高壓熱水浸提法提取金針菇中游離氨基酸的優化研究

王廣慧

(綏化學院食品與制藥工程學院，黑龍江綏化 152061)

金針菇(Flammulina velutiper)，學名毛柄金錢菌?，F代藥理研究表明，金針菇含有多種有效藥用成分，尤其是其中的氨基酸類物質具有抗菌、防癌、防幅射、抗潰瘍等多種功效［1］。研究顯示，金針菇的游離氨基酸中除含有人體所必需的7 種氨基酸外，還富含谷氨酸、丙氨酸、精氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、絲氨酸、組氨酸以及少量的甘氨酸、胱氨酸、脯氨酸［2］，不僅可用于保健品和營養品中，還可用作食品添加劑或動物飼料添加劑［3，4］。因此，金針菇中游離氨基酸具有廣闊的開發前景，建立高效經濟的金針菇中游離氨基酸提取方法具有重要的現實意義。本研究運用高壓熱水浸提技術提取金針菇中的游離氨基酸，并通過單因素試驗和正交試驗對金針菇中游離氨基酸的提取工藝進行了優化，以期能為合理開發金針菇中游離氨基酸資源開辟一條新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

金針菇，購于綏化市大潤發超市。藥劑包括:谷氨酸、無水乙醇、三氯乙酸、茚三酮、乙酸、乙酸鈉、抗壞血酸等，均為國產分析純。主要儀器包括:高速萬能粉碎機(FW100 型，天津市泰斯特儀器有限公司);立式壓力蒸汽滅菌器(BL-50A 型，上海博訊實業有限公司);電熱恒溫水浴鍋(DK-98-ⅡA 型，天津市泰斯特儀器有限公司);紫外可見分光光度計(752 型，上海菁華科技儀器有限公司)。

1.2 測定方法及試驗參數的確定

采用茚三酮比色法測定金針菇中游離氨基酸的含量。

1.2.1 標準曲線的繪制

茚三酮顯色液的制備:稱取0.50g 茚三酮溶于100mL 水中得到5.0mg/mL 的茚三酮水溶液［5］。

谷氨酸標準溶液的制備:精確稱取在105℃下常壓干燥至恒質量后的谷氨酸標準品5.0 mg，添加蒸餾水定容至50mL，搖勻，得谷氨酸標準溶液(0.10mg/ mL)。

準確吸取谷氨酸標準溶液，按照文獻［6］所述方法繪制標準曲線，得出線性回歸方程。

1.2.2 金針菇中游離氨基酸含量的測定方法

將所測得的金針菇中游離氨基酸提取液的吸光度值(測定方法同“標準曲線的繪制”)代入線性回歸方程可計算出游離氨基酸的含量C (mg/mL)，具體計算公式如(1)式。

1.3 高壓熱水浸提法提取金針菇中游離氨基酸的操作方法

金針菇經除雜、50℃烘箱干燥以及利用高速萬能粉碎機粉碎(粉碎后過80 目篩)等預處理后，得到金針菇子實體干粉。準確稱取金針菇粉若干份，每份3.0g，放入燒杯中，按一定比例加入蒸餾水，然后進行高壓熱水浸提。提取后離心，取上清液，用70～80℃水浴濃縮至原體積的1/2，然后按1∶3 的體積比加入15%三氯乙酸溶液后靜置12h，以除去蛋白質等雜質。然后3 500r/min離心10min。準確吸取上清液按照1.2.1 所述方法進行測定，計算出提取液中游離氨基酸的含量及提取率。

1.4 高壓熱水浸提法提取金針菇中游離氨基酸的最佳工藝條件確定

1.4.1 單因素試驗設計

(1)料液比對金針菇中游離氨基酸提取率的影響。準確稱取金針菇粉5 份，每份3.0g。將每份金針菇粉依次按料液比為1∶20、1∶25、1∶30、1∶35、1∶40g/mL 添加蒸餾水，然后在108℃下高壓熱水浸提40min。后面的處理方法如1.3 所述，然后測定游離氨基酸提取率。

(2)高壓熱水浸提時間對金針菇中游離氨基酸提取率的影響。將每份金針菇粉按最佳料液比加蒸餾水，然后分別于108℃條件下高壓熱水浸提20、30、40、50、60min。后面的處理方法如1.3 所述，然后測定游離氨基酸的提取率。

(3)高壓熱水浸提溫度對金針菇中游離氨基酸提取率的影響。將每份金針菇粉在最佳料液比、最佳高壓熱水浸提時間的條件下分別于90、100、108、115、121℃進行高壓熱水浸提。后面的處理方法如1.3 所述，然后測定游離氨基酸的提取率。

1.4.2 正交試驗設計

在單因素試驗的基礎上選擇對金針菇中游離氨基酸提取率影響較大的因素和水平進行正交試驗，以確定提取金針菇中游離氨基酸的最佳條件。

2 結果與分析

2.1 標準曲線的繪制

根據試驗獲得的數據繪制標準曲線，得到氨基酸測定的線性回歸方程為:y=1.685 7x +0.002 9，R2=0.999 6。

2.2 高壓熱水浸提法提取金針菇中游離氨基酸的試驗結果

2.2.1 單因素試驗結果

(1)料液比對金針菇中游離氨基酸提取率的影響。本試驗設置了5 個不同的料液比，分別是1∶20、1∶25、1∶30、1 ∶35、1 ∶40g/mL，得到的數據結果見表1。

表1 料液比對金針菇中游離氨基酸提取率的影響

由表1 可知，當料液比為1∶40 時金針菇中游離氨基酸的提取率最高。雖然提取率有隨液體量增加逐漸升高的趨勢，但考慮到可能給后續濃縮環節帶來的困難，此處仍選擇最佳料液比為1∶40。

(2)高壓熱水浸提時間對金針菇中游離氨基酸提取率的影響。將每份金針菇粉按最佳料液比1∶40 加蒸餾水，分別于108℃下高壓熱水浸提20、30、40、50、60min，得到的數據結果見表2。

表2 高壓熱水浸提時間對金針菇中游離氨基酸提取率的影響

由表2 可知，高壓熱水浸提時間為50min 時金針菇中游離氨基酸的提取率3.23%，高于其他水平下的提取率，因而最佳高壓熱水浸提時間為50min。

(3)高壓熱水浸提溫度對金針菇中游離氨基酸提取率的影響。將每份金針菇粉按最佳料液比1∶40 加蒸餾水，分別于90、100、108、115、121℃下高壓熱水浸提50min，得到的數據結果見表3。

表3 高壓熱水浸提溫度對金針菇中游離氨基酸提取率的影響

由表3 可知，高壓熱水浸提溫度為115℃時金針菇中游離氨基酸的提取率3.50%，高于其他水平下的提取率，因而最佳高壓熱水浸提溫度為115℃。

2.2.2 正交試驗結果

在單因素試驗的基礎上選擇對金針菇中游離氨基酸提取率影響較大的因素和水平進行L9(33)正交試驗。試驗因素水平設計見表4。

表4 正交試驗因素水平L9(33)

由表5 可知，各因素對提取率的影響依次為B (浸提溫度)＞A (料液比)＞C (浸提時間)，由此確定提取金針菇中游離氨基酸的最優條件為B1A2C2，即:料液比為1∶35 (g/mL)、高壓熱水浸提溫度為108℃、高壓熱水浸提時間為50min。在此條件下做驗證試驗，得到金針菇中游離氨基酸提取率為3.37%。

表5 正交試驗結果

3 討論

由于在高壓條件下，被提取物的組織細胞及亞細胞結構發生了解體，從而使細胞內成分能夠與溶媒充分接觸而更易被釋放［7］，因此本研究運用高壓熱水浸提法提取金針菇中的游離氨基酸，并通過單因素試驗和正交試驗對金針菇中游離氨基酸的提取工藝進行了優化。本試驗研究數據顯示，高壓熱水浸提法提取金針菇中游離氨基酸的最佳工藝條件為:料液比為1∶35 (g/mL)、高壓熱水浸提溫度為108℃、高壓熱水浸提時間為50min。在此條件下，金針菇中游離氨基酸提取率為3.37%。

［1］申進文，賈身茂.金針菇營養成分研究［J］.中國食用菌，1997，5:36-38.

［2］王松，徐洪強，萬江，等.野生和栽培金針菇中氨基酸含量的比較［J］.中國蔬菜，2010，24:57-60.

［3］衛樣云.調味品生產市場的現狀及今后發展展望［J］.中國調味品，1997，23(1):265-267.

［4］黃翠姬，劉昭明.復合調味品調配理論探討［J］.中國調味品，1999，16(6):5-8.

［5］王昂，王麗麗，儀宏，等.茚三酮比色法測定谷氨酸含量的研究［J］.中國調味品，2005，8:50-52.

［6］詹忠根.茶樹菇氨基酸提取工藝優化及組成成分的HPLC分析［J］.食品科技，2008，10:181-184.

［7］王廣慧，戴明，王相剛，等.香菇多糖的提取條件研究［J］.食品研究與開發，2013，34(24):71-73.