摘 要：食用菌中蛋白質的含量高、營養價值豐富，具有較高的研發價值，但其品質尚未得到系統評價;闡述食 品中蛋白質品質的評價方法(生物學評價方法、非生物學評價方法、基于消化率和必需氨基酸組成的綜合性評 價方法)，探討各方法在食用菌蛋白質營養評價中的應用情況;通過分析不同的氨基酸營養量化方法和消化吸 收模型，為合理評估和發掘食用菌蛋白質的營養價值提供參考。

　　關鍵詞：品質評價;必需氨基酸參考模式譜;消化吸收

　　我國是全球最大的食用菌生產國和消費國[1]，2018年食用菌產量占全球總產量的72%[2-3]。食用 菌營養豐富、味道鮮美、蛋白質含量高、脂肪含量低，是維生素 B、C 和 D 的良好來源;食用菌中含有多 種礦物質，可提供碳水化合物(不含淀粉)[4]。食用菌中的蛋白質含量可達10%～63%(干重)[5-6]，且氨 基酸種類齊全，能提供8種必需氨基酸(indispensableaminoacids，IAA)。

　　食用菌生產不與糧爭地， 作為新的素食蛋白質原料，食用菌有著極大的開發潛力和價值。 蛋白質是人體攝入的主要氮源，不同形式的蛋白質參與了機體的細胞組成、能量供應和代謝活動， 但人體無法儲備蛋白質，因此需要從膳食中攝入優質的蛋白質來維持生長和其他生理功能[7]。食用菌中含有豐富的蛋白質，科學評價其品質對后續開發利用和功能研究十分重要。

　　目前食用菌蛋白質的評 價多集中于氨基酸的化學組成，基于消化吸收的系統評估較少，且很多研究存在未及時更新IAA 參考 模式譜的問題。筆者闡述蛋白質品質評價方法的研究進展，介紹不同方法在食用菌蛋白質營養評估中 的應用，以期為科學評估食用菌蛋白質的營養價值提供方法，為 進 一 步 發 掘 利 用 食 用 菌 蛋 白 質 提 供 參考。

　　生物方向評職知識：植物蛋白質研究論文發表SCI期刊

　　1 蛋白質品質評價方法概述

　　蛋白質品質可定義為蛋白質滿足人體對氨基酸和氮的代謝需求的能力(維持身體需要以及生長、 懷孕或哺乳的特殊需要)[7]，由蛋白質含量、氨基酸組成以及生物利用率決定。蛋白質品質評價的核心 是氨基酸組成和蛋白質消化率。蛋白質中IAA 的含量越符合膳食攝入需求量，并能有效被人體吸收 利用，其營養價值就越高。

　　食用菌蛋白質營養價值高，值得深度開發利用，但是目前對其品質評價開展的研究尚不深入，缺乏 標準、系統的研究范式，需要從動物蛋白質和植物蛋白質的品質評價方法中尋找借鑒。蛋白質含量和 氨基酸組成要素由化學分析測定，現代營養學在此基礎上利用不同的模型來預測蛋白質中IAA 供給 與人體需求的匹配程度。蛋白質品質中的生物利用率要素主要通過動物實驗和體外消化吸收模型進 行評估，包括對氮代謝的測定和消化吸收特征、機制和效率的研究。

　　隨著臨床營養研究的深入，當今蛋 白質品質評價越來越重視消化吸收相關參數。近年來，國內外學者通過凱氏定氮法和色譜技術測定了 食用菌蛋白質的含量和氨基酸的化學組成，但對食用菌蛋白質的消化吸收效率和機制知 之甚少。蛋白質品質評價方法包括傳統生物學評價方法和非生物學評價方法，以及結合了消化率和IAA 組成的綜合性評價方法。

　　2 生物學評價方法

　　生物學評價方法通常是通過大鼠模型測定氮代謝參數來反映蛋白質利用效率，主要包括真消化率 (trueproteindigestibility，TD;又稱校正消化率correctedproteindigestibility，CPD)、蛋白質功效比 值(proteinefficiencyratio，PER)、凈 蛋 白 質 利 用 率 (netproteinutilization，NPU)、以 及 真 生 物 價 (truebiologicalvalue，TBV)。

　　傳統生物學評價方法依靠動物模型能夠實現蛋白質消化、吸收和 排泄的體內評估，具有一定的不可替代性。與此同時，大鼠對含硫氨基酸有更高的需求，以其為模型會 高估人類需求，從而導致蛋白質品質被低估。 由于生物學評價方法是基于動物模型獲得的氮代謝數據，在測定上耗時費力。

　　因此國內外利用生 物學評價方法對食用菌蛋白質進行的營養研究較少。CUPTAPUN 等[57]通過大鼠實驗評估了4種產 自泰國的食用菌———環柄韌傘(鳳尾菇 P.sajorcaju)、糙皮側耳、香菇、潔麗香菇(L.lepidus)的蛋白 質品質，發現 NPU 為30.32(潔麗香菇)～ 40.20(香菇)，BV 為63.72(潔麗香菇)～ 77.18(香菇)，TD 為43.38(環柄韌傘)～ 52.16(香菇)，綜合來看香菇蛋白質更易于被大鼠消化利用。該研究同時發現 食用菌蛋白質的上述參數比酪蛋白低，一方面由于樣品中含硫氨基酸水平低于酪蛋白;另一方面由于 該研究采用的是子實體干粉，其中的多酚和抗營養因子也會影響蛋白質消化吸收。

　　筆者認為可進一步 對食用菌中的蛋白質進行分離制備，去除抗營養成分，獲取消化吸收效率更好的食用菌蛋白質提取物。 LONGVAH 和 DEOSTHALE[58]評價了野生來源的裂褶菌(Schizophyllumcommune)和香菇的營養 價值，測得裂褶菌的凈蛋白質比值(netproteinratio，NPR，計算依據為受試動物體重增加及對照動 物體重損失之和與蛋 白 質 攝 入 量 的 關 系)、NPU、TD 分 別 為0.9、23.7、53.2，香 菇 的值 分 別 為1.7、 45.8、76.3，發現香菇的蛋白質被大鼠消化和儲留利用的程度顯著高于裂褶菌。

　　王宏雨等[8]在 評 估3 種鮮銷香菇子實體蛋白質營養價值時，對其生物價(biologicalvalue，BV)進行了報道，但并非依據動 物實驗得出的氮代謝數據，而是基于 EAAI進行推算得出(BV=1.09×EAAI-11.7)，雖在節省成本 和時間的條件下實現了估算，但由于不同樣品的具體化學組分和物理性質不同，在胃腸道中的消化、吸 收、利用和排泄情況也不同，因而僅憑公式推斷不夠準確，建議依據動物模型或體外模型來獲取生物利 用率信息。

　　3 非生物學評價方法

　　非生物學評價方法是根據樣品蛋白質氨基酸組成占參考模式譜(或 參 考 蛋 白 質)的 比 例 來 評 價 營 養 價 值，主 要 參 數 包 括 化 學 評 分 (chemicalscore，CS)、氨 基 酸 評 分 (aminoacidscore，AAS)、 必 需 氨基 酸 指 數(essentialaminoacidindex，EAAI)、氨基酸比值系數(ratiocoefficient，RC)等。

　　其 中 CS依 據 參考 蛋 白 質(如 雞 蛋 蛋 白 質)進 行 評 價，AAS依據權威機構推薦的IAA 參 考 模 式譜 進 行 評 價，而 EAAI、RC以及其他的一些參數、方 法 則是 在 AAS的 基礎上進行更精準的統計 學 評估。 IAA 參考模式譜是非生物學評價方法的核心依據。營養學界對人體蛋白質和氨基酸需求的認知 逐步推進，聯合國糧農組織(FoodandAgricultureOrganizationoftheUnitedNations，FAO)、世界衛 生組織(WorldHealthOrganization，WHO)和美國醫學研究院(InstituteofMedicine，IOM)依據臨床 營養學獲得的人體氨基酸需求數據多次修訂IAA 參考模式譜，最終形成現行版本，并出臺了適 用于不同人群的方案[59]。

　　1957年，FAO 建議使用具有“理想”的氨基酸組成的參考蛋白質來定義人類 氨基酸需求的模式[60]。1973年，FAO 認識到，盡管氨基酸需求與牛奶或雞蛋蛋白質中氨基酸的相對 濃度大體相似，但是這兩種參考蛋白質并不完全匹配人體需求，因而可以通過建立氨基酸需求模式來 預測膳食蛋白質的品質。最后 FAO 依據嬰兒和兒童的數據，推薦了一個單一的臨時評分模式，用于對 蛋白質品質進行初步評估。FAO 同時指出這種模式高估了一般成人蛋白質需求(即低估膳食蛋白質 品質)，適用于孕婦和哺乳期婦女[61]。

　　1985年，FAO 聯合 WHO 報告了嬰兒、學齡前兒童、學齡兒童和 成年人的氨基酸評分模式，并提議將成人蛋白質攝入的安全水平提高，因此分母變大后求得的模式值 (每克蛋白質中的IAA 需求量)遠比1973年要低。此外 FAO 首次建議膳食蛋白質品質評估不僅應考 慮氨基酸組成，還應充分考慮消化率[62]。2007年，WHO 聯合 FAO 與 UNU 發布新版模式譜更正了以 往對嬰兒蛋白質需求的高估和對成人氨基酸需求的低估[59]。

　　新報告同時也提出某些氨基酸的實際消 化率可能低于糞便消化率等問題，進一步強調IAA 參考模式譜需要綜合考慮影響蛋白質品質的多個 方面，如人群適應性、食物矩陣、腸道微生物和生物利用率。 目前，利用非生物學方法評價食用菌蛋白質品質的報道較多，然 而 國 內 研 究 大 都 是 基 于20世 紀 WHO 聯合 FAO 提出的系列模式譜，鮮有采用最新的2007版模式譜。

　　熊丙全等[45]對20個不同品系 羊肚菌進行 AAS、CS、EAAI等多個指標的分析，發現羊肚菌IAA 種類齊全，不同品系差異較大，優勢 和限制性氨基酸各不相同，其氨基酸總量與各類別氨基酸相關性極顯著，但與 EAAI相關性不顯著;通 過聚類分析，將樣品分為兩大類———高品質蛋白品系和營養較差品系，這為羊肚菌開發提供了良好的 數據基礎。

　　該研究依據的是1973版模式譜，得出的結論與依據新版模式譜計算的結果會有差異，比如 AAS(0.424 ～ 1.13)，如果基于新模式譜則為0.518～1.965。楊琴等[33]對環紋蘑菇進行了非生物學 營養評價，測得其 AAS為61.7、EAAI為65.55、SRC為70.86，其營養價值介于幾種參比食用菌之間。 由于該文引用的1973版模式譜高估了成人對IAA 的需求，因此若依據修訂后的模式譜來計算，AAS 會增加，而 EAAI和SRC也因為各IAA 需求的修訂存在偏差。

　　筆者所在課題組在系列研究中對刺芹 側耳(杏鮑菇)[22]、亞東 黑耳[63]、斑玉蕈等食用菌引用了新的IAA 參考 模式 譜 進 行 評 價，通 過 AAS、 RC、CS、EAAI等參數反映氨基酸營養特征，以期為合理預測上述食用菌蛋白質的營養價值提供科學 依據。建議研究人員采用與人體需求更匹配的新版模式譜進行計算，以獲取更準確的營養評估數據， 實現不同樣品之間營養比較的標準化。

　　4 基于消化率和IAA 組成的綜合性評價方法

　　經過長期探索，營養學界已經充分認識到消化吸收效率和IAA 組成均在蛋白質營養評估中有舉 足輕重的地位。WHO 聯合 FAO 與 UNU 開發過2種結合消化率的蛋白質品質量化法———蛋白質消 化率校正氨基酸評分(proteindigestibility-correctedaminoacidscore，PDCAAS)和可消化IAA 評 分(digestibleindispensableaminoacidscore，DIAAS)。PDCAAS量化了IAA 供應符合人體需求的 情況，可行性高，不僅考慮到氨基酸的組成和含量，還考慮到蛋白質的消化率，自1973年以來一度被用 作最經典的品質評價方法。但由于將糞便消化率作為評估氨基酸生物利用率的測定方法不準確，忽略 了大腸 微 生 物 對 膳 食 和 內 源 性 蛋 白 質 的 代 謝 和 轉 化 [66-67]。

　　2013 年 FAO 推 薦 用DIAAS來 代 替 PDCAAS，該法將氨基酸被小腸吸收的消化率測定為回腸消化率，用以替代糞便消化率。回腸消化率 更真實地反映了腸道對蛋白質的消化吸收情況，因而對機體可利用的蛋白質計算更準確[68]。目前尚無 適用于人類的無創回腸消化數據收集方法，因此相關數據非常有限，這也限制了DIAAS的運用[69]。

　　此外，由于在動物體內測定其回腸消化率和糞便消化率與人體真實需求有一定偏差，并且個體差 異大、費用高、耗時長、重復性差，受倫理約束，所以依靠體外模擬消化系統來確定消化率更為實用[70]。 采用消化酶和電解質配制的人工胃液和腸液在設定的生理溫度和攪拌動力下模擬消化過程，發 現 牛 奶、羊奶及其酸奶的大多數蛋白質均在胃消化階段的早期被消化，且酸奶中的β-乳球蛋白和β-酪蛋白 比牛奶中的更容易被消化[71]。現代仿生胃腸道消化系統則在原有模型基礎上，利用3D 打印胃模型和 配套的動力學系統，準確地還原胃腸道形態和解剖結構，優化消化液分泌和胃收縮頻率等動力學參數， 更加精準地反映動態消化過程 [72]。

　　目前該技術已經能夠獲取與體內實驗相近的酪蛋白消化率，并有 望在蛋白質消化吸收研究中得到更多應用[73]。 在食用菌蛋白質的品質評價上，目前研究多采用基于氨基酸組成的非生物學評價方法，鮮有基于 消化吸收的研究;因為缺乏回腸消化率的數據，未見關于 DIAAS的報道。對于 PDCAAS，許多研究依 據文獻中食用菌的糞便消化率進行推算，而針對不同食用菌實際測定消化率評估營養價值的研究較 少。筆者所在課題組[22]研究了5種刺芹側耳(杏鮑菇)樣品的PDCAAS，平均值為0.57，但消化率是直 接參照文獻中食用菌的消化率為73%進行計算，存在一定的不準確性。

　　5 展望

　　在過去的半個世紀里，營養學界在定義蛋白質品質和明確推薦攝入量方面取得了較大的進展。色 譜技術和仿生胃腸道消化模擬技術的進步為分析氨基酸組成和評估蛋白質生物利用率提供了更好的 解決方案。隨著研究的深入，人們認識到蛋白質、氨基酸攝入量因不同人群的年齡和營養需求而異、食 品成分之間存在互作、特定的蛋白質水解肽存在生理活性等，因此蛋白質品質評估方法一直在改進和 更新，并有望在不同種類食物的營養評估中得到更加廣泛的運用。 食用菌蛋白質有著巨大的開發價值。王延圣等[76]總結了食用菌蛋白質在食品、醫藥、農業、化工、 生物技術、紡織和生物傳感器等多領域中的應用情況，發現其商業前景廣闊。

　　STEPHAN 等[77]比較了 含有植物蛋白質或紫孢側耳(P.sapidus)菌絲體的素食香腸，感官測試和質構分析發現紫孢側耳菌絲 體是植物蛋白質的合適替代物，且它在強度和硬度上更有優勢、感官接受度也更高。英國埃克塞特大 學[78]的研究發現，在接受阻抗訓練運動的青年男性人群中，攝入真菌蛋白質可刺激休息期和運動后的 肌肉蛋白生成，且與含有相同濃度亮氨酸的牛奶蛋白飲料相比，真菌蛋白飲料對運動后的肌肉生成有 更大的促進作用，為增肌產品研發提供了新的素材。

　　參考文獻

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　　[3]2019年中國食用菌行業發展現狀及發展方向分析[DB/OL].(2019-11-5)[2020-07-03]http：//www.chyxx.com/ industry/201911/801785.html.

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　　作者： 陳艷芳1，2，鮑大鵬2，陳洪雨2* ，吳瑩瑩2，王 瑩2，萬佳寧2，趙 勇1*