食用菌风味物质的研究及应用进展*

余雄涛，潘鸿辉，谢意珍

(广东省微生物研究所，广东省菌种保藏与应用重点实验室，广东省微生物应用新技术公共实验室，广东粤微食用菌技术有限公司，广东 广州 510663)

食用菌 (Mushroom)是一种味道鲜美、风味独特、营养丰富并兼具食疗价值的天然食品，自古以来受到广大人民群众的青睐，有香菇、平菇、杏鲍菇、猴头菇、竹荪等品种［1，2］。它又具有高蛋白、低脂肪、低热量的特点，更符合现代人的健康理念。食用菌具有很高的营养价值，富含蛋白质、维生素、矿物质等营养素以及不饱和脂肪酸、多糖、核酸等活性成分，具有增强人体免疫力、抗肿瘤、调节血脂、保肝解毒和降血糖等保健作用。从营养学角度看，食用菌集中了食品的一切良好特性，被推荐为十大健康食品之一［3，4］。

食用菌不仅有较高的营养和保健价值，而且风味独特。如草菇具有肉质脆嫩、味道鲜美、香味浓郁等特点，素有“放一片、香一锅”之美誉;杏鲍菇以香味浓郁似杏仁，味道鲜美如鲍鱼而得名;真姬菇又名玉蕈，具有独特的蟹香味等［3，5］。食用菌风味物质主要由醇类、醛类、酮类、酸类、酯类及杂原子类化合物等挥发性的香味物质和氨基酸、核苷酸及碳水化合物等非挥发性的滋味物质组成，有关食用菌风味物质的研究一直是风味化学工作者研究的重点，成为天然调味料开发的热点。食用菌调味料及食用菌风味食品的开发是食用菌深加工的重要方向［6，7］。

1 食用菌风味物质

1.1 挥发性风味物质

食用菌独特的香气不仅可以增加人的快感、引起人们的食欲，而且可以刺激消化液的分泌，促进人体对营养成分的消化吸收［3］，这些物质对食用菌风味的贡献主要取决于其含量及其阈值大小。通过研究分析食用菌挥发性风味物质的组成和含量有助于深入了解其风味特征，对品种的改良、定向培育及食用菌的加工应用具有指导作用和实践意义。不同食用菌呈现不同风味，与其中的挥发性芳香成分密切相关，食用菌的挥发性组分种类繁多，主要包括八碳化合物及其衍生物、萜烯类、含硫化合物以及醛类、酸类、酮类、酯类等［8］。以八碳化合物和含硫化合物为主，醛酸酮酯类等与它们互补，各组分间相互协调、平衡呈现食用菌的香味［3］。

八碳化合物 (C8H16O)是食用菌最重要的风味物质，是亚油酸在脂肪氧化酶催化下转变而成的物质，主要包括1－辛烯 －3－醇、1－辛烯 －4－醇、3－辛烯 －2－醇等［9，10］，具有浓烈的蘑菇风味，而最具特征的八碳化合物是1－辛烯－3－醇，它有2个旋光活性的异构体，(－)和 (+)两种构型，(－)构型有一种强烈的风味，被认为是自然界内蕈菌的主要挥发性物质［11，12］。以1－辛烯－3－醇为例，1938年Murahashi首次在松茸中发现1－辛烯－3－醇，将其命名为松茸醇，松茸醇有浓烈的蘑菇味、泥土味和甜味，其左旋结构比右旋结构的风味更强，松茸醇的阈值很低为0.1 mg·L－1［13］。不同品种、不同生长部位以及不同培养基质培养的食用菌其香味成分各有差异，但几乎所有的食用菌都含有1－辛烯－3－醇，同时它还存在于其它植物如玫瑰、青草等之中，且含量颇为丰富［14］，如双孢蘑菇中其含量占总挥发性化合物的78%，鸡油菌中占66%，红乳菇中占72%等，然而1－辛烯－3－醇的稳定性差，各种干制方法 (包括自然干燥、冷冻干燥、喷雾干燥和流化床干燥)对它的破坏力很大，在一定程度上都会影响其稳定性［15］。FDA(美国食品药品监督管理局)已经将1－辛烯－3－醇纳入食品添加剂，食品法典委员会也将其列为增香剂。

含硫化合物是食用菌挥发性风味物质的另一重要组成部分，通常能影响菇体整体的芳香，是香菇中最重要的香味来源。杨铭铎等［16］采用水蒸汽蒸馏法提取香菇中的挥发性成分，通过色谱/质谱联用分析鉴定及GC/MS总离子流色谱峰面积分析后，共检出66种风味化合物，包括八碳化合物、硫醚类、硫醇类、含硫杂环类及噻吩类，其中以含硫的杂环化合物最为重要，如1，2，4－三硫杂环戊烷、1，2，3，5，6－五硫杂环庚烷 (俗称“香菇精”)。郑建仙等［14］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，根据归纳可分为硫醚(多醚)类、硫醇类、含硫杂环类及噻吩四大类，研究结果也显示出含硫杂环化合物最为重要 。杨开等［17］采用水蒸气蒸馏法提取香菇精，并对优化条件下香菇精馏分中的成分进行分析，检测出包括主要呈味物质的13种化合物。

食用菌的香味不是单一化合物所体现出来的结果，而是由众多组分相互作用、相互平衡的效果。食用菌中其它的一些挥发性成分，如一些醛类、酮类、酯类，在香菇风味中起着调和和互补的作用［16，18］。

1.2 非挥发性滋味物质

挥发性风味物质是食用菌香味的主要组分，而非挥发性滋味物质主要影响食用菌的滋味。食用菌中非挥发性的滋味物质是一类可溶的、相对分子质量较低的化合物，主要有氨基酸、5’－核苷酸及碳水化合物等［16，17］。

游离氨基酸就是非挥发性滋味物质中一类重要的成分，Yang将氨基酸分成以下四类:鲜味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸、无味氨基酸。其中，鲜味氨基酸包括谷氨酸和天冬氨酸;甜味氨基酸包括丙氨酸、甘氨酸、苏氨酸、丝氨酸;苦味氨基酸包括精氨酸、组氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸;无味氨基酸包括半胱氨酸、赖氨酸、酪氨酸［19］。食用菌中所含的氨基酸有25%～35%处于游离状态［20］。史琦云等［1］对国内常见8种食用菌的营养成分作了测定，结果发现天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸等鲜味氨基酸的含量在食用菌中极为丰富，尤其是在香菇、金针菇及双孢蘑菇中，含量占氨基酸总量的40%以上，因而它们口味特别鲜美、爽口。

谷氨酸是食用菌中最重要的一种呈味氨基酸，它在食盐存在的情况下能形成L－谷氨酸钠 (Monosodium Glutamate，MSG)，呈味阈值0.03%，它是味精中的主要成分，能呈现出较强的鲜味，因此人们在烹饪食用菌时可加少许盐，有增鲜的作用。

丙氨酸具有甜味，与谷氨酸、鸟苷酸等鲜味物质配合能发挥鲜味相乘作用，还可引出肉类、鱼类、果实类的鲜味成分，有相互助鲜的特点，在烹饪时，应与荤食相互搭配，才能更好地发挥食用菌的鲜味。

不同类别的食用菌氨基酸组成不同，Mau等测定了竹荪、灰树花、猴头菇、金福菇等食用菌中氨基酸组成和含量，结果显示，4种食用菌平均氨基酸的含量为7.41 mg·g－1～12.3 mg·g－1，其中鲜味氨基酸的含量约为 0.68 mg·g－1～1.09 mg·g－1［21］。Beluhan等对 10种克罗地亚野生蘑菇的研究显示，苏氨酸 (8.98 mg·g－1)和赖氨酸 (5.74 mg·g－1)是鸡油菌中主要氨基酸，10种蘑菇中总氨基酸的含量在54.2 mg·g－1(金针菇)～72.04 mg·g－1(牛肝菌属)之间，而像异亮氨酸以及酪氨酸、天冬氨酸等非必需氨基酸未检测到，且10种蘑菇的氨基酸组成有很大差别［22］。不同的氨基酸种类及含量也构成了食用菌不同的特有风味，研究人员以此为依据进行分析调配，制得不同风味的食用菌调味品。此外，含量较少的其他一些物质，如豆氨酸、β－氨基丁酸等稀有氨基酸，以及干香菇中的不饱和脂肪酸等，它们的存在与相互调和，形成了不同食用菌的不同滋味［23，24］。

除呈味氨基酸外，呈味核苷酸也是食用菌重要的滋味物质。食用菌中的呈味核苷酸包括尿苷酸 (UMP)、胞苷酸(OMP)、肌苷酸 (IMP)、鸟苷酸 (GMP)、黄苷酸 (XMP)等，其中5’－鸟苷酸、5’－肌苷酸、5’－尿苷酸是自然界中存在的3种单核苷酸，具有强烈的呈味作用，5’－肌苷酸在水溶液中只要0.012%～0.025%的量存在就起到呈味作用［7］。

食用菌中香菇的鲜味物质呈鲜性最强，主要是其所含的核苷酸物质较多，如鸟苷酸、腺苷酸、胞苷酸、尿苷酸等，其中鸟苷酸的含量最为丰富［25］，5’－鸟苷酸是香菇中最主要的呈味因子，含量也最为丰富，国外报道香菇浸出液中5’－鸟苷酸含量达4%以上［26］。5’－核苷酸滋味非常单薄，但当它们与氨基酸尤其是谷氨酸共同作用时，有强烈的增鲜作用。在这些5’－核苷酸中，5’－尿苷酸的增味效果最强，5’－腺苷酸次之［25，26］。核苷酸对MSG有高达30倍的强大增鲜作用，Yamaguchi等［27］曾用味觉试验测量过5’－肌苷酸钠和MSG的相乘作用，结果发现5’－肌苷酸钠和MSG的相乘效应是呈非线性的，5’－肌苷酸钠与MSG的比例为1∶1时，鲜味强度最高，相当于0.78 g·mL－1的 MSG 单独使用。Torji等［28］对其增鲜机制进行了研究，结果显示是由于当5’－核苷酸存在时，鲜味的受容蛋白质与核苷酸结合而产生变构，从而更易与MSG结合而产生的。

碳水化合物也是食用菌风味物质的组成部分，其含量达2%～10%［29］。已发现可溶性糖是食用菌中对甜味起主要贡献的成分，包括葡萄糖、阿拉伯糖、果糖、甘露醇、甘露糖、肌醇、核糖和海藻糖等。有研究的结果显示甘露糖和海藻糖是食用菌中主要的可溶性糖，但不同的食用菌可溶性糖的含量有很大差异，如海鲜菇中甘露糖的含量相对较低，仅在18.1 mg·g－1～36.1 mg·g－1之间，像草菇、落叶松蕈、木耳中含有高比例的可溶性糖，而灵芝、鸡腿菇、茶树菇中可溶性糖比例较低［30］。

2 风味物质的研究方法

2.1 挥发性风味物质的研究方法

常用的食用菌中挥发性风味物质提取方法主要有常规水蒸汽蒸馏法、同时蒸馏萃取法、超临界CO2萃取法、固相微萃取法等。

常规水蒸汽蒸馏法具有设备简单、操作方便、费用低的特点，不仅能使挥发性物质在其沸点以下的温度蒸馏出来，而且还能和不挥发的杂质完全分离，适合工业化生产需要，但提取时间较长，影响抽提效率。汪金玉等［31］对金针菇的挥发性成分采用水蒸气蒸馏法进行提取，并应用GC/MS法鉴定其化学成分，结果分离出30个组分，其中亚麻酸相对含量最高。同时蒸馏萃取法是一种将水蒸汽蒸馏和有机溶剂抽提结合起来的方法，此法操作温度高，处理时间长，对样品中的风味物质萃取完全;但此法不利于萃取热不稳定风味物质，容易使风味组成失真。郑建仙［14］利用同时蒸馏萃取法对香菇的风味成分进行了萃取、分析，在香菇伞部和柄部分别得到了64种和42种风味物质。Misharina等［32］利用无水乙醚通过同时蒸馏萃取法对牛肝菌与平菇的风味物质进行了萃取、分析。Venkateshwarlu等［33］利用同时蒸馏萃取法提取了双胞蘑菇、平菇和奶蘑菇中的风味物质。Shirley［34］使用同时蒸馏萃取法提取了生的和熟的蘑菇中香气，具有很好的提取效果。

超临界CO2萃取是一种以CO2气体代替常规有机溶剂对风味物质进行提取分离的新技术。在超临界状态下，CO2与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。该方法萃取能力强，提取率高;临界温度低，适用于热敏性物料的提取分离;提取时间快，效率高，操作便于控制;无溶剂残留，安全性高;CO2可循环使用。李双石等［35］运用超临界CO2萃取技术提取鸡腿菇中的挥发性风味成分，共分离出25种主要成分，其中亚油酸(52.67%)、硬脂酸(27.77%)和棕榈酸(13.66%)是构成鸡腿菇风味的主要挥发性成分。

固相微萃取法是利用微纤维表面少量的吸附剂从样品中分离和浓缩分析物的技术。该方法无需有机溶剂、分析样品量少，集采样、萃取、浓缩、进样于一体，主要与气相色谱、液相色谱联用分析鉴定香味物质，但此技术也存在不足，如不便于加入内标定量，并且分析结果受吸附头选择的影响较大。Guedes等［36］采用固相微萃取法对11种食用菌的风味物质进行了萃取，同时利用二氯甲烷对其风味物质进行了萃取，研究显示2种方法得到的食用菌风味物质的数量和种类都有所不同，固相微萃取法得到了大部分风味物质而溶剂萃取得到了某些半挥发性的风味物质。张书香等［37］采用固相微萃取/气质联用技术分析香菇中的挥发性香气成分，发现香菇风味物质中含氧杂环化合物7种、含硫化合物9种、醛类5种、醇类6种、酮类3种。

2.2 非挥发性风味物质的研究方法

食用菌中氨基酸的测定一般采用氨基酸自动分析仪或者结合使用气相－火焰电离检测器进行测定，该方法可以测定食用菌中天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、赖氨酸和精氨酸等16种氨基酸，其最低检出限为10 pmol［6］。张精萍等［38］采用氨基酸自动分析仪研究不同栽培料培育的茶薪菇氨基酸含量发现，木屑栽培茶薪菇和稻草培茶薪菇均含有18种氨基酸，前者氨基酸总量为18.35%，其中必须氨基酸质量分数为8.14%，鲜味氨基酸质量分数为5.88%;后者氨基酸总量为20.21%，其中必须氨基酸质量分数为8.96%，鲜味氨基酸质量分数为6.37%，提示稻草栽培茶薪菇的氨基酸营养价值优于木屑栽培茶薪菇。Mau等［9］采用HPLC对一些食用菌氨基酸含量进行了测定分析，发现灰树花、猴头菌等干蘑菇中总自由氨基酸的含量在 7.41 mg·g－1～12.3 mg·g－1，且不同食用菌中氨基酸的组成也不同［9］。

对食用菌中核苷酸的测定，目前比较流行的检测方法是高效液相色谱。王小红等［39］建立了利用高效液相色谱法(HPLC)分离测定双孢蘑菇核酸提取液中的4种核苷酸 (胞苷酸、尿苷酸、鸟苷酸、腺苷酸)的方法，该方法采用紫外检测器，波长为260 nm，色谱柱为Eclipse XDB－C18，柱温为25℃，流动相为超纯水∶甲醇∶冰乙酸∶四丁基氢氧化铵(TBAOH，10%)=894.5∶100∶5∶0.5，流速为 1 mL·min－1，4种核苷酸标准曲线相关系数r均达到0.999。张莹等［40］通过高效液相色谱法测定金针菇核苷酸总量为2.28 mg·g－1，茶树菇核苷酸总量为5.67 mg·g－1。茶树菇核苷酸总量比金针菇中高3.39 mg·g－1，且茶树菇中腺苷、尿苷、鸟苷含量都比金针菇中的含量高，茶树菇中核苷酸含量比金针菇中的占优势。Tsai等［41］利用高效液相色谱法测定姬松茸和茶树菇中总5’－核苷酸的含量分别为 8 mg·g－1、8.56 mg·g－1，其中风味核苷酸的含量分别为 5.15 mg·g－1、2.44 mg·g－1。

3 食用菌风味物质在食品工业中的应用

随着人们生活水平的提高和消费观念的改变，人们对食用菌消费也提出了新的要求，营养、新鲜、方便、保健成为新的消费时尚，传统食用菌生产已与食品工业、医药工业有机结合起来，使食用菌加工形式呈现多样化特点。目前，市场上出现的以食用菌独特风味为主的加工产品主要有以下几种。

3.1 休闲食品

食用菌风味休闲食品主要是根据食用菌的风味特点加工成各式各样的小食品。如市场上出售的猴头核桃酪，是采用优质的猴头菇，利用传统果酪加工工艺制成，产品色香味俱全，风味尤佳［42］，类似产品还有平菇脯［43］、蜜饯［44］、盐渍品、糖渍品［45，46］，颇受消费者喜爱。

3.2 调味食品

食用菌调味食品由食用菌子实体经粉碎、过筛，添加甜味剂、咸味剂、香辛料混合而成;或由食用菌子实体经浸提后所得到的浸提液，经浓缩、干燥后与其他调味料混合而成。常见的风味调味品有香菇、平菇酱油，蘑菇醋，香菇方便面汤料，金针菇、凤尾菇酱菜及草菇辣酱等［11］。

3.3 食用菌饮料、罐头

食用菌鲜品贮藏时间有限，制成干品后损失了大量的营养及鲜味物质，失去了食用菌原有风味。通过简单加工成饮料、罐头，既能达到长期贮存的目的，又能较好地保持食用菌原有形状和风味。王刘刘等［47］研究了草菇罐头加工技术，唐三定等［48］研究了大球盖菇盐水罐头的生产工艺，张信仁［49］研究了杏鲍菇软罐头加工工艺。田龙等［50］以长根菇为原料，配制出一种营养、保健、绿色的食用菌饮料。

4 展望

随着科技水平的发展，仪器分析手段的不断进步，食用菌风味物质的分离及分析检测方法取得巨大进展。到目前为止研究人员就食用菌风味物质做了很多研究，已鉴定出一系列野生食用菌的风味组成，检测到很多新的化合物。然而，研究对象涉及的品种较少，目前针对野生食用菌的研究较多，而对于一些常见食用菌的风味物质组成却未见报道，而且其他一些重要化合物和特征挥发物仍有待于进一步鉴定。随着世界市场上对食用菌风味物质的需求逐年上升，食用菌研究的技术也日趋完善，相信必能加快食用菌风味物质的研究，进而对我国食用菌产业起到巨大地推动作用。

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