阮　鳴,霍光明,張李陽(yáng),華　春,李朝暉,賁愛(ài)玲,金路堯

(南京曉莊學(xué)院食品科學(xué)學(xué)院,江蘇南京 211171)

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新型與市售平菇香氣成分的GC-MS分析與比較

阮鳴*,霍光明,張李陽(yáng),華春*,李朝暉,賁愛(ài)玲,金路堯

(南京曉莊學(xué)院食品科學(xué)學(xué)院,江蘇南京 211171)

采用同時(shí)蒸餾萃取(simultaneous distillated extraction,SDE)法并結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用儀(gas chromatograph-mass spectrometer,GC-MS),對(duì)黃芪藥渣栽培的新型平菇和市售平菇中的香氣成分進(jìn)行定性鑒別和分析比較。結(jié)果表明,分別從新型平菇和三種市售平菇中鑒定出38、19、22、22種香氣成分;四種平菇主要香氣成分基本不同,僅有5種共有香氣成分,且含量差異較大,即1,1-二乙氧基乙烷(0.71%～37.6%)、1-辛烯-3-醇(1.23%～17.78%)、3-辛酮(0.67%～20.27%)、3-辛醇(2.63%～30.68%)和(1E,3E,12Z)-十九碳三烯-5,14-二醇(0.75%～1.19%);新型平菇主要香氣成分為四甲基硫脲(Tetra-methylthiourea,TMTU,26.36%)和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(Butylated hydroxytoluene,BHT,21.55%),含硫/氮化合物(27.74%),呋喃類成分(1.86%),與市售平菇明顯不同。結(jié)論:該新型平菇香味獨(dú)特,香氣成分中抗氧化成分含量較高;GC-MS法可作為平菇香氣成分質(zhì)量控制的檢測(cè)方法。

平菇,黃芪藥渣,1,1-二乙氧基乙烷,1-辛烯-3-醇,3-辛酮,3-辛醇

平菇[Pleurotusostreatus(Fr.)Kummer]隸屬擔(dān)子菌綱,傘菌目,側(cè)耳科,側(cè)耳屬食用菌[1]，其適應(yīng)性強(qiáng)、生長(zhǎng)周期短、生物轉(zhuǎn)化率高,具有重要的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和藥用價(jià)值,是我國(guó)栽培最為廣泛的食用菌之一,產(chǎn)量占全國(guó)食用菌總產(chǎn)量的40%左右,也是世界第二大食用菌栽培品種[2-3]。平菇的香味成分是其風(fēng)味物質(zhì)和品質(zhì)的重要來(lái)源和保證。不同培養(yǎng)基栽培的平菇,其香氣成分存在較大差異,但通常共有苧烯、8-甲基癸烯、二甲基硅烷二醇、1-辛烯-3-醇、3-辛醇、己醛、正-2-庚烯醛、苯甲醛、反-2-辛烯醛、2-十一碳烯醛、乙酸、乙酸-3-甲基丁酯、丁酸異戊酯、3-乙酸辛酯、辛酸乙酯、2-乙基己基亞硫酸己酯、3-辛酮17種香氣成分[4]。

平菇培養(yǎng)基質(zhì)主要以農(nóng)作物、林業(yè)作物等為主[5],也有學(xué)者使用藥材(渣)作為培養(yǎng)基質(zhì)進(jìn)行平菇培育[6]。本文以黃芪藥渣作為主培養(yǎng)基栽培平菇,利用GC-MS分析技術(shù)比較其與市售平菇所含香味成分種類、相對(duì)含量的不同,探討黃芪藥渣作為平菇培養(yǎng)基質(zhì)的經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

平菇菌三級(jí)菌種,南京曉莊學(xué)院藥用菌物研究所保藏菌種;新型平菇南京曉莊學(xué)院藥用菌物研究所栽培;平菇分別購(gòu)于北京華聯(lián)綜合超市、家樂(lè)福超市、歐尚超市;二氯甲烷、無(wú)水硫酸鈉分析純,購(gòu)于南京化學(xué)試劑有限公司;水自制蒸餾水。

GCMS-QP2010S氣相質(zhì)譜-色譜聯(lián)用儀、電噴霧離子源日本島津公司;蒸餾萃取玻璃裝置自制。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1平菇香氣成分的提取方法和總量測(cè)定取新鮮平菇各50 g,研磨至碎塊,放入1000 mL圓底燒瓶?jī)?nèi),加入450 mL蒸餾水,置于電熱套中加熱。在萃取瓶中加入50 mL二氯甲烷,60 ℃恒溫水浴。裝置連接后,緩慢加熱,使燒瓶與萃取瓶?jī)?nèi)液體同時(shí)微沸,回流萃取3 h,在二氯甲烷萃取液中加入少量無(wú)水硫酸鈉,4 ℃靜置過(guò)夜,過(guò)濾,濾液用N2濃縮至5 mL,4 ℃保存,供GC-MS定性分析[7];或?yàn)V液用N2濃縮至干,稱重，得香氣成分總量。

1.2.2平菇含水量測(cè)定及BHT含量計(jì)算參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.3-2010中《食品中水分的測(cè)定》檢測(cè)含水量。并按照下式計(jì)算新型平菇中2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(Butylated hydroxytoluene，BHT)含量。

BHT含量(g/kg)=香氣成分總量×21.55%/平菇干重×1000

1.2.3色譜條件GC參數(shù):RtX-5MS毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);初始柱溫40 ℃;升溫程序:以7 ℃/min升至140 ℃,再以10 ℃/min升至230 ℃,保持17 min;載氣為高純氦氣(99.99%);進(jìn)樣量1 μL;進(jìn)樣口溫度230 ℃;流速1.0 mL/min;分流比1∶20。

MS參數(shù):電噴霧離子源;離子源溫度230 ℃;界面溫度230 ℃;溶劑延滯時(shí)間3 min;全掃描;質(zhì)量掃描范圍m/z 50～500。

1.2.4數(shù)據(jù)分析將GC-MS分析圖譜經(jīng)計(jì)算機(jī)和人工把每個(gè)峰與NIST Library進(jìn)行匹配檢索定性,確認(rèn)香氣物質(zhì)的各個(gè)化學(xué)成分,按峰面積歸一化法計(jì)算出樣品中各個(gè)組分的相對(duì)含量(組分峰面積占總峰面積的百分比)。

2　結(jié)果與分析

從圖1中可以看出,不同平菇香氣成分的種類和相對(duì)含量有較大差異,分別鑒定各TIC圖中的化合物,結(jié)果見(jiàn)表1～表4。

圖1　不同平菇香氣成分總離子流圖Fig.1　The TICs of aroma components from different Pleurotus ostreatus注:a～e分別為BHG超市平菇,歐尚超市平菇,新型平菇,家樂(lè)福超市平菇,空白(氯仿溶液)。

2.1新型平菇的香氣成分分析

表1結(jié)果顯示:新型平菇香氣成分中共鑒定出38種化合物,主要含有四甲基硫脲(Tetra-methylthiourea,TMTU)、BHT、α,α-二甲基-苯甲醇和三十五烷,該4種化合物的總相對(duì)含量已達(dá)66.48%;其中相對(duì)含量最高的是TMTU(26.36%),其次是BHT(21.55%)。TMTU是一種具有調(diào)節(jié)免疫和炎癥反應(yīng)作用的抗氧化劑,并有望在活性氧自由基(Reactive Oxygen Species，ROS)導(dǎo)致的疾病治療中得到應(yīng)用[8]。BHT作為抗氧化劑廣泛應(yīng)用于食品(包括含油脂的食物)、醫(yī)藥品、橡膠和石油工業(yè)[9]。但抗氧化劑過(guò)量,會(huì)損害人體健康,如BHT可能具有致癌或促癌作用,有報(bào)道指出BHT具有促進(jìn)大鼠肺巨噬細(xì)胞凋亡的作用,且大劑量染毒可造成大鼠肝、肺等臟器功能和器質(zhì)性損傷[10];我國(guó)GB 2760-2011《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定BHT的使用量不得超過(guò)0.2 g/kg,本實(shí)驗(yàn)中新型平菇的BHT含量為0.050 g/kg(干基)。TMTU也是有毒物質(zhì),其急性毒副作用實(shí)驗(yàn)的攝入量可達(dá)400 mg/kg。

表1　新型平菇香氣成分分析

新型平菇的香氣成分種類及含量不一,包括芳香化合物4種(28.27%)、含硫/氮化合物4個(gè)(27.74%)、醇類6個(gè)(18.24%)、烷烴類4個(gè)(10.91%)、酸類2個(gè)(5.25%)、酮類7個(gè)(3.88%)、醛類9個(gè)(3.63%)、呋喃類成分1個(gè)(1.86%)和酯類1個(gè)(0.22%)。

2.2BHG超市平菇的香氣成分分析

從表2中可以看出:BHG平菇香氣成分主要含(9Z,12Z)-十八碳二烯酸(26.65%)、1-辛烯-3-醇(17.78%)、棕櫚酸(16.47%)和3-辛醇(13.53%),占被鑒定的19個(gè)化合物總含量的74.43%。

(9Z,12Z)-十八碳二烯酸是天然存在的亞油酸(Linoleic acid,LA),因人體自身無(wú)法合成或合成很少,必須從食物中獲得,故亞油酸被稱為是一種必需脂肪酸[11];然而,血中的LA水平升高會(huì)引起血紅細(xì)胞和外周血紅蛋白的急性氧化損傷,最終導(dǎo)致部分急性貧血,造成潛在的隱性失血[12]。1-辛烯-3-醇俗稱松覃醇、蘑菇醇,因發(fā)現(xiàn)存在于日本松覃(Armiuaria mat sutabe,一種日本森林中赤松上寄生的蘑菇)而得名,是松覃蘑菇(日本極受歡迎的傳統(tǒng)食品)香氣的兩大主要成分之一。1-辛烯-3-醇也存在于薄荷精油、薰衣草精油、谷類的風(fēng)味物質(zhì)中,帶有強(qiáng)烈、別致的清香,有米糠油臭樣氣息,甜的藥草樣味道,所以在飲料、糖果、冰制食品、烘烤食品、調(diào)味品及煙用香精中均有使用[13]。在脂肪毒性早期階段,于小鼠日糧中添加棕櫚酸,飼喂2周,可抑制葡萄糖刺激的胰島素分泌、誘導(dǎo)胰島內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,減少胰島損傷[14]。3-辛醇呈強(qiáng)烈油脂、果仁和草藥香味,稀釋后呈蘑菇香氣和干酪香味,是蘑菇的主要香氣成分之一[15]。GB2760-96規(guī)定為允許使用的食用香料,主要用于配制干酩和蘑菇等型香精。

表2　BHG超市平菇香氣成分分析

表3　歐尚超市平菇香氣成分分析

BHG超市平菇的香氣成分中,酸類3個(gè)(44.34%)、醇類4個(gè)(32.86%)、酮類2個(gè)(9.57%)、烷烴類1個(gè)(4.63%)、醛類3個(gè)(2.90%)、芳香化合物2個(gè)(2.88%)、烯烴類3個(gè)(1.76%)和酸酐化合物1個(gè)(1.06%)。

2.3歐尚超市平菇的香氣成分分析

根據(jù)表3,歐尚超市平菇中22種香氣成分被鑒定,其中1,1-二乙氧基乙烷的相對(duì)含量高達(dá)37.6%,其次分別是1-溴蜂花烷(19.05%)和3-辛酮(12.67%)。1,1-二乙氧基乙烷又名乙縮醛,具有令人愉快的芳香氣味,3-辛酮是一種食用香料,天然存在于香蕉、蘑菇、藍(lán)莓、牛膝草、百里香、迷迭香中,具有霉香、蘑菇香、奶酪香,并帶有青香和蔬菜香韻[16]。

表4　家樂(lè)福超市平菇香氣成分分析

歐尚超市平菇的香氣成分中,烷烴類3個(gè)(59.68%)、酮類1個(gè)(12.67%)、醇類6個(gè)(7.41%)、酯類2個(gè)(6.62%)、芳香化合物1個(gè)(5.29%)、含硫/氮化合物3個(gè)(2.31%)、酸類2個(gè)(2.20%)、烯烴類2個(gè)(1.52%)、醛類1個(gè)(1.39%)和呋喃類成分1個(gè)(0.91%)。

2.4家樂(lè)福超市平菇的香氣成分分析

表4的結(jié)果顯示,家樂(lè)福平菇中鑒定了22種香氣成分,其中三大特征成分分別為3-辛醇(30.68%)、3-辛酮(20.27%)和1-辛烯-3-醇(16.53%)。醇類4個(gè)(49.84%)、酮類3個(gè)(23.82%)、烷烴類2個(gè)(11.12%)、芳香化合物2個(gè)(5.56%)、醛類7個(gè)(3.54%)、酸酐類成分1個(gè)(2.34%)、含硫/氮化合物1個(gè)(2.08%)、酯類1個(gè)(1.15%)和酸類1個(gè)(0.55%)。

3　討論與結(jié)論

新型平菇與市售平菇的香氣成分的種類和含量,差異較大,主要香氣成分基本不相同,僅有5種共有香氣成分,且含量差異明顯,即1,1-二乙氧基乙烷(0.71%～37.6%)、1-辛烯-3-醇(1.23%～17.78%)、3-辛酮(0.67%～20.27%)、3-辛醇(2.63%～30.68%)和(1E,3E,12Z)-十九碳三烯-5,14-二醇(0.75%～1.19%),推測(cè)不同的培養(yǎng)基造成了平菇香氣成分的較大差異[4]。這5個(gè)共有化合物是菇類常見(jiàn)的香氣成分,分別占家樂(lè)福超市、歐尚超市、BHG超市和新型平菇香氣成分總含量的72.95%、55.19%、44.06%和8.02%,該結(jié)果表明家樂(lè)福平菇最具有菇類典型的香氣特征,其次是歐尚超市和BHG超市平菇。

含硫化合物是菇類風(fēng)味的重要組成成分,含氮雜環(huán)化合物常有霉香、面包香、堅(jiān)果香、可可香、咖啡香、土豆香,曾在可可、咖啡、烤土豆中被發(fā)現(xiàn)[17],呋喃類通常具有蘑菇味、洋蔥味、蔬菜味、蘿卜味、土豆味、烤香味、堅(jiān)果味[18]。新型平菇香味獨(dú)特,香氣成分中含硫/氮化合物4個(gè)(27.74%)、呋喃類成分1個(gè)(1.86%),明顯不同于市售平菇;此外,還含有較高量的抗氧化成分TMTU和BHT(兩者總相對(duì)含量達(dá)43.91%)。

本研究取新鮮的新型平菇50 g,其含水量為80.16%,經(jīng)水蒸氣蒸餾得到香氣成分的總量為0.0023 g,GC-MS檢測(cè)BHT相對(duì)含量為21.55%,經(jīng)計(jì)算,新型平菇香氣成分中的BHT含量為0.050 g/kg,并未超過(guò)使用限量(0.2 g/kg),這說(shuō)明使用黃芪藥渣栽培平菇,雖降低了菇類共有香氣成分的相對(duì)含量,但使其功效成分相對(duì)含量顯著增加,并具有特征香味,這與管中華等研究發(fā)現(xiàn)的淫羊藿藥材、刺梨果渣、仙靈骨葆膠囊產(chǎn)品藥渣和感冒止咳糖漿產(chǎn)品藥渣不會(huì)明顯改變培育的平菇子實(shí)體的主要香味成分的結(jié)果不同[6]。因此,利用黃芪藥渣作為培養(yǎng)基質(zhì)進(jìn)行平菇培育,不僅可以將黃芪藥渣變廢為寶,而且能夠改變平菇的香氣成分,形成獨(dú)特的香味和抗氧化功能,提高了平菇的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。然而,黃芪藥渣的用

量可能需進(jìn)一步優(yōu)化,避免平菇香氣成分中抗氧化物質(zhì)的過(guò)量誘發(fā)毒性。

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Analysis and comparison of aroma compositions in new-style and commercially availablePleurotusostreatusesby GC-MS

RUAN Ming*,HUO Guang-ming,ZHANG Li-yang,HUA Chun*,LI Zhao-hui,BEN Ai-ling,JIN Lu-yao

(School of Food Science,Nanjing Xiaozhuang University,Jiangsu 211171,China)

To qualitatively identify and compare aroma components in new-stylePleurotusostreatuscultivated byAstragalusmembranaceusresidues and commercially availablePleurotusostreatus. Simultaneous distillated extraction(SDE)and gas chromatograph-mass spectrometer(GC-MS)were applied to analysis the aroma ingredients. The results showed that 38,19,22,22 kinds of aroma constituents were identified in new-style and three commercially availablePleurotusostreatus,respectively. The main aroma compounds in fourPleurotusostreatuswere greater different and only five common aroma ingredients but with content difference in them,namely,1,1-diethoxy-ethane(0.71%～37.6%),1-octen-3-ol(1.23%～17.78%),3-octanone(0.67%～20.27%),3-octanol(2.63%～30.68%)and(1E,3E,12Z)-nonadecatriene-5,14-diol(0.75%～1.19%). The chief aroma compositions in new-stylePleurotusostreatuswere tetra-methylthiourea(TMTU,26.36%),butylated hydroxytoluene(BHT,21.55%),N/S and furane compounds(27.74% and 1.86%),which was significantly different from commercially availablePleurotusostreatuses. The data displayed that the new-stylePleurotusostreatushad distinctive fragrance and antioxidant aroma ingredients of higher content. GC-MS was able to detect aroma components ofPleurotusostreatusfor quality control.

Pleurotusostreatus;Astragalusmembranaceusresidues;1,1-diethoxy-ethane;1-octen-3-ol;3-octanone;3-octanol

2015-08-24

阮鳴(1979-),女,博士,講師,研究方向:藥食兼用食品化學(xué)與分析,E-mail:1169195814@qq.com。

華春(1963-),女,本科,教授,研究方向:功能食品研究,E-mail:799653698@qq.com。

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(21376112);江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(BK20141081,BK20150088);江蘇省“生態(tài)學(xué)”重點(diǎn)一級(jí)建設(shè)學(xué)科項(xiàng)目;南京曉莊學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目。

TS255.7

A

1002-0306(2016)10-0072-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.10.005