常见食用菌的热值测定分析

（渭南师范学院化学与材料学院，陕西渭南714000）

食用菌是一类有机、营养、保健的绿色食品，在我国栽培和利用较早、资源丰富。食用菌含有氨基酸、蛋白质、糖类、脂类、维生素、矿物质元素等多种营养成分，食用菌不仅味美，而且营养丰富，常被人们称作健康食品，在药理功效方面，食用菌具有抗肿瘤、调节免疫力、降低胆固醉等多种药理作用，其中所含的多糖类活性物质，能增强机体的免疫功能，且具有抑制肿瘤生长的作用，具有重要的开发利用价值。近年来，食用菌作为一种绿色食品日益受到人们的重视，对食用菌的食用和药用价值研究愈来愈深入，有关食用菌功能食品的开发也是食品开发的热点，目前对食用菌的微量元素及药理作用方面研究很多[1-3]。

热值可作为植物生长状况的一个有效指标，其含量可作为植物营养价值的标志之一。热值作为衡量物质质量的一个重要物理数据，从能量角度为评价同类食品质量提供一种新思路和新方法。氧弹量热法是一种准确测定物质燃烧热或生物质发热量的标准方法，目前用于食品热值测定方面较多[4-6]，而用于测定菌类食品热值方面的研究报道较少。文中以12种常见食用菌作为测试对象，用氧弹量热计法对其热值进行测定，并对样本间的热值进行归类分析，了解食用菌的热值情况，对于这类食品的配方设计、生产加工、贮藏及食用方面都具有一定的指导意义。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

WGR-1型电脑氧弹式量热计：长沙奔特仪器有限公司；101-2型电热鼓风干燥箱：上海市实验仪器总厂；电子天平：上海精细科学有限公司；苯甲酸（AR）：天津渤天化工有限公司；燃烧丝（康铜丝）：南京桑力电子设备厂提供；药用胶囊（批号H61023070）：西安金花制药；12种常见食用菌样本（茶树菇、香菇、金针菇、平菇、蟹味菇、海鲜菇、滑子菇、猴头菇、白玉菇、黑木耳、银耳、口蘑）：当地超市。

1.2 试验原理

燃烧热是指1 mol物质完全燃烧时所放出的热量。完全燃烧是指可燃性物质中的C生成CO2（g），H生成 H2O（L），S 生成 SO2（g），N 生成 N2（g）等。燃烧热通常在恒容或恒压情况下测定，试验原理参照文献[7]，试验采用氧弹热量计测量12种食用菌的恒容燃烧热，计算公式为：

式中：m为待测样本的质量，g；QV为待测样本的恒容燃烧热，J/g；W卡为热量计水当量，J/℃；ΔT 为燃烧前后温度的变化值，℃；Q点火丝为燃烧丝的热值，J/g，（Q点火丝=3 140 J/g）；Δm点火丝为燃烧丝参加反应的实际质量，g；Q胶囊位空胶囊的热值，J/g；m胶囊为空胶囊的质量/g。

1.3 样本处理

将12种食用菌带回实验室，用蒸馏水快速清洗后，置于80℃烘箱烘至恒重，粉碎过筛后备用。

1.4 热值测定

待测食用菌的取样量在0.3 g～0.5 g之间，用热量计测定其热值。

在热值测定过程中，对样本的前期处理可用胶囊作载体、用滤纸包裹或压片3种选择，本试验选用胶囊做待测物载体方式，选取密封性良好的药用空胶囊做载体，将装好样本的胶囊置于氧弹，接好燃烧丝，装好氧弹，充入氧气，测其燃烧热值，试验步骤严格按文献[7]步骤进行。

2 结果与讨论

2.1 量热计水当量W卡

试验以苯甲酸作为标准物来测定量热计的水当量，测定数据利用1.2中公式进行处理，本试验求得热量计的水当量W卡=14.59 kJ/℃，按同法平行测3次，测出量热计水量当的3次平均值为：W卡=14.88 kJ/℃。

2.2 胶囊壳热值

取空胶囊精确称其质量，按文献[7]中的试验步骤进行胶囊壳的热值测定。空胶囊热值平行测3次，数据利用1.2中的公式计算，胶囊的热值均值为Q胶囊=24.03 kJ/g。

2.3 12种食用菌样本的ΔT曲线

热值测定试验中，样本燃烧前后温度的变化值ΔT不能直接准确测量，需用雷诺图校正法进行处理。本研究中对12种食用菌样本进行试验测定后，根据测定数据结果分别拟合出每种食用菌样本燃烧时的ΔT，所有数据用Excel软件进行绘图，ΔT曲线如图1。

图1 12种食用菌样本的ΔT曲线图Fig.1 ΔT curves of l2 edible fungus

2.4 食用菌热值结果

利用1.2中的公式计算12种食用菌样本的热值。试验中每个分析样本平行测3次，测定结果取3次测定值的平均值，结果如表1。表1中热值QV表示待测样本的热值，热值结果用“平均热值±标准差”表示。

表1 12种食用菌的热值结果Table 1 The results of calorific value of 12 edible fungus

由表1可得，12种食用菌中平菇的热值最大，黑木耳的热值最低，其中猴头菇、香菇、金针菇和银耳，蟹味菇和海鲜菇的热值比较接近。

食用菌中因含能物质、主成分及微量元素含量不同，每个分析样本所具有的热值也不同，食用菌的热值因其化学组成、有机成分含量、种类等的不同而有所差异[8－9]。从表1看出，平菇和茶树菇的热值显著高于其它各菌类（P＜0.05），12种食用菌的热值由大到小的顺序为平菇＞茶树菇＞滑子菇＞白玉菇＞金针菇＞银耳＞香菇＞猴头菇＞蟹味菇＞海鲜菇＞口蘑＞黑木耳，表明在常见菌类食品中茶树菇和平菇属于高能食用菌。黑木耳的热值明显低于其它食用菌热值（P＜0.05）。

样本的热值与样本的种类、不同的生长气候条件和不同生存空间等外在因素有关，样本的组成物质成分等内在因素也对热值有一定的影响。聚类分析法将样本按相似程度（距离远近）划分类别，其主要依据是聚到同一个数据集中的样本该彼此相似，而属于不同组的样本不相似，为了进一步分析所有样本间热值的相关性，利用热值这一原始信息数据对样本进行聚类分析。

2.5 热值聚类分析

为进一步分析12种食用菌样本之间热值的相关性，将热值作为原始信息数据，利用化学计量学中的聚类分析方法，对12种食用菌分析样本根据其热值信息进行归类分析，数据处理过程利用统计软件在计算机上完成。根据表1中热值数据，利用MATALB软件完成聚类分析，得聚类谱系图（如图2）。

图2 12种食用菌热值聚类结果Fig.2 The cluster result of calorific value of 12 edible fungus

分析图2热值聚类图，当欧氏距离在2～3.5时，图中 2、3、4、7、9、11 号样聚为一类，即猴头菇、滑子菇、白玉菇、香菇、金针菇和银耳的热值相近，表明这5个分析样本中的化学成分及含高能物质等之间具有一定的相似性，同时也表明这几种食用菌在主成分含量及食用功效上具有一定的相似性[10]；图2中5、6、10号样本聚为一类，即口蘑、海鲜菇和蟹味菇的热值相近，说明这3种食用菌的化学成分、微量元素含量及含能物质都存在一定的相似性，口蘑含大量膳食纤维，属于低热量食物，海鲜菇含8种人体必需氨基酸和多糖体，蟹味菇含有17种氨基酸和丰富的维生素，富含膳食纤维和多种生物活性成分，说明在食用功效上口蘑、海鲜菇和蟹味菇具有一定的相似性[10－11]；图2中12号样单独聚为一类，表明黑木耳中高能物质含量较低，与其它样本之间存在较大的差异，其热值结果（QV=11.62 kJ/g）也相对最低，黑木耳含多种微量元素，其中钙和铁含量较高，热值低于其它样本也与其主成分及微量元素含量等有关[11]；图2中1号和8号样聚为一类，表明茶树菇和平菇的热值较为相近，其中所含高能物质含量存在一定的相关性，在常见食用菌中属于高能菌类，说明这两种食用菌中含能物质含量分配相对较高。以上分类结果同时表明了聚类分析法能根据热值这一信息值大小能进行样本的行准确分类。

从以上分析可得出，聚类分析法结合热值信息用于样本的分类分析是一种新的分类方法，方法简单、归类结果准确直观，可见将热值作为一新的信息数据引入样本分类分析研究中，能从能量角度为评价同类食品的质量提供新的思路和方法，是一种较好的分类鉴别分析方法。

3 结论

开发利用食用菌资源，应该从研究食用菌的化学组成、理化性质和贮藏加工过程中的各种变化等方面着手，为保鲜和深加工提供理论基础。食用菌具有独特的营养和保健作用，食用菌类食品作为功能性食品有其巨大的优势和市场潜力，在开发各类功能性食品方面具有广阔的前景。

食用菌所含主成分因品种、培养料、栽培方法、采收时间和贮藏加工等诸多因素不同而有所差异，由于含能物质、微量元素含量不同，其所含热值也不同。本试验测定结果显示12种食用菌的热值在11.62 kJ/g～21.05 kJ/g之间，其中平菇和茶树菇样本的热值相对较高，木耳样本的热值相对较小，而猴头菇、滑菇、白玉菇、香菇、金针菇和银耳的热值较为相近。本研究为常见食用菌的热值分析研究方面提供一定的试验参考数据，也在人们广泛研究开发和加工利用常见食用菌功能性食品等分析方面具有一定的参考意义。

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