg/kg。
圖6 硒鑭復(fù)合栽培灰樹花子實(shí)體灰分含量
各處理組子實(shí)體總糖含量的測定結(jié)果見圖7。子實(shí)體總糖含量在8.92%~9.53%,處理組TK3最低,為8.92%,略低于CK組,與CK組沒有顯著差異,其余各處理組均高于CK組,且處理組TK5(Na2SeO380 mg/kg+LaCl380 mg/kg)總糖含量最高(9.53%),與CK組存在顯著差異,即總糖含量增加顯著,相對于富硒栽培(Na2SeO380 mg/kg)提高了5.78%??梢娞砑舆m量的硒鑭可提高灰樹花子實(shí)體總糖含量,且最適濃度為Na2SeO380 mg/kg+LaCl380 mg/kg。
圖7 硒鑭復(fù)合栽培灰樹花子實(shí)體的總糖含量
各處理組子實(shí)體粗脂肪含量的測定結(jié)果見圖8。子實(shí)體粗脂肪含量在2.62%~2.72%,處理組TK1(Na2SeO340 mg/kg+LaCl340 mg/kg)含量最低,為2.62%,TK6(Na2SeO3160 mg/kg+LaCl380 mg/kg)含量最高,為2.72%;處理組TK1含量略低于CK組(2.63%),其余各處理組均高于CK組。處理組與CK組均沒有顯著性差異,也無明顯規(guī)律性,說明硒鑭復(fù)合栽培對子實(shí)體粗脂肪合成無明顯促進(jìn)或抑制作用。
圖8 硒鑭復(fù)合栽培灰樹花子實(shí)體的粗脂肪含量
各處理組子實(shí)體粗蛋白含量的測定結(jié)果見圖9。粗蛋白含量31.93%~34.27%,處理組TK3、TK9含量分別為32.03%、31.93%,略低于CK組,其余各處理組均高于CK組;處理組TK4(Na2SeO340 mg/kg+LaCl380 mg/kg)含量最高,為34.27%,與CK組存在顯著差異,比富硒栽培(Na2SeO380 mg/kg)提高了9.67%??梢娞砑舆m量硒鑭可提高灰樹花子實(shí)體粗蛋白含量,且最適濃度為Na2SeO340 mg/kg+LaCl380 mg/kg。
圖9 硒鑭復(fù)合栽培灰樹花子實(shí)體的粗蛋白含量
各處理組子實(shí)體氨基酸總含量的測定結(jié)果見圖10。氨基酸總量27.06%~21.05%,處理組TK1含量最高,為27.06%,處理組TK9含量最低,為21.05%;處理組TK6、TK8、TK9含量略低于CK組,且與CK組不存在顯著差異,其余各處理組均高于CK組。處理組TK3的氨基酸總量為24.43%,相對于CK組提高了7.53%,與CK組存在顯著差異;處理組TK1、TK2、TK4的氨基酸總量分別為27.06%、25.68%和25.34%,相對于CK組分別提高了19.11%、13.03%和11.54%,且與CK組存在極顯著差異。相對于富硒栽培,處理組TK1(Na2SeO340 mg/kg+LaCl340 mg/kg)和TK4(Na2SeO340 mg/kg+LaCl380 mg/kg)比富硒栽培(Na2SeO340 mg/kg)分別提高了15.35%和8.02%??梢婅|對灰樹花的氨基酸總含量有較為明顯的促進(jìn)作用,添加適量的硒鑭復(fù)合栽培,灰樹花的氨基酸總含量增加極顯著。
圖10 硒鑭復(fù)合栽培灰樹花子實(shí)體的氨基酸總量
2.2.4 硒鑭復(fù)合栽培對灰樹花子實(shí)體重金屬含量的影響 不同硒鑭處理中灰樹花子實(shí)體鉛含量的測定結(jié)果見圖11。處理組子實(shí)體鉛含量0.79~0.88 mg/kg,均低于CK組,減少程度相對CK組在1.12%~11.23%,其中處理組TK5的鉛含量最低,為0.79 mg/kg;處理組TK2、TK5、TK8與CK組存在極顯著差異??梢娢|復(fù)合栽培可降低灰樹花子實(shí)體的鉛含量。
圖11 硒鑭復(fù)合栽培灰樹花子實(shí)體的鉛含量
不同硒鑭處理中灰樹花子實(shí)體鎘含量的測定結(jié)果見圖12。處理組的子實(shí)體鎘含量0.08~0.24 mg/kg,均低于CK組,且與CK組存在極顯著差異,其中處理組TK5的鎘含量最低,為0.08 mg/kg,說明硒鑭復(fù)合栽培對降低灰樹花子實(shí)體的鎘含量具極顯著影響。
圖12 硒鑭復(fù)合栽培灰樹花子實(shí)體的鎘含量
不同硒鑭處理中灰樹花子實(shí)體汞含量的測定結(jié)果見圖13。處理組的子實(shí)體汞含量0.05~0.10 mg/kg,均低于CK組,減少程度相對CK組在9.09%~54.54%,其中處理組TK5的汞含量最低,為0.05 mg/kg;處理組TK2、TK4、TK5、TK6、TK8與CK組存在極顯著差異??梢娢|復(fù)合栽培可降低灰樹花子實(shí)體的汞含量。
圖13 硒鑭復(fù)合栽培灰樹花子實(shí)體的汞含量
不同硒鑭處理中灰樹花子實(shí)體砷含量的測定結(jié)果見圖14。處理組的子實(shí)體砷含量0.04~0.09 mg/kg,處理組TK1砷含量最高,為0.09 mg/kg,略高于CK組,其余各處理組均低于CK組,其中處理組TK5的砷含量最低,為0.04 mg/kg??梢娞砑舆m量的硒鑭可降低灰樹花子實(shí)體的砷含量。
圖14 硒鑭復(fù)合栽培灰樹花子實(shí)體的砷含量
綜合而言,硒鑭復(fù)合栽培對降低灰樹花子實(shí)體重金屬含量有明顯影響,且硒鑭濃度為Na2SeO380 mg/kg+LaCl380 mg/kg時(shí),子實(shí)體中鉛、鎘、汞、砷含量的減少極為顯著。
研究結(jié)果表明,與對照相比,當(dāng)硒鑭配施濃度為Na2SeO340 mg/kg+LaCl380 mg/kg時(shí),灰樹花產(chǎn)量增加顯著(P<0.05),子實(shí)體中的粗蛋白含量增加顯著(P<0.05)、氨基酸總量增加極顯著(P<0.01);當(dāng)硒鑭配施濃度為Na2SeO380 mg/kg+LaCl380 mg/kg時(shí),子實(shí)體中總硒含量和有機(jī)硒含量極顯著(P<0.01)高于對照,總糖含量顯著(P<0.05)高于對照,鉛、鎘、汞、砷等重金屬含量極顯著(P<0.01)低于對照;其余子實(shí)體成分(如水分、灰分和粗脂肪)含量與對照無顯著差異,但相對于富硒栽培,各成分含量均有所增加??梢姡涫┻m宜濃度硒鑭可提高灰樹花子實(shí)體產(chǎn)量、硒含量、成分含量(總糖、粗蛋白、粗脂肪和氨基酸等),并降低鉛、鎘、汞、砷等重金屬含量,從而改善灰樹花品質(zhì)。
目前,國內(nèi)外學(xué)者對食用菌的富硒機(jī)理進(jìn)行了大量研究[21-23],但對食用菌的硒鑭復(fù)合作用機(jī)理僅見少量報(bào)道[24]。本研究在富硒栽培灰樹花的基礎(chǔ)上,考查硒鑭復(fù)合栽培灰樹花對其營養(yǎng)成分的影響。研究結(jié)果顯示,富硒栽培灰樹花,可顯著提高子實(shí)體總硒含量和有機(jī)硒含量,與茆廣華[9]和賴松新[25]的研究結(jié)果基本一致,但富硒栽培灰樹花會降低子實(shí)體的產(chǎn)量和營養(yǎng)成分。筆者前期對加鑭液體培養(yǎng)灰樹花富集有機(jī)鉻[26]和有機(jī)硒[8]進(jìn)行過研究,并對灰樹花富硒深層培養(yǎng)及其營養(yǎng)成分進(jìn)行過分析[27]。本研究則在前期研究和富硒栽培灰樹花基礎(chǔ)上,采用硒鑭復(fù)合栽培灰樹花,研究其對灰樹花子實(shí)體產(chǎn)量、硒含量、成分和重金屬含量的影響。研究結(jié)果顯示,配施適宜濃度硒鑭可提高灰樹花子實(shí)體產(chǎn)量并改善灰樹花品質(zhì),楊德俊[28]、任奕[29]和江枝和等[24]研究結(jié)果也表明,適宜濃度的稀土能夠促進(jìn)食用菌菌絲生長,顯著提高其品質(zhì)和產(chǎn)量,但具體作用機(jī)理還需進(jìn)一步研究。