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,華　春,李朝暉,賁愛玲,金路堯

(南京曉莊學院食品科學學院,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,華春*,李朝暉,賁愛玲,金路堯

(南京曉莊學院食品科學學院,江蘇南京 211171)

采用同時蒸餾萃取(simultaneous distillated extraction,SDE)法并結合氣質聯用儀(gas chromatograph-mass spectrometer,GC-MS),對黃芪藥渣栽培的新型平菇和市售平菇中的香氣成分進行定性鑒別和分析比較。結果表明,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。結論:該新型平菇香味獨特,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量控制的檢測方法。

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]隸屬擔子菌綱,傘菌目,側耳科,側耳屬食用菌[1]，其適應性強、生長周期短、生物轉化率高,具有重要的經濟、生態和藥用價值,是我國栽培最為廣泛的食用菌之一,產量占全國食用菌總產量的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味物質和品質的重要來源和保證。不同培養基栽培的平菇,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]。

平菇培養基質主要以農作物、林業作物等為主[5],也有學者使用藥材(渣)作為培養基質進行平菇培育[6]。本文以黃芪藥渣作為主培養基栽培平菇,利用GC-MS分析技術比較其與市售平菇所含香味成分種類、相對含量的不同,探討黃芪藥渣作為平菇培養基質的經濟利用價值。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

平菇菌三級菌種,南京曉莊學院藥用菌物研究所保藏菌種;新型平菇南京曉莊學院藥用菌物研究所栽培;平菇分別購于北京華聯綜合超市、家樂福超市、歐尚超市;二氯甲烷、無水硫酸鈉分析純,購于南京化學試劑有限公司;水自制蒸餾水。

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

1.2實驗方法

1.2.1平菇香氣成分的提取方法和總量測定取新鮮平菇各50 g,研磨至碎塊,放入1000 mL圓底燒瓶內,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,使燒瓶與萃取瓶內液體同時微沸,回流萃取3 h,在二氯甲烷萃取液中加入少量無水硫酸鈉,4 ℃靜置過夜,過濾,濾液用N2濃縮至5 mL,4 ℃保存,供GC-MS定性分析[7];或濾液用N2濃縮至干,稱重，得香氣成分總量。

1.2.2平菇含水量測定及BHT含量計算參照國家標準GB 5009.3-2010中《食品中水分的測定》檢測含水量。并按照下式計算新型平菇中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:RtX-5MS毛細管柱(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%);進樣量1 μL;進樣口溫度230 ℃;流速1.0 mL/min;分流比1∶20。

MS參數:電噴霧離子源;離子源溫度230 ℃;界面溫度230 ℃;溶劑延滯時間3 min;全掃描;質量掃描范圍m/z 50～500。

1.2.4數據分析將GC-MS分析圖譜經計算機和人工把每個峰與NIST Library進行匹配檢索定性,確認香氣物質的各個化學成分,按峰面積歸一化法計算出樣品中各個組分的相對含量(組分峰面積占總峰面積的百分比)。

2　結果與分析

從圖1中可以看出,不同平菇香氣成分的種類和相對含量有較大差異,分別鑒定各TIC圖中的化合物,結果見表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種化合物的總相對含量已達66.48%;其中相對含量最高的是TMTU(26.36%),其次是BHT(21.55%)。TMTU是一種具有調節免疫和炎癥反應作用的抗氧化劑,并有望在活性氧自由基(Reactive Oxygen Species，ROS)導致的疾病治療中得到應用[8]。BHT作為抗氧化劑廣泛應用于食品(包括含油脂的食物)、醫藥品、橡膠和石油工業[9]。但抗氧化劑過量,會損害人體健康,如BHT可能具有致癌或促癌作用,有報道指出BHT具有促進大鼠肺巨噬細胞凋亡的作用,且大劑量染毒可造成大鼠肝、肺等臟器功能和器質性損傷[10];我國GB 2760-2011《食品添加劑使用衛生標準》中規定BHT的使用量不得超過0.2 g/kg,本實驗中新型平菇的BHT含量為0.050 g/kg(干基)。TMTU也是有毒物質,其急性毒副作用實驗的攝入量可達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(27.74%)、醇類6個(18.24%)、烷烴類4個(10.91%)、酸類2個(5.25%)、酮類7個(3.88%)、醛類9個(3.63%)、呋喃類成分1個(1.86%)和酯類1個(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水平升高會引起血紅細胞和外周血紅蛋白的急性氧化損傷,最終導致部分急性貧血,造成潛在的隱性失血[12]。1-辛烯-3-醇俗稱松覃醇、蘑菇醇,因發現存在于日本松覃(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、谷類的風味物質中,帶有強烈、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、誘導胰島內質網應激,減少胰島損傷[14]。3-辛醇呈強烈油脂、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(44.34%)、醇類4個(32.86%)、酮類2個(9.57%)、烷烴類1個(4.63%)、醛類3個(2.90%)、芳香化合物2個(2.88%)、烯烴類3個(1.76%)和酸酐化合物1個(1.06%)。

2.3歐尚超市平菇的香氣成分分析

根據表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含量高達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(59.68%)、酮類1個(12.67%)、醇類6個(7.41%)、酯類2個(6.62%)、芳香化合物1個(5.29%)、含硫/氮化合物3個(2.31%)、酸類2個(2.20%)、烯烴類2個(1.52%)、醛類1個(1.39%)和呋喃類成分1個(0.91%)。

2.4家樂福超市平菇的香氣成分分析

表4的結果顯示,家樂福平菇中鑒定了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(49.84%)、酮類3個(23.82%)、烷烴類2個(11.12%)、芳香化合物2個(5.56%)、醛類7個(3.54%)、酸酐類成分1個(2.34%)、含硫/氮化合物1個(2.08%)、酯類1個(1.15%)和酸類1個(0.55%)。

3　討論與結論

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%),推測不同的培養基造成了平菇香氣成分的較大差異[4]。這5個共有化合物是菇類常見的香氣成分,分別占家樂福超市、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%,該結果表明家樂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味的重要組成成分,含氮雜環化合物常有霉香、面包香、堅果香、可可香、咖啡香、土豆香,曾在可可、咖啡、烤土豆中被發現[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、堅果味[18]。新型平菇香味獨特,香氣成分中含硫/氮化合物4個(27.74%)、呋喃類成分1個(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(兩者總相對含量達43.91%)。

本研究取新鮮的新型平菇50 g,其含水量為80.16%,經水蒸氣蒸餾得到香氣成分的總量為0.0023 g,GC-MS檢測BHT相對含量為21.55%,經計算,新型平菇香氣成分中的BHT含量為0.050 g/kg,并未超過使用限量(0.2 g/kg),這說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含量,但使其功效成分相對含量顯著增加,并具有特征香味,這與管中華等研究發現的淫羊藿藥材、刺梨果渣、仙靈骨葆膠囊產品藥渣和感冒止咳糖漿產品藥渣不會明顯改變培育的平菇子實體的主要香味成分的結果不同[6]。因此,利用黃芪藥渣作為培養基質進行平菇培育,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,形成獨特的香味和抗氧化功能,提高了平菇的經濟價值。然而,黃芪藥渣的用

量可能需進一步優化,避免平菇香氣成分中抗氧化物質的過量誘發毒性。

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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。

國家自然科學基金面上項目(21376112);江蘇省自然科學基金項目(BK20141081,BK20150088);江蘇省“生態學”重點一級建設學科項目;南京曉莊學院農產品質量與安全重點實驗室項目。

TS255.7

A

1002-0306(2016)10-0072-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.10.005