真姬菇氨基酸類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)超聲波提取工藝優(yōu)化

林鈴 張琪輝 馬濤

摘 要：為確定真姬菇氨基酸類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)的最佳提取條件，以氨基酸態(tài)氮提取率為指標(biāo)，通過(guò)單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)真姬菇氨基酸類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)超聲波提取工藝進(jìn)行優(yōu)化研究。單因素試驗(yàn)結(jié)果表明：提取溫度選擇70℃，料水比選擇1∶14，提取時(shí)間選擇45 min時(shí)比較適合;正交試驗(yàn)結(jié)果表明：影響氨基酸態(tài)氮提取率的因素為溫度>時(shí)間>料水比，溫度影響最大，時(shí)間次之，料水比影響最小，超聲波提取真姬菇氨基酸類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)的最佳工藝條件為溫度80℃、時(shí)間30 min、料水比1∶16，在此最佳工藝條件下氨基酸態(tài)氮提取率為（0.915±0.007）mg·g-1。

關(guān)鍵詞：真姬菇;超聲波;提取工藝;風(fēng)味物質(zhì);氨基酸態(tài)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(dān)子菌門(mén)、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(lèi)、維生素E[2]、木質(zhì)素、血管緊張素轉(zhuǎn)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(yù)防衰老、延長(zhǎng)壽命等多種保健功效，藥用價(jià)值明顯[6]。20世紀(jì)80年代以來(lái)，真姬菇已在我國(guó)商品化種植[7]，現(xiàn)已成為我國(guó)食用菌工廠化生產(chǎn)的重要食用菌之一[8]。

根據(jù)Najafipour等[9]研究證實(shí)，食用菌含有豐富的呈味物質(zhì)，符合“天然、安全、營(yíng)養(yǎng)”調(diào)味品的發(fā)展趨勢(shì)，是開(kāi)發(fā)天然調(diào)味料的熱點(diǎn)原料之一。構(gòu)成食用菌風(fēng)味物質(zhì)主要有八碳化合物及其衍生物、萜烯類(lèi)、含硫化合物以及醛、酸、酮、酯類(lèi)化合物等[10]呈芳香味的揮發(fā)性物質(zhì)和可溶性單糖及糖醇、游離氨基酸、5′核苷酸及有機(jī)酸等[11]呈鮮甜味的非揮發(fā)性物質(zhì)等。真姬菇風(fēng)味物質(zhì)中主要氨基酸含量直接反映其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的高低和呈鮮程度，是鮮味提取物質(zhì)理化指標(biāo)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(fēng)味物質(zhì)的相關(guān)研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)以氨基酸態(tài)氮提取率為指標(biāo)，開(kāi)展真姬菇氨基酸類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)超聲波提取工藝優(yōu)化研究，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以提取溫度、提取時(shí)間、料水比為主要因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，確定真姬菇氨基酸類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)的最佳提取條件，以期為真姬菇風(fēng)味物質(zhì)的開(kāi)發(fā)及利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 樣品 真姬菇閩真2號(hào)：古田縣晟農(nóng)食用菌農(nóng)民專(zhuān)業(yè)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(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品）;電磁爐（浙江紹興蘇泊爾生活電器有限公司）;T6新世紀(jì)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）;CT50超聲波提取器（濰坊市北方制藥設(shè)備制造有限公司）;DT50多功能提取罐（濰坊市北方制藥設(shè)備制造有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

真姬菇氨基酸類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)氨基酸態(tài)氮的測(cè)定參照《GB 5009.235-2016食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中氨基酸態(tài)氮的測(cè)定》第二法。

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備 配置氨氮標(biāo)準(zhǔn)使用液（0.1 g·L-1），準(zhǔn)確吸取氨氮標(biāo)準(zhǔn)使用溶液0、0.05、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL（相當(dāng)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(nèi)，以零管為參比，于波長(zhǎng)400 nm 處測(cè)量吸光度。每組試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線、計(jì)算線性回歸方程。

按以上試驗(yàn)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(cè)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(nèi)，以零管為參比，于波長(zhǎng)400 nm處測(cè)量吸光度。試樣稀釋液吸光度代入線性回歸方程，計(jì)算試樣稀釋液含量（m）。

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

1.2.3 提取真姬菇風(fēng)味物質(zhì)的工藝流程 清洗→挑選→切塊→稱(chēng)重→調(diào)配（按料水比補(bǔ)足水）→超聲波提?。ㄖ糜诔暡ǚ磻?yīng)容器中，在固定功率下，一定溫度、時(shí)間提?。^(guò)濾→測(cè)定氨基酸態(tài)氮含量。

1.2.4 超聲波提取真姬菇氨基酸態(tài)氮的單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì) （1）不同溫度對(duì)氨基酸態(tài)氮提取率的影響。稱(chēng)取2000 g真姬菇（長(zhǎng)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(cè)定氨基酸態(tài)氮提取率，3次重復(fù)試驗(yàn)，取平均值。（2）不同料水比對(duì)氨基酸態(tài)氮提取率的影響。稱(chēng)取2000 g真姬菇（長(zhǎng)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(shí)間30 min。測(cè)定氨基酸態(tài)氮提取率，3次重復(fù)試驗(yàn)，取平均值。（3）不同時(shí)間對(duì)氨基酸態(tài)氮提取率的影響。稱(chēng)取2000 g真姬菇（長(zhǎng)為2～4 cm），真姬菇提取時(shí)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(cè)定氨基酸態(tài)氮提取率，3次重復(fù)試驗(yàn)，取平均值。

1.2.5 超聲波提取真姬菇氨基酸態(tài)氮正交試驗(yàn) 根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，重新選定影響因素的3個(gè)水平，以氨基酸態(tài)氮提取率為指標(biāo)，做L9（34）正交試驗(yàn)。因素水平如表1所示，重復(fù)試驗(yàn)3次，取平均值。

1.2.6 數(shù)據(jù)分析 采用WPS Office 2019 11.1.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，運(yùn)用SPSS Statistics V17.0軟件分析差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 氨基酸態(tài)氮標(biāo)準(zhǔn)曲線

以氨基酸氮質(zhì)量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1所示，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，氨基酸態(tài)氮質(zhì)量與吸光值之間呈較良好的線性關(guān)系，其線性方程為：y=0.0102x-0.0007，R2=0.9993。

2.2 不同溫度對(duì)氨基酸態(tài)氮提取率的影響

如圖2所示，在一定范圍內(nèi)，氨基酸態(tài)氮提取率隨溫度升高而增大，在70℃時(shí)氨基酸態(tài)氮提取率達(dá)到最大值（0.833±0.037） mg·g-1。而溫度繼續(xù)升高，氨基酸態(tài)氮提取率開(kāi)始有所下降，這是因?yàn)闇囟冗^(guò)高時(shí)部分氨基酸被破壞或揮發(fā)導(dǎo)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(duì)氨基酸態(tài)氮提取率的影響

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

2.4 不同提取時(shí)間對(duì)氨基酸態(tài)氮提取率的影響

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

2.5 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

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

3 討論與結(jié)論

超聲波提取法通過(guò)利用超聲波的空化效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)原理，加速介質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)，增強(qiáng)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(shí)間短、提取率高等優(yōu)點(diǎn)[20]。但在試驗(yàn)過(guò)程中也應(yīng)注意，部分問(wèn)題可能會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果，如溫度計(jì)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)超聲波提取罐液面，保證測(cè)量溫度的準(zhǔn)確性;顯色劑放置時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，容易形成結(jié)晶，影響使用;應(yīng)盡量保證鮮真姬菇的一致性，避免無(wú)關(guān)變量影響試驗(yàn)結(jié)果。

本研究通過(guò)單因素分析發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)，升高溫度，增加料水比，延長(zhǎng)時(shí)間，有利于氨基酸的溶出或生成。正交試驗(yàn)優(yōu)化發(fā)現(xiàn)，影響氨基酸態(tài)氮提取率的因素為溫度>時(shí)間>料水比，溫度影響最大，時(shí)間次之，料水比影響最小，超聲波提取真姬菇氨基酸類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)的最佳工藝條件為溫度80℃、時(shí)間30 min、料水比1∶16，在此最佳工藝條件下氨基酸態(tài)氮提取率為（0.915±0.007）mg·g-1。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)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(shù)的不斷成熟，工廠化生產(chǎn)的真姬菇增產(chǎn)擴(kuò)量已成為大勢(shì)所趨。而對(duì)真姬菇的深度加工的研究欠缺，影響了產(chǎn)品的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。本研究探索優(yōu)化了超聲波提取真姬菇氨基酸類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)的工藝，對(duì)真姬菇深加工具有一定的指導(dǎo)意義。

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（責(zé)任編輯：柯文輝）