張書香，　謝建春，　孫寶國

(北京工商大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院， 北京　100048)

香菇(Lentinusedodes)屬真菌門、擔(dān)子菌綱、傘菌目、口蘑科、香姑屬，又名冬菇、花菇、香藫、香信等，原產(chǎn)于我國. 香菇肉質(zhì)肥厚細(xì)嫩，味道鮮美，香味濃郁宜人，營(yíng)養(yǎng)豐富，而且具有某些保健功效，是我國廣受歡迎的食用菌[1]. 香菇的風(fēng)味分析常采用同時(shí)蒸餾萃取法(SDE)，如鄭建仙[2]等采用SDE結(jié)合GC-MS對(duì)福建香菇傘部與柄部的風(fēng)味物質(zhì)作了檢測(cè)分析,但SDE因樣品經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間的高溫作用,對(duì)低沸點(diǎn)和熱敏性香氣組分影響較大. 近年來發(fā)展的固相微萃取(solid phase micro- extraction,SPME)方法解決了上述問題，具有操作時(shí)間短, 樣品量少, 無需萃取溶劑, 重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn). 芮漢明[3]等用固相微萃取技術(shù)研究了熱風(fēng)干燥不同時(shí)段的香菇中揮發(fā)性成分；陳智毅[4]等用固相微萃取與氣-質(zhì)聯(lián)用分析了白金針菇的揮發(fā)性成分. 本文用固相微萃取/氣-質(zhì)聯(lián)用分析了干香菇的揮發(fā)性成分，為準(zhǔn)確全面地了解香菇的風(fēng)味組成，更好地開發(fā)利用我國食用菌資源提供依據(jù).

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1　實(shí)驗(yàn)材料

干香菇，東北黑龍江產(chǎn)；購買于北京新發(fā)地市場(chǎng).

C7～C22正構(gòu)烷烴，購自迪馬科技有限公司.

1.2　主要儀器設(shè)備

Agilent6890N-5973i氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國安捷倫公司；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，河南省予華儀器有限公司；75 μm Carboxen/PDMS萃取纖維和手動(dòng)SPME進(jìn)樣器,美國Supelco公司.

1.3　SPME取樣

取5.0 g干香菇樣品，剪成碎末，裝入40 mL固相微萃取專用樣品瓶，在60 ℃恒溫加熱磁力攪拌器中平衡1 h，將在250 ℃的氣相色譜進(jìn)樣口老化2 h的萃取頭通過聚四氟乙烯隔墊迅速插入樣品瓶頂空部分，在60 ℃下萃取45 min后，抽出萃取頭，迅速插入GC-MS進(jìn)樣口，在230 ℃下解吸3 min,進(jìn)行氣-質(zhì)聯(lián)機(jī)分析.

1.4　氣-質(zhì)聯(lián)機(jī)分析條件

1.4.1氣相色譜條件

DB-WAX毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；載氣：氦氣；流量：1.0 mL/min；進(jìn)樣口：230 ℃；柱溫程序：起始溫度35 ℃(保留5.0 min)，以5 ℃/min升到150 ℃(保留1.0 min)，再以10 ℃/min升到220 ℃(保留2.0 min)；采用不分流模式.

1.4.2質(zhì)譜條件

輔助線溫度：280 ℃；質(zhì)量掃描范圍：35～450 amu；掃描間隔0.25 s；四極桿150 ℃；離子源230 ℃.

2　結(jié)果與討論

2.1　萃取條件的選擇

固相微萃取是比較靈敏的樣品處理方法，萃取纖維的吸附時(shí)間及萃取樣品的溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響很大，通過比較固相微萃取/氣-質(zhì)聯(lián)用分析，檢出的揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量和總質(zhì)量分?jǐn)?shù)，對(duì)萃取時(shí)間和萃取溫度進(jìn)行了優(yōu)化. 化合物結(jié)構(gòu)采用計(jì)算機(jī)Nist05譜庫檢索、色譜保留指數(shù)及人工解析鑒定，質(zhì)量分?jǐn)?shù)選用積分參數(shù)峰面積歸一化法得出.

2.1.1萃取時(shí)間的優(yōu)化

為考察萃取時(shí)間對(duì)香菇揮發(fā)性成分分析的影響，選取了30、45、60 min 3個(gè)條件，萃取溫度固定在50 ℃，氣-質(zhì)聯(lián)用分析所檢出的揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量和總質(zhì)量分?jǐn)?shù)如圖1和圖2.

圖1　萃取時(shí)間對(duì)檢出的揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量的影響Fig.1　　　　Effect of extraction time on the number of identified volatiles

圖2　萃取時(shí)間對(duì)檢出的揮發(fā)性物質(zhì)總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig.2　　　　Effect of extraction time on the total amounts of identified volatiles

圖1和圖2表明：萃取時(shí)間由30 min增加到45 min，檢出的揮發(fā)性物質(zhì)的數(shù)量和總質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加；但在45 min增加到60 min后，呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，樣品萃取時(shí)間以45 min為宜.

2.1.2萃取樣品溫度的優(yōu)化

樣品萃取時(shí)間固定于45 min，考察溫度40、50、60 ℃對(duì)檢出的揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量和總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響，結(jié)果如圖3、圖4.

圖3　萃取溫度對(duì)檢出的揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量的影響Fig.3　　　　Effect of extraction temperature on the number of identified volatiles

圖4　萃取溫度對(duì)檢出的揮發(fā)性物質(zhì)總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig.4　　　　Effect of extraction temperature on the total amounts of identified volatiles

圖3和圖4表明：隨著溫度升高，檢出的揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量和總質(zhì)量分?jǐn)?shù)都呈現(xiàn)增加趨勢(shì). 據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[3]，采用固相微萃取，經(jīng)50 ℃干燥的香菇，共檢出29種揮發(fā)性物質(zhì)，70 ℃干燥的香菇，共檢出35種揮發(fā)性物質(zhì). 研究在60 ℃時(shí)萃取，經(jīng)氣-質(zhì)聯(lián)用檢出43種揮發(fā)性物質(zhì). 考慮到溫度高于60 ℃后，對(duì)香菇風(fēng)味貢獻(xiàn)較大的含硫化合物和八碳化合物都容易分解而損失，因此，萃取溫度選擇60 ℃.

2.2　固相微萃取/氣-質(zhì)聯(lián)用分析結(jié)果

圖5是萃取時(shí)間45 min、萃取溫度60 ℃時(shí)氣-質(zhì)聯(lián)用分析香菇揮發(fā)性成分的總離子流色譜圖，表1是化合物鑒定結(jié)果.

圖5　固相微萃取/氣-質(zhì)聯(lián)用分析香菇揮發(fā)性成分的總離子流色譜圖Fig.5　　　　Total ion current chromatogram in the analysis of volatiles of Lentinous edodes by SPME/GC-MS

類別保留時(shí)間/min化合物名稱保留指數(shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%分子式3.44(2,5-二氫呋喃)Furan, 2,5-dihydro-8710.09C4H6O7.43(2,3-二氫呋喃)Furan, 2,3-dihydro-10240.31C4H6O20.18(糠醛)Furfural14380.77C5H4O2含氧雜環(huán)23.83(二氫-5-甲基-2(3H)呋喃酮)2(3H)-Furanone, dihydro-5-methyl-15851.82C5H8O224.22(丁-內(nèi)酯)Butyrolactone16011.08C4H6O225.12(2-呋喃甲醇)2-Furanmethanol16400.28C5H6O225.92(5,6-二氫-2H-吡喃-2-酮)2H-Pyran-2-one, 5,6-dihydro-16741.01C5H6O2合計(jì)5.362.00(甲硫醇)Methanethiol<7000.73CH4S2.18(二硫化碳)Carbon disulfide7337.54CS28.45(二甲基二硫醚)Dithioether, dimethyl10554.36C2H6S217.89(二甲基三硫醚)Trithioether, dimethyl135313.36C2H6S3含硫化合物25.01(甲基(甲硫基)甲基二硫醚)Dithioether, methyl (methylthio)methyl16360.29C3H8S326.86(甲基乙基二硫醚)Dithioether,methyl ethyl17150.21C3H8S227.01(1,2,4-三硫雜環(huán)戊烷)1,2,4-Trithiolane17223.70C2H4S330.34(二甲基砜)Dimethyl sulfone18770.14C2H6O2S34.94(1,2,4,5-四硫雜環(huán)己烷)1,2,4,5-Tetrathiane>21001.03C2H4S4合計(jì)31.35 含氮雜環(huán)14.76(甲基吡嗪)Pyrazine, methyl-12460.11C5H6N2合計(jì)0.11 酚類32.17(苯酚)Phenol1984 2.43 C6H6O33.35(3-甲基苯酚)Phenol, 3-methyl-20730.25C7H8O合計(jì)2.68

續(xù)表

由表1可以看出，從香菇中共檢出43種揮發(fā)性成分，其中含量較高的且對(duì)香菇風(fēng)味貢獻(xiàn)較大的有：7種含氧雜環(huán)化合物，質(zhì)量分?jǐn)?shù) 5.36%；9種含硫化合物，質(zhì)量分?jǐn)?shù)31.35%；5種醛類化合物，質(zhì)量分?jǐn)?shù)13.60%；6種醇類化合物，質(zhì)量分?jǐn)?shù)8.78%；1種含氮雜環(huán)化合物，質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.11%；4種酸類化合物，質(zhì)量分?jǐn)?shù)13.43%;5種烴類化合物，質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.91%. 表1中含量較高的香味成分為二甲基二硫醚(4.36%)、二甲基三硫醚(13.36%)、1,2,4-三硫雜環(huán)戊烷(3.70%)、1-辛烯-3-醇(1.11%).

2.3　檢出各類化合物對(duì)香味的貢獻(xiàn)

2.3.1含氧雜環(huán)化合物對(duì)香菇風(fēng)味的貢獻(xiàn)

本實(shí)驗(yàn)檢出的7種含氧雜環(huán)化合物，如呋喃類，通常具有蘑菇味、洋蔥味、蔬菜味、蘿卜味、土豆味、烤香味、堅(jiān)果味，曾在面包、烤雞、啤酒、咖啡中發(fā)現(xiàn)[5]，此類化合物是香菇中的糖與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的.

2.3.2含硫化合物對(duì)香菇風(fēng)味的貢獻(xiàn)

檢出的9種含硫化合物是香菇風(fēng)味的重要組成成分，通常能影響香菇的整體風(fēng)味，香菇精(1,2,3,5,6-五硫雜環(huán)庚烷，Lenthionine)是香菇風(fēng)味的重要物質(zhì)，但它受熱不穩(wěn)定、易分解成二甲基二硫醚(4.36%)和二甲基三硫醚(13.36%)等化合物，在實(shí)驗(yàn)中未檢測(cè)到. 香菇中的硫雜環(huán)烷如1,2,4-三硫雜環(huán)戊烷(3.70%)和1,2,4,5-四硫雜環(huán)己烷(1.03%)是以香菇酸為前體物，在γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶和S-烷基-L-半胱氨酸亞砜斷裂酶作用下經(jīng)二硫雜環(huán)丙烷中間體聚合而成[6-7]，具有大蒜氣味的1,2,4-三硫雜環(huán)戊烷的形成，對(duì)香菇香氣的形成有極其重要的作用.

2.3.3醛、酮、醇類化合物對(duì)香菇風(fēng)味的貢獻(xiàn)

檢出的醛類化合物有3-甲基丁醛(4.07%)、己醛(3.53%)、苯甲醛(0.56%)等. 3-甲基丁醛在較稀濃度時(shí)有令人愉快的水果香味；飽和己醛的含量較高，主要來源于脂質(zhì)的氧化以及氨基酸直接經(jīng)strecker降解形成[8]，曾被鑒定為普遍存在于淡水魚中[9]，高度稀釋時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種香氣，類似剛割下的青草和未成熟的水果；苯甲醛是芳香醛，通常具有堅(jiān)果、苦杏仁和櫻桃香.

酮類化合物一般由脂肪酸熱氧化或降解而生成，如2,3-丁二酮(3.27%)、2-己酮(0.94%)，具有強(qiáng)烈甜香的風(fēng)信子、熱帶植物花香，對(duì)香菇所呈現(xiàn)的甜花香風(fēng)味有貢獻(xiàn).

醇類化合物，如1-辛烯-3-醇(1.11%)[10]，是八碳化合物的代表. 八碳化合物對(duì)食用菌的風(fēng)味有著直接的影響，這些短鏈的八碳化合物，是由香菇中的不飽和脂肪酸，尤以亞油酸及亞麻酸為主，經(jīng)脂肪氧化酶催化轉(zhuǎn)變而成的. 1-辛烯-3-醇具有濃郁的蘑菇風(fēng)味，素有“蘑菇醇”稱號(hào)，它幾乎存在于所有品種的食用菌中.

2.3.4其他化合物對(duì)香菇風(fēng)味的貢獻(xiàn)

檢出的1種含氮雜環(huán)化合物甲基吡嗪(0.11%),常有霉香、面包香、堅(jiān)果香、可可香、咖啡香、土豆香，曾在可可、咖啡、烤土豆中發(fā)現(xiàn)[5]，可能是香菇內(nèi)部的糖及其分解產(chǎn)物與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)產(chǎn)生. 此外，一些酚類、酯類、酸類、烴類化合物在香菇風(fēng)味中起著調(diào)和互補(bǔ)的作用，對(duì)香菇風(fēng)味的貢獻(xiàn)不大.

3　結(jié)　論

1)使用Carboxen/PDMS纖維，考察了固相微萃取時(shí)間、萃取溫度對(duì)氣-質(zhì)聯(lián)用分析檢出的香菇揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量和總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響，找到優(yōu)化的固相微萃取條件為：萃取時(shí)間45 min，萃取溫度60 ℃.

2)固相微萃取與氣-質(zhì)聯(lián)用分析香菇揮發(fā)性成分，共檢出43種揮發(fā)性物質(zhì)，其中對(duì)香菇風(fēng)味貢獻(xiàn)較大的化合物有：含氧雜環(huán)化合物7種，含硫化合物9種,醛類5種，醇類6種，酮類3種；含量較高的成分為二甲基二硫醚(4.36%)、二甲基三硫醚(13.36%)、1,2,4-三硫雜環(huán)戊烷(3.70%)、1-辛烯-3-醇(1.11%).