常見食用菌的熱值測定分析

（渭南師范學院化學與材料學院，陜西渭南714000）

食用菌是一類有機、營養、保健的綠色食品，在我國栽培和利用較早、資源豐富。食用菌含有氨基酸、蛋白質、糖類、脂類、維生素、礦物質元素等多種營養成分，食用菌不僅味美，而且營養豐富，常被人們稱作健康食品，在藥理功效方面，食用菌具有抗腫瘤、調節免疫力、降低膽固醉等多種藥理作用，其中所含的多糖類活性物質，能增強機體的免疫功能，且具有抑制腫瘤生長的作用，具有重要的開發利用價值。近年來，食用菌作為一種綠色食品日益受到人們的重視，對食用菌的食用和藥用價值研究愈來愈深入，有關食用菌功能食品的開發也是食品開發的熱點，目前對食用菌的微量元素及藥理作用方面研究很多[1-3]。

熱值可作為植物生長狀況的一個有效指標，其含量可作為植物營養價值的標志之一。熱值作為衡量物質質量的一個重要物理數據，從能量角度為評價同類食品質量提供一種新思路和新方法。氧彈量熱法是一種準確測定物質燃燒熱或生物質發熱量的標準方法，目前用于食品熱值測定方面較多[4-6]，而用于測定菌類食品熱值方面的研究報道較少。文中以12種常見食用菌作為測試對象，用氧彈量熱計法對其熱值進行測定，并對樣本間的熱值進行歸類分析，了解食用菌的熱值情況，對于這類食品的配方設計、生產加工、貯藏及食用方面都具有一定的指導意義。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

WGR-1型電腦氧彈式量熱計：長沙奔特儀器有限公司；101-2型電熱鼓風干燥箱：上海市實驗儀器總廠；電子天平：上海精細科學有限公司；苯甲酸（AR）：天津渤天化工有限公司；燃燒絲（康銅絲）：南京桑力電子設備廠提供；藥用膠囊（批號H61023070）：西安金花制藥；12種常見食用菌樣本（茶樹菇、香菇、金針菇、平菇、蟹味菇、海鮮菇、滑子菇、猴頭菇、白玉菇、黑木耳、銀耳、口蘑）：當地超市。

1.2 試驗原理

燃燒熱是指1 mol物質完全燃燒時所放出的熱量。完全燃燒是指可燃性物質中的C生成CO2（g），H生成 H2O（L），S 生成 SO2（g），N 生成 N2（g）等。燃燒熱通常在恒容或恒壓情況下測定，試驗原理參照文獻[7]，試驗采用氧彈熱量計測量12種食用菌的恒容燃燒熱，計算公式為：

式中：m為待測樣本的質量，g；QV為待測樣本的恒容燃燒熱，J/g；W卡為熱量計水當量，J/℃；ΔT 為燃燒前后溫度的變化值，℃；Q點火絲為燃燒絲的熱值，J/g，（Q點火絲=3 140 J/g）；Δm點火絲為燃燒絲參加反應的實際質量，g；Q膠囊位空膠囊的熱值，J/g；m膠囊為空膠囊的質量/g。

1.3 樣本處理

將12種食用菌帶回實驗室，用蒸餾水快速清洗后，置于80℃烘箱烘至恒重，粉碎過篩后備用。

1.4 熱值測定

待測食用菌的取樣量在0.3 g～0.5 g之間，用熱量計測定其熱值。

在熱值測定過程中，對樣本的前期處理可用膠囊作載體、用濾紙包裹或壓片3種選擇，本試驗選用膠囊做待測物載體方式，選取密封性良好的藥用空膠囊做載體，將裝好樣本的膠囊置于氧彈，接好燃燒絲，裝好氧彈，充入氧氣，測其燃燒熱值，試驗步驟嚴格按文獻[7]步驟進行。

2 結果與討論

2.1 量熱計水當量W卡

試驗以苯甲酸作為標準物來測定量熱計的水當量，測定數據利用1.2中公式進行處理，本試驗求得熱量計的水當量W卡=14.59 kJ/℃，按同法平行測3次，測出量熱計水量當的3次平均值為：W卡=14.88 kJ/℃。

2.2 膠囊殼熱值

取空膠囊精確稱其質量，按文獻[7]中的試驗步驟進行膠囊殼的熱值測定。空膠囊熱值平行測3次，數據利用1.2中的公式計算，膠囊的熱值均值為Q膠囊=24.03 kJ/g。

2.3 12種食用菌樣本的ΔT曲線

熱值測定試驗中，樣本燃燒前后溫度的變化值ΔT不能直接準確測量，需用雷諾圖校正法進行處理。本研究中對12種食用菌樣本進行試驗測定后，根據測定數據結果分別擬合出每種食用菌樣本燃燒時的ΔT，所有數據用Excel軟件進行繪圖，ΔT曲線如圖1。

圖1 12種食用菌樣本的ΔT曲線圖Fig.1 ΔT curves of l2 edible fungus

2.4 食用菌熱值結果

利用1.2中的公式計算12種食用菌樣本的熱值。試驗中每個分析樣本平行測3次，測定結果取3次測定值的平均值，結果如表1。表1中熱值QV表示待測樣本的熱值，熱值結果用“平均熱值±標準差”表示。

表1 12種食用菌的熱值結果Table 1 The results of calorific value of 12 edible fungus

由表1可得，12種食用菌中平菇的熱值最大，黑木耳的熱值最低，其中猴頭菇、香菇、金針菇和銀耳，蟹味菇和海鮮菇的熱值比較接近。

食用菌中因含能物質、主成分及微量元素含量不同，每個分析樣本所具有的熱值也不同，食用菌的熱值因其化學組成、有機成分含量、種類等的不同而有所差異[8－9]。從表1看出，平菇和茶樹菇的熱值顯著高于其它各菌類（P＜0.05），12種食用菌的熱值由大到小的順序為平菇＞茶樹菇＞滑子菇＞白玉菇＞金針菇＞銀耳＞香菇＞猴頭菇＞蟹味菇＞海鮮菇＞口蘑＞黑木耳，表明在常見菌類食品中茶樹菇和平菇屬于高能食用菌。黑木耳的熱值明顯低于其它食用菌熱值（P＜0.05）。

樣本的熱值與樣本的種類、不同的生長氣候條件和不同生存空間等外在因素有關，樣本的組成物質成分等內在因素也對熱值有一定的影響。聚類分析法將樣本按相似程度（距離遠近）劃分類別，其主要依據是聚到同一個數據集中的樣本該彼此相似，而屬于不同組的樣本不相似，為了進一步分析所有樣本間熱值的相關性，利用熱值這一原始信息數據對樣本進行聚類分析。

2.5 熱值聚類分析

為進一步分析12種食用菌樣本之間熱值的相關性，將熱值作為原始信息數據，利用化學計量學中的聚類分析方法，對12種食用菌分析樣本根據其熱值信息進行歸類分析，數據處理過程利用統計軟件在計算機上完成。根據表1中熱值數據，利用MATALB軟件完成聚類分析，得聚類譜系圖（如圖2）。

圖2 12種食用菌熱值聚類結果Fig.2 The cluster result of calorific value of 12 edible fungus

分析圖2熱值聚類圖，當歐氏距離在2～3.5時，圖中 2、3、4、7、9、11 號樣聚為一類，即猴頭菇、滑子菇、白玉菇、香菇、金針菇和銀耳的熱值相近，表明這5個分析樣本中的化學成分及含高能物質等之間具有一定的相似性，同時也表明這幾種食用菌在主成分含量及食用功效上具有一定的相似性[10]；圖2中5、6、10號樣本聚為一類，即口蘑、海鮮菇和蟹味菇的熱值相近，說明這3種食用菌的化學成分、微量元素含量及含能物質都存在一定的相似性，口蘑含大量膳食纖維，屬于低熱量食物，海鮮菇含8種人體必需氨基酸和多糖體，蟹味菇含有17種氨基酸和豐富的維生素，富含膳食纖維和多種生物活性成分，說明在食用功效上口蘑、海鮮菇和蟹味菇具有一定的相似性[10－11]；圖2中12號樣單獨聚為一類，表明黑木耳中高能物質含量較低，與其它樣本之間存在較大的差異，其熱值結果（QV=11.62 kJ/g）也相對最低，黑木耳含多種微量元素，其中鈣和鐵含量較高，熱值低于其它樣本也與其主成分及微量元素含量等有關[11]；圖2中1號和8號樣聚為一類，表明茶樹菇和平菇的熱值較為相近，其中所含高能物質含量存在一定的相關性，在常見食用菌中屬于高能菌類，說明這兩種食用菌中含能物質含量分配相對較高。以上分類結果同時表明了聚類分析法能根據熱值這一信息值大小能進行樣本的行準確分類。

從以上分析可得出，聚類分析法結合熱值信息用于樣本的分類分析是一種新的分類方法，方法簡單、歸類結果準確直觀，可見將熱值作為一新的信息數據引入樣本分類分析研究中，能從能量角度為評價同類食品的質量提供新的思路和方法，是一種較好的分類鑒別分析方法。

3 結論

開發利用食用菌資源，應該從研究食用菌的化學組成、理化性質和貯藏加工過程中的各種變化等方面著手，為保鮮和深加工提供理論基礎。食用菌具有獨特的營養和保健作用，食用菌類食品作為功能性食品有其巨大的優勢和市場潛力，在開發各類功能性食品方面具有廣闊的前景。

食用菌所含主成分因品種、培養料、栽培方法、采收時間和貯藏加工等諸多因素不同而有所差異，由于含能物質、微量元素含量不同，其所含熱值也不同。本試驗測定結果顯示12種食用菌的熱值在11.62 kJ/g～21.05 kJ/g之間，其中平菇和茶樹菇樣本的熱值相對較高，木耳樣本的熱值相對較小，而猴頭菇、滑菇、白玉菇、香菇、金針菇和銀耳的熱值較為相近。本研究為常見食用菌的熱值分析研究方面提供一定的試驗參考數據，也在人們廣泛研究開發和加工利用常見食用菌功能性食品等分析方面具有一定的參考意義。

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