阮　鸣,霍光明,张李阳,华　春,李朝晖,贲爱玲,金路尧

(南京晓庄学院食品科学学院,江苏南京 211171)



新型与市售平菇香气成分的GC-MS分析与比较

阮鸣*,霍光明,张李阳,华春*,李朝晖,贲爱玲,金路尧

(南京晓庄学院食品科学学院,江苏南京 211171)

采用同时蒸馏萃取(simultaneous distillated extraction,SDE)法并结合气质联用仪(gas chromatograph-mass spectrometer,GC-MS),对黄芪药渣栽培的新型平菇和市售平菇中的香气成分进行定性鉴别和分析比较。结果表明,分别从新型平菇和三种市售平菇中鉴定出38、19、22、22种香气成分;四种平菇主要香气成分基本不同,仅有5种共有香气成分,且含量差异较大,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%);新型平菇主要香气成分为四甲基硫脲(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%),呋喃类成分(1.86%),与市售平菇明显不同。结论:该新型平菇香味独特,香气成分中抗氧化成分含量较高;GC-MS法可作为平菇香气成分质量控制的检测方法。

平菇,黄芪药渣,1,1-二乙氧基乙烷,1-辛烯-3-醇,3-辛酮,3-辛醇

平菇[Pleurotusostreatus(Fr.)Kummer]隶属担子菌纲,伞菌目,侧耳科,侧耳属食用菌[1]，其适应性强、生长周期短、生物转化率高,具有重要的经济、生态和药用价值,是我国栽培最为广泛的食用菌之一,产量占全国食用菌总产量的40%左右,也是世界第二大食用菌栽培品种[2-3]。平菇的香味成分是其风味物质和品质的重要来源和保证。不同培养基栽培的平菇,其香气成分存在较大差异,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、丁酸异戊酯、3-乙酸辛酯、辛酸乙酯、2-乙基己基亚硫酸己酯、3-辛酮17种香气成分[4]。

平菇培养基质主要以农作物、林业作物等为主[5],也有学者使用药材(渣)作为培养基质进行平菇培育[6]。本文以黄芪药渣作为主培养基栽培平菇,利用GC-MS分析技术比较其与市售平菇所含香味成分种类、相对含量的不同,探讨黄芪药渣作为平菇培养基质的经济利用价值。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

平菇菌三级菌种,南京晓庄学院药用菌物研究所保藏菌种;新型平菇南京晓庄学院药用菌物研究所栽培;平菇分别购于北京华联综合超市、家乐福超市、欧尚超市;二氯甲烷、无水硫酸钠分析纯,购于南京化学试剂有限公司;水自制蒸馏水。

GCMS-QP2010S气相质谱-色谱联用仪、电喷雾离子源日本岛津公司;蒸馏萃取玻璃装置自制。

1.2实验方法

1.2.1平菇香气成分的提取方法和总量测定取新鲜平菇各50 g,研磨至碎块,放入1000 mL圆底烧瓶内,加入450 mL蒸馏水,置于电热套中加热。在萃取瓶中加入50 mL二氯甲烷,60 ℃恒温水浴。装置连接后,缓慢加热,使烧瓶与萃取瓶内液体同时微沸,回流萃取3 h,在二氯甲烷萃取液中加入少量无水硫酸钠,4 ℃静置过夜,过滤,滤液用N2浓缩至5 mL,4 ℃保存,供GC-MS定性分析[7];或滤液用N2浓缩至干,称重，得香气成分总量。

1.2.2平菇含水量测定及BHT含量计算参照国家标准GB 5009.3-2010中《食品中水分的测定》检测含水量。并按照下式计算新型平菇中2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(Butylated hydroxytoluene，BHT)含量。

BHT含量(g/kg)=香气成分总量×21.55%/平菇干重×1000

1.2.3色谱条件GC参数:RtX-5MS毛细管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);初始柱温40 ℃;升温程序:以7 ℃/min升至140 ℃,再以10 ℃/min升至230 ℃,保持17 min;载气为高纯氦气(99.99%);进样量1 μL;进样口温度230 ℃;流速1.0 mL/min;分流比1∶20。

MS参数:电喷雾离子源;离子源温度230 ℃;界面温度230 ℃;溶剂延滞时间3 min;全扫描;质量扫描范围m/z 50～500。

1.2.4数据分析将GC-MS分析图谱经计算机和人工把每个峰与NIST Library进行匹配检索定性,确认香气物质的各个化学成分,按峰面积归一化法计算出样品中各个组分的相对含量(组分峰面积占总峰面积的百分比)。

2　结果与分析

从图1中可以看出,不同平菇香气成分的种类和相对含量有较大差异,分别鉴定各TIC图中的化合物,结果见表1～表4。

图1　不同平菇香气成分总离子流图Fig.1　The TICs of aroma components from different Pleurotus ostreatus注:a～e分别为BHG超市平菇,欧尚超市平菇,新型平菇,家乐福超市平菇,空白(氯仿溶液)。

2.1新型平菇的香气成分分析

表1结果显示:新型平菇香气成分中共鉴定出38种化合物,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,该4种化合物的总相对含量已达66.48%;其中相对含量最高的是TMTU(26.36%),其次是BHT(21.55%)。TMTU是一种具有调节免疫和炎症反应作用的抗氧化剂,并有望在活性氧自由基(Reactive Oxygen Species，ROS)导致的疾病治疗中得到应用[8]。BHT作为抗氧化剂广泛应用于食品(包括含油脂的食物)、医药品、橡胶和石油工业[9]。但抗氧化剂过量,会损害人体健康,如BHT可能具有致癌或促癌作用,有报道指出BHT具有促进大鼠肺巨噬细胞凋亡的作用,且大剂量染毒可造成大鼠肝、肺等脏器功能和器质性损伤[10];我国GB 2760-2011《食品添加剂使用卫生标准》中规定BHT的使用量不得超过0.2 g/kg,本实验中新型平菇的BHT含量为0.050 g/kg(干基)。TMTU也是有毒物质,其急性毒副作用实验的摄入量可达400 mg/kg。

表1　新型平菇香气成分分析

新型平菇的香气成分种类及含量不一,包括芳香化合物4种(28.27%)、含硫/氮化合物4个(27.74%)、醇类6个(18.24%)、烷烃类4个(10.91%)、酸类2个(5.25%)、酮类7个(3.88%)、醛类9个(3.63%)、呋喃类成分1个(1.86%)和酯类1个(0.22%)。

2.2BHG超市平菇的香气成分分析

从表2中可以看出:BHG平菇香气成分主要含(9Z,12Z)-十八碳二烯酸(26.65%)、1-辛烯-3-醇(17.78%)、棕榈酸(16.47%)和3-辛醇(13.53%),占被鉴定的19个化合物总含量的74.43%。

(9Z,12Z)-十八碳二烯酸是天然存在的亚油酸(Linoleic acid,LA),因人体自身无法合成或合成很少,必须从食物中获得,故亚油酸被称为是一种必需脂肪酸[11];然而,血中的LA水平升高会引起血红细胞和外周血红蛋白的急性氧化损伤,最终导致部分急性贫血,造成潜在的隐性失血[12]。1-辛烯-3-醇俗称松覃醇、蘑菇醇,因发现存在于日本松覃(Armiuaria mat sutabe,一种日本森林中赤松上寄生的蘑菇)而得名,是松覃蘑菇(日本极受欢迎的传统食品)香气的两大主要成分之一。1-辛烯-3-醇也存在于薄荷精油、薰衣草精油、谷类的风味物质中,带有强烈、别致的清香,有米糠油臭样气息,甜的药草样味道,所以在饮料、糖果、冰制食品、烘烤食品、调味品及烟用香精中均有使用[13]。在脂肪毒性早期阶段,于小鼠日粮中添加棕榈酸,饲喂2周,可抑制葡萄糖刺激的胰岛素分泌、诱导胰岛内质网应激,减少胰岛损伤[14]。3-辛醇呈强烈油脂、果仁和草药香味,稀释后呈蘑菇香气和干酪香味,是蘑菇的主要香气成分之一[15]。GB2760-96规定为允许使用的食用香料,主要用于配制干酩和蘑菇等型香精。

表2　BHG超市平菇香气成分分析

表3　欧尚超市平菇香气成分分析

BHG超市平菇的香气成分中,酸类3个(44.34%)、醇类4个(32.86%)、酮类2个(9.57%)、烷烃类1个(4.63%)、醛类3个(2.90%)、芳香化合物2个(2.88%)、烯烃类3个(1.76%)和酸酐化合物1个(1.06%)。

2.3欧尚超市平菇的香气成分分析

根据表3,欧尚超市平菇中22种香气成分被鉴定,其中1,1-二乙氧基乙烷的相对含量高达37.6%,其次分别是1-溴蜂花烷(19.05%)和3-辛酮(12.67%)。1,1-二乙氧基乙烷又名乙缩醛,具有令人愉快的芳香气味,3-辛酮是一种食用香料,天然存在于香蕉、蘑菇、蓝莓、牛膝草、百里香、迷迭香中,具有霉香、蘑菇香、奶酪香,并带有青香和蔬菜香韵[16]。

表4　家乐福超市平菇香气成分分析

欧尚超市平菇的香气成分中,烷烃类3个(59.68%)、酮类1个(12.67%)、醇类6个(7.41%)、酯类2个(6.62%)、芳香化合物1个(5.29%)、含硫/氮化合物3个(2.31%)、酸类2个(2.20%)、烯烃类2个(1.52%)、醛类1个(1.39%)和呋喃类成分1个(0.91%)。

2.4家乐福超市平菇的香气成分分析

表4的结果显示,家乐福平菇中鉴定了22种香气成分,其中三大特征成分分别为3-辛醇(30.68%)、3-辛酮(20.27%)和1-辛烯-3-醇(16.53%)。醇类4个(49.84%)、酮类3个(23.82%)、烷烃类2个(11.12%)、芳香化合物2个(5.56%)、醛类7个(3.54%)、酸酐类成分1个(2.34%)、含硫/氮化合物1个(2.08%)、酯类1个(1.15%)和酸类1个(0.55%)。

3　讨论与结论

新型平菇与市售平菇的香气成分的种类和含量,差异较大,主要香气成分基本不相同,仅有5种共有香气成分,且含量差异明显,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%),推测不同的培养基造成了平菇香气成分的较大差异[4]。这5个共有化合物是菇类常见的香气成分,分别占家乐福超市、欧尚超市、BHG超市和新型平菇香气成分总含量的72.95%、55.19%、44.06%和8.02%,该结果表明家乐福平菇最具有菇类典型的香气特征,其次是欧尚超市和BHG超市平菇。

含硫化合物是菇类风味的重要组成成分,含氮杂环化合物常有霉香、面包香、坚果香、可可香、咖啡香、土豆香,曾在可可、咖啡、烤土豆中被发现[17],呋喃类通常具有蘑菇味、洋葱味、蔬菜味、萝卜味、土豆味、烤香味、坚果味[18]。新型平菇香味独特,香气成分中含硫/氮化合物4个(27.74%)、呋喃类成分1个(1.86%),明显不同于市售平菇;此外,还含有较高量的抗氧化成分TMTU和BHT(两者总相对含量达43.91%)。

本研究取新鲜的新型平菇50 g,其含水量为80.16%,经水蒸气蒸馏得到香气成分的总量为0.0023 g,GC-MS检测BHT相对含量为21.55%,经计算,新型平菇香气成分中的BHT含量为0.050 g/kg,并未超过使用限量(0.2 g/kg),这说明使用黄芪药渣栽培平菇,虽降低了菇类共有香气成分的相对含量,但使其功效成分相对含量显著增加,并具有特征香味,这与管中华等研究发现的淫羊藿药材、刺梨果渣、仙灵骨葆胶囊产品药渣和感冒止咳糖浆产品药渣不会明显改变培育的平菇子实体的主要香味成分的结果不同[6]。因此,利用黄芪药渣作为培养基质进行平菇培育,不仅可以将黄芪药渣变废为宝,而且能够改变平菇的香气成分,形成独特的香味和抗氧化功能,提高了平菇的经济价值。然而,黄芪药渣的用

量可能需进一步优化,避免平菇香气成分中抗氧化物质的过量诱发毒性。

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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

阮鸣(1979-),女,博士,讲师,研究方向:药食兼用食品化学与分析,E-mail:1169195814@qq.com。

华春(1963-),女,本科,教授,研究方向:功能食品研究,E-mail:799653698@qq.com。

国家自然科学基金面上项目(21376112);江苏省自然科学基金项目(BK20141081,BK20150088);江苏省“生态学”重点一级建设学科项目;南京晓庄学院农产品质量与安全重点实验室项目。

TS255.7

A

1002-0306(2016)10-0072-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.10.005