李巧珍，李曉貝，吳 迪，李正鵬，李 玉，周 峰，楊 焱,*

（1.國(guó)家食用菌工程技術(shù)研究中心，農(nóng)業(yè)部南方真菌資源與利用重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所，上海 201403；2.上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，上海 201403）

食用菌中的風(fēng)味物質(zhì)使其具有特殊的香氣和鮮味，是很好的調(diào)味品，深受廣大消費(fèi)者喜愛(ài)。食用菌的風(fēng)味包括滋味和香味，滋味是通過(guò)味覺(jué)系統(tǒng)品嘗到，如甜味和鮮味，主要受所含非揮發(fā)性呈味物質(zhì)影響；香味則是嗅覺(jué)系統(tǒng)所感受的，主要受揮發(fā)性風(fēng)味成分影響，如含硫化合物、雜環(huán)化合物和一些不飽和醛酮等[1]。食用菌香氣的形成與積累是一個(gè)極為復(fù)雜的過(guò)程，與其遺傳特性、環(huán)境因子和生長(zhǎng)發(fā)育階段等因素密切相關(guān)[2]，研究表明不同品種、不同生長(zhǎng)部位以及不同發(fā)育階段的食用菌，其所含的香味成分和含量均有所差異[3]。Tsai等[4]對(duì)大杯香菇、平菇和白靈菇中揮發(fā)性成分進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)3 種菇中各香氣成分含量差異顯著。李秦等[5]比較了香菇和平菇子實(shí)體中的芳香成分，發(fā)現(xiàn)蘑菇醇、3-辛醇、亞油酸、二甲基三硫、3-辛酮和正十六烷為香菇中主要香氣成分，然而平菇中主要香氣成分為酸類(lèi)物質(zhì)。陳萬(wàn)超[6]對(duì)7 種不同的商業(yè)化香菇品種中的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)不同品種揮發(fā)性成分和含量差異明顯。李文等[7]對(duì)香菇生長(zhǎng)過(guò)程中的揮發(fā)性風(fēng)味成分組成進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)不同生長(zhǎng)發(fā)育階段揮發(fā)性風(fēng)味成分組成存在差異，并明確了影響香菇風(fēng)味的特征性揮發(fā)性風(fēng)味成分。

杏鮑菇（Pleurotus eryngii），又名刺芹側(cè)耳，味道鮮美，口感極佳，具有杏仁香味，被稱(chēng)為“平菇之王”[8]。由于杏鮑菇特殊的香味，適合保鮮，加工和烹調(diào)，深受消費(fèi)者歡迎，使杏鮑菇的產(chǎn)量一直維持在較高水平[9]。杏鮑菇揮發(fā)性風(fēng)味成分的研究較少，劉璐等[10]對(duì)4 類(lèi)干制食用菌風(fēng)味成分進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）分析，發(fā)現(xiàn)干制杏鮑菇的揮發(fā)性成分主要為醛類(lèi)化合物，相對(duì)含量為44.285%；劉璐等[11]對(duì)杏鮑菇及其預(yù)煮液揮發(fā)性成分分析，發(fā)現(xiàn)新鮮杏鮑菇和杏鮑菇預(yù)煮液的揮發(fā)性成分的組成不同；唐秋實(shí)等[12]對(duì)不同干燥工藝對(duì)杏鮑菇品質(zhì)和揮發(fā)性風(fēng)味成分的影響進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)不同干燥方式所獲得的樣品揮發(fā)性風(fēng)味成分組成和含量均不同，真空冷凍干燥可以使樣品保持更好的風(fēng)味；Kashif等[13]對(duì)γ輻照對(duì)杏鮑菇保存4 周后品質(zhì)的影響進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)輻照的樣品其揮發(fā)性成分和未經(jīng)輻照的樣品不同。目前工廠化栽培品種眾多，鮮見(jiàn)對(duì)工廠化栽培的不同杏鮑菇菌株的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行研究。因此本實(shí)驗(yàn)對(duì)工廠化栽培的不同杏鮑菇菌株子實(shí)體中的揮發(fā)性風(fēng)味成分種類(lèi)及含量進(jìn)行分析，結(jié)合電子鼻系統(tǒng)，建立雷達(dá)指紋圖譜，并以主成分分析法為基礎(chǔ)建立杏鮑菇揮發(fā)性風(fēng)味品質(zhì)評(píng)價(jià)模型，進(jìn)而對(duì)不同杏鮑菇菌株的香氣進(jìn)行評(píng)價(jià)，為杏鮑菇定向育種及深加工提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

杏鮑菇子實(shí)體由上海國(guó)森生物科技有限公司統(tǒng)一栽培提供。供試菌株名稱(chēng)及來(lái)源：J.T. 福建嘉田農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司；B.X. 浙江百興食品有限公司；G.S. 上海國(guó)森生物科技有限公司；J.P. 日本；125、150 上海食用菌所菌種保藏中心；SDF 國(guó)盛生物科技有限公司。

正構(gòu)烷烴混合標(biāo)準(zhǔn)品（C7～C30） 上海安譜科學(xué)儀器有限公司；甲醇（色譜級(jí)） 美國(guó)迪馬科技公司；鄰二氯苯（色譜級(jí)） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

DHG-9240A型鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；BF00A粉碎機(jī) 上海淀久機(jī)械制造有限公司；固相微萃取裝置（固相微萃取進(jìn)樣器、75 μm碳分子篩/聚二甲基硅氧烷萃取頭） 美國(guó)Supelco公司；7890A-5975C GC-MS聯(lián)用儀 美國(guó)Agilent公司；Fox4000氣味分析系統(tǒng)（電子鼻） 法國(guó)Alpha MOS公司。

1.3 方法

1.3.1 子實(shí)體栽培及處理

栽培培養(yǎng)基：木屑45%、麩皮15%、玉米芯20%、米糠15%、玉米粉5%，含水量65%～67%。栽培瓶為1 100 mL塑料瓶，裝瓶量為750 g。121 ℃滅菌2 h，冷卻至25 ℃以下接種。接種后的栽培瓶在溫度20～23 ℃、CO2含量2 000～3 000 mg/kg、空氣相對(duì)濕度75%條件下發(fā)菌，待菌絲發(fā)滿(mǎn)整個(gè)栽培瓶后熟5 d進(jìn)行搔菌出菇。搔菌后的栽培瓶在16 ℃、相對(duì)濕度85%～97%、CO2含量1 000～1 500 mg/kg的栽培房?jī)?nèi)倒扣8 d，之后翻轉(zhuǎn)栽培瓶，在相同環(huán)境中出菇[14]。待子實(shí)體成熟后采收，實(shí)驗(yàn)對(duì)不同的杏鮑菇菌株進(jìn)行3 次栽培，每個(gè)品種每次均采用多點(diǎn)隨機(jī)抽樣的方式抽取30 瓶子實(shí)體，將新鮮子實(shí)體切成2～3 mm的薄片，在（50±2）℃的鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)烘干至含水量低于10%，將3 次烘干的子實(shí)體薄片混勻粉碎后過(guò)20 目篩，保存在干燥皿中待用。

1.3.2 頂空固相微萃取-GC-MS聯(lián)用法

提取方法：準(zhǔn)確稱(chēng)取1 g杏鮑菇干粉于萃取瓶中，加入10 μL 262 mg/L鄰二氯苯溶液作為內(nèi)標(biāo)，萃取頭于230 ℃老化20 min后插入萃取瓶中，60 ℃水浴鍋內(nèi)恒溫萃取45 min[15]。取出萃取頭插入GC-MS進(jìn)樣口，250 ℃解吸5 min。

GC條件：HP-INNDWAX毛細(xì)管柱（30 m×25 mm，25 μm）；升溫程序：進(jìn)樣口溫度250 ℃，柱初溫50 ℃，以3 ℃/min升至230 ℃，后運(yùn)行溫度240 ℃；載氣為He，流速1.0 mL/min，不分流。

MS條件：電子電離源；電子能量70 eV；發(fā)射電流35 μA；離子源溫度230 ℃；掃描速率1.9 scans/s；質(zhì)量掃描范圍50～550 u。

使用Xcalibur軟件系統(tǒng)處理所得數(shù)據(jù)后，與NIST譜庫(kù)（107k Compounds）和Wiley譜庫(kù)（320k Compounds，version 6.0）相匹配，由此對(duì)化合物進(jìn)行鑒定。揮發(fā)性物質(zhì)含量近似于譜圖中相應(yīng)峰面積占總離子色譜圖面積的比例。保留指數(shù)由C7～C30正構(gòu)烷烴為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算而得[16]。

1.3.3 揮發(fā)性風(fēng)味成分相對(duì)風(fēng)味活度值（relative odor activity value，ROAV）評(píng)價(jià)方法

采用ROAV評(píng)價(jià)各揮發(fā)性風(fēng)味成分對(duì)樣品總體風(fēng)味的貢獻(xiàn)程度[17]。定義對(duì)樣品風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的組分ROAVstan為100，其他各風(fēng)味成分ROAV按公式（1）計(jì)算：

式中：Cri、Ti為各揮發(fā)性風(fēng)味成分的相對(duì)含量/%和相對(duì)應(yīng)的感覺(jué)閾值/（mg/kg）；Crstan、Tstan為對(duì)樣品風(fēng)味貢獻(xiàn)最大組分的相對(duì)含量/%和相對(duì)應(yīng)的感覺(jué)閾值/（mg/kg）。

ROAV≥1，該風(fēng)味成分為樣品的主體風(fēng)味成分，且在一定范圍內(nèi)，ROAV越大說(shuō)明該成分對(duì)樣品總體風(fēng)味貢獻(xiàn)越大；0.1≤ROAV＜1，該成分對(duì)樣品總體風(fēng)味有修飾作用。

1.3.4 電子鼻檢測(cè)

準(zhǔn)確稱(chēng)取1.000 g杏鮑菇干粉放入10 mL頂空瓶中，加蓋密封待檢。樣品檢測(cè)條件如下：載氣為合成干燥空氣，流速150 mL/min，頂空產(chǎn)生時(shí)間600 s，產(chǎn)生溫度50 ℃，攪動(dòng)速率500 r/min。樣品頂空氣體注射體積500 μL，注射速率500 μL/s，注射針總體積5.0 mL，注射針溫度60 ℃，最后數(shù)據(jù)采集時(shí)間120 s，延滯時(shí)間600 s[18]。

1.3.5 揮發(fā)性風(fēng)味成分主成分分析評(píng)價(jià)

采用IBM SPSS Statistic 20.0軟件對(duì)不同杏鮑菇菌株的揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行主成分分析，求得提取的主成分值，然后依據(jù)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)（general evaluation indexes，GEI）公式（2）對(duì)不同的菌株進(jìn)行香氣評(píng)價(jià)[19]。GEI值越大，香氣品質(zhì)越好。

式中：Fi、λi分別為提取的主成分值及每個(gè)主成分對(duì)應(yīng)的特征值。

1.4 數(shù)據(jù)及圖像處理

不同菌株杏鮑菇子實(shí)體中風(fēng)味成分GC-MS采集數(shù)據(jù)經(jīng)NIST 11和Wiley譜庫(kù)檢索，采用色譜保留指數(shù)及人工解析鑒定化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性分析，根據(jù)歸一化法和利用被測(cè)化合物和內(nèi)標(biāo)物相應(yīng)的色譜峰面積之比計(jì)算被測(cè)組分的相對(duì)含量；電子鼻系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)分析、ROAV分析采用Excel 2010軟件處理；主成分分析采用IBM SPSS Statistic 20.0軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌株揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)鑒定及其ROAV

表1 杏鮑菇菌株工廠化栽培子實(shí)體的共有揮發(fā)性風(fēng)味成分及相對(duì)含量Table 1 Contents of volatile compounds common to different strains of P. eryngii

續(xù)表1

表2 杏鮑菇菌株工廠化栽培子實(shí)體的揮發(fā)性風(fēng)味成分的ROAVTable 2 Relative odor activity values (ROAV) of volatile compounds in P. eryngii

7 個(gè)不同杏鮑菇菌株工廠化栽培子實(shí)體中共檢測(cè)到102 種揮發(fā)性風(fēng)味成分，包括6 種烯烴類(lèi)化合物、5 種酸類(lèi)化合物、21 種醛類(lèi)化合物、26 種醇類(lèi)化合物、14 種酯類(lèi)化合物、17 種酮類(lèi)化合物、8 種雜環(huán)類(lèi)化合物、5 種其他類(lèi)化合物。如表1所示，不同菌株子實(shí)體的揮發(fā)性風(fēng)味成分種類(lèi)及各成分相對(duì)含量差異較大。SDF、J.T.、J.P.、B.X.、G.S.菌株分別檢出88、70、74、65 種和76 種揮發(fā)性物質(zhì)，且均以1-辛烯-3-醇相對(duì)含量最高，分別為14.96%、27.22%、32.53%、34.80%和21.28%；125菌株共檢出68 種揮發(fā)性物質(zhì)，其中庚烷相對(duì)含量最高，達(dá)41.17%；150菌株共檢出82 種揮發(fā)性物質(zhì)，其中乙醇和庚烷的相對(duì)含量最高，達(dá)11.11%和6.89%。

由表1可知，7 種杏鮑菇菌株共有的揮發(fā)性物質(zhì)為36 種，其中烯烴類(lèi)3 種，即戊烷、庚烷和1-辛烯；酸類(lèi)1 種，即己酸；醛類(lèi)9 種，即3-甲基丁醛、戊醛、2-甲基戊醛、己醛、辛醛、反-2-庚烯醛、壬醛、苯甲醛和2-丁基-2-辛烯醛；醇類(lèi)12 種，即乙醇、1-丙醇、丁醇、異戊醇、戊醇、2,3-二甲基丁醇、3-辛醇、1-辛烯-3-醇、2-丙基戊醇、1-辛醇、反-2-辛烯-1-醇和異雪松醇；酯類(lèi)3 種，即己酸乙酯、辛酸甲酯和丁內(nèi)酯；酮醚類(lèi)和雜環(huán)類(lèi)8 種，即丙酮、2-庚酮、3-辛酮、2-辛酮、1-辛烯-3-酮、2-壬酮、2-戊基呋喃和5-戊基-2(3H)呋喃酮。其中共有成分中占比較大的成分包括庚烷、己醛、2-丁基-2-辛烯醛、乙醇、異戊醇、戊醇、1-辛烯-3-醇、丙酮、3-辛酮和2-辛酮10 種。

對(duì)不同杏鮑菇菌株子實(shí)體中檢測(cè)到的揮發(fā)性風(fēng)味成分的香味閾值進(jìn)行查詢(xún)，共查詢(xún)到53 種化合物在水中的香味閾值[20]。由于1-辛烯-3-酮在各品種中相對(duì)含量較高且閾值極低，故定義1-辛烯-3-酮ROAVstan為100，其他揮發(fā)性物質(zhì)的ROAV可由1.3.3節(jié)公式計(jì)算得出。ROAV越大說(shuō)明該揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)杏鮑菇整體風(fēng)味貢獻(xiàn)率越大。由表2可知，除125菌株之外，1-辛烯-3-醇和1-辛烯-3-酮ROAV均大于1，是6 種杏鮑菇菌株共有的主體風(fēng)味物質(zhì)。此外，除SDF菌株和125菌株之外的5 個(gè)菌株中2,4-壬二烯醛ROAV均大于1，對(duì)風(fēng)味貢獻(xiàn)率均較大；除B.X.菌株之外的6 個(gè)菌株中均檢測(cè)到巰基乙醇，且ROAV均大于15，對(duì)這6 個(gè)菌株的風(fēng)味貢獻(xiàn)率均較大；J.T.菌株和G.S.菌株的3-甲基丁醛和辛醛的ROAV大于1，對(duì)風(fēng)味貢獻(xiàn)率較大；J.P.菌株和B.X.菌株的己酸乙酯、辛醛的ROAV大于1，對(duì)風(fēng)味貢獻(xiàn)率較大；125菌株的異戊酸甲酯的ROAV大于1，對(duì)風(fēng)味貢獻(xiàn)率較大。

2.2 菌株子實(shí)體中風(fēng)味物質(zhì)電子鼻檢測(cè)結(jié)果

圖1 杏鮑菇菌株工廠化栽培子實(shí)體的電子鼻雷達(dá)指紋圖譜Fig. 1 Radar fi ngerprint of electronic nose data of different strains of P. eryngii

圖2 杏鮑菇菌株工廠化栽培的子實(shí)體的電子鼻判別函數(shù)分析圖Fig. 2 Discriminant function analysis of different strains of P. eryngii

如圖1所示，G.S.菌株與其余6 個(gè)菌株的響應(yīng)信號(hào)值有顯著差異，其余6 個(gè)菌株響應(yīng)值較接近。如圖2所示，預(yù)判分析DF1及DF2的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到89.75%，樣品組內(nèi)離散度小，組間空間距離變大，樣品完全分開(kāi)，區(qū)分效果較好。G.S.菌株與其余菌株的風(fēng)味差異均較大。

2.3 主要風(fēng)味物質(zhì)主成分分析

表3 4 個(gè)主成分的特征值和貢獻(xiàn)率Table 3 Eigenvalues, contribution rates and cumulative contribution of the fi rst 4 principal components

表4 主成分載荷矩陣Table 4 Principal component loading matrix

圖3 工廠化栽培的菌株子實(shí)體風(fēng)味成分的綜合評(píng)價(jià)圖Fig. 3 General evaluation index of volatile fl avor compounds in different strains of P. eryngii

為進(jìn)一步研究揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)總體風(fēng)味的影響并對(duì)不同工廠化栽培的杏鮑菇菌株子實(shí)體的揮發(fā)性風(fēng)味進(jìn)行評(píng)價(jià)，選取共有成分中占比較大和根據(jù)ROAV計(jì)算的貢獻(xiàn)率較高的17 種揮發(fā)性成分進(jìn)行主成分分析，得到主成分的特征值和特征向量、主成分載荷矩陣，并以主成分分析法構(gòu)建的風(fēng)味物質(zhì)GEI對(duì)7 種杏鮑菇菌株進(jìn)行評(píng)價(jià)，如表3所示。第1主成分的貢獻(xiàn)率為39.04%，第2主成分的貢獻(xiàn)率為27.67%，第3主成分的貢獻(xiàn)率為16.91%，第4主成分的貢獻(xiàn)率為7.81%，4 個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到91.42%，說(shuō)明前4 個(gè)主成分代表了17 個(gè)指標(biāo)91.42%的綜合信息[21]。決定第1主成分大小的為2-丁基-2-辛烯醛、異戊醇；決定第2主成分大小的為異戊酸甲酯、巰基乙醇、2,4-壬二烯醛；決定第3主成分大小的為3-辛酮、戊醇、己醛、3-甲基丁醛；決定第4主成分大小的為丙酮（表4）。根據(jù)各主成分的貢獻(xiàn)率，說(shuō)明對(duì)杏鮑菇揮發(fā)性風(fēng)味影響較大的成分依次為2-丁基-2-辛烯醛、3-辛酮、戊醇、丙酮、己醛、異戊酸甲酯、巰基乙醇、2,4-壬二烯醛、3-甲基丁醛、異戊醇。從圖3可以看出，不同工廠化栽培的杏鮑菇菌株子實(shí)體的香氣差別較大，香氣品質(zhì)最優(yōu)的為G.S.菌株，其次為B.X.菌株、J.P.菌株，品質(zhì)最差的為150菌株。

3 討論與結(jié)論

頂空固相微萃取-GC-MS是一種分析揮發(fā)性物質(zhì)組成的方法，可對(duì)樣品中各種揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行分離、定性、定量分析。近年來(lái)，此技術(shù)在食品、植物等香氣成分分析方面已得到了廣泛應(yīng)用[22-28]。本實(shí)驗(yàn)采用頂空固相微萃取-GC-MS聯(lián)用法提取分析杏鮑菇不同菌株工廠化栽培子實(shí)體中的揮發(fā)性風(fēng)味成分，鑒定出102 種風(fēng)味成分；其中醇類(lèi)化合物相對(duì)含量最高，其次醛類(lèi)化合物和烯烴類(lèi)化合物，醇類(lèi)化合物主要以1-辛烯-3-醇為主，醛類(lèi)化合物主要為己醛，烯烴類(lèi)化合物以庚烷為主。7 種杏鮑菇菌株工廠化栽培子實(shí)體中，檢測(cè)到的共有成分達(dá)到36 種。共有成分中占比較大的成分有庚烷、己醛、2-丁基-2-辛烯醛、乙醇、異戊醇、戊醇、1-辛烯-3-醇、丙酮、3-辛酮和2-辛酮。評(píng)價(jià)一種物質(zhì)對(duì)樣品整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)不能僅看相對(duì)含量，不同風(fēng)味物質(zhì)由于閾值及在樣品基質(zhì)中濃度的不同，對(duì)樣品風(fēng)味的貢獻(xiàn)不同[29]。共有物質(zhì)中1-辛烯-3-醇相對(duì)含量高且閾值低，所以其ROAV較高，而1-辛烯-3-酮相對(duì)含量雖然較低但閾值低，所以其ROAV也較高，2 種物質(zhì)是除125菌株外的6 種杏鮑菇菌株中共有的主體風(fēng)味物質(zhì)。電子鼻分析結(jié)果顯示，G.S.菌株栽培子實(shí)體的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)與其他品種差異顯著。運(yùn)用主成分分析研究品種與揮發(fā)性成分的相關(guān)性，可找出引起品種間風(fēng)味差異的主要化合物，并能構(gòu)建揮發(fā)性風(fēng)味評(píng)價(jià)模型對(duì)不同樣品進(jìn)行評(píng)價(jià)[30]。本研究主成分分析找出4 個(gè)主成分代表了91.42%的樣品信息，可以說(shuō)明樣品之間的差異。4 個(gè)主成分主要指向4 種醛類(lèi)、3 種醇類(lèi)、2 種酮類(lèi)和1 種酯類(lèi)物質(zhì)。以主成分分析法構(gòu)建的風(fēng)味物質(zhì)GEI對(duì)7 種杏鮑菇菌株進(jìn)行評(píng)價(jià)，其工廠化栽培的杏鮑菇子實(shí)體香氣品質(zhì)差別顯著，香氣品質(zhì)最優(yōu)的為G.S.菌株。本研究分析不同品種杏鮑菇栽培子實(shí)體的風(fēng)味物質(zhì)，為杏鮑菇育種和風(fēng)味成分的開(kāi)發(fā)利用提供了一定的理論指導(dǎo)。