五种野生食用菌挥发性成分研究

黄兰兰 陈 高 于富强

（中国科学院昆明植物研究所，云南昆明650201）

云南是野生食用菌资源大省，因其复杂的地形特征、丰富的植被类型以及得天独厚的气候条件，使得该地区具有异常丰富的野生食用菌资源，其种类之多，分布之广，产量之大，已成为云南独具特色的绿色产业。据不完全统计，云南省有野生食用菌600余种，约占全国野生食用菌种类的75%[1]，年产量超10万t，产值约25亿元。据报道，云南野生贸易真菌有64属207种，其中优势类群有19科33属80种[2]。野生食用菌除了作为美味佳肴外，还具有十分珍贵的药理保健功效。绝大多数野生食用菌含有人体所必需的微量元素，具有提高免疫力、健脑、抗辐射等多重保健功效[3]。有些类群在对癌细胞的抑制和糖尿病的治疗上具有显著效果[4-5]。

目前，国内外对于食用菌的研究，大多集中在营养成分的分析与利用、活性物质的提取与功能发掘上，对于挥发性气味成分的研究较少[6]。食用菌的挥发性气味成分与其风味密切相关，其独特的香味能激发消费者的食欲，挥发性成分中气味成分的种类、数量、感觉阀值及它们之间的相互作用决定了食用菌香味的独特性[7]。研究表明，挥发性八碳化合物（C8H16O）是食用菌最主要的风味化合物[8-9]，主要包括醇类、醛类、酮类、酯类等，每类化合物呈现不同的气味特征，这些物质综合呈现的气味是评价食用菌品质及大众接受度的重要因子之一[10-12]。

研究利用动态顶空吸附结合气相色谱质谱联用仪（GC-MS）技术，对云南五种常见野生食用菌的挥发性成分进行分析，旨在为食用菌的风味评估以及更好的开发利用云南野生食用菌香味物质提供科学依据。通过探讨这五种野生食用菌挥发性成分之间的差异，为真菌分类研究提供化学成分的鉴定指标，为食品加工、香精香料和化妆品等行业，在探索挥发性原料使用的过程中提供新的方向和思路，同时也可为食用菌的病虫害控制提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料来源

鸡油菌（Cantharellus cibarius）、远东疣柄牛肝菌（Rugiboletus extremiorientalis）、翘鳞肉齿菌（Sarcodon imbricatus）、松口蘑（Tricholoma matsutake）和印度块菌（Tuber indicum）的新鲜子实体样品均于2015年8月购自云南省楚雄彝族自治州南华县新鲜蘑菇交易市场。材料为当日采摘的新鲜子实体。

1.2 食用菌气味收集

挥发性成分的收集采用动态顶空吸附法[13]。在野生食用菌购买当日，将新鲜子实体表面的泥土清理干净，放入密封的泰德拉袋（Tedlar bags）中，混合食用菌气味的空气通过Porapak Q吸附管（Waters Associates，Inc.；60/80目）后由抽气泵（武汉市天联科教一起发展有限公司）释放到环境中。用流量计（常州市成丰流量仪表有限公司）和阀门控制进气速度，流量计的流量设计为400 mL/min，抽气3 h。吸附结束后用400 μL重蒸正己烷反复洗脱吸附管3～4次，最后，用轻柔的氮气流浓缩至原始量的1/5。-20℃保存待用。

1.3 食用菌气味分析

食用菌气味成分组成及稳定性分析采用气相色谱-质谱法（GC-MS）。GC条件：仪器为美国Agilent Technologies公司的HP5890，HP-5MS石英毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25μm）；柱温起始为40℃，保持 5 min，程序升温 5℃/min，至 280℃；柱流量为1.5 mL/min；进样温度为250℃；氢火焰检测温度为250℃；进样量为0.3uL；分流比为50∶1；载气为高纯氮气。

GC-MS条件：仪器为美国Agilent Technologies公司HP6890GC/5973MS气象色谱-质谱联用仪。GC条件：HP-5MS石英毛细管柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm）；柱温起始为40℃，保持5 min，程序升温5℃ /min，至280℃；柱流量为1.0 mL/min；进样温度为250℃；柱前压为100 kPa；进样量为1.0 μL；分流比为10∶1；载气为高纯氦气。MS条件：电离方式EI；电子能量70 eV；传输线温度250℃；离子源温度230℃；四级杆温度150℃；质量范围35～500。

1.4 挥发物鉴定

挥发性成分经质谱扫描后，得到总离子流量图，通过与Wiley NIST 05质谱数据库比对，确定各色谱峰对应的化学成分。按照峰面积归一化法计算出各化学成分的峰面积相对百分含量。

2 结果与分析

经GC-MS联用仪分析，五种野生食用菌所含有的挥发性成分均有所不同，主要包括醇类、醛类、酮类、烯类、烷烃类和酯类。松口蘑中分离得到的挥发性成分种类最多，共52种；其次为印度块菌和鸡油菌，各有45种，翘鳞肉齿菌有43种，远东疣柄牛肝菌有40种。通过定性分析，从五种食用菌中共鉴定出37种化合物，其中从松口蘑中鉴定出的挥发性成分为23种，鸡油菌中鉴定出17种，远东疣柄牛肝菌中鉴定出15种，印度块菌和翘鳞肉齿菌中各鉴定出14种。

1-辛烯-3-醇、3-辛酮、α-蒎烯、β-蒎烯、十二烷、十四烷和十五烷是五种野生食用菌中共有的挥发性成分，但在不同种类中的相对含量有所差别。另外，不同野生食用菌中主要挥发性成分的种类及含量也有很大差异，印度块菌中相对含量较高的成分有1-辛烯-3-醇（28.61%）、十三烷（18.65%）、3-辛酮（13.17%）；松口蘑中相对含量较高的成分是3-辛酮（46.97%）、倍半萜（12.67%）、1-辛烯-3-醇（8.17%）；鸡油菌中相对含量较高的成分是3-辛醇（32.71%）、3-辛酮（31.27%）、1-辛烯-3-醇（26.01%）；远东疣柄牛肝菌中相对含量较高的是大叶香烯D（46.24%）、α-蒎烯（8.22%）、3-辛酮（6.77%）；翘鳞肉齿菌中相对含量较高的为α-蒎烯（19.80%）、柠檬烯（11.13%）、3-辛酮（10.49%）（表1）。

表1 5种野生食用菌挥发性气味组分及相对百分含量（n=3）

（续表1）

不同野生食用菌含有其特有的挥发性成分，其中印度块菌的特有挥发性成分为香叶基丙酮（2.02%）和异十五烷（3.69%）；松口蘑的特有挥发性成分为苯甲醛（4.26%）、月桂烯（1.85%）、顺-罗勒烯（0.76%）、2-甲基丁酸甲酯（0.23%）、2，3-二甲基丁酸甲酯（0.18%）、呋喃型芳樟醇氧化物（0.74%）和倍半萜（12.67%）；鸡油菌的特有挥发性成分为2-辛烯醛（0.39%）、β-紫罗兰酮（0.58%）和β-二氢紫罗兰酮（0.28%）；远东疣柄牛肝菌中特有的挥发性成分为3-环庚烯-1-酮异构体（6.14%）、大叶香烯D（46.24%）和Dehydrooromadendrane（3.30%）；翘鳞肉齿菌的特有挥发性成分为薄荷醇（3.42%）和癸烷（2.41%）。

从分离得到的挥发性气味成分来看，醇类、酮类和烯类的相对含量在五种野生食用菌中均较高。印度块菌中含量最高的是烷烃类，占总挥发性气味成分的36.06%，其次是醇类31.75%；松口蘑中只检测到一种酮（3-辛酮），但其含量高达46.97%，醇类位居第二，为25.01%；鸡油菌中醇类含量最多，高达59.42%，其次是酮类33.96%；远东疣柄牛肝菌和翘鳞肉齿菌中含量最高的分别为烯类（54.86%）和烷烃类（38.53%），但在这两种食用菌中均未检测到醛类。

3 小结与讨论

采用动态顶空萃取技术对云南五种野生食用菌的挥发性香气成分进行收集，利用气相色谱质谱联用仪（GC-MS）对挥发性成分进行分析鉴定，从印度块菌、松口蘑、鸡油菌、远东疣柄牛肝菌和翘鳞肉齿菌中共鉴定出37种挥发性香气成分，主要包括醇类、醛类、酮类、烯类、烷烃类等，五种食用菌中共有的成分包括1-辛烯-3-醇、3-辛酮、α-蒎烯、β-蒎烯等，其中3-辛酮的相对含量最高（6.77%～46.97%）。这些成分可为食用菌的风味评估提供科学的依据，同时为食用菌的病虫害控制提供理论基础（通过设计能吸引食菌昆虫的“鸡尾酒”，从而诱捕这类昆虫）。

张世奇和阚建全（2011）采用超声溶剂萃取、同时蒸馏萃取和固相微萃取三种方法对会东块菌气味进行提取，用GC-MS法对其成分进行分析和鉴定，结果显示，其主要的气味成分是烯醇类、烯类、酯类、酸类和酚类物质，其中含量最高的为辛烯醇（20.43%）[14]，与本研究中印度块菌中含量最高的1-辛烯-3-醇（28.61%）为同一类化合物，但总体化合物的类别存在较大差异，可能是由于不同种类块菌其挥发性化合物有所不同。黄小菲等（2011）对西南地区不同产地松茸挥发性成分进行了分析，结果表明，不同地区的松茸其香味成分也有所不同，但酯类、酸类和醛类在不同地区松茸中均为主要成分[15]。王盼盼等（2016）对四川省不同地区松口蘑的挥发性成分进行了分析，结果发现，不同产区的松茸主要挥发性成分包括醇类、酯类和萜烯类[16]；然而，本研究中松口蘑的主要挥发性成分为3-辛酮、倍半萜和1-辛烯-3醇，产生这些差异的原因，一方面可能是提取方法的差异，导致化合物的含量和种类有所变化，另一方面可能是遗传差异或松口蘑产地的不同等。

研究的五种野生食用菌都含有丰富的挥发性化合物，然而，每一种化合物都有各自的呈味特点，一般情况下，只有少数挥发性化合物对食用菌的整体风味有重要贡献，还有一部分成分可能只对整体风味起辅助作用[17-18]。1-辛烯-3-醇又被称为蘑菇醇，具有典型的蘑菇香、青香和蔬菜香的气息；3-辛醇具有蘑菇香、薄荷香、奶制品香和青香；3-辛酮具有酮香、青香、蜡香、蔬菜香，并有蘑菇、干酪、水果的味道；苯甲醛具有苦杏仁、樱桃及坚果气味；己醛具有青香、叶香、果香和木香[19]；芳樟醇具有薰衣草香的气息[20]。这些具有特殊呈味特点的挥发物通过不同含量的配比，使得人们对这五种食用菌有不同的气味体验。另外，这些独特的挥发性气味成分不仅能为消费者在选购食用菌时提供直观的嗅觉体验，而且也能够刺激食欲。在今后的研究中可通过气相色谱-嗅闻（Gas chromatography-olfactomerty，GC-O）技术来评估人们是根据哪些成分来识别不同种类的蘑菇。

在实际应用中，真菌挥发性化合物的作用远不止于为消费者提供嗅觉感受，它不仅在吸引昆虫取食以传播孢子，扩大繁殖中扮演重要角色，也具有较大的潜力作为真菌分类研究的一个指标[11，21]。真菌通过释放挥发性化合物与外界进行交流，因此，研究挥发性化合物对检测环境和生态也有一定作用。另外，真菌挥发性化合物的某些组分在发展生物熏蒸剂（Biofumigants）中具有较大的潜力[22]。

近年来，真菌独特的挥发性气味成分得到了食品加工行业的广泛关注，如何收集、保存和加工这些挥发性化合物成为迫切需要解决的问题。充分利用云南省野生食用菌资源优势，研发、生产特定风味化合物可为食品行业提供新的机遇。食用菌是一个多组分的食品基体，挥发性组成占其中含量的比例很小，大多数组分浓度在微量至痕量范围，某些小含量的成分有可能在挥发性气味成分中扮演重要角色，要分离分析这些组分相当不易。试验中可能也有这样的组分没有分离和分析到，在以后的研究中，需要运用更为先进的分离分析手段。此外，研究仅对云南五种野生食用菌挥发性气味成分进行了初步分析，要全面了解和发掘这五种食用菌的挥发性化合物的价值还有待进一步深入研究。