杜佳馨，席嘉佩，方東路，孫海斕，胡秋輝，趙立艷

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食用菌加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210095）

豬肚菌風(fēng)味獨(dú)特，因口感如豬肚滑膩而得名，又名大杯傘[Clitocybe maxima(Gaertn. et G. Mey.Fr.)Quél.]或大杯蕈[1]，是近年來(lái)國(guó)內(nèi)人工馴化的一種珍稀食用菌。豬肚菌具有獨(dú)特的香味和濃郁的鮮味，而且營(yíng)養(yǎng)豐富，蛋白質(zhì)含量高，氨基酸種類齊全，必需氨基酸（essential amino acid, EAA）的數(shù)量及組成比一般食用菌更接近模式蛋白，亮氨酸和異亮氨酸含量也為食用菌之首[2]。它還含有多種人體必需的礦質(zhì)元素，如鋅、鉬、鈷等，另外，豬肚菌中含有的多糖類及三萜類物質(zhì)還具有增強(qiáng)免疫力、抗氧化和抗腫瘤功效[3]。

豬肚菌是適生于夏季高溫季節(jié)的木腐性珍稀食用菌，對(duì)于解決食用菌生產(chǎn)淡季中菌類缺乏和調(diào)節(jié)鮮菇市場(chǎng)供應(yīng)很有意義，其商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景廣闊。目前對(duì)豬肚菌的研究較少，多集中于豬肚菌的人工栽培技術(shù)，多糖、凝集素等活性成分的提取和性質(zhì)的探索等研究：董洪新等[2]、彭智華等[3]對(duì)豬肚菌子實(shí)體的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生物學(xué)特性與其他食用菌進(jìn)行了比較研究，結(jié)果表明豬肚菌的蛋白質(zhì)含量較高，更具營(yíng)養(yǎng)優(yōu)勢(shì)與商業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值；崔文浩等[4]分別從出菇房搭建、栽培時(shí)間、基質(zhì)配方、菌絲培養(yǎng)等方面總結(jié)了豬肚菌的栽培技術(shù)；唐青等[5]和胡國(guó)元等[6]分別探討了用不同方法提取水溶性大杯蕈多糖的工藝條件等。除此之外，還包括開(kāi)發(fā)烘干全粉制作菇粉纖維營(yíng)養(yǎng)餅干、菇纖營(yíng)養(yǎng)片、菌柄脆片等食品[7]，而關(guān)于豬肚菌風(fēng)味的研究鮮有報(bào)道。

近年來(lái)，食用菌的加工利用可分為3個(gè)階段：第1階段是食用菌以干鮮蔬菜的形式出售或消費(fèi)；第2階段是將食用菌加工成方便食品，如醬料、罐頭、腌制食品等；第3 階段是食用菌類保健食品、功能食品、藥品的生產(chǎn)，以及食用菌的菌莖、菌根等副產(chǎn)物的綜合利用[8]。豬肚菌作為近年來(lái)被開(kāi)發(fā)的珍稀食用菌，除了對(duì)子實(shí)體直接食用或加工外，對(duì)其菌傘、菌柄和菌根的營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味特性的研究極少，副產(chǎn)物的利用率較低，絕大部分菌根被丟棄或焚燒，不僅浪費(fèi)資源，而且污染環(huán)境。鄭若男等[9]對(duì)金針菇根進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其蛋白質(zhì)含量達(dá)20.51%，略低于子實(shí)體部分，根中多酚類物質(zhì)和麥角硫因含量高于子實(shí)體；林忠寧等[10]研究發(fā)現(xiàn)真姬菇菇腳的蛋白質(zhì)含量可達(dá)71.50%，氨基酸種類齊全，與子實(shí)體一樣具有較高的蛋白質(zhì)含量。這證明了食用菌菌根也具有較高的研究?jī)r(jià)值。因此，本文通過(guò)對(duì)豬肚菌3個(gè)部位（菌傘、菌柄、菌根）的營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味特性進(jìn)行初步研究，旨在為合理利用豬肚菌提供理論支撐。

近年來(lái)，電子舌、電子鼻以及氣相色譜-離子遷移譜（gas chromatography-ion mobility spectroscopy,GC-IMS）聯(lián)用技術(shù)在食品風(fēng)味物質(zhì)研究方面得到廣泛應(yīng)用。電子舌技術(shù)是通過(guò)傳感器陣列收集樣品的特征電信號(hào)，以獲得樣品的感官特性。趙靜等[11]利用電子舌分析了香菇菌湯、酶解液及復(fù)水原液中滋味成分及呈味特性的變化，發(fā)現(xiàn)香菇菌湯與酶解液及復(fù)水原液的整體滋味有顯著差異。電子鼻可通過(guò)特異性電化學(xué)傳感器分析被測(cè)樣品的整體氣味信息，具有無(wú)損、簡(jiǎn)單、快速的特點(diǎn)[12]。GCIMS 技術(shù)是近年來(lái)新興的揮發(fā)性物質(zhì)分析方法，可分析出樣品的具體香氣成分，具有分辨率高、分析速度快、檢測(cè)靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)[13]。劉常園等[14]利用電子鼻和GC-IMS 技術(shù)對(duì)蒸汽復(fù)熱和微波復(fù)熱的香菇菌湯揮發(fā)性風(fēng)味化合物的組成及品質(zhì)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)復(fù)熱后香菇菌湯氣味特征變化顯著，并鑒定出56種揮發(fā)性物質(zhì)。因此，通過(guò)電子舌和電子鼻對(duì)食用菌的滋味和氣味輪廓進(jìn)行分析，進(jìn)一步采用GC-IMS 對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行測(cè)定，可以對(duì)豬肚菌的風(fēng)味研究起到驗(yàn)證及補(bǔ)充作用。

為探究豬肚菌中的營(yíng)養(yǎng)成分、礦質(zhì)元素、風(fēng)味輪廓及重要揮發(fā)性化合物在菌傘、菌柄和菌根部位的區(qū)別，本研究參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)樣品中的基本營(yíng)養(yǎng)成分、礦物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定和分析，并通過(guò)GC-IMS、電子鼻和電子舌分別探討豬肚菌不同部位的氣味和滋味輪廓的區(qū)別，為豬肚菌的營(yíng)養(yǎng)與風(fēng)味研究、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮豬肚菌：購(gòu)于貴州劍榮菌業(yè)有限公司。

石油醚（petroleum ether,AR），南京化學(xué)試劑股份有限公司；苯酚（≥98.0%）、濃硫酸、濃鹽酸、無(wú)水葡萄糖、硼酸、硫酸鉀、硫酸銅、氫氧化鈉，乙醇、甲基紅、溴甲酚綠均為分析純，南京晚晴化玻儀器有限公司。

1 000μg/mL鉛（Pb）單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液（產(chǎn)品編號(hào)：GBW08619）、1 000μg/mL鎘（Cd）單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液（GBW08612）、1 000μg/mL 砷（As）單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液（GBW08611），國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心；硝酸（優(yōu)級(jí)純），上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；質(zhì)譜調(diào)諧液（10μg/L釔）、內(nèi)標(biāo)液（100μg/mL鈧、鉍、銠），美國(guó)Agilent 公司。實(shí)驗(yàn)用水為用Millipore-Q 純水儀（美國(guó)Millipore公司）制備的超純水（電阻率≥18.2 MΩ·cm）。C4～C9N-酮類化合物混標(biāo)液，上海西格瑪奧德里奇貿(mào)易有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Multiwave Pro微波消解儀（附有聚四氟乙烯消解罐），奧地利Anton Paar 公司；iCAP Qc 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（inductively coupled plasma-mass spectrometer,ICP-MS），美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司；Millipore-Q純水儀，美國(guó)Millipore公司；配有FlavourSpec?風(fēng)味分析儀的H1-00053型氣相色譜-離子遷移譜儀，德國(guó)GAS 公司；PEN3 電子鼻系統(tǒng)，德國(guó)AIRSENSE公司；SA-402B味覺(jué)分析系統(tǒng)（電子舌），日本Insent 公司；70-2 型切片機(jī)，加拿大MSC International 有限公司；JYL-C022E 勻漿機(jī)，山東省九陽(yáng)股份有限公司；DM-4型電子天平，上海精天電子儀器有限公司；L-8900 型氨基酸自動(dòng)分析儀，日本日立公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品制備

新鮮豬肚菌：將新鮮豬肚菌的菌傘、菌柄、菌根（即豬肚菌的根部位置）制備成0.5 cm×0.5 cm×2.0 mm 的顆粒。分別稱取2.0 g 上述3 個(gè)部位樣品于20 mL 頂空瓶中，用于GC-IMS 檢測(cè)和電子鼻檢測(cè)；分別稱取2.0 g 新鮮樣品，加入50 mL 蒸餾水后打漿，以5 500 r/min 離心15 min 后，取上清液定容至100 mL容量瓶中，用于電子舌檢測(cè)。

1.3.2 營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)

豬肚菌營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的方法進(jìn)行。蛋白質(zhì)含量按照GB 5009.5—2016 檢測(cè)，水分含量按照GB 5009.3—2016 檢測(cè)，灰分含量按照GB 5009.4—2016 檢測(cè)，總糖含量按照GB/T 15672—2009 檢測(cè)，粗脂肪含量按照GB 5009.6—2016檢測(cè)。

1.3.3 礦質(zhì)元素含量檢測(cè)

稱取固體樣品0.2 g（精確至0.001 g）于微波消解罐內(nèi)杯中，加入5 mL 硝酸，加蓋放置1 h，旋緊罐蓋，按照微波消解儀標(biāo)準(zhǔn)操作步驟（表1）進(jìn)行消解。冷卻后取出，緩慢打開(kāi)罐蓋排氣，用少量水沖洗內(nèi)蓋，將消解罐放在控溫電熱板上，于100 ℃條件下加熱30 min，用水定容至25 mL，混勻后備用，同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。

表1 微波消解儀操作步驟Table 1 Operating steps of the microwave digester

設(shè)置電感耦合等離子體質(zhì)譜儀操作條件（表2），將空白溶液和試樣溶液分別注入電感耦合等離子體質(zhì)譜儀中，測(cè)定待測(cè)元素和內(nèi)標(biāo)元素的信號(hào)響應(yīng)值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得到消解液中待測(cè)元素的濃度。

表2 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀操作條件Table 2 Operating conditions of ICP-MS

1.3.4 GC-IMS 檢測(cè)

GC-IMS條件：色譜柱溫度60 ℃，以純氮?dú)猓兌葹?9.999%）為載氣；反應(yīng)程序?yàn)槌跏驾d氣流量2 mL/min 并保持2 min，將流量在8 min 內(nèi)增加到20 mL/min，然后以18 mL/min 將流量上升至100 mL/min，最后，以5 mL/min 繼續(xù)上升到150 mL/min，總運(yùn)行時(shí)間31 min，分析時(shí)間為30 min。

經(jīng)GC-IMS 檢測(cè)得到的揮發(fā)性化合物，結(jié)合保留時(shí)間和離子遷移時(shí)間，通過(guò)質(zhì)譜（mass spectrum,MS）與美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（National Institute of Standards and Technology,NIST）（2014）的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，鑒定和確認(rèn)揮發(fā)性化合物種類?；贑4～C9N-酮類化合物混標(biāo)的保留時(shí)間和遷移時(shí)間，建立擬合曲線，用于揮發(fā)性物質(zhì)的定性分析。

1.3.5 電子舌檢測(cè)

采集溫度25 ℃，基準(zhǔn)液包括30 mmol/L 氯化鉀、0.3 mmol/L 酒石酸；正極清洗液（混合7.46 g 氯化鉀、500 mL蒸餾水、300 mL乙醇、0.56 g氫氧化鉀后定容至1 L）；負(fù)極清洗液（混合500 mL 蒸餾水、300 mL乙醇、8.3 mL鹽酸后定容至1 L）。設(shè)置樣品測(cè)試循環(huán)5次，每次測(cè)量樣品前清洗傳感器10 s。

取20 mL樣品溶液于特定容器內(nèi)進(jìn)行測(cè)定。傳感器在3 組基準(zhǔn)液中分別清洗90、120、120 s，平衡位置歸零30 s，達(dá)到平衡后進(jìn)樣測(cè)試30 s，在另外2組基準(zhǔn)液中再清洗3 s，傳感器在新的基準(zhǔn)液中測(cè)試回味30 s。循環(huán)測(cè)試5次，取用后4次檢測(cè)結(jié)果。

1.3.6 電子鼻檢測(cè)

準(zhǔn)確稱取2.000 0 g樣品于頂空瓶中，在50 ℃水浴中加熱10 min后用于電子鼻檢測(cè)。

檢測(cè)參數(shù)：室溫25 ℃，吸氣速率300 mL/min，數(shù)據(jù)獲取持續(xù)時(shí)間120 s，清洗時(shí)間95 s。樣品重復(fù)測(cè)定4次。

（3）新規(guī)則成套動(dòng)作評(píng)判要素突出成套總體設(shè)計(jì)、舞蹈編排內(nèi)容的創(chuàng)新性、原創(chuàng)性和隊(duì)形變化的多樣性和流動(dòng)性。

PEN3 電子鼻10 個(gè)傳感器的性能描述如表3所示。

表3 PEN3電子鼻傳感器性能描述Table 3 Performance descriptions of PEN3 electronic nose sensor

1.3.7 總氨基酸（total amino acid,TAA）含量的測(cè)定

準(zhǔn)確稱取研磨充分的新鮮豬肚菌0.200 0 g（以干質(zhì)量計(jì)）到水解管中，加入15 mL 6 mol/L 的濃鹽酸溶液充分混勻，充氮?dú)夂蠓夤?，在?10±1）℃的電熱鼓風(fēng)恒溫箱中水解22 h，取出后冷卻至室溫。打開(kāi)水解管過(guò)濾至50 mL 容量瓶中，用少量水多次沖洗水解管，最后用蒸餾水定容至刻度線，混勻后備用。準(zhǔn)確吸取10 mL 濾液，置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，在60 ℃條件下抽真空蒸發(fā)至干，再用10 mL 0.02 mol/L稀鹽酸復(fù)溶，振蕩均勻，經(jīng)0.22μm有機(jī)濾膜過(guò)濾至樣品瓶中，通過(guò)氨基酸自動(dòng)分析儀進(jìn)行氨基酸含量測(cè)定。每個(gè)樣品重復(fù)檢測(cè)3次，測(cè)定結(jié)果取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS 23.0 軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析和多重比較等，以P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；采用Origin 2019 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪圖。采用LAV（Laboratory Analytical Viewer）軟件中的Reporter、GalleryPlot 插件以及GC-IMS 庫(kù)搜索軟件，對(duì)GCIMS結(jié)果進(jìn)行化學(xué)計(jì)量學(xué)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 豬肚菌不同部位的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分析結(jié)果

由表4的測(cè)定結(jié)果可知，豬肚菌營(yíng)養(yǎng)豐富，含有40.81%～50.84%的總糖、19.60%～26.69%的蛋白質(zhì)和2.84%～5.03%的粗脂肪。對(duì)其不同部位進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，豬肚菌的菌傘、菌柄、菌根3部位的灰分含量差異不顯著；菌根的水分含量比菌傘少7.85%；菌柄的總糖含量最高，向瑩等[15]通過(guò)對(duì)比金針菇子實(shí)體和菇柄的營(yíng)養(yǎng)組成，發(fā)現(xiàn)金針菇菌柄中粗纖維含量比子實(shí)體高42.13%，故推測(cè)豬肚菌菌柄中也含有豐富的膳食纖維；菌傘、菌根的脂肪含量顯著大于菌柄，菌傘、菌根的脂肪含量無(wú)顯著性差異；豬肚菌的菌傘、菌柄和菌根的蛋白質(zhì)含量差異明顯，含量呈遞減趨勢(shì)，其中菌傘的蛋白質(zhì)含量比菌根多52.78%。

表4 新鮮豬肚菌不同部位的營(yíng)養(yǎng)成分Table 4 Nutrient compositions in different parts of fresh C.maxima%

2.2 豬肚菌不同部位的礦質(zhì)元素測(cè)定結(jié)果

采用ICP-MS 法對(duì)新鮮豬肚菌不同部位的13種礦質(zhì)元素含量進(jìn)行了系統(tǒng)檢測(cè)，其中包括4 種人體必需的常量元素鉀（K）、鎂（Mg）、鈣（Ca）、鈉（Na），5 種微量元素鋅（Zn）、鐵（Fe）、銅（Cu）、硒（Se）、錫（Sn）以及4 種有害重金屬元素Cd、Pb、鉻（Cr）、汞（Hg），檢測(cè)結(jié)果如表5所示。從中可知，豬肚菌菌傘、菌柄和菌根均含上述13 種礦質(zhì)元素，但不同部位的各元素含量不同。在4 種常量元素中，K平均含量最高，此外依次為Na、Ca、Mg；菌柄的K含量明顯低于菌傘和菌根，但菌柄中Ca 和Na 的含量卻明顯高于其他2部位；Mg的含量由菌傘到菌根依次降低。5 種微量元素的平均含量由高到低為Fe＞Zn＞Sn＞Se＞Cu，其中Cu 在豬肚菌不同部位分布較均勻，Zn、Se 在菌傘中含量較高，與DOWLATI 等[16]對(duì)食用菌中有毒重金屬濃度的系統(tǒng)綜述一致。通過(guò)與劉仙金[17]對(duì)常見(jiàn)的14 種食用菌中礦質(zhì)元素含量的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，豬肚菌菌傘中的Zn 含量比大部分食用菌高；菌根中的Fe含量最高，高于銀耳、杏鮑菇、猴頭菇、黃金菇子實(shí)體，這些差異可能與種植食用菌的基質(zhì)配方和不同部位富集元素的能力有關(guān)。

表5 新鮮豬肚菌不同部位礦質(zhì)元素含量Table 5 Contents of mineral elements in different parts of fresh C.maximamg/kg

根據(jù)GB 2762—2017[18]，食用菌及其制品中重金屬元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)需符合w（Cd）≤0.5 mg/kg、w（Hg）≤0.1 mg/kg、w（Pb）≤1.0 mg/kg以及w（Cr）≤0.5 mg/kg。比較豬肚菌3個(gè)部位的4種重金屬元素后發(fā)現(xiàn)，Pb、Cr含量出現(xiàn)不同程度超標(biāo)，推測(cè)可能有2方面原因：一是土壤中Pb、Cr重金屬含量較高；二是食用菌對(duì)Pb、Cr的富集能力較其他元素強(qiáng)。而Cr分為有害鉻（六價(jià)）和有益鉻（三價(jià)）2 種形態(tài)，多數(shù)以三價(jià)鉻的形態(tài)存在[19]，二者可以相互轉(zhuǎn)化。三價(jià)鉻是人體必需的微量元素，是葡萄糖耐量因子的主要組成部分；六價(jià)鉻由于其氧化性和對(duì)皮膚的高滲透性，對(duì)人體危害很大，具有較強(qiáng)的致癌作用。采用ICP-MS 法所得結(jié)果僅可獲得總鉻含量，無(wú)法區(qū)分不同形態(tài)鉻的含量[20]。豬肚菌中Cd和Hg含量均未超標(biāo)，且在豬肚菌3個(gè)部位之間分布均勻。

2.3 豬肚菌不同部位的總氨基酸測(cè)定結(jié)果

采用氨基酸自動(dòng)分析儀對(duì)新鮮豬肚菌不同部位樣品的氨基酸含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表6所示，新鮮豬肚菌所含氨基酸種類豐富，且各部位氨基酸含量間均存在顯著性差異（P＜0.05）。菌傘含有16種氨基酸，其中必需氨基酸8 種，非必需氨基酸（nonessential amino acid, NEAA）8 種，氨基酸總量達(dá)到358.64 mg/g；菌柄和菌根含有15 種氨基酸，蛋氨酸（甲硫氨酸）僅存在于菌傘中，是影響豬肚菌蛋白質(zhì)評(píng)價(jià)的第一限制氨基酸；菌根中含有的必需氨基酸和非必需氨基酸的量均為最低，分別是36.22 和50.19 mg/g，約是菌傘的1/4、菌柄的1/2。此外，新鮮豬肚菌各個(gè)部位樣品中含量最高的氨基酸是谷氨酸，與馬長(zhǎng)中等[21]在林芝地區(qū)采集到的2 種橙黃疣柄牛肝菌樣品中的結(jié)果一致。

表6 豬肚菌不同部位酸水解氨基酸分析結(jié)果（以干質(zhì)量計(jì)）Table 6 Analysis results of acid hydrolyzed amino acids in different parts of C.maxima(by dry mass)mg/g

根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織（Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO/World Health Organization, WHO）提出的理想蛋白模式中EAA/TAA 為0.40 左右，EAA/NEAA 在0.60以上時(shí)蛋白質(zhì)質(zhì)量較好[22]的原則判斷，表7 中新鮮豬肚菌菌傘、菌柄和菌根的氨基酸組成均大于理想蛋白均衡值，其中菌傘的EAA/NEAA 達(dá)到0.86，EAA/TAA達(dá)到0.46，最符合理想蛋白標(biāo)準(zhǔn)；此外，根據(jù)豬肚菌的生長(zhǎng)形態(tài)特征，其較長(zhǎng)的菌柄也是優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的來(lái)源。

食用菌中蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，不僅與蛋白質(zhì)的含量、氨基酸的種類有關(guān)，還與必需氨基酸的組成有關(guān)。氨基酸比值系數(shù)法是食品中氨基酸營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)的常用方法[23]，食用菌中蛋白質(zhì)的氨基酸組成與WHO/FAO 模式譜越接近，人體越容易吸收該類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。由表7 可知，菌傘的各必需氨基酸組成比例均高于對(duì)應(yīng)的WHO/FAO 模式譜，其中半胱氨酸＋蛋氨酸（Cys＋Met）的占比最高，可達(dá)9.59%，而菌柄和菌根中Cys＋Met 占比低于WHO/FAO 模式譜，與菌傘有顯著性差異。

2.4 豬肚菌不同部位的電子鼻分析結(jié)果

電子鼻利用氣體傳感器陣列對(duì)特殊氣體分子的敏感性來(lái)識(shí)別樣品中簡(jiǎn)單和復(fù)雜的氣味成分，可以客觀地判斷不同樣品間的揮發(fā)性氣味是否具有差異性。為了探討豬肚菌不同部位揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的異同，采用電子鼻對(duì)其風(fēng)味進(jìn)行分析。圖1 為電子鼻10 個(gè)傳感器對(duì)豬肚菌不同部位的揮發(fā)性氣味響應(yīng)值的雷達(dá)圖，每個(gè)坐標(biāo)軸代表一種金屬傳感器類型，坐標(biāo)軸上的點(diǎn)代表樣品在該軸上的香氣響應(yīng)強(qiáng)度，并與相鄰的點(diǎn)連接形成閉環(huán)[24]。

由圖1 和表3 可知，每組樣品的揮發(fā)性氣味輪廓圖除了對(duì)W5S、W6S、W2S 這3 個(gè)傳感器的響應(yīng)不顯著外，對(duì)剩余的7 個(gè)傳感器的響應(yīng)都具有差異性。菌柄和菌根在W1W、W2W、W1S這3個(gè)傳感器上均得到了較大的感應(yīng)值，其次是菌傘，說(shuō)明W1W、W2W、W1S對(duì)新鮮豬肚菌不同部位頂空氣體的信號(hào)響應(yīng)最敏感，推測(cè)可能是含硫氧化合物、芳香成分和有機(jī)硫化物對(duì)樣品的各部位風(fēng)味起重要作用；而在W1C、W3C、W5C 這3 個(gè)傳感器上，菌傘的響應(yīng)值明顯大于菌柄和菌根，說(shuō)明菌傘的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中可能含有更多的烯烴、極性分子和芳香類化合物。

圖1 新鮮豬肚菌菌傘、菌柄、菌根的電子鼻響應(yīng)值雷達(dá)圖Fig.1 Radar diagram of electronic nose response values of pileus,stipe and mycorrhiza in fresh C.maxima

為進(jìn)一步分析豬肚菌不同部位樣品間的差異，基于電子鼻雷達(dá)圖反映出的評(píng)價(jià)結(jié)果，選擇樣品中10 種傳感器所測(cè)的電子鼻響應(yīng)值進(jìn)行主成分分析（principal component analysis, PCA）和線性判別分析（linear discriminant analysis, LDA）。由圖2A 可知：主成分1（principal component 1,PC1）和主成分2（PC2）的貢獻(xiàn)率分別為88.30%和8.28%，累積貢獻(xiàn)率為96.58%，超過(guò)了85%，表明PC1和PC2這2種主成分包含了豬肚菌氣味物質(zhì)的大部分信息，可以充分反映樣品的整體氣味特征。其中，菌柄和菌根主成分圖之間有部分重疊，說(shuō)明菌柄和菌根之間香氣組成較為相似，與菌傘的香氣特征略有不同。由圖2B可知：第一線性判別因子（LD1）和第二線性判別因子（LD2）的貢獻(xiàn)率分別為87.36%和3.50%，總貢獻(xiàn)率為90.86%，表明電子鼻的LDA 能有效識(shí)別不同樣品間的氣味差異，可以對(duì)豬肚菌不同部位揮發(fā)性成分進(jìn)行較好區(qū)分。其中，菌傘分布在圖的最左側(cè)，距離菌柄和菌根較遠(yuǎn)，說(shuō)明菌傘與其他部位的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)差異最大，區(qū)分最顯著；同時(shí)，代表菌柄和菌根的分類集之間間隔較遠(yuǎn)且彼此無(wú)重疊，說(shuō)明菌柄和菌根之間的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)也有顯著差異。綜上所述，通過(guò)LDA對(duì)電子鼻分析的結(jié)果進(jìn)行降維處理后，豬肚菌不同部位的氣味特征可以被清楚區(qū)分。

圖2 基于電子鼻的豬肚菌菌傘、菌柄、菌根的整體風(fēng)味分析Fig.2 Analysis of the overall flavors of pileus, stipe and mycorrhiza in C.maxima based on the electronic nose

2.5 豬肚菌不同部位的電子舌滋味分析結(jié)果

電子舌是根據(jù)生物味覺(jué)模式建立起來(lái)的一種基于化學(xué)傳感器和模式識(shí)別的液體分析儀器，由5個(gè)味覺(jué)傳感器組成，能夠檢測(cè)酸味、苦味、澀味、鮮味和咸味物質(zhì)[25]。利用SA-402B 電子舌系統(tǒng)評(píng)價(jià)新鮮豬肚菌不同部位樣品之間的滋味特征差異，結(jié)果如圖3 所示。從中可知：新鮮豬肚菌的菌傘、菌柄、菌根的滋味輪廓比較接近，說(shuō)明豬肚菌所含的非揮發(fā)性化合物在各部位均勻分布，每一個(gè)樣品均對(duì)苦味傳感器的響應(yīng)值最大，然后依次是豐富度、苦味回味、澀味回味、澀味、鮮味、咸味，最低的是酸味。推測(cè)可能是豬肚菌中某些苦味萜類物質(zhì)、生物堿類物質(zhì)或酚類物質(zhì)發(fā)揮了作用，并且含有較少的有機(jī)酸等酸性成分，而高豐富度可能是因?yàn)楦魑队X(jué)物質(zhì)之間存在一定的相互作用，例如可溶性糖醇的種類及含量、不同游離氨基酸共同作用或氨基酸與核苷酸協(xié)同增效作用等。

圖3 基于電子舌的新鮮豬肚菌菌傘、菌柄、菌根的整體滋味輪廓分析Fig.3 Analysis of the overall taste profiles of pileus, stipe and mycorrhiza in fresh C. maxima based on the electronic tongue

2.6 豬肚菌不同部位氨基酸含量分析結(jié)果

野生食用菌的蛋白質(zhì)含量高、風(fēng)味化合物組成豐富，烹飪等加工方式可使食用菌中蛋白質(zhì)降解為短肽和游離氨基酸，這些氨基酸由于本身不同的呈味特征，可呈現(xiàn)出鮮味、甜味、苦味和無(wú)味4大類[26]。呈鮮味氨基酸包括天冬氨酸（Asp）和谷氨酸（Glu），呈甜味氨基酸包括絲氨酸（Ser）、甘氨酸（Gly）、蘇氨酸（Thr）、丙氨酸（Ala）和脯氨酸（Pro），呈苦味氨基酸包括異亮氨酸（Ile）、酪氨酸（Tyr）、組氨酸（His）、亮氨酸（Leu）、苯丙氨酸（Phe）、纈氨酸（Val）、蛋氨酸（Met）、賴氨酸（Lys）和精氨酸（Arg）。新鮮豬肚菌不同部位樣品中呈味氨基酸含量見(jiàn)圖4。從中可知，菌傘、菌柄和菌根所含的3種呈味氨基酸含量存在顯著差異（P＜0.05），菌傘的呈味氨基酸含量最高，其次是菌柄和菌根。豬肚菌3 個(gè)部位樣品的苦味氨基酸含量均較高，和圖3 中電子舌的檢測(cè)結(jié)果一致，其中菌傘的苦味氨基酸含量最高，達(dá)到176.68 mg/g；菌傘的鮮味氨基酸和甜味氨基酸的含量之間無(wú)顯著差異；菌根中鮮味氨基酸的含量最低。由此可見(jiàn)，菌傘整體的呈味氨基酸含量較高，食用品質(zhì)更好。

圖4 新鮮豬肚菌菌傘、菌柄、菌根中呈味氨基酸含量分析Fig.4 Analysis of flavor amino acid contents of pileus, stipe and mycorrhiza in fresh C.maxima

2.7 豬肚菌不同部位的GC-IMS 分析

為了更加清晰地比較樣品間的差異，采用差異對(duì)比模式，建立豬肚菌菌傘、菌柄、菌根中特征風(fēng)味的GC-IMS二維譜圖（圖5）：當(dāng)選取豬肚菌菌傘作為參比時(shí)，其他樣品的譜圖扣減參比，若二者揮發(fā)性有機(jī)物一致，則扣減后的背景為白色，若為紅色則代表該物質(zhì)的濃度高于參比，若為藍(lán)色則代表該物質(zhì)的濃度低于參比。從中可知，在保留時(shí)間500～700 s、離子遷移時(shí)間1.2～1.7 ms 范圍（圖中黃色框區(qū)域）以及保留時(shí)間100～300 s、離子遷移時(shí)間1.4～1.6 ms范圍（圖中紅色框區(qū)域）內(nèi)，豬肚菌菌傘、菌柄、菌根的揮發(fā)性物質(zhì)的種類和濃度存在明顯差異，推測(cè)可能存在對(duì)新鮮豬肚菌的菌傘、菌柄和菌根3 部分樣品的區(qū)分起重要作用的關(guān)鍵氣味活性化合物。

圖5 新鮮豬肚菌菌傘、菌柄、菌根特征風(fēng)味的GC-IMS二維譜圖Fig.5 GC-IMS two-dimensional spectrograms of characteristic flavor of pileus,stipe and mycorrhiza in fresh C.maxima

為了直觀地獲取豬肚菌3個(gè)不同部位樣品的揮發(fā)性風(fēng)味組分的信息，利用GC-IMS Library Search插件對(duì)標(biāo)記的離子峰進(jìn)行檢索，可以定性檢出84種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，結(jié)果如附表1（http://www.zjujournals.com/agr/CN/10.3785/j.issn.1008-9209.2021.05.111）所示。其中部分濃度高的化合物會(huì)產(chǎn)生二聚體，它們的保留時(shí)間與單體相近，因遷移時(shí)間不同而被區(qū)分開(kāi)。84種已定性物質(zhì)中包含24種醛類、25 種醇類、13 種酮類、7 種酯類、8 種烯類、1 種酸類以及6種其他類。

為更直觀且定量地比較豬肚菌不同部位樣品中的揮發(fā)性化合物差異，采用GC-IMS 設(shè)備內(nèi)置LAV 軟件的GalleryPlot 插件，自動(dòng)生成新鮮豬肚菌不同部位的指紋圖譜，結(jié)果如圖6所示：圖中每一行代表豬肚菌同一個(gè)部位樣品中所含的揮發(fā)性化合物種類，每一列代表不同部位樣品之間同一種揮發(fā)性化合物的差異，顏色的深淺代表?yè)]發(fā)性化合物含量的高低，顏色越深，則含量越高，反義亦然。圖7是采用GC-IMS 中檢測(cè)到的各類物質(zhì)的色譜峰面積來(lái)定量描述豬肚菌不同部位樣品中揮發(fā)性物質(zhì)的分布，色譜峰面積越大，代表該類物質(zhì)含量越高。

由圖6 和圖7 可知，豬肚菌各部位樣品中醛類和醇類化合物的含量占總體揮發(fā)性風(fēng)味化合物的比例較大，菌根中的醛類、醇類、酯類及其他物質(zhì)的含量都顯著高于菌傘和菌柄，菌柄中只有酮類物質(zhì)含量比菌傘和菌根高。

圖6 基于GC-IMS的豬肚菌不同部位樣品中揮發(fā)性物質(zhì)的指紋圖譜Fig.6 Fingerprints of volatile substances in different parts of C.maxima samples based on GC-IMS

圖7 基于GC-IMS的豬肚菌不同部位樣品中揮發(fā)性物質(zhì)的分布Fig.7 Distributions of volatile substances in different parts of C.maxima samples based on GC-IMS

有研究表明，食用菌中重要的風(fēng)味物質(zhì)多為八碳化合物和含硫化合物[27]。本研究發(fā)現(xiàn)，1-辛烯-3-醇（D）、1-辛烯-3-醇（M）、1，3-辛二烯（M）、1，3-辛二烯（D）、苯乙烯、1-辛烯-3-酮（M）、1-辛烯-3-酮（D）、3-辛酮（M）、3-辛酮（D）、己酸乙酯、2，4-二甲基己烷這11種物質(zhì)屬于八碳化合物，3-甲硫基丙醛（M）和3-甲硫基丙醛（D）是含硫化合物，而醛、酮、酯、酸類等與它們互補(bǔ)調(diào)和，使豬肚菌呈現(xiàn)出特殊的香味。

1-辛烯-3-醇（D）在菌傘樣品中含量偏高，說(shuō)明菌傘可呈現(xiàn)出更濃郁的蘑菇味[28]和泥土的清香味；1，3-辛二烯（M）、1，3-辛二烯（D）和苯乙烯在菌傘中含量較高，說(shuō)明菌傘中這3 種烯烴類物質(zhì)對(duì)風(fēng)味的貢獻(xiàn)率較大；3-甲硫基丙醛（M）、3-甲硫基丙醛（D）僅在菌傘中被檢測(cè)出來(lái)，由于醛類化合物風(fēng)味閾值比較低且存在疊加效應(yīng)，風(fēng)味特征明顯[29]，所以二者是豬肚菌菌傘的重要揮發(fā)性風(fēng)味成分；此外，脂類物質(zhì)中己酸乙酯、2-甲基丁酸異戊酯（M）、2-甲基丁酸異戊酯（D）、2-甲基丁酸甲酯這4 種酯類化合物會(huì)賦予菌傘甜香氣味和輕微油脂氣味[30]。

菌柄風(fēng)味主要以2-丁氧基乙醇（M）、3-甲基-1-戊醇、1-丁醇（D）等醇類物質(zhì)為主，且菌柄中庚醛（M）的含量也高于菌傘和菌根，而庚醛具有強(qiáng)烈的油脂氣味[31]。

菌根中3-甲基-1-戊醇、1-丁醇（D）、1-辛烯-3-酮（D）、E-2-壬烯醛、庚醛（D）、3-甲基丁醛（M）、E-2-辛烯醛（D）、2-庚酮（D）和環(huán)己酮（D）含量高于菌傘和菌柄，其中1-辛烯-3-酮（D）屬于八碳化合物，是菌根的主要風(fēng)味物質(zhì)，其氣味閾值較低，對(duì)風(fēng)味影響較大，IGLESIAS 等[32]研究表明，該物質(zhì)多通過(guò)不飽和脂肪酸或微生物的氧化以及氨基酸降解生成，具有花果香氣；E-2-壬烯醛、3-甲基丁醛（M）等有著濃烈的氣味，低、中和高碳位數(shù)的醛類分別賦予菌根刺激性氣味、油脂味和柑橘皮的香味[33]。

各類物質(zhì)中，2-己醇（M）、2-己醇（D）、3-甲基-1-戊醇（M）、3-甲基-1-戊醇（D）、正己醇（M）、正己醇（D）、3-甲基-1-戊醇（M）、5-甲基-2-呋喃甲醇、1-辛烯-3-醇（M）、戊醛（D）和E-2-辛烯醛（M）是豬肚菌3個(gè)部位樣品的共有物質(zhì)。各類雜環(huán)化合物在豬肚菌3個(gè)部位樣品中無(wú)顯著差異，包括3-甲基吡啶、1，2-二甲氧基乙烷等物質(zhì)。研究表明，雜環(huán)化合物（如呋喃和吡嗪類）是食用菌獨(dú)特香氣的來(lái)源，氣味強(qiáng)度較高[34]，而LDA 結(jié)果表明豬肚菌不同部位的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)可以被明顯區(qū)分開(kāi)，說(shuō)明三者的共有物質(zhì)對(duì)風(fēng)味的貢獻(xiàn)度較低，不屬于特征風(fēng)味物質(zhì)。

綜上所述，豬肚菌菌傘中的風(fēng)味化合物的種類最多，其中3-甲硫基丙醛的單體和二聚體是菌傘的特征風(fēng)味化合物；菌根中的1-辛烯-3-酮（D）和醛類物質(zhì)含量較高，共同賦予菌根獨(dú)特的風(fēng)味；而菌柄中的風(fēng)味化合物以醇類物質(zhì)為主，其對(duì)菌柄的風(fēng)味貢獻(xiàn)度較低。

3 結(jié)論

在營(yíng)養(yǎng)成分方面，豬肚菌含有40.81%～50.84%的總糖、19.60%～26.69%的蛋白質(zhì)和2.84%～5.03%的粗脂肪。其中，菌傘中水分、脂肪、蛋白質(zhì)含量更高，最符合理想蛋白標(biāo)準(zhǔn)，且蛋氨酸僅存在于菌傘中。另外，豬肚菌中富含K、Mg、Ca、Na、Zn、Fe等多種礦質(zhì)元素，且不同部位的元素含量不同。

在風(fēng)味特性方面，豬肚菌的不同部位均苦味明顯而酸味值較低，但不同部位的揮發(fā)性風(fēng)味有所不同。通過(guò)GC-IMS 可以定性檢出84 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其中菌傘中有23種風(fēng)味化合物的含量相對(duì)較高，3-甲硫基丙醛的單體和二聚體是菌傘獨(dú)有的特征風(fēng)味化合物，同時(shí)1，3-辛二烯（M）、1，3-辛二烯（D）和苯乙烯這3種烯烴類物質(zhì)也對(duì)菌傘風(fēng)味的貢獻(xiàn)度較大。菌根中有11 種風(fēng)味化合物含量相對(duì)較高，1-辛烯-3-酮（D）和醛類物質(zhì)是菌根的特征風(fēng)味化合物。菌柄中相對(duì)含量較高的風(fēng)味化合物種類最少。

該研究還建立了新鮮豬肚菌不同部位的揮發(fā)性氣味物質(zhì)指紋圖譜，可視化地呈現(xiàn)了豬肚菌不同部位的揮發(fā)性物質(zhì)輪廓，為豬肚菌的深度開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。