褚东阳,张震遐,云少君,常明昌,孟俊龙,刘靖宇,冯翠萍
(山西农业大学食品科学与工程学院,山西 太谷 030801)
蛹虫草菌丝体粉营养成分及挥发性气体成分分析*
褚东阳,张震遐,云少君,常明昌,孟俊龙,刘靖宇,冯翠萍**
(山西农业大学食品科学与工程学院,山西 太谷 030801)
探究蛹虫草(Cordyceps militaris)菌丝体粉的营养成分和挥发性气体成分,为其进一步开发提供一定的理论依据。采用失重法检测灰分和水分含量,脂肪、蛋白质、总糖含量测定分别采用索氏提取法、凯氏定氮法和蒽酮—硫酸比色法,气质联用仪分析挥发性气体成分。结果显示:蛹虫草菌丝体粉中水分、灰分、蛋白质、脂肪、总糖的含量分别为5.73%、2.54%、3.82%、7.12%、67.58%;挥发性气体成分共鉴定出44种,其中醛类物质14种,占峰面积的47.53%,是蛹虫草菌丝体粉中主要的风味物质。
蛹虫草;菌丝体;营养成分;挥发性成分
蛹虫草(Cordyceps militaris)是公认的食药两用真菌,近年研究表明蛹虫草与冬虫夏草营养成分极其相似,无任何毒副作用,可以作为冬虫夏草的良好代用品,并且蛹虫草对环境的要求比较低,能够被大规模人工培育,使得蛹虫草成为替代冬虫夏草的现代保健品研究的热点[1-3]。菌丝体作为蛹虫草生产的附产物,其进一步被有效利用对提高蛹虫草产业的发展具有重要的意义。
蛹虫草人工培养基的碳源、氮源、培养基C/N等因素,以及培养时间、温度、湿度和光照等条件,对蛹虫草菌丝体和子实体的产量和活性物质含量具有重要的影响,且不同品种蛹虫草的菌丝体活性成分含量有一定的差异[4-8]。张显科等[9]、罗群等[10]报道大米、木薯蚕蛹栽培的蛹虫草子实体化学成分,刘建华等[11]、孙月等[12]分析野生蛹虫草及米饭培养基培养的人工蛹虫草子实体的成分,结果显示人工栽培蛹虫草可以作为野生蛹虫草的替代品,同时也表明了蚕蛹培养基培育的蛹虫草要优于大米培养基。
目前针对蛹虫草的研究多集中于其子实体成分及其功能的探讨,但是对野生和人工蛹虫草的化学成分的研究不够深入,鲜见有关于其挥发性气体成分的报道。因此本试验选取以液体发酵培养的蛹虫草菌丝体干燥后的干粉为原料,对其水分、灰分、脂肪、蛋白质、总糖等营养成分含量,以及挥发性气体成分种类进行测定,为蛹虫草菌丝体产品的研制提供一定的理论依据。
1.1原料
蛹虫草菌丝体粉由山西农业大学食用菌中心提供。
1.2主要试剂
浓硫酸、对硝基苯酚、五水硫酸铜、硫酸铵、蒽酮由天津市天力化学有限公司提供;乙酸钠、乙酸、37%甲醛及乙酰丙酮由天津市进丰化工有限公司提供。
1.3主要仪器与设备
分析天平(0.0001 g),北京赛多利斯天平有限公司;HHS型恒温水浴锅,上海博讯实业有限公司医疗设备;HCP-100型高速粉碎机,浙江省金穗机械制造厂;DF205电热鼓风干燥机,吴江市腾新烘箱制造厂;722G型可见分光亮度计,上海精密科学仪器有限公司;索氏提取器,上海比朗仪器有限公司;凯氏定氮瓶,上海比朗仪器有限公司;Frace ISQ型气相色谱与质谱联用仪,赛默飞世尔科技有限公司;马弗炉,美国培安公司。
1.4主要营养成分的测定
1.4.1灰分含量的测定
参照文献 [13],精确称量2 g~3 g样品于已恒重的坩埚中,置于电炉上,先以小火加热使样品充分炭化至无烟,然后移入550℃高温炉灼烧约2 h至白色灰分,移入干燥器中冷却,称量,再灼烧至恒重,减去坩锅重量即为灰分的重量。
1.4.2脂肪含量的测定
按GB/T5009.6-2003方法进行测定。
1.4.3蛋白质含量的测定
按GB/T5009.5-2010方法进行测定。
1.4.4总糖含量的测定
采用蒽酮硫酸比色法进行测定[14]。
1.5挥发性气体成分的测定[15]
1.5.1样品的制备
取5 g干燥样品粉末,添加一定比例的双蒸水于烧杯中,封口浸泡5 h,取8 mL置顶空萃取瓶。样品与双蒸水的比例为1:8[15]。
1.5.2取样
取样前先将固相微萃取头在气相色谱进样口250℃老化2 h,进样口采取不分流模式,载气为He,流量1.0 mL·min-1。将固相微萃取器的萃取头通过聚四氟乙烯隔垫插入到样品瓶顶空部分,萃取30min,萃取温度为50℃,然后将萃取头抽出,插入GC-MS进样口,于250℃解吸1 min,进行GC-MS检测。
1.5.3GC-MS分析条件
气相色谱条件:HP-5MS(30 m×25 mm×25 μm)毛细管柱;载气为He,流量1.0 mL·min-1;程序升温:进样口温度260℃,起始温度40℃,停留5 min,以10℃·min-1升至180℃,停留1 min,然后以10℃·min-1升至280℃,最后停留20 min。
质谱条件:质谱温度为280℃,电离方式EI,离子源温度230℃,电子能量70 eV,扫描质量范围为40 u~500 u。
1.6数据处理
由GC-MS分析的质谱数据经计算机检索,结合文献,确定其化学成分,用峰面积归一化法定量,得到各组分的相对含量,再结合保留时间、质谱、实际成分和匹配指数等参数进一步确定部分组分。
2.1营养成分
蛹虫草菌丝体粉主要营养成分含量见表1。
由表1可以看出,蛹虫草菌丝体粉中水分、灰分、蛋白质、脂肪、总糖含量分别为 5.73%、2.54%、3.82%、7.12%、67.58%。
2.2挥发性气体成分
表1 蛹虫草菌丝体粉主要营养成分含量Tab.1 Main nutritional component content of Cordyceps militaris mycelium power
蛹虫草菌丝体粉挥发性成分的总离子流色谱图见图1,共鉴定出44种化合物,蛹虫草菌丝体粉中的挥发性成分见表2。
表2 蛹虫草菌丝体粉中的挥发性成分Tab.2 Volatile compounds of Cordyceps militaris mycelium power
图1 蛹虫草菌丝体粉中挥发性成分的总离子流色谱图Fig.1 Total ion chromatogram of volatile compounds from Cordyceps militaris mycelium power
在所确定的成分中,共鉴定出44种挥发性化合物,其中醛类物质14种,占峰面积的47.53%;烯类物质2种、酸类物质2种,占峰面积的6.93%;酯类12种、呋喃类3种、苯类3种、醇类4种和酮类4种,所占百分比分别为6.61%、2.99%、2.97%、1.00%及0.28%。可见,醛类物质是蛹虫草菌丝体粉中的风味主体。
(续表2)
蛹虫草菌丝体粉中水分、灰分、蛋白质、脂肪、总糖的含量分别为5.73%、2.54%、3.82%、7.12%、67.58%;共鉴定出44种挥发性化合物,其中,醛类物质14种,占峰面积的47.53%,是主要的风味物质。
[1]邵力平.真菌分类学[M].北京:中国林业出版社,1984.
[2]张金艳.蛹虫草人工培养技术及其主要有效成分调控的研究[D].重庆:西南大学,2010.
[3]杜军国.蛹虫草生长发育条件研究[D].西安:陕西科技大学,2013.
[4]Kim SW,Hwang HJ,Xu CP,et al.Optimization of submerged culture process for the production of mycelial biomass and exo-polysaccharides by Cordyceps militaris C738[J].Journal of Applied Microbiology,2003(94):120-126.
[5]Xie CY,Gu ZX,Fan GJ,et al.Production of Cordycepin and mycelia by submerged fermentation of Cordyceps militaris in mixture natural culture[J].Applied Biochemical Biotechnology, 2009(158):483-492.
[6]付鸣佳,王小菁,黄文芳.蓝光诱导蛹虫草菌丝类胡萝卜素的积累[J].微生物学通报,2005,32(5):24-28.
[7]Shih IL,Tsai KL,Hsieh C.Effects of culture conditions on the mycelial growth and bioactive metabolite production in submerged culture of Cordyceps militaris[J].Biochemical Engineering Journal,2007,33(3):193-201.
[8]于田田,钱和.生物富硒对蛹虫草菌丝体化学成分的影响[J].食品科技,2006,31(1):133-135.
[9]张显科,刘文霞.蛹虫草化学成份测定[J].菌物系统,1997,16(1):78-80.
[10]罗群,莫现会,杨其保,等.木薯蚕蛹虫草有效成分含量分析初报[J].广西蚕业,2016,53(1):22-25.
[11]刘建华,孙月,卜宁.人工培育蛹虫草与野生蛹虫草氨基酸成分测试分析[J].中国食用菌,1998,18(3):18-19.
[12]孙月,薛阳,王琦.野生蛹虫草与组培蛹虫草子实体的成分测定与分析[J].辽宁师专学报,1999,1(1):86-87.
[13]曹利民,李慧,李婷,等.江西赣南客家16种野生蔬菜营养成分的测定[J].食品研究与开发,2015,36(10):19-22.
[14]汤灿辉,彭新君,文礼章,等.蒽酮-硫酸比色法测定三叶虫茶中总糖的含量[J].湖南中医药大学学报,2008,28(5):38-40.
[15]李巍青,王浩,蒋丽婷,等.顶空固相微萃取-气质联用测定荔枝果醋中挥发性成分[J].中国酿造,2011(12):160-162.
Analysis on Nutritional Ingredients and Volatile Composition in Cordyceps militaris Mycelium Powder
CHU Dong-yang,ZHANG Zhen-xia,YUN Shao-jun,CHANG Ming-chang, MENG Jun-long,LIU Jing-yu,FENG Cui-ping
(College of Food Science and Engineering,Shanxi Agricultural University,Taigu 030801,China)
The experiment is mainly to study the element of Cordyceps militaris mycelium power and provide some theoretical basis for the further development.The ash content was detected by weighing method.The fat and protein content was determined according to the Soxhlet extraction and the Kjeldahl determination method.Finally we used the HS-SPME/GC-MS to analyze the volatile components in C.militaris mycelium power.The results of the study are as follows:the content of moisture, ash,protein,fat,total sugar is 5.73%,2.54%,3.82%,7.12%,3.82%respectively.There are 44 kinds of volatile compounds in the C.militaris mycelium powder which included 14 kinds of aldehyde substances and they were the main flavoring substances in C.militaris mycelium power.The contribution of aldehyde material to the C.militaris mycelium flavor was biggest due to its low flavor threshold.
Cordyceps militaris;mycelium;nutritional ingredients;volatile composition
S646.9
A
1003-8310(2016)06-0038-04
10.13629/j.cnki.53-1054.2016.06.009
山西省煤基重点科技攻关项目(FT2014-03-01);黄土高原食用菌提质增效协同创新中心资助。
褚东阳(1990-),女,在读硕士研究生,主要研究方向为食品营养与安全。E-mail:chudongyangcdy@163.com
**通信作者:冯翠萍(1970-),女,博士,教授,主要从事食品营养加工与安全研究。E-mail:ndfcp@163.com
2016-09-16