香菇风味物质形成机理研究进展

王文亮+孙卿+曹世宁+弓志青+孙华+陈相艳

摘 要：本文概述了香菇风味物质的主要成分及呈味物质形成机理的研究进展，以期为香菇的精深加工提供理论依据。

关键词：香菇;风味物质;形成机理

中图分类号：S567.3+9  文献标识号：A  文章编号：1001-4942（2015）06-0145-03

Study on Formation Mechanism of Flavor

Compounds  in Lentinus edodes

Wang Wenliang， Sun Qing， Cao Shining， Gong Zhiqing， Sun Hua， Chen Xiangyan*

（Institute of Agro-food Science and Technology， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China）

Abstract The main flavor compounds in Lentinus edodes were summarized. Their formation mechanisms were studied. They provided more theoretical basis for deep processing of Lentinus edodes.

Key words Lentinus edodes; Flavor compounds; Formation mechanism

香菇（Lentinus edodes）又名香蕈、山珍，是我国食用量最大的珍贵食用菌，味道鲜美，香味浓郁，含有多糖、丰富的氨基酸、维生素及微量元素等营养物质，具有很高的营养价值和显著药理滋补作用，能够抵抗疲劳、提高机体免疫机能、延缓衰老，被称为“山珍之王”。随着生活水平和生活质量的提高，香菇制品越来越受到人们的重视[1]。我国对香菇的研究起步较晚，对风味物质的研究更少，主要集中在香菇加工制品的风味组成上，而各种成分对整体风味的贡献以及加工过程中风味变化规律、形成机制的研究鲜有报道。本文对香菇风味物质的主要成分和形成途径进行概述，以期为香菇风味物质的理论研究提供参考。

1 香菇风味物质的主要成分

香菇的风味主要指滋味和香味[2]，滋味指品尝感受到的味道，如鲜味和甜味，主要取决于香菇所含的一类相对分子量较低的水溶性物质，包括游离氨基酸、核苷酸、有机酸及碳水化合物等，其中氨基酸和核苷酸是主要的呈鲜物质。香菇中天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸等含量丰富，其中天冬氨酸、谷氨酸贡献较大。谷氨酸在食盐存在的情况下能形成L-谷氨酸钠，呈味阈值0.03%，是味精的主要成分，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[3]。丙氨酸是甜味物质，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。核酸分解酶催化底物核酸生成的核苷酸物质是香菇中另一大类鲜味物质，其中 5′-鸟苷酸含量最为丰富，是香菇风味的关键鲜味成分，5′-腺苷酸次之。氨基酸类鲜味物质含量在阈值以下时其鲜味是潜在性的，只要添加少量5′-核苷酸，就能使其提到阈值以上，具有强烈的增鲜作用[4]。

香菇的香味主要来自挥发性物质，包括八碳化合物、含硫化合物以及醛酸酮酯类等[5]，这些物质对食品风味的贡献主要取决于其含量及阈值大小。八碳化合物和含硫化合物是香菇香味的重要组分，干香菇中八碳化合物和含硫化合物占到香味组分的59.57%，鲜香菇中达到65.66%[6]。八碳挥发性化合物主要包括 1-辛烯-3-醇、3-辛醇等。含硫化合物主要包括二甲基二硫醚（DMDS）、二甲基三硫醚（DMTS）、4-甲基-甲硫基甲基二硫醚（SDMDS）、1，2，4-三硫杂环戊烷、1，2，3，5，6-五硫环庚烷（香菇精）等。1-辛烯-3-醇有（-）和（+）两个旋光活性异构体，（-）构型有一种强烈的蘑菇风味，被称为“蘑菇醇”，是自然界内蘑菇主要挥发性物质，风味阈值为0.1 mg/L，但稳定性不高，容易被加热干燥破坏。3-辛醇气味阈值为0.018 mg/L。1，2，4-三硫杂环戊烷具有强烈的大蒜味。1，2，3，5，6-五硫环庚烷在水中的阈值为0.27～0.53 mg/L，稳定性不高易分解。二甲基二硫醚和二甲基三硫醚均具有鲜洋葱的气味，气味阈值分别为12  μg/L和0.01 μg/L[7]。

以醇类为主的八碳化合物和含硫化合物在种类和含量上的差别导致了干、鲜香菇表现出很大的香味差异性。安晶晶等[6]的试验表明，鲜香菇的挥发性成分中八碳化合物含量为44.13%，含硫化合物为21.53%，主要成分为1-辛烯-3-醇（23.07%）、3-辛醇（11.43%）、3-辛酮（3.17%）、二甲基三硫醚（5.20%）、甲基（甲硫基）甲基二硫醚（4.90%）;干香菇中八碳化合物含量为10.28%，含硫化合物为49.29%，主要成分为1-辛烯-3-醇（4.77%）、二甲基二硫醚（6.98%）、二甲基三硫醚（11.81%）、双（1-（甲硫基）乙基）二硫醚（13.88%）。芮汉明等[8]检测了不同加工阶段香气成分的变化过程，鲜香菇50℃干燥至40%含水量时香味组分减少，种类比较单一，14种挥发物质中主要组分为含硫化合物（74.74%），其中二甲基二硫醚39.29%，二甲基三硫醚23.52%;50℃和70℃分别干燥至13%含水量时香味组分增多，但多为小分子物质，且前者以酸类物质和含硫化合物为主，后者酯类物质和含硫化合物为主。不同部位的香气成分也有差异，邓建仙等[7]从香菇菇伞和菇柄中分别鉴定出64和42种挥发性组分，其中1-辛烯-3-醇的含量分别为2.13 mg/L和0.53 mg/L。endprint

2 香菇风味物质的形成机理

在加工过程中，香菇先后呈现出不同的特征风味，由初期浓重的蘑菇香到强烈刺鼻的大蒜味，最后形成香菇特有的炒香味。对这一过程中各种香菇风味物质的形成机制一直没有统一明确的论断，目前主流的说法是主要经历了酶促反应和美拉德反应。以亚油酸和亚麻酸为主的不饱和脂肪酸在O2存在的条件下，经自身脂肪氧合酶、氢过氧化物裂解酶的连续作用生成八碳化合物，八碳化合物尤其是1-辛烯-3-醇的存在使香菇表现出特有的蘑菇香;但干燥对这类物质破坏很大，因此加工过程中特有的蘑菇香逐渐消失，同时随着温度和水分活度的变化，γ-谷氨酰转肽酶和半胱氨酸亚砜裂解酶被激活，作用于香菇酸产生含硫杂环化合物，形成强烈的大蒜味;温度进一步升高和水分活度的进一步降低导致香菇内酶活降低、大分子物质断裂和美拉德反应加剧，逐渐形成干香菇特有的炒香味[9～12]。

2.1 八碳化合物反应机理研究[13]

1-辛烯-3-醇等八碳化合物可由多不饱和脂肪酸的自动氧化、酶催化氧化以及多不饱和脂肪酸的裂解等方式生成，其中酶催氧化是最主要的途径。Tressl[14]和Wurzenberger[15]等都认为1-辛烯-3-醇是由前体物质亚油酸经过脂肪氧合酶和氢过氧化物裂解酶连续作用生成的，但是在形成的中间体上存在差异。Tressl等认为亚油酸经过脂肪氧合酶作用生成9-HPOD和13-HPOD，再经氢过氧化物裂解酶和乙醇脱氢酶作用生成1-辛烯-3-醇和2-辛烯醛。Wurzenberger等则认为油酸经过脂肪氧合酶作用生成10-HPOD，然后在氢过氧化物裂解酶作用下生成1-辛烯-3-醇和10-ODA。Assaf等[16]的研究表明，1-辛烯-3-醇和13-HPOD来自两个不同的反应途径，并且存在两种不同的氧化酶，一个催化13-HPOD的生成，另一个直接负责1-辛烯-3-醇的反应，有利地支持了Wurzenberger的论点。

2.2 含硫化合物的生成机制[17～20]

香菇酸是一种结合γ-谷氨酰胺肽的S-取代L-半胱氨酸亚砜，它在γ-谷氨酰转肽酶（γ-GTP）作用下水解γ-谷氨酰胺肽键，释放出半胱氨酸亚砜前体物质蘑菇糖酸，然后经过S-烷基L-半胱氨酰亚砜裂解酶（C-S lyase）催化生成香菇精，香菇精对热不稳定，裂解为具有洋葱风味的二甲基二硫醚、二甲基三硫醚。γ-GTP酶活力的变化和大蒜气味的形成在时间上具有同步性，此过程是大蒜气味的主要来源，含硫呈味物质尤其是1，2，4-三硫杂环戊烷等杂环化合物的形成机理与上述过程相似，也不排除其他生成途径。

2.3 美拉德反应[21]

香菇干燥后期的美拉德反应是干香菇香气形成的重要过程，由于温度的升高和水分含量的降低，香菇中的蛋白氨基酸以及含硫非蛋白氨基酸等与多糖以及分解产物的美拉德反应加剧，同时伴有糖的裂解、Amadori重排、Strecker降解、类脂的氧化、纯醛化反应等其他反应途径。生成酸、酮、酯、烷烃、醛类等起调和或互补作用的风味物质，如2，6-二甲基吡嗪具有芳香的炒食香气，2-戊基呋喃具有甘草味或果香味，十六醛具有花香气;许多酯类化合物具有水果的芳香和陈酒的醇香味等。

3 展望

尽管近年来，国内外学者在香菇风味物质的形成机理方面做了不少研究，并取得很大进展，确定了风味物质的主要成分及大体的形成途径，但是在形成机理方面仍没有形成统一明确的共识。随着科技手段和仪器的改进，相信香菇风味物质形成机理的研究将加快，从而为拓宽香菇的深加工提供理论依据。

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