高压热水浸提法提取金针菇中游离氨基酸的优化研究

王广慧

(绥化学院食品与制药工程学院，黑龙江绥化 152061)

金针菇(Flammulina velutiper)，学名毛柄金钱菌。现代药理研究表明，金针菇含有多种有效药用成分，尤其是其中的氨基酸类物质具有抗菌、防癌、防幅射、抗溃疡等多种功效［1］。研究显示，金针菇的游离氨基酸中除含有人体所必需的7 种氨基酸外，还富含谷氨酸、丙氨酸、精氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、组氨酸以及少量的甘氨酸、胱氨酸、脯氨酸［2］，不仅可用于保健品和营养品中，还可用作食品添加剂或动物饲料添加剂［3，4］。因此，金针菇中游离氨基酸具有广阔的开发前景，建立高效经济的金针菇中游离氨基酸提取方法具有重要的现实意义。本研究运用高压热水浸提技术提取金针菇中的游离氨基酸，并通过单因素试验和正交试验对金针菇中游离氨基酸的提取工艺进行了优化，以期能为合理开发金针菇中游离氨基酸资源开辟一条新的途径。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

金针菇，购于绥化市大润发超市。药剂包括:谷氨酸、无水乙醇、三氯乙酸、茚三酮、乙酸、乙酸钠、抗坏血酸等，均为国产分析纯。主要仪器包括:高速万能粉碎机(FW100 型，天津市泰斯特仪器有限公司);立式压力蒸汽灭菌器(BL-50A 型，上海博讯实业有限公司);电热恒温水浴锅(DK-98-ⅡA 型，天津市泰斯特仪器有限公司);紫外可见分光光度计(752 型，上海菁华科技仪器有限公司)。

1.2 测定方法及试验参数的确定

采用茚三酮比色法测定金针菇中游离氨基酸的含量。

1.2.1 标准曲线的绘制

茚三酮显色液的制备:称取0.50g 茚三酮溶于100mL 水中得到5.0mg/mL 的茚三酮水溶液［5］。

谷氨酸标准溶液的制备:精确称取在105℃下常压干燥至恒质量后的谷氨酸标准品5.0 mg，添加蒸馏水定容至50mL，摇匀，得谷氨酸标准溶液(0.10mg/ mL)。

准确吸取谷氨酸标准溶液，按照文献［6］所述方法绘制标准曲线，得出线性回归方程。

1.2.2 金针菇中游离氨基酸含量的测定方法

将所测得的金针菇中游离氨基酸提取液的吸光度值(测定方法同“标准曲线的绘制”)代入线性回归方程可计算出游离氨基酸的含量C (mg/mL)，具体计算公式如(1)式。

1.3 高压热水浸提法提取金针菇中游离氨基酸的操作方法

金针菇经除杂、50℃烘箱干燥以及利用高速万能粉碎机粉碎(粉碎后过80 目筛)等预处理后，得到金针菇子实体干粉。准确称取金针菇粉若干份，每份3.0g，放入烧杯中，按一定比例加入蒸馏水，然后进行高压热水浸提。提取后离心，取上清液，用70～80℃水浴浓缩至原体积的1/2，然后按1∶3 的体积比加入15%三氯乙酸溶液后静置12h，以除去蛋白质等杂质。然后3 500r/min离心10min。准确吸取上清液按照1.2.1 所述方法进行测定，计算出提取液中游离氨基酸的含量及提取率。

1.4 高压热水浸提法提取金针菇中游离氨基酸的最佳工艺条件确定

1.4.1 单因素试验设计

(1)料液比对金针菇中游离氨基酸提取率的影响。准确称取金针菇粉5 份，每份3.0g。将每份金针菇粉依次按料液比为1∶20、1∶25、1∶30、1∶35、1∶40g/mL 添加蒸馏水，然后在108℃下高压热水浸提40min。后面的处理方法如1.3 所述，然后测定游离氨基酸提取率。

(2)高压热水浸提时间对金针菇中游离氨基酸提取率的影响。将每份金针菇粉按最佳料液比加蒸馏水，然后分别于108℃条件下高压热水浸提20、30、40、50、60min。后面的处理方法如1.3 所述，然后测定游离氨基酸的提取率。

(3)高压热水浸提温度对金针菇中游离氨基酸提取率的影响。将每份金针菇粉在最佳料液比、最佳高压热水浸提时间的条件下分别于90、100、108、115、121℃进行高压热水浸提。后面的处理方法如1.3 所述，然后测定游离氨基酸的提取率。

1.4.2 正交试验设计

在单因素试验的基础上选择对金针菇中游离氨基酸提取率影响较大的因素和水平进行正交试验，以确定提取金针菇中游离氨基酸的最佳条件。

2 结果与分析

2.1 标准曲线的绘制

根据试验获得的数据绘制标准曲线，得到氨基酸测定的线性回归方程为:y=1.685 7x +0.002 9，R2=0.999 6。

2.2 高压热水浸提法提取金针菇中游离氨基酸的试验结果

2.2.1 单因素试验结果

(1)料液比对金针菇中游离氨基酸提取率的影响。本试验设置了5 个不同的料液比，分别是1∶20、1∶25、1∶30、1 ∶35、1 ∶40g/mL，得到的数据结果见表1。

表1 料液比对金针菇中游离氨基酸提取率的影响

由表1 可知，当料液比为1∶40 时金针菇中游离氨基酸的提取率最高。虽然提取率有随液体量增加逐渐升高的趋势，但考虑到可能给后续浓缩环节带来的困难，此处仍选择最佳料液比为1∶40。

(2)高压热水浸提时间对金针菇中游离氨基酸提取率的影响。将每份金针菇粉按最佳料液比1∶40 加蒸馏水，分别于108℃下高压热水浸提20、30、40、50、60min，得到的数据结果见表2。

表2 高压热水浸提时间对金针菇中游离氨基酸提取率的影响

由表2 可知，高压热水浸提时间为50min 时金针菇中游离氨基酸的提取率3.23%，高于其他水平下的提取率，因而最佳高压热水浸提时间为50min。

(3)高压热水浸提温度对金针菇中游离氨基酸提取率的影响。将每份金针菇粉按最佳料液比1∶40 加蒸馏水，分别于90、100、108、115、121℃下高压热水浸提50min，得到的数据结果见表3。

表3 高压热水浸提温度对金针菇中游离氨基酸提取率的影响

由表3 可知，高压热水浸提温度为115℃时金针菇中游离氨基酸的提取率3.50%，高于其他水平下的提取率，因而最佳高压热水浸提温度为115℃。

2.2.2 正交试验结果

在单因素试验的基础上选择对金针菇中游离氨基酸提取率影响较大的因素和水平进行L9(33)正交试验。试验因素水平设计见表4。

表4 正交试验因素水平L9(33)

由表5 可知，各因素对提取率的影响依次为B (浸提温度)＞A (料液比)＞C (浸提时间)，由此确定提取金针菇中游离氨基酸的最优条件为B1A2C2，即:料液比为1∶35 (g/mL)、高压热水浸提温度为108℃、高压热水浸提时间为50min。在此条件下做验证试验，得到金针菇中游离氨基酸提取率为3.37%。

表5 正交试验结果

3 讨论

由于在高压条件下，被提取物的组织细胞及亚细胞结构发生了解体，从而使细胞内成分能够与溶媒充分接触而更易被释放［7］，因此本研究运用高压热水浸提法提取金针菇中的游离氨基酸，并通过单因素试验和正交试验对金针菇中游离氨基酸的提取工艺进行了优化。本试验研究数据显示，高压热水浸提法提取金针菇中游离氨基酸的最佳工艺条件为:料液比为1∶35 (g/mL)、高压热水浸提温度为108℃、高压热水浸提时间为50min。在此条件下，金针菇中游离氨基酸提取率为3.37%。

［1］申进文，贾身茂.金针菇营养成分研究［J］.中国食用菌，1997，5:36-38.

［2］王松，徐洪强，万江，等.野生和栽培金针菇中氨基酸含量的比较［J］.中国蔬菜，2010，24:57-60.

［3］卫样云.调味品生产市场的现状及今后发展展望［J］.中国调味品，1997，23(1):265-267.

［4］黄翠姬，刘昭明.复合调味品调配理论探讨［J］.中国调味品，1999，16(6):5-8.

［5］王昂，王丽丽，仪宏，等.茚三酮比色法测定谷氨酸含量的研究［J］.中国调味品，2005，8:50-52.

［6］詹忠根.茶树菇氨基酸提取工艺优化及组成成分的HPLC分析［J］.食品科技，2008，10:181-184.

［7］王广慧，戴明，王相刚，等.香菇多糖的提取条件研究［J］.食品研究与开发，2013，34(24):71-73.