食用菌营养价值、功能特性及其在肉制品加工中的应用研究进展

孙丹丹1,姜琳琳1,杨啸吟1,毛衍伟1,张一敏1,郝剑刚2,梁荣蓉1,*

(1.山东农业大学食品科学与工程学院,山东 泰安 271018;2.国家肉牛牦牛产业技术体系乌拉盖试验站,内蒙古 乌拉盖 026321)

摘 要:食用菌是一类可供人类食用且具有药用价值的大型真菌总称。近年来,经济的快速发展使人们对健康肉类的需求不断增加,新型肉制品市场发展空间广阔。食用菌因富含蛋白质和多糖等多种营养物质受到消费者的青睐,成为新型肉制品的又一良好原料。目前食用菌已经作为蛋白替代物、脂肪替代物等添加到肉制品中,起到改善产品质构特性、减少饱和脂肪酸摄入等作用,显示出其在新型肉制品开发中的广阔市场前景。但食用菌的添加不可避免地会使产品具有菌类本身的味道,引起肉品品质的改变。此外,肉制品中掺入食用菌存在食用菌敏感人群的过敏风险,这是肉品加工行业需要关注的问题。本文综述食用菌的营养价值、功能特性及其近年来在肉制品中的应用,以期为其在肉制品中的进一步开发和利用提供一定的理论和技术参考。

关键词:食用菌;肉制品;营养价值;功能特性

在膳食体系当中,肉类往往比大多数植物源食物营养更丰富。然而,许多研究发现过多摄入红肉和/或加工肉类会增加肥胖和2型糖尿病等慢性疾病风险[1]。在这种情况下,消费者对具有功能特性的“更健康”肉类产品的需求不断增长。食用菌因自身营养价值高、富含蛋白质等营养物质及成本低廉的优势显示出作为新型肉制品原料的巨大潜力[2]。其已经作为动物蛋白质、脂肪和盐类的替代物以及抗氧化剂等应用于肉制品中,在保持产品良好感官和理化特性的基础上,还能提高产品自身的营养价值,符合人们对健康食品的要求。

食用菌是指能够形成大型肉质(或胶质)子实体或菌核类组织并可供人们食用或药用的一类大型真菌,在分类上属于菌物界真菌门[3],常见的包括香菇、平菇、金针菇及黑木耳等。我国食用菌资源十分丰富,其种类和产量均位居世界前列。21世纪以来,食用菌因其自身独特的优势和营养价值,已成为我国农业产业中继粮、菜、果、油之后的第五大产业。食用菌也凭借极高的营养价值被联合国粮食及农业组织纳入21世纪最合理的营养膳食“一荤、一素和一菇”的结构中,这充分肯定了其在食品中的重要地位。如今,食用菌除了基本的食用价值外,也被越来越多地应用于低脂低盐的健康肉制品加工中。因此,本文综述食用菌的营养价值、功能特性及其在肉制品加工中的应用,并提出展望,以期为以食用菌作为原料进行新型低脂低盐肉制品的开发提供新思路。

1 食用菌的营养价值

1.1 优质蛋白补充剂

蛋白质作为维持生命活动最基本的物质,在生物体内占有特殊地位。食用菌的蛋白质含量十分丰富,通常占干质量的25%~35%,少数品种蛋白质质量分数低于10%[4]。氨基酸的组成与比例是评价食物中蛋白质营养价值高低的一个重要指标。熊碧等[5]的研究显示,13 种常见食用菌中均含有16 种氨基酸,总量在8.54%~21.46%之间(以干质量计)且必需氨基酸与非必需氨基酸比值大于0.4。颜孙安等[6]采用氨基酸自动分析仪对闽产食用菌氨基酸含量进行测定,结果显示,18 种食用菌中均至少包含18 种氨基酸,包括8 种成人必需氨基酸和2 种儿童必需氨基酸。以上实验结果表明,食用菌氨基酸组成均衡、合理,接近人体需要,是人体获取优质蛋白质的一个理想来源。

1.2 不饱和脂肪酸的良好来源

脂肪酸是指具有长烃链结构的羧基酸,在人体中起到储存和提供能量的作用。根据碳链结构中是否含有双键可以将其分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸在生物体中具有降糖[7]、抗炎症[8]等多种功效。与植物和动物源性食物相比,食用菌具有不饱和脂肪酸含量高的优势[9]。贾青青[10]采用索氏提取法对10 种不同食用菌的粗脂肪具体成分进行逐一测定,结果如表1所示。从测定结果中可以发现,食用菌总体表现出低脂肪特性,其中不饱和脂肪酸占比56.37%~80.22%,以油酸和亚油酸为主,该特点在银耳中表现最为明显。同样,周丽平等[11]对湖南地区5 种食用菌进行分析发现,食用菌的粗脂肪质量分数为0.2%~0.5%。除茶树菇外,其余4 种食用菌多不饱和脂肪酸的占比在80%以上,以亚油酸为主。以上可以充分说明食用菌中不饱和脂肪酸含量丰富,可作为膳食中不饱和脂肪酸的良好来源。

表1 10 种不同食用菌的主要脂肪酸含量[10]
Table 1 Main fatty acid contents of 10 different edible mushrooms[10]%

注:-.选定实验条件下该种脂肪酸含量低于0.01%或未检出。

食用菌种类粗脂肪含量不饱和脂肪酸总量主要脂肪酸组成肉豆蔻酸(C14:0)二十四烷酸(C24:0)花菇2.9858.203.6716.815.4041.001.623.544.93银耳2.7680.220.432.4110.4077.300.60-2.07黑木耳2.7078.232.066.94-56.831.801.305.08平菇3.5558.254.593.40-22.8016.81-5.33茶树菇3.4872.0611.50--3.0926.40-1.46金针菇3.7177.56----44.528.33-双孢菇3.9456.37----11.202.2811.32香菇3.3968.24----2.253.98-真姬菇3.8672.16--15.5520.783.9929.20-杏鲍菇4.2763.514.612.28-0.466.5521.759.08十五烷酸(C15:0)硬脂酸(C18:0)油酸(C18:1)亚油酸(C18:2)亚麻酸(C18:3)

1.3 维生素及矿物质的重要来源

维生素是机体维持生命活动所必需的营养物质,在机体细胞能量与物质变化过程中发挥重要作用,其来源主要依靠食物供给。食用菌中含有VB、VC等多种维生素,其中B族维生素含量普遍高于植物性食品[12]。熊宏苑等[13]采用高效液相色谱法对云南6 种常见食用菌中VB1和VB2的含量进行测定,结果显示,6 种食用菌中均含有一定量的VB1和VB2,其中VB1的平均含量为0.081 2~0.029 8 mg/100 g,VB2的平均含量为0.587~0.051 mg/100 g,VB2含量总体高于VB1。食用菌中含有丰富的VC。例如,草菇中VC含量为辣椒的1.2~2.8 倍,柚、橙的2~5 倍[14]。邓梦雅等[15]采用超高效液相色谱法同时测定猴头菇等13 种食用菌中脂溶性维生素的含量。结果表明,13 种食用菌中均含有麦角甾醇、VD2(雪耳、杏鲍菇除外),部分含有少量的VE,均未检测到VA。此外,经紫外线辐射的食用菌是VD2的重要来源[16]

食用菌还含有多种矿物质元素,如钙、镁、磷和铁等[17]。刘仙金[18]采用微波消解前处理,电感耦合等离子体质谱法测定香菇等14 种食用菌中的Mg等矿物质元素含量。数据显示,黑木耳含Mg、Ca、Fe丰富,姬松茸含Cu、Zn丰富,竹荪含Mn丰富,香菇、鸡腿菇、草菇含有的Mg、Ca较多,可以看出不同食用菌中矿物质的含量和比例有所差异。以上研究表明,食用菌可以作为人体补充维生素及矿物质的一个重要来源。

1.4 富含膳食纤维

膳食纤维被现代医学和营养学界称为人体健康所必需的“第七大营养素”,在促进肠道蠕动、预防心血管疾病等方面都发挥着重要作用[19]。Zhang Yifeng等[20]对香菇、杏鲍菇、平菇、真姬菇和姬松茸5 种食用菌的化学成分进行分析和结构表征,实验表明,5 种食用菌中不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber,IDF)的含量均较高,占膳食纤维总量的52.49%~86.13%,主要由纤维素、半纤维素、木质素和几丁质组成。杨晓丹等[21]应用酶-质量法测定木耳、金针菇、口蘑、竹荪4 种食用菌中总膳食纤维(total dietary fiber,TDF)、可溶性膳食纤维(soluble dietary fiber,SDF)和IDF含量,发现木耳的TDF、SDF及IDF质量分数均最高,分别为62.30%、4.80%、59.78%。根据以上测定结果可以发现,食用菌中膳食纤维含量较高且主要以IDF为主,所以适当食用食用菌可以增加膳食纤维的摄入量,起到清洁肠胃、帮助身体排毒的作用。

2 食用菌的活性成分及其功能特性

2.1 食用菌的活性成分

2.1.1 多糖

多糖是食用菌最主要的活性成分,具有抗氧化[22]、抗肿瘤[23]、保肝护肝[24]、免疫调节[25]等多种功能特性。食用菌多糖大多数是α-葡聚糖、β-葡聚糖或混合α,β-葡聚糖以及由果糖、半乳糖等多种单糖组成的杂多糖,其中β-葡聚糖是食用菌中最广泛存在的功能多糖[26]。徐晶等[27]采用苯酚-硫酸法对牛肝菌、香菇和密环菌中多糖含量进行测定,结果显示,3 种食用菌中的多糖质量分数分别为7.67%、6.92%和14.45%。张慢等[28]对海鲜菇等7 种食用菌中的多糖含量进行测定发现,7 种食用菌多糖质量分数基本为2.10%~23.43%,其中杏鲍菇多糖含量明显高于其他6 种食用菌。

2.1.2 多酚

多酚是一大类天然次级代谢物,天然酚类化合物根据所含的苯酚环数量及将这些环相互结合的结构元素可分为黄酮类化合物、酚酸、木脂素和二苯乙烯类[29]。葛鑫会等[30]采用分光光度法和超高效液相色谱-串联质谱技术对五台山3 种野生食用菌总酚含量和组成进行测定和分析。结果表明,五台杯伞的总酚含量最高(4.83 mg/g),其次为紫丁香蘑(4.01 mg/g)、香杯伞(3.50 mg/g)。在酚类物质组成上3 种食用菌相似,主要为对羟基苯甲酸,肉桂酸等。食用菌多酚也具有多种生理功能,例如香菇多酚可减少机体对胆固醇吸收,表现出降脂功能[31];姬松茸多酚能够有效降低糖尿病大鼠的空腹血糖值、血清胰岛素和糖化血红蛋白含量,明显改善大鼠的高血糖症状[32]

2.1.3 萜类化合物

萜类化合物是一类结构复杂的烃类化合物,主要由异戊二烯或异戊烷单元缩合形成,具有独特的生物活性[33]。食用菌中含有丰富的萜类化合物,多为倍半萜类、二萜类和三萜类[34]。研究[35]发现,三萜类化合物是灵芝中主要的抗炎活性物质之一,其可通过抑制炎症反应通路、调节炎症因子水平发挥抗炎作用。

2.2 食用菌的功能特性

2.2.1 抗肿瘤

食用菌含有大量多糖等具有抗癌活性的活性物质,其对于肿瘤细胞的抑制可以分为直接抑制和间接抑制两种形式,直接作用主要包括直接抑制肿瘤生长发育和诱导肿瘤细胞凋亡等,间接作用主要包括抗氧化及影响肿瘤微环境等[36]。Larypoor[37]采用四甲基偶氮噻唑蓝比色法研究灵芝多糖和香菇多糖对人体乳腺癌细胞MCF-7细胞系的生物学效应及其对p53癌症调控基因和HER-3基因表达的影响,实验发现,灵芝多糖和香菇多糖能够通过增加p53基因的表达和降低HER-3基因的表达对MCF-7细胞产生剂量和时间依赖性细胞毒性作用,而HER-3正是调节乳腺癌治疗反应的有效目标[38],因此可以用灵芝多糖和香菇多糖作为预防和帮助治疗乳腺癌的膳食补充剂。周丽倩等[39]对羊肚菌多糖的体外抗肿瘤活性进行实验,结果显示,羊肚菌多糖对巨噬细胞(RAW264.7)无毒害,且有极显著(P<0.01)增殖作用。同时低质量浓度的羊肚菌多糖对体外培养的小鼠结肠癌细胞(CT26.WT)和胃癌细胞(MFC)的增殖均有显著抑制作用,质量浓度为1.25 μg/mL的羊肚菌多糖对CT26.WT结肠癌细胞和MFC胃癌细胞的增殖抑制率分别为28.20%和34.23%。Zhang Yang等[40]研究表明,从美味牛肝菌中分离纯化得到的抗A549活性蛋白(命名为BEAP)对人非小细胞肺癌细胞(A549细胞)的克隆具有显著抑制作用。一方面,BEAP能够通过抑制A549细胞中从G1期向S期转化的重要蛋白细胞周期相关转录因子E2F和细胞周期依赖性激酶4(cell cycle dependent kinase 4,CDK4)的表达,从而阻滞G1期的A549细胞增殖,使其无法发育到S期。另一方面,BEAP还能降低与细胞迁移相关的黏着斑蛋白(vinculin,VCL)的表达水平,减缓A549细胞的迁移速率,从而抑制A549细胞的存活(图1)。

图1 食用菌部分降血糖、抗氧化和抗肿瘤作用机制
Fig. 1 Mechanisms of hypoglycemic, antioxidant and anti-tumor action of edible mushrooms

ROS.活性氧(reactive oxygen species)。

2.2.2 抗菌抗病毒

食用菌多糖可通过破坏细菌的细胞壁和细胞膜,调控细菌内酶活性和离子水平等多种途径发挥抑菌作用[25]。罗敬文等[41]研究表明,玉木耳、黑木耳、毛木耳多糖对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄杆菌均有一定的抑制效果。但黑木耳与毛木耳多糖对金黄色葡萄球菌和芽孢杆菌的抑制效果不明显,仅玉木耳多糖对其具有较好的抑菌作用。可见不同种类的食用菌多糖在抑菌方面具有较为明显的差异。另有吴振波等[42]研究发现,黄芪多糖可以抑制人呼吸道合胞病毒(respiratory syncytial virus,RSV)的复制,调节免疫反应,减轻RSV引起的炎症及氧化反应,其机制可能与抑制Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)/丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)/核因子κB(nuclear factor κB,NF-κB)通路的激活有关。李海燕[43]利用金色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌3 种不同细菌作为实验菌种,对桦褐孔菌发酵物体外抑菌效果进行研究。结果显示,桦褐孔菌发酵物对这3 种菌种均表现出不同程度的抑制效果,其中对沙门氏菌的抑菌效果最好,这说明桦褐孔菌发酵物具有广谱抗菌作用。张书会等[44]通过实验证实虎奶菇菌丝体抗菌肽具有显著的抑菌活性,尤其是对大肠杆菌的抑菌作用更强,其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的最小抑菌浓度分别为5.0、2.5 mg/mL,抑菌率分别为74.17%和86.22%。另研究[45]发现,平菇凝集素能够通过激活TLR6信号通路并刺激滤泡辅助T细胞反应,从而产生慢性乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)的特异性抗体来治疗慢性HBV感染。

2.2.3 降糖降脂

现有研究发现,食用菌中含有能够降低机体血糖水平的活性物质,主要包括多糖和萜类化合物。萜类化合物可以通过抑制α-葡萄糖苷酶及起到胰岛素增敏剂的作用,以降低糖尿病动物模型中的高血糖,而多糖则可以通过抑制葡萄糖吸收、增强胰腺β细胞质量和增加胰岛素信号通路发挥抗高血糖作用[46](图1)。尹红力等[47]发现黑木耳酸性多糖可以通过抑制葡萄糖转运体活性和提高机体糖代谢酶的活性两方面来促进机体对葡萄糖的吸收和利用,从而达到改善糖尿病症状的效果。研究[48]表明,平菇可显著降低甘油三酯浓度和氧化性低密度脂蛋白水平。还有研究[49]发现,2型糖尿病患者在连续食用干白蘑菇粉8 周后血清中的果糖胺浓度、空腹血糖和胰岛素抵抗水平显著下降,表现出食用菌在预防或治疗糖尿病方面的潜力。李萍等[50]通过水提醇沉法提取出元蘑多糖,测定其分离纯化后的组分对α-淀粉酶和胆固醇酯酶的抑制率。结果表明,各多糖组分对α-淀粉酶并没有表现出明显的抑制作用,但与其他来源的多糖相比,元蘑多糖在胆固醇酯酶的抑制上具有较大的优势,最高抑制率为34.26%。食用菌的降脂功能也存在其他的作用机制,例如通过调节脂肪酸氧化和合成控制脂质代谢、减少胆固醇的吸收和合成以及改善肠道微生物的数量等[51]

2.2.4 抗氧化防衰老

衰老以及由衰老引起的相关疾病损害着人类健康与寿命,通过延缓衰老而延长健康寿命已成为生命科学探索的主要目标[52]。任婷[53]的实验证实了桦褐孔菌中性多糖(IOP-1)对依托泊苷诱导的大鼠主动脉平滑肌细胞(A10)应激性衰老的多靶点保护作用,其保护作用是通过抑制ROS生成、平衡线粒体膜电位以及参与调控p53-p21和p16-pRb衰老信号通路协同实现的(图1)。Gao Jingyi等[54]发现,香菇糖蛋白具有一定的抗氧化能力且随着香菇糖蛋白浓度的增加而增加。其可能原因是香菇糖蛋白对金属离子具有螯合作用或是通过增强体内一些抗氧化酶如超氧化歧化酶的活性,从而有效提高香菇糖蛋白的抗氧化能力。此外,香菇糖蛋白中所含的O-糖肽键对抗氧化能力也起着积极作用。Du Xiuju等[55]基于超氧阴离子自由基清除实验和过氧化氢实验发现银耳多糖对ROS具有明显的剂量依赖性清除作用,表明食用菌可以作为一种潜在的有效抗氧化剂。

2.2.5 其他功能

除以上功能外,人们发现食用菌还具有保肝护肝、增加免疫力、改善肠道菌群、防辐射和调节糖代谢等作用。柯秀慧等[56]研究发现,慈姑多糖能够通过激活Sirt1基因抑制肝细胞的凋亡并改善肝损伤,发挥对肝脏的保护作用。王慧敏等[57]研究表明,金针菇子实体多糖可显著促进小鼠脾淋巴B细胞的增殖,并增加免疫球蛋白G和免疫球蛋白M的水平,表现出良好的免疫调节活性。Ying Mengxi等[58]发现,冬虫夏草多糖能够通过增加肠道中益生菌的丰度和减少致病菌改善肠道微生物群落的多样性,调节肠道微生物群的结构。韩明月等[59]通过实验证明,树舌等5 种不同食用菌水提物均能够改善电离辐射导致的小鼠肝细胞系AML-12细胞凋亡,因而可作为天然的辐射防护剂进行开发利用。王瑞等[60]发现,食用菌多糖能够通过调节消化酶活性、调控糖代谢相关基因表达等多个途径调节机体糖代谢。

不同食用菌的活性成分及其功能特性如表2所示。

表2 不同食用菌的活性成分及其功能特性
Table 2 Active ingredients and functional properties of different edible mushrooms

食用菌类型 活性成分功能作用途径参考文献多糖抗肿瘤通过减少调节性T细胞向肿瘤组织浸润、抑制其分泌细胞因子,同时增加白细胞介素-2水平,有效发挥抗肿瘤作用[23]灵芝多糖保护肝脏 通过提高还原型谷胱甘肽水平抑制丙二醛合成,防止肝细胞脂质过氧化,从而避免肝细胞损伤[24]化合物抗炎通过抑制TLR4/NF-κB、MAPK炎症反应通路、调节肿瘤坏死因子-α等炎症因子水平发挥抗炎作用[35]三萜类多酚降血脂抑制胰脂肪酶和胆固醇酯酶,从而减少对胆固醇的吸收[31]香菇糖蛋白抗氧化1)香菇糖蛋白中较高的疏水氨基酸含量改善香菇糖蛋白对金属离子的螯合;2)香菇糖蛋白中存在高浓度的单糖增强体内一些抗氧化酶如超氧化歧化酶的活性;3)香菇糖蛋白中所含的O-糖肽键可通过减缓抗氧化活性物质的半衰期提高抗氧化能力[54]姬松茸多酚降血糖1)上调蛋白激酶B(protein kinase B,PKB)、腺苷酸激活蛋白激酶(adenosine monophosphate-activated protein kinase,AMPK)、胰岛素受体底物-1、磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K)、葡萄糖激酶和葡萄糖转运蛋白的基因表达,下调丝氨酸/苏氨酸激酶糖原合成酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3,GSK3β)、葡萄糖-6-磷酸酶和c-Jun氨基末端激酶的基因表达;上调PKB、磷酸化蛋白激酶B(phosphorylated protein kinase,p-PKB)、谷氨酰胺合成酶和PI3K蛋白表达,下调GSK3β蛋白表达;2)增加肠道菌群的丰度,稳定肠道菌群的动态平衡;3)干扰磷酸戊糖途径、三羧酸循环和氧化磷酸化等代谢过程;4)改善氧化/抗氧化平衡、促进糖原合成、激活PI3K和AMPK通路[32]羊肚菌多糖抗肿瘤 能够促进巨噬细胞增殖,同时低浓度的羊肚菌多糖可以显著抑制体外培养的小鼠结肠癌细胞和胃癌细胞的增殖[39]牛肝菌活性蛋白抗肿瘤1)通过抑制A549细胞中从G1期向S期转化的重要蛋白E2F和CDK4的表达,从而阻滞G1期的A549细胞增殖,使其无法发育到S期;2)通过降低与细胞迁移相关的黏着斑蛋白的表达水平减缓A549细胞的迁移速率,从而抑制A549细胞的存活[40]黄芪多糖抗病毒抑制RSV的复制,调节免疫反应,减轻RSV引起的炎症及氧化反应,其机制可能与抑制TLR4/MAPK/NF-κB通路的激活有关[42]平菇凝集素抗病毒通过激活TLR6信号通路并刺激滤泡辅助T细胞反应,从而产生HBV的特异性抗体,治疗慢性HBV感染[45]黑木耳酸性多糖降血糖通过抑制葡萄糖转运体活性和提高机体糖代谢酶的活性两方面促进机体对葡萄糖的吸收和利用,从而达到改善糖尿病症状的效果[47]元蘑多糖降血脂可显著抑制胆固醇酯酶发挥作用[50]桦褐孔菌 中性多糖抗氧化通过抑制ROS生成、平衡线粒体膜电位以及参与调控p53-p21和p16-pRb衰老信号通路协同实现[53]慈姑多糖保肝护肝通过激活Sirt1基因抑制肝细胞的凋亡并改善肝损伤,发挥对肝脏的保护作用[56]金针菇 子实体多糖 免疫调节 可显著促进小鼠脾淋巴B细胞的增殖,并增加免疫球蛋白G和免疫球蛋白M的水平,表现出良好的免疫调节活性[57]冬虫夏草多糖改善肠道菌群通过增加肠道中益生菌的丰度和减少致病菌改善肠道微生物群落多样性,调节肠道微生物群结构[58]

3 食用菌在肉制品中的应用研究进展

动物性蛋白质是膳食中优质蛋白质的主要来源,但肉类需求的不断增加给全球肉类供应带来了压力。同时,动物性肉制品膳食纤维含量低,但饱和脂肪酸含量高,易引起肥胖和心脑血管疾病等缺点也逐渐显现出来[61],寻找新的“更健康”肉类制品已成为行业新趋势。食用菌具有营养价值高、富含蛋白质等特点,可作为新型肉制品加工的原料,具有较大的应用潜力。研究[62]发现,食用菌在肉制品中可作为蛋白质、脂肪和盐类的替代物,在保持产品良好的感官和理化特性的同时,还能提高肉制品自身的营养价值,符合人们对健康肉制品的要求,以上优点使得基于真菌类物质的肉类替代品市场迅速发展。然而与植物性蛋白质相比,食用菌在肉制品中应用的相关报道还较少,研究和应用仍处于起步状态,需要进一步探索。从侧面也说明食用菌在未来具有广阔的研究、开发和应用空间。

3.1 作为肉制品的动物蛋白质替代物

食用菌中蛋白质含量丰富,具有理想的氨基酸组成比例,可以作为肉制品中的动物蛋白替代物。Kim等[63]利用双孢菇菌丝体制作牛肉饼,与对照组利用大豆蛋白制成的牛肉饼相比,最终产品在硬度、弹性和咀嚼性方面有所提高,且产品接受度也高于对照组,这可能是由于双胞菇菌丝体具有独特的质地结构及鲜味特性所导致的。Al-Dalain[64]用双孢菇替代牛肉香肠配方中30%的牛肉,最终产品总必需氨基酸增加1.11 倍且感官评分较高。此外,有些研究发现在肉制品中添加食用菌可以很好地改善肉品质构特性。Fu Qingquan等[65]使用食用菌粉腌制猪肉能够提高猪肉样品蛋白质的降解率,显著改善样品的嫩度。Wang Liyan等[66]发现用香菇代替不同比例的猪肉瘦肉均可显著提升香肠的水分、膳食纤维、多酚类物质和蛋氨酸等一些必需氨基酸的含量,增强产品的抗氧化性能和营养特性,但香菇替代处理在一定程度上降低了其质构特性和产品的亮度,这可能是添加香菇使产品内部结构松散的缘故。这需要在今后的研究中进一步解决。目前市场上的人造肉仍是以大豆、豌豆和小麦等作为肉制品中的动物蛋白质替代物,食用菌的应用并不多,市场上相关产品较少,未来需要加大在利用食用菌为主要原料制作人造肉方面的研究与探索。

3.2 作为脂肪替代物制备低脂肉制品

随着我国居民膳食中脂肪占比越来越大,一系列由肥胖引起的疾病问题不断凸显,寻找一种健康、营养的动物脂肪替代物引起研究人员的关注。与动物脂肪相比,食用菌具有脂肪含量低、不饱和脂肪酸比例高的优势。因此,以食用菌为“肉”可以在一定程度上缓解传统肉制品中脂肪的过量摄入对人体造成的危害。现有研究表明,在肉制品中添加适量的食用菌在替代脂肪的同时还可以很好保持肉制品的品质特性。Patinho等[67]发现,与对照组相比,利用双孢菇代替部分脂肪的配方,特别是用双孢菇代替15%的脂肪处理(15%双孢菇和5%脂肪)的牛肉汉堡在烹饪过程中直径的收缩明显减少,显示出更好的保水能力和更低的蒸煮损失。同时,添加双孢菇的配方未对产品的感官评价产生负面影响,消费者对该产品总体表现出良好的喜爱度。Cha等[68]在猪肉饼中加入银耳作为脂肪替代品有助于保持肉制品水分并提高水分含量,产品质地更柔软且猪肉饼的水分含量与银耳添加量成正比。Wang Liyan等[69]研究表明,在制作猪肉香肠时,用杏鲍菇完全替代猪背脂肪可以通过降低脂肪含量和能量值改善产品的营养品质。虽然用杏鲍菇代替猪背脂肪会使产品的亮度值(L*)略低,但可以赋予产品更好的气味、风味、质地和整体可接受性。这为用食用菌代替猪肉脂肪制备更健康的传统香肠提供了基础。以上研究表明,将食用菌作为脂肪替代物添加到传统肉制品中既能保持产品原有的风味和感官品质,还能达到增加产品嫩度和减少人体饱和脂肪酸摄入的作用。但目前国内利用食用菌作为脂肪替代物制备低脂肉制品研究应用相对较少,应当进一步挖掘食用菌在脂肪替代物方面的优势以适用于低脂肉制品的加工应用。

3.3 作为食盐类替代物开发低钠肉制品

近年来,盐类的过量摄入已成为全球范围内一个主要的健康问题,人们急需寻找一些能够替代传统钠盐的物质。研究[70]表明,在食物中适量添加鲜味物质能够增强对咸味的感知。具有鲜味的天然物质的添加可能是减少钠盐使用的一类较好方案。食用菌中含有的谷氨酸在与食盐的相互作用过程中可以形成味精的主要成分(L-谷氨酸钠),表现出较强的鲜味口感[71]。食用菌的鲜味除了来自于各种各样的呈味氨基酸外,呈味核苷酸也发挥着重要作用,例如5ʹ-核苷酸。另外,食用菌菌丝体及其发酵产物味道鲜、香味浓郁,也可以作为一种很好的调味物质应用于肉制品中[72]。研究[73]表明,酶解双孢菇蛋白的超滤组分和凝胶过滤色谱组分在氯化钠溶液中具有明显的增盐作用。同时,食用菌中含有的具有增强咸味作用的鲜味肽可以在增强对盐度感知的同时提供多种风味,可作为天然低钠盐应用于肉类食品加工中。França等[74]评估减盐和添加从香菇菌柄中获得的鲜味成分(UI)对牛肉汉堡理化和工艺特性的影响,结果表明,减盐和添加UI不会显著影响熟制汉堡的pH值、水分活度和质地,且与对照组相比,任一实验组的出品率都没有受到显著影响(P>0.05)。经检测,添加UI的样品中谷氨酸和天冬氨酸的含量最丰富,说明食用菌可以作为肉品生产中的一种很有潜力的天然增味剂,为开发新型低盐肉制品提供方案。但食用菌如何替代肉制品中的食盐以增强产品风味和感官特性的机理尚不完全明确,有必要进行更多深入研究,以确定其增强咸味感知能力的潜在机理。

3.4 其他

除以上应用之外,向肉制品中添加食用菌还可以促进亚硝酸盐降解、发挥抗氧化作用、抑制微生物生长等。刘宇涵等[75]探究食用菌对香肠发酵菌降解亚硝酸盐影响的实验结果显示,在发酵香肠中添加平菇等4 种食用菌对香肠发酵菌降解亚硝酸盐均具有促进作用,当4 种食用菌混合添加时降解率最高可达到98.36%。陈坤朋等[76]研究发现,添加食用菌粉的鸭肉肠过氧化值和硫代巴比妥酸反应物值均显著降低(P<0.05),这种现象可归因于食用菌中酚类化合物和麦角硫因的存在。该现象表明食用菌在肉制品中还可以起到脂肪抗氧化剂的作用,减少肉制品中因脂肪氧化反应的发生而导致感官品质降低的问题。另有研究[77]发现,在法兰克福香肠配方中添加25%的牛肝菌可以在冷藏期间干扰微生物的生长,延缓贮藏过程中好氧嗜温微生物总数的增加,从而延长产品保质期。因此,在肉制品中添加食用菌可以同时起到多种积极作用。

食用菌在肉制品加工中的应用研究进展如表3所示。

表3 食用菌在肉制品加工中的应用研究进展
Table 3 Progress on application of edible fungi in meat processing

肉制品种类食用菌种类作用结果参考文献牛肉饼双孢菇菌丝体作为蛋白质替代物产品的硬度、弹性和咀嚼性有所提高,且产品接受度也高于对照组[63]牛肉香肠双孢菇代替配方中30%的牛肉最终产品总必需氨基酸含量增加1.11 倍且感官评分较高[64]腌制猪肉食用菌粉腌制样品猪肉样品蛋白质的降解率提高,样品的嫩度显著改善[65]猪肉香肠香菇代替配方中不同比例的猪肉瘦肉显著提升香肠的水分、膳食纤维、多酚类物质和蛋氨酸等一些必需氨基酸的含量,增强产品的抗氧化性能和营养特性,但在一定程度上降低了其质构特性和产品的L*[66]牛肉汉堡双孢菇代替配方中15%的脂肪产品显示出更低的蒸煮损失和更好的保水能力,同时未对产品的感官评价产生负面影响[67]猪肉饼银耳作为脂肪替代品有助于保持肉制品水分并提高水分含量,产品质地更柔软[68]猪肉香肠杏鲍菇代替猪背脂肪降低产品的脂肪含量和能量值,使产品的L*略低,但可以赋予产品更好的气味、风味、质地和整体可接受性[69]牛肉汉堡 从香菇菌柄中获得的鲜味成分(UI)作为食盐替代物不会显著影响熟制汉堡的pH值、水分活度、质地及出品率,添加UI的样品中谷氨酸和天冬氨酸的含量最丰富[74]发酵香肠平菇等4 种不同食用菌降解亚硝酸盐 能促进香肠发酵菌对亚硝酸盐的降解 [75]鸭肉肠食用菌粉作为脂肪抗氧化剂产品过氧化值和硫代巴比妥酸反应物值均显著降低[76]克福香肠牛肝菌抑制微生物生长法兰在冷藏期间能够干扰微生物的生长,延缓正常过程中好氧嗜温微生物总数的增加,从而延长产品保质期[77]

4 结 语

食用菌作为一种高蛋白、低脂肪的天然食品,在提升肉制品感官品质和营养价值方面具有显著优势。同时,食用菌富含多糖、酚类和萜类等多种生理活性物质,能够满足人们对营养、健康的需求,所以其在未来新型健康肉制品的研发中拥有广阔空间,有望成为人造肉制作的又一主要原料。随着持续的研究和开发,人们可能会挖掘出食用菌在肉制品中更多的应用潜能。但利用食用菌代替膳食中的肉类不可避免会使产品具有食用菌本身的味道,引起肉制品风味的改变,同时也存在食用菌敏感人群的过敏风险,这些问题需要进一步研究并寻找解决方案。总的来说,食用菌在肉品加工领域的应用不仅可以提高肉类产品自身的品质特性和营养价值,还可以实现食用菌资源利用的多元化和高质量化发展,提高食用菌产品的附加值,这对延长菌类产业发展链和功能性肉制品产业的发展具有重要意义。

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Research Progress on Nutritional Value, Functional Properties and Application of Edible Mushrooms in Meat Processing

SUN Dandan1, JIANG Linlin1, YANG Xiaoyin1, MAO Yanwei1, ZHANG Yimin1, HAO Jiangang2, LIANG Rongrong1,*
(1. College of Food Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China;2. Wulagai Test Station of National Beef Cattle Yak Industrial Technology System, Wulagai 026321, China)

Abstract: Edible mushrooms are a general term for a class of large mushrooms that are available for human consumption and have medicinal value. In recent years, the rapid development of the economy has increased people’s demand for healthy meat, so the market for new meat products has broad space for development. Edible mushrooms are favored by consumers because they are rich in protein, polysaccharide and other nutrients, and have become another good raw material for new meat products. At present, edible mushrooms have been added to meat products as protein and fat substitutes to improve product texture characteristics while reducing saturated fatty acid intake, showing their broad market prospects in the development of new meat products. However, the addition of edible fungi will inevitably bring their own taste to meat products, causing changes in the quality of meat products. In addition, the incorporation of edible mushrooms in meat products can pose allergy risks for those allergic to edible mushrooms, which is a problem that the meat processing industry needs to pay attention to. In this paper, the nutritional value, functional properties and recent application of edible mushrooms in meat products are reviewed in order to provide a theoretical and technical reference for their further development and utilization in meat products.

Keywords: edible mushrooms; meat products; nutritional value; functional characteristics

收稿日期:2024-07-22

基金项目:国家现代农业(肉牛牦牛)产业技术体系建设专项(CRAS-37);山东省生猪产业技术体系项目(SDAIT-08-10)

第一作者简介:孙丹丹(2003—)(ORCID: 0009-0001-8911-6469),女,本科生,研究方向为食品科学与工程。E-mail: 3102250178@qq.com

*通信作者简介:梁荣蓉(1979—)(ORCID: 0000-0002-8536-1520),女,教授,博士,研究方向为肉品科学与肉类加工。E-mail: rrliang@sdau.edu.cn

DOI: 10.7506/rlyj1001-8123-20240722-188

中图分类号:TS251.1

文献标志码:A

文章编号:1001-8123(2025)02-0067-09

引文格式:

孙丹丹, 姜琳琳, 杨啸吟, 等. 食用菌营养价值、功能特性及其在肉制品加工中的应用研究进展[J]. 肉类研究, 2025,39(2): 67-75. DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20240722-188. http://www.rlyj.net.cn

SUN Dandan, JIANG Linlin, YANG Xiaoyin, et al. Research progress on nutritional value, functional properties and application of edible mushrooms in meat processing[J]. Meat Research, 2025, 39(2): 67-75. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/rlyj1001-8123-20240722-188. http://www.rlyj.net.cn