真姬菇氨基酸類風味物質超聲波提取工藝優化

林鈴 張琪輝 馬濤

摘 要：為確定真姬菇氨基酸類風味物質的最佳提取條件，以氨基酸態氮提取率為指標，通過單因素試驗設計和正交試驗設計對真姬菇氨基酸類風味物質超聲波提取工藝進行優化研究。單因素試驗結果表明：提取溫度選擇70℃，料水比選擇1∶14，提取時間選擇45 min時比較適合;正交試驗結果表明：影響氨基酸態氮提取率的因素為溫度>時間>料水比，溫度影響最大，時間次之，料水比影響最小，超聲波提取真姬菇氨基酸類風味物質的最佳工藝條件為溫度80℃、時間30 min、料水比1∶16，在此最佳工藝條件下氨基酸態氮提取率為（0.915±0.007）mg·g-1。

關鍵詞：真姬菇;超聲波;提取工藝;風味物質;氨基酸態氮

Abstract： In order to determine the optimal extraction conditions of amino acid flavor substances in Hypsizygus marmoreus， by using the extraction rate of amino acid nitrogen as the index， the ultrasonic extraction technology of amino acid flavor substances of Hypsizygus marmoreus was optimized by using the single factor experiment and orthogonal experimental design. The results of the single factor experiment showed that the extraction temperature of 70℃， the ratio of material and water of 1∶14， and the extraction time of 45 min were more suitable. The results of the orthogonal experiment showed that the factors affecting the extraction rate of amino acid nitrogen were the temperature>the time>the ratio of material and water， and the temperature had the biggest effect， followed by the time， and the ratio of material and water had the least effect. The optimum technological conditions for the ultrasonic extraction of amino acid flavor substances in Hypsizygus marmoreus were as follows：the temperature was 80℃， the time was 30 min， the ratio of material and water was 1∶16. Under the optimum conditions， the extraction rate of amino acid nitrogen was （0.915±0.007）mg·g-1.

Key words： Hypsizygus marmoreus; Ultrasonic wave; Extraction technology; Flavor substance; Amino acid nitrogen

真姬菇Hypsizigus marmoreus又名斑玉蕈、海鮮菇、蟹味菇等，屬于擔子菌門、傘菌綱、傘菌目、離褶傘科、玉蕈屬[1]，其外形美觀、味道鮮美，含有豐富的酚類、維生素E[2]、木質素、血管緊張素轉換酶抑制劑[3]、葡聚糖等多糖[4]、氨基酸[5]，具有抗癌、防癌、提高免疫力、預防衰老、延長壽命等多種保健功效，藥用價值明顯[6]。20世紀80年代以來，真姬菇已在我國商品化種植[7]，現已成為我國食用菌工廠化生產的重要食用菌之一[8]。

根據Najafipour等[9]研究證實，食用菌含有豐富的呈味物質，符合“天然、安全、營養”調味品的發展趨勢，是開發天然調味料的熱點原料之一。構成食用菌風味物質主要有八碳化合物及其衍生物、萜烯類、含硫化合物以及醛、酸、酮、酯類化合物等[10]呈芳香味的揮發性物質和可溶性單糖及糖醇、游離氨基酸、5′核苷酸及有機酸等[11]呈鮮甜味的非揮發性物質等。真姬菇風味物質中主要氨基酸含量直接反映其營養價值的高低和呈鮮程度，是鮮味提取物質理化指標的重要部分[12]。

目前，真姬菇的提取工藝研究主要有水浸法[13-14]、酶法[15]、微波法[16]及超聲波輔助法[17-18]等，而超聲波提取真姬菇風味物質的相關研究鮮見報道。本試驗以氨基酸態氮提取率為指標，開展真姬菇氨基酸類風味物質超聲波提取工藝優化研究，在單因素試驗的基礎上，以提取溫度、提取時間、料水比為主要因素進行正交試驗，確定真姬菇氨基酸類風味物質的最佳提取條件，以期為真姬菇風味物質的開發及利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 樣品 真姬菇閩真2號：古田縣晟農食用菌農民專業合作社。

1.1.2 主要材料及儀器 硫酸銨、冰醋酸、甲醛、乙酰丙酮、乙酸鈉（分析純，國藥集團化學試劑有限公司產品）;電磁爐（浙江紹興蘇泊爾生活電器有限公司）;T6新世紀紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）;CT50超聲波提取器（濰坊市北方制藥設備制造有限公司）;DT50多功能提取罐（濰坊市北方制藥設備制造有限公司）。

1.2 試驗方法

真姬菇氨基酸類風味物質氨基酸態氮的測定參照《GB 5009.235-2016食品安全國家標準食品中氨基酸態氮的測定》第二法。

1.2.1 標準曲線的制備 配置氨氮標準使用液（0.1 g·L-1），準確吸取氨氮標準使用溶液0、0.05、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL（相當于 NH3N 0、5.0、10.0、20.0、40.0、60.0、80.0、100.0 μg）分別于10 mL比色管中。向各比色管分別加入4 mL乙酸鈉乙酸緩沖溶液（pH 4.8）及4 mL顯色劑，用水稀釋至刻度，混勻。置于100℃水浴中加熱15 min，取出，水浴冷卻至室溫后，移入1 cm 比色皿內，以零管為參比，于波長400 nm 處測量吸光度。每組試驗重復3次，取平均值，繪制標準曲線、計算線性回歸方程。

按以上試驗條件（料水比為X）提取后獲得試樣，吸取1.0 mL（V1）試樣于10 mL（V2）容量瓶中，加水稀釋至刻度，混勻。

1.2.2 試樣的測定 精密吸取2 mL（V）試樣稀釋液于10 mL比色管中。加入4 mL乙酸鈉乙酸緩沖溶液（pH 4.8） 及4 mL 顯色劑，用水稀釋至刻度，混勻。置于100℃水浴中加熱15 min，取出，水浴冷卻至室溫后，移入1 cm比色皿內，以零管為參比，于波長400 nm處測量吸光度。試樣稀釋液吸光度代入線性回歸方程，計算試樣稀釋液含量（m）。

真姬菇氨基酸態氮提取率（mg·g-1）= m/（V×1000×1000×V1/V2）×1000/X

1.2.3 提取真姬菇風味物質的工藝流程 清洗→挑選→切塊→稱重→調配（按料水比補足水）→超聲波提取（置于超聲波反應容器中，在固定功率下，一定溫度、時間提取）→過濾→測定氨基酸態氮含量。

1.2.4 超聲波提取真姬菇氨基酸態氮的單因素試驗設計 （1）不同溫度對氨基酸態氮提取率的影響。稱取2000 g真姬菇（長為2～4 cm），溫度為40、50、60、70、80℃，超聲波頻率26 kHz，功率3000 w，料液比為1∶12，30 min。測定氨基酸態氮提取率，3次重復試驗，取平均值。（2）不同料水比對氨基酸態氮提取率的影響。稱取2000 g真姬菇（長為2～4 cm），真姬菇與水的比例為1∶10、1∶12、1∶14、1∶16、1∶18，超聲波頻率26 kHz，功率3000 w，溫度70℃，時間30 min。測定氨基酸態氮提取率，3次重復試驗，取平均值。（3）不同時間對氨基酸態氮提取率的影響。稱取2000 g真姬菇（長為2～4 cm），真姬菇提取時間為15、30、45、60、75 min，超聲波頻率26 kHz，功率3000 w，70℃，料水比為1∶14。測定氨基酸態氮提取率，3次重復試驗，取平均值。

1.2.5 超聲波提取真姬菇氨基酸態氮正交試驗 根據單因素試驗結果，重新選定影響因素的3個水平，以氨基酸態氮提取率為指標，做L9（34）正交試驗。因素水平如表1所示，重復試驗3次，取平均值。

1.2.6 數據分析 采用WPS Office 2019 11.1.0進行數據處理，運用SPSS Statistics V17.0軟件分析差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 氨基酸態氮標準曲線

以氨基酸氮質量為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制標準曲線，如圖1所示，在試驗范圍內，氨基酸態氮質量與吸光值之間呈較良好的線性關系，其線性方程為：y=0.0102x-0.0007，R2=0.9993。

2.2 不同溫度對氨基酸態氮提取率的影響

如圖2所示，在一定范圍內，氨基酸態氮提取率隨溫度升高而增大，在70℃時氨基酸態氮提取率達到最大值（0.833±0.037） mg·g-1。而溫度繼續升高，氨基酸態氮提取率開始有所下降，這是因為溫度過高時部分氨基酸被破壞或揮發導致。因此，為減少能源消耗，選擇提取溫度70℃為宜。

2.3 不同料水比對氨基酸態氮提取率的影響

如圖3所示，在一定范圍內，氨基酸態氮的提取率隨料水比降低而增大，料水比為1∶14時，氨基酸態氮提取率達到最大值為（0.863±0.039）mg·g-1，繼續降低料水比后氨基酸態氮提取率影響較小。為減少水資源消耗，試驗料水比采用1∶14。

2.4 不同提取時間對氨基酸態氮提取率的影響

如圖4所示，氨基酸態氮的提取率隨時間的增加后略有下降，時間為45 min時提取率最高，為（0.848±0.034）mg·g-1。隨著時間的延長，氨基酸態氮提取率并未明顯提高。因此，為節省時間，減少能源消耗，提取時間設定為45 min。

2.5 正交試驗結果分析

如表2所示，以氨基酸態氮提取率為指標，影響因素依次是A>B>C，即溫度>時間>料水比;在試驗范圍內，最佳超聲波提取工藝方案為（A3B1C3），即溫度80℃，時間30 min，料水比為1∶16，游離氨基酸態氮提取率為（0.915±0.007）mg·g-1。

3 討論與結論

超聲波提取法通過利用超聲波的空化效應、機械效應和熱效應原理，加速介質分子運動，增強穿透能力，以此提取有效成分[19]。超聲波提取法與熱水提取法相比，具有提取溫度低、時間短、提取率高等優點[20]。但在試驗過程中也應注意，部分問題可能會影響試驗結果，如溫度計應對準超聲波提取罐液面，保證測量溫度的準確性;顯色劑放置時間不宜過長，容易形成結晶，影響使用;應盡量保證鮮真姬菇的一致性，避免無關變量影響試驗結果。

本研究通過單因素分析發現，在一定范圍內，升高溫度，增加料水比，延長時間，有利于氨基酸的溶出或生成。正交試驗優化發現，影響氨基酸態氮提取率的因素為溫度>時間>料水比，溫度影響最大，時間次之，料水比影響最小，超聲波提取真姬菇氨基酸類風味物質的最佳工藝條件為溫度80℃、時間30 min、料水比1∶16，在此最佳工藝條件下氨基酸態氮提取率為（0.915±0.007）mg·g-1。目前國內外對真姬菇的研究主要集中在人工栽培和活性成分的鑒定方面[21]，隨著真姬菇栽培技術的不斷成熟，工廠化生產的真姬菇增產擴量已成為大勢所趨。而對真姬菇的深度加工的研究欠缺，影響了產品的進一步開發。本研究探索優化了超聲波提取真姬菇氨基酸類風味物質的工藝，對真姬菇深加工具有一定的指導意義。

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（責任編輯：柯文輝）