香菇風味物質形成機理研究進展

王文亮+孫卿+曹世寧+弓志青+孫華+陳相艷

摘 要：本文概述了香菇風味物質的主要成分及呈味物質形成機理的研究進展，以期為香菇的精深加工提供理論依據。

關鍵詞：香菇;風味物質;形成機理

中圖分類號：S567.3+9 ?文獻標識號：A ?文章編號：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，是我國食用量最大的珍貴食用菌，味道鮮美，香味濃郁，含有多糖、豐富的氨基酸、維生素及微量元素等營養物質，具有很高的營養價值和顯著藥理滋補作用，能夠抵抗疲勞、提高機體免疫機能、延緩衰老，被稱為“山珍之王”。隨著生活水平和生活質量的提高，香菇制品越來越受到人們的重視[1]。我國對香菇的研究起步較晚，對風味物質的研究更少，主要集中在香菇加工制品的風味組成上，而各種成分對整體風味的貢獻以及加工過程中風味變化規律、形成機制的研究鮮有報道。本文對香菇風味物質的主要成分和形成途徑進行概述，以期為香菇風味物質的理論研究提供參考。

1 香菇風味物質的主要成分

香菇的風味主要指滋味和香味[2]，滋味指品嘗感受到的味道，如鮮味和甜味，主要取決于香菇所含的一類相對分子量較低的水溶性物質，包括游離氨基酸、核苷酸、有機酸及碳水化合物等，其中氨基酸和核苷酸是主要的呈鮮物質。香菇中天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸等含量豐富，其中天冬氨酸、谷氨酸貢獻較大。谷氨酸在食鹽存在的情況下能形成L-谷氨酸鈉，呈味閾值0.03%，是味精的主要成分，能呈現出較強的鮮味，因此人們在烹飪食用菌時可加少許鹽，有增鮮的作用[3]。丙氨酸是甜味物質，與谷氨酸、鳥苷酸等鮮味物質配合能發揮鮮味相乘作用，還可引出肉類、魚類、果實類的鮮味成分，有相互助鮮的特點。核酸分解酶催化底物核酸生成的核苷酸物質是香菇中另一大類鮮味物質，其中 5′-鳥苷酸含量最為豐富，是香菇風味的關鍵鮮味成分，5′-腺苷酸次之。氨基酸類鮮味物質含量在閾值以下時其鮮味是潛在性的，只要添加少量5′-核苷酸，就能使其提到閾值以上，具有強烈的增鮮作用[4]。

香菇的香味主要來自揮發性物質，包括八碳化合物、含硫化合物以及醛酸酮酯類等[5]，這些物質對食品風味的貢獻主要取決于其含量及閾值大小。八碳化合物和含硫化合物是香菇香味的重要組分，干香菇中八碳化合物和含硫化合物占到香味組分的59.57%，鮮香菇中達到65.66%[6]。八碳揮發性化合物主要包括 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）、1，2，4-三硫雜環戊烷、1，2，3，5，6-五硫環庚烷（香菇精）等。1-辛烯-3-醇有（-）和（+）兩個旋光活性異構體，（-）構型有一種強烈的蘑菇風味，被稱為“蘑菇醇”，是自然界內蘑菇主要揮發性物質，風味閾值為0.1 mg/L，但穩定性不高，容易被加熱干燥破壞。3-辛醇氣味閾值為0.018 mg/L。1，2，4-三硫雜環戊烷具有強烈的大蒜味。1，2，3，5，6-五硫環庚烷在水中的閾值為0.27～0.53 mg/L，穩定性不高易分解。二甲基二硫醚和二甲基三硫醚均具有鮮洋蔥的氣味，氣味閾值分別為12 ?μg/L和0.01 μg/L[7]。

以醇類為主的八碳化合物和含硫化合物在種類和含量上的差別導致了干、鮮香菇表現出很大的香味差異性。安晶晶等[6]的試驗表明，鮮香菇的揮發性成分中八碳化合物含量為44.13%，含硫化合物為21.53%，主要成分為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為10.28%，含硫化合物為49.29%，主要成分為1-辛烯-3-醇（4.77%）、二甲基二硫醚（6.98%）、二甲基三硫醚（11.81%）、雙（1-（甲硫基）乙基）二硫醚（13.88%）。芮漢明等[8]檢測了不同加工階段香氣成分的變化過程，鮮香菇50℃干燥至40%含水量時香味組分減少，種類比較單一，14種揮發物質中主要組分為含硫化合物（74.74%），其中二甲基二硫醚39.29%，二甲基三硫醚23.52%;50℃和70℃分別干燥至13%含水量時香味組分增多，但多為小分子物質，且前者以酸類物質和含硫化合物為主，后者酯類物質和含硫化合物為主。不同部位的香氣成分也有差異，鄧建仙等[7]從香菇菇傘和菇柄中分別鑒定出64和42種揮發性組分，其中1-辛烯-3-醇的含量分別為2.13 mg/L和0.53 mg/L。endprint

2 香菇風味物質的形成機理

在加工過程中，香菇先后呈現出不同的特征風味，由初期濃重的蘑菇香到強烈刺鼻的大蒜味，最后形成香菇特有的炒香味。對這一過程中各種香菇風味物質的形成機制一直沒有統一明確的論斷，目前主流的說法是主要經歷了酶促反應和美拉德反應。以亞油酸和亞麻酸為主的不飽和脂肪酸在O2存在的條件下，經自身脂肪氧合酶、氫過氧化物裂解酶的連續作用生成八碳化合物，八碳化合物尤其是1-辛烯-3-醇的存在使香菇表現出特有的蘑菇香;但干燥對這類物質破壞很大，因此加工過程中特有的蘑菇香逐漸消失，同時隨著溫度和水分活度的變化，γ-谷氨酰轉肽酶和半胱氨酸亞砜裂解酶被激活，作用于香菇酸產生含硫雜環化合物，形成強烈的大蒜味;溫度進一步升高和水分活度的進一步降低導致香菇內酶活降低、大分子物質斷裂和美拉德反應加劇，逐漸形成干香菇特有的炒香味[9～12]。

2.1 八碳化合物反應機理研究[13]

1-辛烯-3-醇等八碳化合物可由多不飽和脂肪酸的自動氧化、酶催化氧化以及多不飽和脂肪酸的裂解等方式生成，其中酶催氧化是最主要的途徑。Tressl[14]和Wurzenberger[15]等都認為1-辛烯-3-醇是由前體物質亞油酸經過脂肪氧合酶和氫過氧化物裂解酶連續作用生成的，但是在形成的中間體上存在差異。Tressl等認為亞油酸經過脂肪氧合酶作用生成9-HPOD和13-HPOD，再經氫過氧化物裂解酶和乙醇脫氫酶作用生成1-辛烯-3-醇和2-辛烯醛。Wurzenberger等則認為油酸經過脂肪氧合酶作用生成10-HPOD，然后在氫過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來自兩個不同的反應途徑，并且存在兩種不同的氧化酶，一個催化13-HPOD的生成，另一個直接負責1-辛烯-3-醇的反應，有利地支持了Wurzenberger的論點。

2.2 含硫化合物的生成機制[17～20]

香菇酸是一種結合γ-谷氨酰胺肽的S-取代L-半胱氨酸亞砜，它在γ-谷氨酰轉肽酶（γ-GTP）作用下水解γ-谷氨酰胺肽鍵，釋放出半胱氨酸亞砜前體物質蘑菇糖酸，然后經過S-烷基L-半胱氨酰亞砜裂解酶（C-S lyase）催化生成香菇精，香菇精對熱不穩定，裂解為具有洋蔥風味的二甲基二硫醚、二甲基三硫醚。γ-GTP酶活力的變化和大蒜氣味的形成在時間上具有同步性，此過程是大蒜氣味的主要來源，含硫呈味物質尤其是1，2，4-三硫雜環戊烷等雜環化合物的形成機理與上述過程相似，也不排除其他生成途徑。

2.3 美拉德反應[21]

香菇干燥后期的美拉德反應是干香菇香氣形成的重要過程，由于溫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與多糖以及分解產物的美拉德反應加劇，同時伴有糖的裂解、Amadori重排、Strecker降解、類脂的氧化、純醛化反應等其他反應途徑。生成酸、酮、酯、烷烴、醛類等起調和或互補作用的風味物質，如2，6-二甲基吡嗪具有芳香的炒食香氣，2-戊基呋喃具有甘草味或果香味，十六醛具有花香氣;許多酯類化合物具有水果的芳香和陳酒的醇香味等。

3 展望

盡管近年來，國內外學者在香菇風味物質的形成機理方面做了不少研究，并取得很大進展，確定了風味物質的主要成分及大體的形成途徑，但是在形成機理方面仍沒有形成統一明確的共識。隨著科技手段和儀器的改進，相信香菇風味物質形成機理的研究將加快，從而為拓寬香菇的深加工提供理論依據。

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