五種野生食用菌揮發(fā)性成分研究

黃蘭蘭 陳 高 于富強(qiáng)

（中國科學(xué)院昆明植物研究所，云南昆明650201）

云南是野生食用菌資源大省，因其復(fù)雜的地形特征、豐富的植被類型以及得天獨(dú)厚的氣候條件，使得該地區(qū)具有異常豐富的野生食用菌資源，其種類之多，分布之廣，產(chǎn)量之大，已成為云南獨(dú)具特色的綠色產(chǎn)業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，云南省有野生食用菌600余種，約占全國野生食用菌種類的75%[1]，年產(chǎn)量超10萬t，產(chǎn)值約25億元。據(jù)報(bào)道，云南野生貿(mào)易真菌有64屬207種，其中優(yōu)勢類群有19科33屬80種[2]。野生食用菌除了作為美味佳肴外，還具有十分珍貴的藥理保健功效。絕大多數(shù)野生食用菌含有人體所必需的微量元素，具有提高免疫力、健腦、抗輻射等多重保健功效[3]。有些類群在對癌細(xì)胞的抑制和糖尿病的治療上具有顯著效果[4-5]。

目前，國內(nèi)外對于食用菌的研究，大多集中在營養(yǎng)成分的分析與利用、活性物質(zhì)的提取與功能發(fā)掘上，對于揮發(fā)性氣味成分的研究較少[6]。食用菌的揮發(fā)性氣味成分與其風(fēng)味密切相關(guān)，其獨(dú)特的香味能激發(fā)消費(fèi)者的食欲，揮發(fā)性成分中氣味成分的種類、數(shù)量、感覺閥值及它們之間的相互作用決定了食用菌香味的獨(dú)特性[7]。研究表明，揮發(fā)性八碳化合物（C8H16O）是食用菌最主要的風(fēng)味化合物[8-9]，主要包括醇類、醛類、酮類、酯類等，每類化合物呈現(xiàn)不同的氣味特征，這些物質(zhì)綜合呈現(xiàn)的氣味是評價(jià)食用菌品質(zhì)及大眾接受度的重要因子之一[10-12]。

研究利用動(dòng)態(tài)頂空吸附結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）技術(shù)，對云南五種常見野生食用菌的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析，旨在為食用菌的風(fēng)味評估以及更好的開發(fā)利用云南野生食用菌香味物質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。通過探討這五種野生食用菌揮發(fā)性成分之間的差異，為真菌分類研究提供化學(xué)成分的鑒定指標(biāo)，為食品加工、香精香料和化妝品等行業(yè)，在探索揮發(fā)性原料使用的過程中提供新的方向和思路，同時(shí)也可為食用菌的病蟲害控制提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料來源

雞油菌（Cantharellus cibarius）、遠(yuǎn)東疣柄牛肝菌（Rugiboletus extremiorientalis）、翹鱗肉齒菌（Sarcodon imbricatus）、松口蘑（Tricholoma matsutake）和印度塊菌（Tuber indicum）的新鮮子實(shí)體樣品均于2015年8月購自云南省楚雄彝族自治州南華縣新鮮蘑菇交易市場。材料為當(dāng)日采摘的新鮮子實(shí)體。

1.2 食用菌氣味收集

揮發(fā)性成分的收集采用動(dòng)態(tài)頂空吸附法[13]。在野生食用菌購買當(dāng)日，將新鮮子實(shí)體表面的泥土清理干凈，放入密封的泰德拉袋（Tedlar bags）中，混合食用菌氣味的空氣通過Porapak Q吸附管（Waters Associates，Inc.；60/80目）后由抽氣泵（武漢市天聯(lián)科教一起發(fā)展有限公司）釋放到環(huán)境中。用流量計(jì)（常州市成豐流量儀表有限公司）和閥門控制進(jìn)氣速度，流量計(jì)的流量設(shè)計(jì)為400 mL/min，抽氣3 h。吸附結(jié)束后用400 μL重蒸正己烷反復(fù)洗脫吸附管3～4次，最后，用輕柔的氮?dú)饬鳚饪s至原始量的1/5。-20℃保存待用。

1.3 食用菌氣味分析

食用菌氣味成分組成及穩(wěn)定性分析采用氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）。GC條件：儀器為美國Agilent Technologies公司的HP5890，HP-5MS石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25μm）；柱溫起始為40℃，保持 5 min，程序升溫 5℃/min，至 280℃；柱流量為1.5 mL/min；進(jìn)樣溫度為250℃；氫火焰檢測溫度為250℃；進(jìn)樣量為0.3uL；分流比為50∶1；載氣為高純氮?dú)狻?/p>

GC-MS條件：儀器為美國Agilent Technologies公司HP6890GC/5973MS氣象色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。GC條件：HP-5MS石英毛細(xì)管柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm）；柱溫起始為40℃，保持5 min，程序升溫5℃ /min，至280℃；柱流量為1.0 mL/min；進(jìn)樣溫度為250℃；柱前壓為100 kPa；進(jìn)樣量為1.0 μL；分流比為10∶1；載氣為高純氦氣。MS條件：電離方式EI；電子能量70 eV；傳輸線溫度250℃；離子源溫度230℃；四級桿溫度150℃；質(zhì)量范圍35～500。

1.4 揮發(fā)物鑒定

揮發(fā)性成分經(jīng)質(zhì)譜掃描后，得到總離子流量圖，通過與Wiley NIST 05質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫比對，確定各色譜峰對應(yīng)的化學(xué)成分。按照峰面積歸一化法計(jì)算出各化學(xué)成分的峰面積相對百分含量。

2 結(jié)果與分析

經(jīng)GC-MS聯(lián)用儀分析，五種野生食用菌所含有的揮發(fā)性成分均有所不同，主要包括醇類、醛類、酮類、烯類、烷烴類和酯類。松口蘑中分離得到的揮發(fā)性成分種類最多，共52種；其次為印度塊菌和雞油菌，各有45種，翹鱗肉齒菌有43種，遠(yuǎn)東疣柄牛肝菌有40種。通過定性分析，從五種食用菌中共鑒定出37種化合物，其中從松口蘑中鑒定出的揮發(fā)性成分為23種，雞油菌中鑒定出17種，遠(yuǎn)東疣柄牛肝菌中鑒定出15種，印度塊菌和翹鱗肉齒菌中各鑒定出14種。

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種野生食用菌中共有的揮發(fā)性成分，但在不同種類中的相對含量有所差別。另外，不同野生食用菌中主要揮發(fā)性成分的種類及含量也有很大差異，印度塊菌中相對含量較高的成分有1-辛烯-3-醇（28.61%）、十三烷（18.65%）、3-辛酮（13.17%）；松口蘑中相對含量較高的成分是3-辛酮（46.97%）、倍半萜（12.67%）、1-辛烯-3-醇（8.17%）；雞油菌中相對含量較高的成分是3-辛醇（32.71%）、3-辛酮（31.27%）、1-辛烯-3-醇（26.01%）；遠(yuǎn)東疣柄牛肝菌中相對含量較高的是大葉香烯D（46.24%）、α-蒎烯（8.22%）、3-辛酮（6.77%）；翹鱗肉齒菌中相對含量較高的為α-蒎烯（19.80%）、檸檬烯（11.13%）、3-辛酮（10.49%）（表1）。

表1 5種野生食用菌揮發(fā)性氣味組分及相對百分含量（n=3）

（續(xù)表1）

不同野生食用菌含有其特有的揮發(fā)性成分，其中印度塊菌的特有揮發(fā)性成分為香葉基丙酮（2.02%）和異十五烷（3.69%）；松口蘑的特有揮發(fā)性成分為苯甲醛（4.26%）、月桂烯（1.85%）、順-羅勒烯（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%）；雞油菌的特有揮發(fā)性成分為2-辛烯醛（0.39%）、β-紫羅蘭酮（0.58%）和β-二氫紫羅蘭酮（0.28%）；遠(yuǎn)東疣柄牛肝菌中特有的揮發(fā)性成分為3-環(huán)庚烯-1-酮異構(gòu)體（6.14%）、大葉香烯D（46.24%）和Dehydrooromadendrane（3.30%）；翹鱗肉齒菌的特有揮發(fā)性成分為薄荷醇（3.42%）和癸烷（2.41%）。

從分離得到的揮發(fā)性氣味成分來看，醇類、酮類和烯類的相對含量在五種野生食用菌中均較高。印度塊菌中含量最高的是烷烴類，占總揮發(fā)性氣味成分的36.06%，其次是醇類31.75%；松口蘑中只檢測到一種酮（3-辛酮），但其含量高達(dá)46.97%，醇類位居第二，為25.01%；雞油菌中醇類含量最多，高達(dá)59.42%，其次是酮類33.96%；遠(yuǎn)東疣柄牛肝菌和翹鱗肉齒菌中含量最高的分別為烯類（54.86%）和烷烴類（38.53%），但在這兩種食用菌中均未檢測到醛類。

3 小結(jié)與討論

采用動(dòng)態(tài)頂空萃取技術(shù)對云南五種野生食用菌的揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行收集，利用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）對揮發(fā)性成分進(jìn)行分析鑒定，從印度塊菌、松口蘑、雞油菌、遠(yuǎn)東疣柄牛肝菌和翹鱗肉齒菌中共鑒定出37種揮發(fā)性香氣成分，主要包括醇類、醛類、酮類、烯類、烷烴類等，五種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-辛酮的相對含量最高（6.77%～46.97%）。這些成分可為食用菌的風(fēng)味評估提供科學(xué)的依據(jù)，同時(shí)為食用菌的病蟲害控制提供理論基礎(chǔ)（通過設(shè)計(jì)能吸引食菌昆蟲的“雞尾酒”，從而誘捕這類昆蟲）。

張世奇和闞建全（2011）采用超聲溶劑萃取、同時(shí)蒸餾萃取和固相微萃取三種方法對會(huì)東塊菌氣味進(jìn)行提取，用GC-MS法對其成分進(jìn)行分析和鑒定，結(jié)果顯示，其主要的氣味成分是烯醇類、烯類、酯類、酸類和酚類物質(zhì)，其中含量最高的為辛烯醇（20.43%）[14]，與本研究中印度塊菌中含量最高的1-辛烯-3-醇（28.61%）為同一類化合物，但總體化合物的類別存在較大差異，可能是由于不同種類塊菌其揮發(fā)性化合物有所不同。黃小菲等（2011）對西南地區(qū)不同產(chǎn)地松茸揮發(fā)性成分進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，不同地區(qū)的松茸其香味成分也有所不同，但酯類、酸類和醛類在不同地區(qū)松茸中均為主要成分[15]。王盼盼等（2016）對四川省不同地區(qū)松口蘑的揮發(fā)性成分進(jìn)行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同產(chǎn)區(qū)的松茸主要揮發(fā)性成分包括醇類、酯類和萜烯類[16]；然而，本研究中松口蘑的主要揮發(fā)性成分為3-辛酮、倍半萜和1-辛烯-3醇，產(chǎn)生這些差異的原因，一方面可能是提取方法的差異，導(dǎo)致化合物的含量和種類有所變化，另一方面可能是遺傳差異或松口蘑產(chǎn)地的不同等。

研究的五種野生食用菌都含有豐富的揮發(fā)性化合物，然而，每一種化合物都有各自的呈味特點(diǎn)，一般情況下，只有少數(shù)揮發(fā)性化合物對食用菌的整體風(fēng)味有重要貢獻(xiàn)，還有一部分成分可能只對整體風(fēng)味起輔助作用[17-18]。1-辛烯-3-醇又被稱為蘑菇醇，具有典型的蘑菇香、青香和蔬菜香的氣息；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、蠟香、蔬菜香，并有蘑菇、干酪、水果的味道；苯甲醛具有苦杏仁、櫻桃及堅(jiān)果氣味；己醛具有青香、葉香、果香和木香[19]；芳樟醇具有薰衣草香的氣息[20]。這些具有特殊呈味特點(diǎn)的揮發(fā)物通過不同含量的配比，使得人們對這五種食用菌有不同的氣味體驗(yàn)。另外，這些獨(dú)特的揮發(fā)性氣味成分不僅能為消費(fèi)者在選購食用菌時(shí)提供直觀的嗅覺體驗(yàn)，而且也能夠刺激食欲。在今后的研究中可通過氣相色譜-嗅聞（Gas chromatography-olfactomerty，GC-O）技術(shù)來評估人們是根據(jù)哪些成分來識別不同種類的蘑菇。

在實(shí)際應(yīng)用中，真菌揮發(fā)性化合物的作用遠(yuǎn)不止于為消費(fèi)者提供嗅覺感受，它不僅在吸引昆蟲取食以傳播孢子，擴(kuò)大繁殖中扮演重要角色，也具有較大的潛力作為真菌分類研究的一個(gè)指標(biāo)[11，21]。真菌通過釋放揮發(fā)性化合物與外界進(jìn)行交流，因此，研究揮發(fā)性化合物對檢測環(huán)境和生態(tài)也有一定作用。另外，真菌揮發(fā)性化合物的某些組分在發(fā)展生物熏蒸劑（Biofumigants）中具有較大的潛力[22]。

近年來，真菌獨(dú)特的揮發(fā)性氣味成分得到了食品加工行業(yè)的廣泛關(guān)注，如何收集、保存和加工這些揮發(fā)性化合物成為迫切需要解決的問題。充分利用云南省野生食用菌資源優(yōu)勢，研發(fā)、生產(chǎn)特定風(fēng)味化合物可為食品行業(yè)提供新的機(jī)遇。食用菌是一個(gè)多組分的食品基體，揮發(fā)性組成占其中含量的比例很小，大多數(shù)組分濃度在微量至痕量范圍，某些小含量的成分有可能在揮發(fā)性氣味成分中扮演重要角色，要分離分析這些組分相當(dāng)不易。試驗(yàn)中可能也有這樣的組分沒有分離和分析到，在以后的研究中，需要運(yùn)用更為先進(jìn)的分離分析手段。此外，研究僅對云南五種野生食用菌揮發(fā)性氣味成分進(jìn)行了初步分析，要全面了解和發(fā)掘這五種食用菌的揮發(fā)性化合物的價(jià)值還有待進(jìn)一步深入研究。