闫素君,谢惜媚,林素贞,徐爱国,蒋思萍,陈 彬,刘在民,刘 岚
(1.中山大学化学与化学工程学院,广东广州510275;2.中山大学测试中心,广东广州510275;3.西藏自治区高原生物研究所高原真菌重点实验室,西藏自治区拉萨850001;4.中山大学海洋学院,广东广州510275)
食用菌不但营养价值高,如含有高蛋白低脂肪及丰富的膳食纤维、各种维生素和人体必需的矿质元素,而且还含有多种具有广泛药理作用的活性成分,如多糖类、核苷类和生物碱类等[1-2]。除此之外,食用菌还因其含有的挥发性芳香物质而具有独特的香味,这是决定其品质的一个重要因素。
食用菌中挥发性呈香物质主要包括挥发性八碳化合物、含硫化合物和一些酸、酮、醛、酯类化合物等,且不同品种、不同生长部位以及不同发育阶段的食用菌所含的成分和含量均有所差异[3]。李秦等对新鲜平菇与香菇子实体中的芳香成分进行比较分析,发现平菇中的主要成分是酸类物质,香菇中的主要成分是蘑菇醇、正十六烷、二甲基三硫、3-辛醇、3-辛酮和亚油酸[4]。郑建仙等应用同时蒸馏萃取法从福建香菇的伞部和柄部分别鉴定出24种和8种含硫化合物的挥发性成分,其中以含硫杂环化合物最为重要[5]。
双孢菇Agaricus bisporus隶属真菌门 (Eumycota),担子菌亚门 (Basidiomycatina),伞菌纲(Agaricomycetes),伞菌目 (Agaricales),伞菌科(Agaricaceae),蘑菇属 (Agarics),是唯一确定了染色体组型的食用菌栽培菌种,也是世界食用菌生产中最大的一个菇种,分布地域较广泛,具有较高的营养价值和药用价值,享有“素中之王”的美称[6-7]。其人工栽培始于法国路易十四时代,距今约有300年,从原始的自然采种开始,经历了纯种培养、组织分离、孢子分离、杂交育种等阶段,为双孢菇的商业性栽培提供了许多重要的品种[8]。
目前,国内对双孢菇的化学研究主要集中在多糖、多酚等活性成分,而对于双孢菇呈味物质的研究尤其是针对挥发性呈香化学物质的研究则相对较少[9]。本文对西藏拉萨3个不同来源的双孢菇样品(编号为694,709,2796)采用水蒸气蒸馏法提取挥发油,利用薄荷醇作为参照标准物质,应用气相色谱-质谱法结合NIST谱库检索研究了挥发油中的化学成分,峰面积归一化法确定样品中各成分的相对含量,并与1个广州样品 (编号0107)进行对比。共从4个双孢菇样品中分析鉴定得到40个挥发性化学成分,根据分析结果比较了不同样品中挥发性成分的异同,为双孢菇的综合开发利用提供理论依据。
美国 Voyager气-质联用仪。色谱柱 TG WAXMS(30 m ×0.25 mm ×0.25 μm),载气 He气,流量2 mL/min;进样量1 mL,分流进样,分流比15∶1;柱起始温度40℃,保持3 min,以10℃/min升至200℃,然后以10℃/min升至240℃,保持2 min;电离方式EI;离子源温度200℃,GC界面温度240℃,检测器电压400 V;采用全扫描模式,扫描质量范围19~450 amu。标准谱库为美国NIST 05谱库。
色谱纯薄荷醇,去离子水,乙醚,无水硫酸钠,氯化钠都为分析纯。
来自西藏拉萨的3个双孢菇样品,其中694号采自西藏林芝鲁朗镇,709号采自西藏林芝八一镇,经由中国科学院微生物研究所分离菌种、筛选和驯化后在西藏拉萨栽培试种成功;2796号为福建农科院人工栽培双孢菇As2796,在西藏拉萨栽培试种成功。1个双孢菇样品0107号来自广州产人工栽培菌种。样品种属由中国科学院北京微生物所姚一健研究员鉴定。
4个待测样品制备方法:蘑菇切片,50℃烘干,粉碎机粉碎,密封储存。
使用水蒸气蒸馏法提取挥发油,选择薄荷醇作为参照物质。称取12.00 g双孢菇样品,依次加入120 mL去离子水和30.00 g NaCl,静置30 min后加入0.05 mL浓度为1.0 mg/mL的薄荷醇乙醚溶液,加热搅拌并持续回流8 h。乙醚萃取提取液3次,合并后浓缩为1 mL,经GC-MS检测。
图1 4个双孢菇样品挥发性成分的总离子流谱图Fig.1 Total ion chromatograms of volatile components from Agaricus bisporus
4个双孢菇样品挥发性成分的总离子流谱图如图1所示。结合NIST谱库检索,从4个样品中共分析鉴定了40个化合物,检索结果见表1,其与参照物的相对峰面积见表2(编号为19的物质为参照物薄荷醇)。
表2 双孢菇挥发性化学成分相对含量Table 2 Relative contents of volatile components from Agaricus bisporus
表1和表2的测试结果表明:样品2796号含有25个化学成分,检出率占乙醚提取物的43.10%,在4个样品中最高,其中醛、酮、醇及酯类化合物共15个,含量为39.73%;样品709号含有27个化学成分,检出率占乙醚提取物的37.15%,其中醛、酮、醇及酯类化合物共16个,含量为35.72%;样品694号含有30个化学成分,检出率占乙醚提取物的33.17%,其中醛、酮、醇及酯类化合物共18个,含量为31.34%;广州样品0107号含有25个化学成分,与西藏的3个样品相比,检出率占乙醚提取物的含量最低,为27.24%,含有的醛、酮、醇及酯类化合物共16个,含量为22.73%。从测试结果还可发现:样品694号,709号中含量较高的挥发性成分高度一致,依次为苯甲醇、糠醛、苯甲醛和柏木醇,分别占总挥发物含量的85.5%,85.4%;样品2796号除上述4种物质外 (占总含量的81.7%),尚含有0.15%的9,12-亚油酸甲酯;广州样品0107号中除含量较高的为苯甲醇、糠醛、糠醇外,尚含有2-(1,1-二甲基乙基)-3-甲基-环氧乙烷 (5.36%),2-丙烯醇 (1.39%)和马索亚内酯 (1.05%),与西藏的3个样品结果有明显不同。文献报道食用菌挥发性成分中醛、酮、醇及酯类的化合物含量较多,本文研究结果与之一致[3]。
4个样品的GC-MS定性和定量结果表明:来源于西藏地区的双孢菇样品,其挥发性化学成分含量较高,其中野生菌种驯化后栽培的样品694号,709号高含量挥发性成分高度一致,内地引进栽种的样品与之稍有不同;而广州样品0107号与其他3个西藏样品比较其挥发性成分和含量差异较大。由此证明菌种来源,产地气候,栽培方式的不同会影响其风味[10-11]。西藏拉萨位于青藏高原的南部,纬度较低,海拔高,日照时间长,昼夜温差大,且采用藏区特有的青稞桔杆进行双孢菇的栽培,可能影响了双孢菇菌株生长及其挥发性代谢产物的种类和含量,从而具有独特的风味。本文研究结果为双孢菇的综合开发利用提供了理论依据,可充分利用极具优势的西藏野生蘑菇资源,具有很好的经济价值。
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