王 江 ,王術(shù)榮 ,郭富寬 ,何軼榕 ,孟俊龍 ,常明昌 **
(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山西 太谷 030801;2.黃土高原食用菌提質(zhì)增效協(xié)同創(chuàng)新中心,山西 太谷 030801)
山西省特色野生食用菌種質(zhì)資源豐富,臺(tái)蘑久負(fù)盛名。臺(tái)蘑泛指生長于五臺(tái)山生態(tài)區(qū)的一些優(yōu)質(zhì)野生食用菌類,主要品種有臺(tái)蘑小香蕈、黑水皮香蕈、銀盤蘑菇、虎皮香蕈、秋露白等[1]。臺(tái)蘑味香濃郁,含有豐富的營養(yǎng)成分和藥理活性成分,長期食用能夠提高人體免疫力,具有防癌抗癌、降低膽固醇、防止動(dòng)脈硬化、調(diào)節(jié)人體免疫等保健功效[2-3],可以作為一種純天然的營養(yǎng)風(fēng)味保健食品,進(jìn)一步了解臺(tái)蘑的營養(yǎng)價(jià)值,以達(dá)到合理開發(fā)利用、資源保護(hù)為目的。
黑水皮香蕈學(xué)名鱗杯傘 [Clitocybe squamulosa(Pers.)Kumm]隸屬于傘菌目(Agaricales) 白蘑科(Tricholomataceae) 杯傘屬 (Clitocybe),主要生長于五臺(tái)管涔山的云杉、落葉松林內(nèi)的草地上[4-5]。野生鱗杯傘的營養(yǎng)豐富并兼有食療價(jià)值,其香氣濃郁、質(zhì)地柔嫩、風(fēng)味獨(dú)特而深受廣大消費(fèi)者青睞[6]。目前,關(guān)于鱗杯傘的營養(yǎng)成分分析及揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的研究尚未有報(bào)道。采用頂空-固相微萃取氣質(zhì)聯(lián)用法(HS-SPME-GC-MS) 對(duì)于鱗杯傘子實(shí)體中的揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行測(cè)定與分析,將其中揮發(fā)性化合物的種類與含量作為其獨(dú)特香味的重要特征。旨在明確鱗杯傘的營養(yǎng)成分及揮發(fā)性風(fēng)味的物質(zhì),為進(jìn)一步研究開發(fā)天然風(fēng)味物質(zhì)及深加工的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。
鱗杯傘 [Clitocybe squamulosa(Pers.)Kumm],山西食用菌工程技術(shù)研究中心提供。放置在35℃烘箱烘干、粉碎、過60目篩(0.25 mm),放置于4℃冰箱冷藏備用。
TB-214型電子分析天平,北京賽得利斯儀器系統(tǒng)有限公司;GZX-9240MBE型電恒溫鼓風(fēng)干燥箱,上海博訊實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司;DF-101S磁力攪拌器,北京中興偉業(yè)儀器有線公司;MultifugeX1R Centrifuge離心機(jī),美國THERMO公司;德國Christ ALPHA 2-4 LSC冷凍干燥機(jī),德國格馬有限責(zé)任公司;UV-1800紫外可見分光光度計(jì),上海美普達(dá)儀器有限公司;KDN-1型全自動(dòng)凱氏定氮儀,上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;MARS型微波消解儀,美國CEM公司;7700X型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀,美國Agilent公司;Biochrom-30+全自動(dòng)氨基酸分析儀,英國biochrom/百康公司;StableFlex手動(dòng)固相微萃取裝置,美國Supelco公司;HP6890/5975C型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀,美國Agilent公司。
蛋白質(zhì)含量測(cè)定參照GB 5009.5-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定方法[7],采用凱氏定氮法測(cè)定;水分含量測(cè)定參照GB 5009.3-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定方法[8],將樣品放于(105±1)℃的烘箱中烘至恒重。脂肪含量測(cè)定參照GB 5009.6-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測(cè)定方法[8];灰分含量測(cè)定參照GB 5009.4-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測(cè)定方法[9],將樣品置于(550±25)℃高溫下煅燒4 h,稱量殘?jiān)馁|(zhì)量;不溶性膳食纖維含量的測(cè)定參照GB 5009.88-2014食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中膳食纖維的測(cè)定方法[10];依次對(duì)鱗杯傘子實(shí)體粉進(jìn)行粗蛋白、水分、粗脂肪、灰分及粗纖維的測(cè)定。碳水化合物含量的測(cè)定參照李茉[11]的方法,稱取樣品質(zhì)量減去樣品中所測(cè)的水分,灰分,脂肪及蛋白質(zhì)含量的總和。礦質(zhì)元素含量的測(cè)定參照常鼎然[6]的方法,采用微波消解處理,電感藕合等離子發(fā)射光譜法(ICP-OES)進(jìn)行測(cè)定。
使用分析天平準(zhǔn)確稱取鱗杯傘子實(shí)體粉200 mg,置于安瓿管中加6 mol·L-1HCl溶液定容至10 mL。通入氮?dú)庋杆俜饪诤螅糜?10℃烘箱內(nèi)鹽酸水解22 h,將安瓿管取出后迅速冰水浴冷卻至室溫。將樣品水解液經(jīng)濾紙過濾后,用0.01 mol·L-1HCl定容至50 mL,準(zhǔn)確吸取水解液2.0 mL,置于60℃下真空旋轉(zhuǎn)蒸干;繼續(xù)加入0.02 mol·L-1HCl溶液2.0 mL,過0.45 μm濾膜,即得酸水解液[12]。Biochrom+氨基酸自動(dòng)分析儀器,上樣取20 μL水解液,分析樣品蛋白中水解氨基酸的組成與比例含量;最后,根據(jù)氨基酸平衡理論WHO/FAO的必需氨基酸模式,采用氨基酸評(píng)分(AAS)、化學(xué)評(píng)分 (CS)評(píng)價(jià)鱗杯傘的營養(yǎng)價(jià)值。
1.5.1 SPME固相微萃取進(jìn)樣條件
準(zhǔn)確稱取1.0 g烘干的鱗杯傘子實(shí)體粉,將其裝入10 mL固相微萃取的樣品瓶,置于60℃恒溫水浴搖床震蕩30 min,取樣前將萃取頭放置在250℃的氣相色譜進(jìn)樣口,老化萃取頭30 min,并進(jìn)行空白試驗(yàn),直至無雜峰出現(xiàn)。將SPME萃取頭迅速插入樣品瓶的頂空部分,在60℃下萃取吸附30 min后,抽回萃取頭,再迅速插入GC-MS進(jìn)樣口,置于250℃下解吸5 min后,進(jìn)行GC-MS氣-質(zhì)聯(lián)機(jī)分析測(cè)定樣品中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)[13]。
1.5.2 GC-MS分析條件
氣相色譜條件;TG-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm) 彈性毛細(xì)管柱;進(jìn)樣口溫度250℃;載氣為氦氣,流速量1.0 mL·min-1,不分流進(jìn)樣模式,隨后進(jìn)行程序升溫;柱溫起始溫度35℃,停留3 min,以 5℃·min-1升至 180℃,保持 3 min,然后再以10℃.min-1升至250℃,最后停留5 min[14-15]。質(zhì)譜條件;電子轟擊(EI)離子源溫度250℃,電子能量70 eV,傳輸線溫度250℃,離子源四級(jí)桿溫度150℃,質(zhì)量掃描范圍 35 m·z-1~500 m·z-1,分析化合物CAS號(hào)經(jīng)NIST和WLIEYT譜圖庫檢索分析確認(rèn)定性[16]。
鱗杯傘子實(shí)體粉通過GC-MS分析檢測(cè)的質(zhì)譜數(shù)據(jù),經(jīng)計(jì)算機(jī)檢索結(jié)合譜庫,確定其化學(xué)成分用峰面積歸一化法進(jìn)行定量,得到各組分的相對(duì)含量,結(jié)合保留時(shí)間、質(zhì)譜及化合物成分等參數(shù)進(jìn)一步確定其揮發(fā)性香味物質(zhì)的成分。
鱗杯傘子實(shí)體的主要營養(yǎng)成分分析見表1。
表1 鱗杯傘子實(shí)體的主要營養(yǎng)成分分析Tab.1 Analysis of main nutrient components of Clitocybe squamulosa
如表1所示,鱗杯傘子實(shí)體蛋白質(zhì)含量高達(dá)38.57%,粗纖維為8.16%、水分5.68%、灰分3.36%、脂肪3.27%、碳水化合物40.96%。猴頭菇蛋白質(zhì)的含量為26.3%,白靈菇約25.0%,香菇為19.9%,平菇為10.5%[13],由此可知鱗杯傘中蛋白質(zhì)的含量遠(yuǎn)高于常見的食用菌蛋白質(zhì)含量。
通過對(duì)鱗杯傘子實(shí)體粉微波消解處理,利用電感耦合等離子體質(zhì)譜法 (ICP-OES)測(cè)定分析鱗杯傘子實(shí)體中礦質(zhì)元素種類與含量,共檢測(cè)了14種礦物質(zhì)元素,結(jié)果見表2。
由表2可知,鱗杯傘中礦物質(zhì)含量豐富,其中Mg含量最高、其次為Ca、K元素,而微量元素中Fe、Zn、Cu、Mn元素的含量也較為豐富。礦物質(zhì)在人體組織生理作用中發(fā)揮著重要的功能,除具有維持細(xì)胞滲透壓與機(jī)體的酸堿平衡外,還可以作為輔助因子參與機(jī)體的特殊生理功能的調(diào)節(jié)[17]。
表2 鱗杯傘子實(shí)體中礦物元素分析的測(cè)定結(jié)果Tab.2 Analysis results of Mineral elements in the body of Clitocybe squamulosa
鱗杯傘子實(shí)體中氨基酸的組成與含量分析結(jié)果見表3。
表3 鱗杯傘子實(shí)體中氨基酸的組成與含量分析Tab.3 Analysis of the Composition and Content of Amino Acids in the Fruit Body of Clitocybe squamulosa
由表3可知,鱗杯傘子實(shí)體粉經(jīng)過酸水解后對(duì)其氨基酸種類及含量進(jìn)行測(cè)定,采用Biochrom-30+氨基酸自動(dòng)分析儀,檢測(cè)出有17種氨基酸(色氨酸除外) 其總量為28.37%,其中必需氨基酸有7種,非必需氨基酸有10種,必需氨基酸占總氨基酸含量的36.66%,必需氨基酸與非必需氨基酸比值為57.87%;鱗杯傘中所含的非揮發(fā)性含氮呈味氨基酸(谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、甘氨酸和酪氨酸)總量為13.04%,占總氨基酸的比例達(dá)到了45.96%。其中非揮發(fā)性的呈味氨基酸組成和比例含量,賦予其獨(dú)特的風(fēng)味與鮮味等特點(diǎn)。
按照FAO/WHO模式和全雞蛋蛋白質(zhì)的氨基酸模式為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[18-19],分別從必需氨基酸AAS評(píng)分、化學(xué)評(píng)分CS對(duì)鱗杯傘子實(shí)體蛋白質(zhì)進(jìn)行營養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià),結(jié)果見表4。其中,全雞蛋模式是指雞蛋蛋白質(zhì)不但含有人體所需各種氨基酸,而且其組成與人體所需模式很接近,為天然食物中最理想的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。
表4 鱗杯傘必需氨基酸含量AAS、CS營養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)Tab.4 Essential amino acids content and AAS、CS of Clitocybe squamulosa
由表4可知,鱗杯傘氨基酸評(píng)分第一限制性氨基酸為半胱氨酸+蛋氨酸接近0.40,其他種類氨基酸均高于0.70;而鱗杯傘子實(shí)體蛋白氨基酸化學(xué)評(píng)分CS,第一限制性氨基酸化學(xué)評(píng)分為0.24,其他種類的氨基酸均接近0.60,必需氨基酸組成越接近全雞蛋白質(zhì)模式,則表明其營養(yǎng)價(jià)值就越高[20]。從鱗杯傘子實(shí)體蛋白的氨基酸模式來看,接近FAO/WHO模式。鱗杯傘子實(shí)體蛋白可以作為一種優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)來源。
利用固相微萃取SPME-GC/MS進(jìn)行萃取分離鱗杯傘子實(shí)體中揮發(fā)性風(fēng)味化合物[21],分析得到的總離子色譜結(jié)果見圖1。
經(jīng)NIST和WEILERY譜圖庫檢索進(jìn)行對(duì)比分析定性,共鑒定出35種揮發(fā)性風(fēng)味化合物,利用出峰面積歸一化法對(duì)化合物的相對(duì)含量進(jìn)行分析,結(jié)果見表5。
由圖1、表5可知,鱗杯傘子實(shí)體所檢測(cè)到的揮發(fā)性物質(zhì)主要為酮類、醇類、脂類及醛類等物質(zhì);其中酮、醇、醛類揮發(fā)性化合物的含量較高,酮類揮發(fā)性化合物檢出有5種,比例含量占總揮發(fā)性呈味物質(zhì)的64.96%。醛類化合物11種,占19.89%;醇類化合物7種,占13.87%;酸類化合物8種,占1.1%;酯類化合物3種,占0.13%。鳥苷類化合物1種,占0.05%。其中主要的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量以3-辛酮39.48%、1-辛烯-3-酮25.02%、苯甲醛10.43%、1-辛烯-3-醇8.29%、反-2-辛烯醛4.38%、正己醇3.99%、正己醛2.45%、辛醇1.14%等為主,這些化合物與鱗杯傘子實(shí)體中獨(dú)特的風(fēng)味有密切關(guān)聯(lián)。
試驗(yàn)明確了鱗杯傘子實(shí)體的主要營養(yǎng)成分、氨基酸組成及對(duì)揮發(fā)性呈香物質(zhì)的鑒定與分析。鱗杯傘子實(shí)體中的碳水化合物40.96%、蛋白質(zhì)38.57%、膳食纖維8.16%,營養(yǎng)物質(zhì)含量比較豐富。所含的礦物質(zhì)常量元素Mg、Ca的含量較高,微量元素中Fe、Zn、Cu、Mn的含量較高。鱗杯傘具有很高的營養(yǎng)價(jià)值,日常食用可以為人體補(bǔ)充所需的礦物質(zhì)元素,其中所含的營養(yǎng)成分兼具養(yǎng)生保健功效,對(duì)促進(jìn)人體健康起著積極的作用。
鱗杯傘味道鮮美、風(fēng)味獨(dú)特,通過對(duì)其氨基酸的含量進(jìn)行分析,共檢測(cè)出人體所需17種氨基酸(色氨酸除外) 總量為28.37%;包括7種人體必需氨基酸、10種非必需氨基酸,必需氨基酸的比例接近FAO/WHO的推薦值,能夠滿足人體對(duì)于氨基酸的基本需求。鱗杯傘子實(shí)體非揮發(fā)性呈味氨基酸主要以谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、甘氨酸和酪氨酸為主,總量為13.04%,占氨基酸總量的比例高達(dá)45.96%。而揮發(fā)性呈香味成分,共鑒定出35種揮發(fā)性風(fēng)味化合物;主要的
揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)以3-辛(39.48%)、1-辛烯-3-酮(25.02%)、苯甲醛(10.43%)、1-辛烯-3-醇(8.29%)、反-2-辛烯醛(4.38%)、正己醇(3.99%)、正己醛(2.45%)、辛醇(1.14%) 等與揮發(fā)性風(fēng)味密切關(guān)聯(lián);鱗杯傘子實(shí)體中非揮發(fā)性呈味氨基酸與揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),共同賦予了鱗杯傘獨(dú)特的香味與味道鮮美的特征。因此,通過進(jìn)一步研究鱗杯傘風(fēng)味物質(zhì)對(duì)開發(fā)利用天然呈香成分及功能性風(fēng)味食品提供了理論依據(jù)。
表5 鱗杯傘子實(shí)體中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的鑒定和含量分析Tab.5 Identification and content analysis of volatile composition substances in the body of Clitocybe squamulosa