高壓熱水浸提法提取金針菇中游離氨基酸的優(yōu)化研究

王廣慧

(綏化學(xué)院食品與制藥工程學(xué)院，黑龍江綏化 152061)

金針菇(Flammulina velutiper)，學(xué)名毛柄金錢菌。現(xiàn)代藥理研究表明，金針菇含有多種有效藥用成分，尤其是其中的氨基酸類物質(zhì)具有抗菌、防癌、防幅射、抗?jié)兊榷喾N功效［1］。研究顯示，金針菇的游離氨基酸中除含有人體所必需的7 種氨基酸外，還富含谷氨酸、丙氨酸、精氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、絲氨酸、組氨酸以及少量的甘氨酸、胱氨酸、脯氨酸［2］，不僅可用于保健品和營養(yǎng)品中，還可用作食品添加劑或動(dòng)物飼料添加劑［3，4］。因此，金針菇中游離氨基酸具有廣闊的開發(fā)前景，建立高效經(jīng)濟(jì)的金針菇中游離氨基酸提取方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究運(yùn)用高壓熱水浸提技術(shù)提取金針菇中的游離氨基酸，并通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對金針菇中游離氨基酸的提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化，以期能為合理開發(fā)金針菇中游離氨基酸資源開辟一條新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

金針菇，購于綏化市大潤發(fā)超市。藥劑包括:谷氨酸、無水乙醇、三氯乙酸、茚三酮、乙酸、乙酸鈉、抗壞血酸等，均為國產(chǎn)分析純。主要儀器包括:高速萬能粉碎機(jī)(FW100 型，天津市泰斯特儀器有限公司);立式壓力蒸汽滅菌器(BL-50A 型，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司);電熱恒溫水浴鍋(DK-98-ⅡA 型，天津市泰斯特儀器有限公司);紫外可見分光光度計(jì)(752 型，上海菁華科技儀器有限公司)。

1.2 測定方法及試驗(yàn)參數(shù)的確定

采用茚三酮比色法測定金針菇中游離氨基酸的含量。

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

茚三酮顯色液的制備:稱取0.50g 茚三酮溶于100mL 水中得到5.0mg/mL 的茚三酮水溶液［5］。

谷氨酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備:精確稱取在105℃下常壓干燥至恒質(zhì)量后的谷氨酸標(biāo)準(zhǔn)品5.0 mg，添加蒸餾水定容至50mL，搖勻，得谷氨酸標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.10mg/ mL)。

準(zhǔn)確吸取谷氨酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照文獻(xiàn)［6］所述方法繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出線性回歸方程。

1.2.2 金針菇中游離氨基酸含量的測定方法

將所測得的金針菇中游離氨基酸提取液的吸光度值(測定方法同“標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制”)代入線性回歸方程可計(jì)算出游離氨基酸的含量C (mg/mL)，具體計(jì)算公式如(1)式。

1.3 高壓熱水浸提法提取金針菇中游離氨基酸的操作方法

金針菇經(jīng)除雜、50℃烘箱干燥以及利用高速萬能粉碎機(jī)粉碎(粉碎后過80 目篩)等預(yù)處理后，得到金針菇子實(shí)體干粉。準(zhǔn)確稱取金針菇粉若干份，每份3.0g，放入燒杯中，按一定比例加入蒸餾水，然后進(jìn)行高壓熱水浸提。提取后離心，取上清液，用70～80℃水浴濃縮至原體積的1/2，然后按1∶3 的體積比加入15%三氯乙酸溶液后靜置12h，以除去蛋白質(zhì)等雜質(zhì)。然后3 500r/min離心10min。準(zhǔn)確吸取上清液按照1.2.1 所述方法進(jìn)行測定，計(jì)算出提取液中游離氨基酸的含量及提取率。

1.4 高壓熱水浸提法提取金針菇中游離氨基酸的最佳工藝條件確定

1.4.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

(1)料液比對金針菇中游離氨基酸提取率的影響。準(zhǔn)確稱取金針菇粉5 份，每份3.0g。將每份金針菇粉依次按料液比為1∶20、1∶25、1∶30、1∶35、1∶40g/mL 添加蒸餾水，然后在108℃下高壓熱水浸提40min。后面的處理方法如1.3 所述，然后測定游離氨基酸提取率。

(2)高壓熱水浸提時(shí)間對金針菇中游離氨基酸提取率的影響。將每份金針菇粉按最佳料液比加蒸餾水，然后分別于108℃條件下高壓熱水浸提20、30、40、50、60min。后面的處理方法如1.3 所述，然后測定游離氨基酸的提取率。

(3)高壓熱水浸提溫度對金針菇中游離氨基酸提取率的影響。將每份金針菇粉在最佳料液比、最佳高壓熱水浸提時(shí)間的條件下分別于90、100、108、115、121℃進(jìn)行高壓熱水浸提。后面的處理方法如1.3 所述，然后測定游離氨基酸的提取率。

1.4.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上選擇對金針菇中游離氨基酸提取率影響較大的因素和水平進(jìn)行正交試驗(yàn)，以確定提取金針菇中游離氨基酸的最佳條件。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

根據(jù)試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到氨基酸測定的線性回歸方程為:y=1.685 7x +0.002 9，R2=0.999 6。

2.2 高壓熱水浸提法提取金針菇中游離氨基酸的試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

(1)料液比對金針菇中游離氨基酸提取率的影響。本試驗(yàn)設(shè)置了5 個(gè)不同的料液比，分別是1∶20、1∶25、1∶30、1 ∶35、1 ∶40g/mL，得到的數(shù)據(jù)結(jié)果見表1。

表1 料液比對金針菇中游離氨基酸提取率的影響

由表1 可知，當(dāng)料液比為1∶40 時(shí)金針菇中游離氨基酸的提取率最高。雖然提取率有隨液體量增加逐漸升高的趨勢，但考慮到可能給后續(xù)濃縮環(huán)節(jié)帶來的困難，此處仍選擇最佳料液比為1∶40。

(2)高壓熱水浸提時(shí)間對金針菇中游離氨基酸提取率的影響。將每份金針菇粉按最佳料液比1∶40 加蒸餾水，分別于108℃下高壓熱水浸提20、30、40、50、60min，得到的數(shù)據(jù)結(jié)果見表2。

表2 高壓熱水浸提時(shí)間對金針菇中游離氨基酸提取率的影響

由表2 可知，高壓熱水浸提時(shí)間為50min 時(shí)金針菇中游離氨基酸的提取率3.23%，高于其他水平下的提取率，因而最佳高壓熱水浸提時(shí)間為50min。

(3)高壓熱水浸提溫度對金針菇中游離氨基酸提取率的影響。將每份金針菇粉按最佳料液比1∶40 加蒸餾水，分別于90、100、108、115、121℃下高壓熱水浸提50min，得到的數(shù)據(jù)結(jié)果見表3。

表3 高壓熱水浸提溫度對金針菇中游離氨基酸提取率的影響

由表3 可知，高壓熱水浸提溫度為115℃時(shí)金針菇中游離氨基酸的提取率3.50%，高于其他水平下的提取率，因而最佳高壓熱水浸提溫度為115℃。

2.2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上選擇對金針菇中游離氨基酸提取率影響較大的因素和水平進(jìn)行L9(33)正交試驗(yàn)。試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)見表4。

表4 正交試驗(yàn)因素水平L9(33)

由表5 可知，各因素對提取率的影響依次為B (浸提溫度)＞A (料液比)＞C (浸提時(shí)間)，由此確定提取金針菇中游離氨基酸的最優(yōu)條件為B1A2C2，即:料液比為1∶35 (g/mL)、高壓熱水浸提溫度為108℃、高壓熱水浸提時(shí)間為50min。在此條件下做驗(yàn)證試驗(yàn)，得到金針菇中游離氨基酸提取率為3.37%。

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果

3 討論

由于在高壓條件下，被提取物的組織細(xì)胞及亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生了解體，從而使細(xì)胞內(nèi)成分能夠與溶媒充分接觸而更易被釋放［7］，因此本研究運(yùn)用高壓熱水浸提法提取金針菇中的游離氨基酸，并通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對金針菇中游離氨基酸的提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化。本試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)顯示，高壓熱水浸提法提取金針菇中游離氨基酸的最佳工藝條件為:料液比為1∶35 (g/mL)、高壓熱水浸提溫度為108℃、高壓熱水浸提時(shí)間為50min。在此條件下，金針菇中游離氨基酸提取率為3.37%。

［1］申進(jìn)文，賈身茂.金針菇營養(yǎng)成分研究［J］.中國食用菌，1997，5:36-38.

［2］王松，徐洪強(qiáng)，萬江，等.野生和栽培金針菇中氨基酸含量的比較［J］.中國蔬菜，2010，24:57-60.

［3］衛(wèi)樣云.調(diào)味品生產(chǎn)市場的現(xiàn)狀及今后發(fā)展展望［J］.中國調(diào)味品，1997，23(1):265-267.

［4］黃翠姬，劉昭明.復(fù)合調(diào)味品調(diào)配理論探討［J］.中國調(diào)味品，1999，16(6):5-8.

［5］王昂，王麗麗，儀宏，等.茚三酮比色法測定谷氨酸含量的研究［J］.中國調(diào)味品，2005，8:50-52.

［6］詹忠根.茶樹菇氨基酸提取工藝優(yōu)化及組成成分的HPLC分析［J］.食品科技，2008，10:181-184.

［7］王廣慧，戴明，王相剛，等.香菇多糖的提取條件研究［J］.食品研究與開發(fā)，2013，34(24):71-73.