食用菌呈香呈味物質(zhì)研究進(jìn)展

谷 鎮(zhèn)，楊 焱

(1.農(nóng)業(yè)部南方食用菌資源利用重點(diǎn)實驗室，國家食用菌工程技術(shù)研究中心，上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所，上海201403;2.上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，上海200234)

食用菌是指可供人食用的大型真菌，它們具有肉眼可見、徒手可采、具有形狀的子實體，常見的有香菇、杏鮑菇、牛肝菌、雙胞蘑菇、平菇、金針菇等［1］。食用菌含有多種活性成分，如多糖類、核苷類、三萜類和生物堿類等，它們具有廣泛的藥理作用，如免疫調(diào)節(jié)作用［2－4］、抗腫瘤［5］、降血糖［6］、預(yù)防心血管疾病等［7］。食用菌具有很高的營養(yǎng)價值，高蛋白低脂肪，還含有豐富的膳食纖維、各種維生素和人體必需的礦質(zhì)元素等，被推薦為十大健康食品之一［8］。食用菌不僅具有營養(yǎng)功能和保健功能，還具有感覺功能(特殊香氣和鮮美口味等)［9］，是上佳的食用菜肴和調(diào)味品，深受消費(fèi)者喜愛。灰樹花食之脆嫩可口，味如雞絲，香氣誘人;杏鮑菇味道鮮美，口感極佳，被稱為“平菇之王”，具有杏仁香味等［10］。食用菌的風(fēng)味包括香味和滋味，香味主要是嗅覺系統(tǒng)所能感受的揮發(fā)性風(fēng)味成分產(chǎn)生;滋味則是通過味覺系統(tǒng)即舌頭所品嘗到，如鮮味和甜味，主要取決于所含的一些非揮發(fā)性呈味物質(zhì)，包括可溶性糖、呈味氨基酸、呈味核苷酸、有機(jī)酸等［11］。

1 揮發(fā)性呈香成分

食用菌中揮發(fā)性風(fēng)味成分主要包括八碳揮發(fā)性化合物、含硫化合物和一些酸、酮、醛、酯類化合物等。不同品種、不同生長部位以及不同發(fā)育階段的食用菌，其所含的香味成分均有所差異［12］。李秦等［13］比較了新鮮平菇與香菇子實體中的芳香成分，酸類物質(zhì)為平菇的主要成分，而香菇中主要香氣成分為1－辛烯－3－醇、正十六烷、二甲基三硫、3－辛醇、3－辛酮和亞油酸。鄭建仙［14］應(yīng)用蒸餾萃取結(jié)合GC－MS對福建香菇的傘部和柄部的風(fēng)味物質(zhì)作了檢測，分別測出揮發(fā)性成分64種和42種。Mau［15］等對草菇5個不同發(fā)育時期的揮發(fā)性成分進(jìn)行研究，結(jié)果表明在成熟期時，香氣最濃郁，揮發(fā)性成分多且含量豐富，1－辛烯－3－醇等八碳化合物是其主要香氣成分。邢增濤等比較了姬松茸固體發(fā)酵的菌絲體和子實體揮發(fā)性成分，菌絲體香味成分較子實體香氣成分多，主要成分是苯甲醛和苯甲醇［16］。

食用菌中最重要的揮發(fā)性風(fēng)味物是八碳化合物，主要包括 1－辛醇、1－辛烯－3－醇、3－辛醇、2－辛烯－1－醇、1－辛烯－3－酮、3－辛酮等［17－18］。它們均是由亞油酸經(jīng)脂肪氧化酶催化形成而來，具有濃郁的蘑菇風(fēng)味，尤其是1－辛烯－3－醇(即“蘑菇醇”)，普遍存在于食用菌中，且含量豐富。在雙胞蘑菇中其含量占總揮發(fā)性成分的78%，而在雞油菌、紅乳菇、牛肝菌中其含量分別 占 66%、72% 和 49%［19－20］。1－辛烯－3－醇的風(fēng)味閾值為0.1mg/L，其含量大小能夠顯著影響它的氣味感受，如1－辛烯－3－醇在水中的濃度達(dá)到10mg/L時，呈現(xiàn)出濃郁的略帶金屬味的蘑菇味;當(dāng)在水中的濃度達(dá)到1mg/L時，呈現(xiàn)出比較弱的蘑菇風(fēng)味［21］。但穩(wěn)定性并不高，各種干燥方式如自然風(fēng)干、噴霧干燥、冷凍干燥等均會影響1－辛烯－3－醇的濃度，因而一定程度上也影響風(fēng)味［12］。

含硫化合物是食用菌中重要的香氣來源，通常能影響菇類的整體氣味。以含硫雜環(huán)化合物最為重要，尤其是1，2，3，5，6－五硫雜環(huán)庚烷(即所謂的香菇精)，是由前體物質(zhì)香菇酸在谷氨酸轉(zhuǎn)肽酶的作用下產(chǎn)生二硫雜環(huán)丙烷中間體聚合而成。劉楊珉等應(yīng)用蒸餾萃取裝置結(jié)合GC－MS技術(shù)鑒定出了91種香菇揮發(fā)性風(fēng)味成分，其中含硫化合物30種，主要呈香成分為香菇精和 1，2，4－三硫雜環(huán)化合物［22］。

其他一些化合物如一些醛類、酮類、酯類等對食用菌風(fēng)味起著調(diào)和或互補(bǔ)的作用。醛類化合物有多種香氣，微量的醛可使香氣更加醇厚;酮類化合物有特殊的香氣，如丙酮能產(chǎn)生類似薄荷的香氣，2－十一烷酮具有檸檬風(fēng)味;酯類化合物是經(jīng)低級飽和脂肪酸與醇類化合而成，具有各種果實香味［23］。

食用菌的揮發(fā)性風(fēng)味成分種類繁多，它的香味不是單一化合物所能呈現(xiàn)出的，而是多種揮發(fā)性成分在數(shù)量上平衡的綜合效果［12］。

2 非揮發(fā)性呈味物質(zhì)

2.1 可溶性糖

食用菌中可溶性糖是產(chǎn)生甜味的主要成分，其種類和含量直接影響食用菌的滋味與口感。吉田博測定31種菇類中可溶性糖，發(fā)現(xiàn)食用菌中可溶性糖的主要成分是海藻糖和甘露醇［24］。Chen等研究表明甘露醇含量較高的食用菌，吃起來會有令人爽口的甜味［3］。Tsai等［25］研究姬松茸、柱狀田頭菇和牛肝菌非揮發(fā)性呈味物質(zhì)，結(jié)果顯示柱狀田頭菇中甘露醇含量僅為5.70mg/g，而姬松茸和牛肝菌中含量分別高達(dá)79.43和58.81mg/g。Huang等［26］比較了蛹蟲草菌絲體和子實體中的非揮發(fā)性呈味成分，發(fā)現(xiàn)菌絲體和子實體的可溶性糖含量差異顯著，分別為189、260mg/g。

2.2 呈味氨基酸

氨基酸是人體進(jìn)行新陳代謝的重要物質(zhì)，不僅具有各種生理功能，而且是重要的呈味物質(zhì)，在食物的呈味方面發(fā)揮著十分重要的作用。食用菌所含的氨基酸不僅種類齊全，一般含有17～18種氨基酸，而且含量豐富，香菇、平菇、雙胞蘑菇、草菇等常見品種的氨基酸總量一般在 6% ～21% 之間［27］。Komata［28］根據(jù)氨基酸不同的呈味特性，將這些氨基酸分成四組:即鮮味、甜味、苦味和無味。Yamaguchi等［29］研究谷氨酸與天門冬氨酸是類似于味精的鮮味物質(zhì)，表現(xiàn)出最典型的蘑菇風(fēng)味即鮮味可口的味道。Chen發(fā)現(xiàn)甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、蘇氨酸和天門冬氨酸是具有味覺活性的氨基酸，而表現(xiàn)為苦味的氨基酸則沒有味覺活性，主要是因為少量的苦味氨基酸被高含量的可溶性糖呈現(xiàn)出的甜味掩蓋了。大量研究表明食用菌中氨基酸含量極為豐富，鮮甜味氨基酸總量尤其豐富，在整個氨基酸組成中占有較高的比重。宋愛榮［30］等研究了四個杏鮑菇品種氨基酸的組成，其中呈味氨基酸中谷氨酸含量最高，分別為6.21%、4.16%、3.43%和2.66%。史琦云［31］分析測定了八種食用菌營養(yǎng)成分，發(fā)現(xiàn)八種食用菌中的鮮味氨基酸含量極為豐富，特別是在雙胞蘑菇、香菇和金針菇中，谷氨酸含量分別為1.06%、1.29%和3.15%，天門冬氨酸含量分別為1.92%、1.56%和1.91%。楊秉耀［32］等人對平菇、草菇、香菇三種鮮品的氨基酸組成和含量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)幾種食用菌鮮品中鮮甜味氨基酸含量豐富:谷氨酸分別達(dá)到0.28%、0.47%和0.55%，天冬氨酸分別為0.15%、0.33%和0.21%，丙氨酸分別為0.15%、0.23%和0.17%，甘氨酸分別為0.09%、0.16%和 0.13%，絲氨酸分別為 0.08%、0.15%和 0.11%，蘇氨酸分別為 0.08%、0.12%和0.11%。

食用菌味道鮮美，主要是因為含有很多鮮甜味活性成分，其氨基酸中有25%～35%處于游離狀態(tài)［33］，稱之為游離氨基酸，游離氨基酸就是一類重要的味覺活性物質(zhì)。Kato和Shallenberger總結(jié)食用菌各游離氨基酸的呈味特性和呈味閾值，見表1［34－35］。表2為總結(jié)的國內(nèi)外已測食用菌中游離氨基酸的呈味組分含量，其中灰樹花、羊肚菌、雞樅菌、樟芝和蛹蟲草為菌絲體，雙孢菇、草菇、金針菇為罐裝子實體，其余為未加工子實體［25－26，36－39］。

表1 各游離氨基酸呈味特性與呈味閾值Table 1 Taste characteristics and taste threshold value of free amino acids

表2 食用菌中游離氨基酸的呈味組分(mg/g干物質(zhì))Table 2 Contents of taste characteristics of free amino acids in edible fungi(mg/g)

從表2可以看出，松杉靈芝中鮮甜味游離氨基酸占氨基酸總量的比重僅為4.41%，主要是靈芝應(yīng)用更多體現(xiàn)在藥用價值方面;金針菇中苦味氨基酸含量高達(dá)102mg/g，與其本身略微呈苦味相符;其余食用菌中鮮甜味氨基酸均占據(jù)主導(dǎo)位置，與它們的味道鮮美密切相關(guān)。Yang等［40］首次將食用菌中鮮味氨基酸的含量等級劃分為高、中、低三組，以便于更好地客觀評價食用菌中鮮味氨基酸，其中含量大于20mg/g為高組，5～20mg/g為中組，小于5mg/g鮮味氨基酸量屬于低組。

2.3 呈味核苷酸

食用菌含有豐富的核酸，雙胞蘑菇、鮑魚菇、鳳尾菇、草菇和平菇中核酸總量分別為2.66%、2.93%、4.06% 、3.88% 、2%［41－42］，可在特定生物酶的作用下降解為相應(yīng)的核苷酸。食用菌中特有的鮮味主要是因為食用菌中含有大量單核苷酸，如5'－鳥苷酸、5'－肌苷酸、5'－黃苷酸、5'－腺苷酸，尤其 5'－鳥苷酸含量最為豐富。氨基酸類鮮味成分在閾值以下并不表現(xiàn)出鮮味，當(dāng)添加少量的5'－核苷酸，可以提高到其閾值以上從而發(fā)揮作用。此外核苷酸還對味精即MSG的鮮味有強(qiáng)大的助鮮作用，按照12∶88的比例混合5'－鳥苷酸和MSG，混合液的鮮度相當(dāng)于單獨(dú)使用MSG 9.1倍的鮮度;按照12∶88的比例混合5'－肌苷酸和MSG混合液的鮮度相當(dāng)于單獨(dú)使用MSG 8.1倍的鮮度［43］。

Taylor等［44］采用沸水提取 5'－核苷酸并建立測定其含量的高效液相色譜方法，采用C18色譜分離柱，紫外檢測器，檢測波長為254nm，該方法快速、準(zhǔn)確。表3為各食用菌5'－核苷酸的含量，牛肝菌、柱狀田頭菇、姬松茸、松杉靈芝為子實體，雙孢菇、草菇、金針菇為罐裝食用菌子實體，其余為菌絲體。由表3可知菌絲體中呈鮮核苷酸多于子實體，不同品種之間也存在較大差異。食用菌呈味核苷酸的種類和含量的差異影響最終呈味。

表3 食用菌5'－核苷酸的含量(mg/g)Table 3 Contents of 5'－nucleotides in edible fungi(mg/g)

2.4 有機(jī)酸

有機(jī)酸與合成酚類、氨基酸、酯類和芳香物質(zhì)的代謝過程密切相關(guān)，其種類和含量的不同在一定程度上影響著獨(dú)特風(fēng)味的形成［45］。Fujita［46］等研究影響巨大口蘑風(fēng)味的有機(jī)酸，檢測到琥珀酸、草酸、乙酸、焦谷氨酸、蘋果酸、延胡索酸和α－酮戊二酸，其中琥珀酸和草酸含量占優(yōu)勢，約為總有機(jī)酸的63.8%。山下市二研究香菇鮮度下降機(jī)理時發(fā)現(xiàn)香菇中含有的有機(jī)酸主要是蘋果酸，還含有少量的檸檬酸和琥珀酸;隨著鮮味的降低，蘋果酸含量是急速上升的，而其他兩種有機(jī)酸的含量沒有明顯變化［47］。吉田博［24］從菇的呈味成分角度測得八種市售香菇共同存在的有機(jī)酸是蘋果酸、延胡索酸、焦谷氨酸、檸檬酸、乳酸、草酸、α－酮戊二酸、乙酸和甲酸，含量在1.1%～1.5%之間;其中蘋果酸、焦谷氨酸、延胡索酸和檸檬酸四種有機(jī)酸約占有機(jī)酸總量的86%～92%，是香菇中主要的有機(jī)酸，并認(rèn)為香菇微妙的呈味效果與有機(jī)酸有關(guān);又測定了31種菇類的有機(jī)酸組成，發(fā)現(xiàn)不同種類的菇中有機(jī)酸在種類和含量上均有差異，產(chǎn)生獨(dú)特的風(fēng)味，其次琥珀酸、蘋果酸和焦谷氨酸含量相對其它有機(jī)酸較高，可能是食用菌中主要的有機(jī)酸。Chen等通過對人工培育的雙孢蘑菇中增減實驗呈味成分，發(fā)現(xiàn)主要的有機(jī)酸風(fēng)味成分為草酸、蘋果酸與檸檬酸。Litchfield［48］報道了典型的蘑菇風(fēng)味與一些不飽和脂肪酸密切相關(guān)，它們是產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)的前體。一系列的研究結(jié)果表明，食用菌中的有機(jī)酸種類非常復(fù)雜，是其形成獨(dú)特風(fēng)味不可或缺的一部分。

2.5 其他

除了可溶性糖、游離氨基酸、呈味核苷酸主要呈味成分以及有機(jī)酸外，食用菌中常規(guī)成分、無機(jī)離子及維生素等也會影響其最終呈味。

食用菌的常規(guī)成分包括水分、干物質(zhì)、碳水化合物、總還原糖、灰分、粗脂肪、粗纖維、粗蛋白，這類物質(zhì)直接或間接影響著食用菌的風(fēng)味。碳水化合物是構(gòu)成生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和能源物質(zhì)的骨架，脂肪可以提供必需脂肪酸，蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)［49］。通過對常規(guī)成分的研究，可以很好的掌握食用菌的營養(yǎng)物質(zhì)，更好地探討食用菌中的呈味機(jī)理。無機(jī)離子如Na+與谷氨酸形成谷氨酸鈉鹽，琥珀酸存在時也會生成琥珀酸鈉鹽，谷氨酸鈉與琥珀酸鈉均為重要的鮮味調(diào)節(jié)劑。

3 展望

近年來，因其獨(dú)特的風(fēng)味，人們對食用菌呈香呈味成分研究越來越深入。在我國，菌菇資源豐富，食用菌已廣泛應(yīng)用于食品加工業(yè)中，素有“上等佳肴”之美譽(yù)［50］。我國食用菌的加工主要是采用新鮮或干制的子實體，從傘部、柄部、菇腳、碎屑到加工廢液來生產(chǎn)食品、飲料、調(diào)料等食用菌產(chǎn)品。目前市場上關(guān)于食用菌風(fēng)味產(chǎn)品越來越多，如草菇夾心奶片、猴頭核桃酪、香菇肉松、菇味蜜餞等，以及將食用菌制成果脯類或作為輔料生產(chǎn)糕點(diǎn)的休閑食品［51－52］;利用食用菌子實體制成的調(diào)味品(主要有蘑菇、香菇、平菇醬油、蘑菇醋、香菇方便面湯料、金針菇、鳳尾菇醬菜及草菇辣醬等)［53］;食用菌抽提液(蘑菇精草菇抽提物、金針菇精)［54－56］。但是往往是一些粗加工產(chǎn)品，一般生產(chǎn)工藝比較簡單，成本也很低，然而這些所謂的產(chǎn)品，呈香呈味物質(zhì)成分沒有完全被釋放出來，造成了很大一部分的浪費(fèi)。因而探討充分利用食用菌風(fēng)味資源的制備工藝可以為風(fēng)味產(chǎn)品開發(fā)提供新的途徑。另外通過基因改造手段來獲得風(fēng)味優(yōu)良的菌株也將是一大熱點(diǎn)。

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