不同干燥方式对林芝松口蘑挥发性风味的影响

刘振东,刘红丽,姜静雨,罗章,李梁,薛蓓*

1(西藏农牧学院 食品科学学院,西藏 林芝, 860000) 2(西藏自治区食品药品检验研究院, 西藏 拉萨,850000)

松口蘑(Tricholomamatsutake)又名松茸,隶属于担子菌亚门、口蘑科,口蘑属,主要分布在中国、日本、韩国等地。其中我国主要分布在黑龙江、吉林、云南以及西藏等地区[1-2]。近年来由于松茸的抗肿瘤、抗氧化、降糖等功效逐渐被科学证实[3-5],一时间松茸成为了食药用菌市场的翘楚。云南、黑龙江等地区的松茸主要是以鲜货的形式发往各地,而西藏由于地理位置相对偏远,交通条件相对落后,而新鲜的松口蘑因呼吸作用强、水分含量高而易于腐变质[6-8],所以西藏产的松茸主要以干品的形式运出。西藏松茸在国内外市场占有重要的地位,已成为西藏对外贸易的第一大林下产品,2017年鲜品产量达165 t,其中60%以干品的形式销往各地。风味作为衡量松茸干品品质的重要因素,与其遗传特性、环境因子、生长发育阶段及干制方式等因素密切相关[9-10]。有研究表明,干制方式对食用菌干品的风味影响显著[11]。目前常见的食用菌干制方法主要有自然干燥、热风干燥、真空干燥和冷冻干燥等。

本研究以西藏林芝产新鲜松茸为原料,通过自然干燥、热风干燥、真空干燥和冷冻干燥4种不同的方式制备松茸干品,其干燥条件如表1所示，同时利用电子鼻和GC-MS对松茸干品的风味进行比较分析,从而评价不同干燥方式对松茸风味的影响,为松茸干品的风味控制提供理论参考。

表1 不同干燥方式Table 1 Diffrerent drying methods of Tricholoma matsutake

1 材料与方法

1.1 材料与设备

松茸,采自林芝市波密县易贡乡,经西藏自治区高原生态研究所徐阿生教授鉴定为松茸。NaCl(AR),国药集团化学试剂有限公司;盐酸(AR),天津科密欧试剂有限公司;谷氨酸钠,美国Sigma公司。

DHG-9030鼓风干燥箱,上海一恒;DZF-6020A真空干燥箱,上海力晨;FD-1A-50冷冻干燥机,上海联鲸;Smart Nose电子鼻,上海瑞纷;08-2T恒温磁力搅拌器,上海颖浦;57330-U固相微萃取装置,美国supelco;57348-U 50/30um DVB/CAR/PDMS 固相微萃取针,美国 supelco;7890A-5975C 气相色谱质谱联用仪,美国 Agilent。

1.2 实验方法

1.2.1 松茸子实体的干制

1.2.2 电子鼻检测

准确称取不同干制方法得到的松茸粉末各1.0 g分别放入10 mL顶空瓶中,加盖密封待检。检测条件：载气为合成干燥空气,流速为150 mL/min,顶空产生时间为600 s,产生温度为50 ℃,搅动速度为500 r/min。样品顶空气体注射体积为500 μL,注射速度500 μL/s,注射针总体积5.0 mL,注射针温度60 ℃,最后数据采集时间120 s,延滞时间600 s。

1.2.3 GC-MS检测

萃取条件：取5.0 g松茸粉末样品置于顶空萃取瓶中,密封,置于60 ℃水浴,平衡20 min,插入活化的萃取针顶空萃取30 min。萃取针使用前,在气质进样口活化20 min(250 ℃)。

GC条件：进样口温度250 ℃,气质接口温度250 ℃,载气流速1.0 mL/min。进样量0.5 μL,分流比100∶1。

升温程序：初始50 ℃,保持1 min,以5 ℃/min升温到100 ℃保持5 min；4 ℃/min升温到140 ℃保持10 min；4 ℃/min升温到180 ℃保持10 min；4 ℃/min升温到240 ℃保持10 min；5 ℃/min升温到250 ℃保持10 min。

MS条件：离子源温度230 ℃,四级杆温度150 ℃,EI电离70eV,全扫描50～550 Da。

2 结果与讨论

目前,针对干燥方式对松口蘑品质的影响主要集中在颜色、营养成分及氨基酸组成等方面。而针对不同干燥方式下松口蘑挥发性成分的研究相对较少,且主要集中在通过GC-MS技术进行挥发性成分的研究,鲜有通过多种手段联合对不同干燥松口蘑开展挥发性风味成分研究。而本研究通过采用GC-MS联合电子鼻分子技术对4种常见干燥方式下西藏林芝产松口蘑的风味进行了综合评价,将为林芝松口蘑的干燥方式选择提供一定的理论支持,同时也为电子鼻和GC-MS两种风味检测技术在松口蘑干品研究中的准确性和一致性上提供了实验支持。

2.1 电子鼻分析

图1为不同松茸样品传感器响应雷达图。由图1可知，S1、S5、S8传感器的信号普遍较强,S1传感器主要对氨气、胺类物质比较敏感,S5传感器对醇类、酮类、醛类和芳香族化合物比较敏感,S8对挥发性有机化合物比较敏感。4个不同干燥的样品传感器的响应轮廓大致相同,但响应强度有所差别,这4个样品的雷达响应值大小依次为：真空>晾干>冻干>烘干。其中,烘干样品雷达响应值最小,可能在样品制作过程中气味损失较为严重,或其气味较难挥发,真空样品的雷达响应值最大,能够在生产过程中,较为完整得保留样品的气味信息。

图1 四种方法干制松茸的电子鼻雷达图Fig.1 Radar map of of Tricholoma matsutake in diffrerent drying methods

图2为4中干制松茸样品的电子鼻主成分分析图，PC1和PC2 的总贡献率为 98.81%,表明PC1和PC2基本可以代表样品全部信息,提取了干燥松茸挥发性香气成分的主要特征,可用于比较不同干燥方式松茸的挥发性香气成分。

图2 四种方法干制松茸电子鼻主成分分析图Fig.2 Principal component analysis of Enose sensor of Tricholoma matsutake in diffrerent drying methods

图3为4种干制松茸样品的电子鼻DFA图。可以看到,各样品的重复性较好且样品间互不干扰。区别指数DI值为90.73,由此可知电子鼻可以很好地区分4种不同干燥方式得到的松茸干品。此外,样品的排布方式也与雷达响应图响应程度呈规律性排列,按照真空、晾干、冻干、烘干的方式依次排布。LDA 同样区分效果很好,所以 SuperNose 电子鼻可用于松茸加工工艺的区分。

图3 四种方法干制松茸电子鼻DFA分析图Fig.3 DFA analysis of Enose sensor of Tricholoma matsutake in diffrerent drying methods

2.2 GC-MS分析

表2所列为 GC-MS 检测的不同干燥方式松茸的主要挥发性成分。4 种样品总共鉴定出 137 种化合物,其中自然风干109种、其中醇类14种占比25.81%,醛类16种占比5.65%,酯类16种占比4.35%,酚类2种占比0.26%,烯烃类22种占比46.94%,烷烃类16种占比3.85%,酮类9种占比5.02%,呋喃类1种占比0.14%,胺类3种占比1.20%,酸类2种占比0.22%,吡嗪类5种占比3.94%,其他物质3种占比1.11%。相对于其他干燥方法含有1种独有风味物质为长叶烯。

表2 不同干燥方式松茸主要挥发性成分组成及相对含量Table 2 Volatile aroma components and relative contents of Tricholoma matsutake in diffrerent drying methods

续表2

续表2

热风干燥112种,其中醇类12种占比19.99%、醛类21种占比7.40%,酯类15种占比6.51%,酚类2种占比0.29%,烯烃类19种占比39.25%,烷烃类15种占比3.69%,酮类10种占比13.36%,呋喃类1种占比0.09%,胺类3种占比0.73%,酸类5种占比4.45%,吡嗪类5种占比1.60%,其他物质4种占比0.83%。相对于其他干燥方法含有6种独有风味物质,分别为3,3-二甲基丙烯酸、5-乙基-2-糠醛、苯乙酮、乙酸芳樟酯、3-羟基丁酸乙酯、椰子醛。

冷冻干燥108种,其中醇类16种占比33.70%,醛类16种占比4.43%,酯类16种占比6.25%,酚类2种占比0.52%,烯烃类19种占比35.60%,烷烃类16种占比6.86%,酮类12种占比6.26%,呋喃类1种占比0.13%,胺类3种占比1.54%,酸类2种占比0.32%,吡嗪类4种占比1.67%,其他物质3种占比0.63%。相对于其他干燥方法含有1种独有风味物质为3-辛烯-2-酮。

真空干燥109种,其中醇类10种占比27.91,醛类17种占比5.79%,酯类20种占比6.52,酚类3种占比0.57%,烯烃类19种占比33.64%,烷烃类16种占比4.77%,酮类9种占比8.31%,呋喃类1种占比0.06%,胺类1种占比0.59%,酸类5种占比8.28%,吡嗪类4种占比1.06%,其他物质3种占比0.62%。相对于其他干燥方法含有7种独有风味物质,分别为3-羟基-2-丁酮、苯酚、丁酸乙酯、乳酸乙酯、3-羟基丁酸乙酯、DL-泛酰内酯、γ-己内酯。

综上所述,4种干燥方式所含的挥发性风味成分主要集中在烯烃类、醇类、酮类、醛类、酯类及烷烃类,其含量均在3.5%～47.0%。此结果与电子鼻分析结果吻合。

3 结论

自然干燥、热风干燥、真空干燥及冷冻干燥4种干燥方式所得松茸通过电子鼻检测发现其样品传感器的响应轮廓大致相同,但响应强度有所差别,4个样品的雷达响应值大小依次为真空>晾干>冻干>烘干,其中真空样品的响应值最大,较为完整的保留了松茸的风味信息；通过主成分分析和DFA图可知电子鼻技术能够较好的覆盖4个样品的风味信息,且互不干扰,该技术可用于不同样品的区分及鉴别。4个样品通过GC-MS共检测到137 种化合物,其中自然干燥109种,特有化合物1种；热风干燥112种,特有化合物6种；冷冻干燥108,特有化合物1种；真空干燥109种,特有化合物7种。通过本研究初步发现4种干燥方式得到的松茸干品均有一定数量的特有挥发性组分,其中热风干燥和真空干燥特有组分明显多于自然干燥和冷冻干燥,说明松口蘑在40 ℃以上干制处理产生了一些新的风味组分。而在本研究中4种干品中均发现了大量的芳樟醇和柠檬烯,这与石芳等[12]的研究存在一定的差异,具体原因有待进一步将云南香格里拉产松茸与西藏林芝产松茸开展风味成份的对比研究。