不同品种金针菇特征挥发性物质的差异分析

由于金针菇的表观形态可能会受到底物和环境因素的影响，因此通过形态鉴定区分品种较困难，缺乏系统的共识鉴定方法是金针菇育种者鉴定品种时所面临的最主要问题之一。因不同品种金针菇的生长特性、出菇特性、商品性状和生物转化率不同，而风味物质也存在各自的差别和独特之处。建立一种简便快捷的鉴定方法为金针菇品种的选育及生产加工提供依据尤为重要。

顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（SPME-GC-MS）可对挥发性成分的具体种类和含量进行定性定量分析，而电子鼻是分析样品中挥发性物质整体对风味特征的贡献，二者结合分析可以从宏观和微观上全面研究挥发性成分，该方法被证实能有效区分8 种商业蘑菇，并且也可以对金针菇不同贮藏期的风味变化进行监测。

南京财经大学食品科学与工程学院（江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心、江苏省粮油品质控制及深加工技术重点实验室）的王鹤潼、潘泓杉和马宁*等人采用SPME-GC-MS和电子鼻分析5 个品种金针菇挥发性物质，由定量分析、PCA、HCA探究不同品种金针菇挥发性物质差异，并通过SPME-GC-MS结合电子鼻进行PCA对比品种鉴定准确率，为不同品种金针菇的选育及后期的加工开发提供一定参考依据。

1 不同品种金针菇挥发性物质的SPME-GC-MS分析

1.1 SPME-GC-MS的定量分析

结果显示，5 个品种金针菇样品中共检测出53 种挥发性成分，3号、11号、54号、L4和L7分别检测出21、29、21、12 种和18 种成分，其中醇类、醛类和芳香烃类占总含量的60%～95%，醇类和醛类化合物一般来自于脂质的氧化，而芳香烃类化合物有独特的香味，对食用菌风味有重要影响。不同品种金针菇仅有2 种共有挥发性成分，分别为1-己醇和2-十一烷酮。每种金针菇都有3 种或3 种以上其他品种中不存在的化合物，3号、11号、54号、L4和L7中特有化合物数量分别为3、12、3、4 种和4 种。

结果显示，辛醛、苯乙醛、壬醛、癸醛、2-十一烷酮、2-甲基丁酸甲酯、D-柠檬烯为3号金针菇的特征挥发性物质（ROAV≥1），香叶基丙酮对3号金针菇的整体风味起修饰作用（0.1≤ROAV＜1）；1-己醇、反式-2-庚烯醛、辛醛、反式-2-辛烯醛、壬醛、2-十一烷酮、香叶基丙酮、2-正戊基呋喃、D-柠檬烯为11号金针菇的特征挥发性物质（ROAV≥1），1-庚醇、1-辛醇对11号金针菇的整体风味起修饰作用（0.1≤ROAV＜1）；1-壬醇、辛醛、壬醛、癸醛、2-十一烷酮、D-柠檬烯为54号金针菇的特征挥发性物质（ROAV≥1），1-辛醇、反式-2-庚烯醛对54号金针菇的整体风味起修饰作用（0.1≤ROAV＜1）；1-壬醇、庚醛、辛醛、反式-2-辛烯醛、癸醛、2-十一烷酮、2-正戊基呋喃为L4金针菇的特征挥发性物质（ROAV≥1），1-己醇对L4金针菇的整体风味起修饰作用（0.1≤ROAV＜1）；反式-2-辛烯醛、反,反-2,4-癸二烯醛、癸醛、2-十一烷酮为L7金针菇的特征挥发性物质（ROAV≥1），1-己醇、1-辛醇、反式-2-庚烯醛对L7金针菇的整体风味起修饰作用（0.1≤ROAV＜1）。

5 种金针菇中共检测出5 种醇类化合物，存在于4 个品种金针菇中的1 种，是1-辛醇，具有柑橘果香，属于八碳化合物，挥发性八碳化合物是大多数食用菌的主要挥发性成分，这与大多数食用菌的挥发性成分研究结果一致。1-庚醇和1-戊醇均只在11号金针菇中被检测到，且1-庚醇也是这种金针菇的特征风味物质之一。

醛类化合物也是金针菇特征风味化合物之一。5 种金针菇中共检测出10 种醛类化合物，在4 种金针菇中被检测到的有3 种，分别为己醛、辛醛和癸醛，其中辛醛属于八碳化合物。己醛具有青草气味，是L4和54号金针菇中占比最高的化合物，相对含量分别为50.45%和16.30%。庚醛、苯乙醛和反,反-2,4-癸二烯醛分别是L4、3号和L7金针菇中特有化合物。酸类化合物只在54号金针菇中被检测到。5 种金针菇中共检测出7 种酯类化合物。其中只有邻苯二甲酸二异丁酯存在于2 种金针菇中，其他6 种化合物均属于特有化合物。5 种金针菇中共检测出3 种酮类化合物，共有的1 种，为2-十一烷酮。

烷烃类化合物一般气味阈值较高，对食用菌风味贡献率较小。5 种金针菇中共检测出6 种烷烃类化合物，特有化合物2 种，分别为壬烷和2,6,10,14-四甲基十六烷。芳香烃类化合物阈值较低，一般具有独特的香气，对食用菌风味贡献率较高，是5 种金针菇中种类最多且含有最多特有化合物的香气物质。雪松烯在3号金针菇中相对含量高达35.65%。杂环类、呋喃类和单环单萜类属于其他类化合物，5 种金针菇中共检测出5 种其他类化合物，独有化合物有2 种，分别为2-甲基-2-(1-甲基乙基)环氧乙烷和4,5,6,7-四氢-3,6-二甲基-苯并呋喃。

1.2 SPME-GC-MS的PCA

为了显示5 个品种金针菇样品组中53 种挥发性成分的差异，使用PCA对SPME-GC-MS进行分析。如图1所示，前2 个主要成分的贡献率是85.15%；PC1占52.31%，PC2占32.84%。PC1和PC2都明确区分了不同品种，5 个样本组相互之间很好地分开，说明不同品种金针菇间挥发性风味相互独立，且这2 个主成分可代表样品风味的主要特征。所有的挥发组分根据不同品种样品组也同样明显地区分开，其中，54号金针菇样品组与12 种化合物分布重叠，11号金针菇样品组与4 种化合物分布重叠。而其他3 个品种样品组虽然没有与化合物重叠，但四周都有各自相关的化合物。然而还是有很多比较分散的化合物，处于不同品种之间。这表明尽管使用53 种挥发性化合物也可以将品种区分开，但是金针菇的挥发性风味物质较复杂，并且在不同品种中有许多相似的物质，因此仅用SPMEGC-MS判别不同品种金针菇风味较为局限。

1.3 SPME-GC-MS的HCA

为了进一步分析SPME-GC-MS对于不同品种金针菇挥发性风味成分区分情况，将SPME-GC-MS数据进行HCA，结果如图2所示。从图2可以看出，不同品种金针菇挥发性成分的聚类树状图显示出3 个主要类别。其中，11号、54号和L7的样品被归为一类，而L4和3号的样本被分别归为其余两类。在第一大类中，11号和54号的样品在最小距离水平上首先聚类，这说明二者的样品挥发性成分相似度很高。随着欧式距离的增加，L7的样品也并入到这一类中。而当欧式距离增加至13时，L4与11号，54号和L7的样品归为一类。随着欧式距离的继续增大，当增至25时，三大类才归为一类。HCA差异主要由不同品种中各类化合物种类和含量不同造成。由于醇类、醛类和芳香烃类物质占所检测总物质的60%～95%，因此影响样品聚类的主要因素是三者的相对含量。

2 不同品种金针菇挥发性物质的电子鼻分析

2.1 电子鼻的雷达指纹图分析

将电子鼻数据作雷达图，如图3所示，显示12 个传感器对5 个不同品种金针菇样本组的响应。传感器PA/2、T70/2、P40/1、P10/2、P10/1和T30/1对L7金针菇的挥发性气味响应值最高；传感器LY2/G、LY2/AA、LY2/GH、LY2/gCTL和LY2/gCT对3号金针菇的挥发性气味响应值较高；传感器LY2/LG对5 种金针菇样品的挥发性气味响应值相似。3号和L4响应值的轮廓相似，表明两者的香气成分接近，但是PA/2、T70/2、T30/1对3号和L4品种的金针菇样品响应值可以明显区分这2 种金针菇。其余3 种金针菇样品响应值的轮廓相似，说明这几个品种的金针菇样品的香气成分接近，但是LY2/G、LY2/AA、LY2/GH、LY2/gCTL对11号、54号、L7品种的金针菇样品响应值可以明显区分这3 种金针菇。

2.2 电子鼻的PCA

将电子鼻数据作PCA，如图4所示，累计贡献率为99.87%，其中PC1占97.10%，PC2占2.77%。结果显示，5 个品种金针菇被明显地区分开。对比图4与图1，发现通过电子鼻PCA的数据集分布更类似于基于SPME-GC-MS的53 种挥发性化合物的分布，而电子鼻能将所有品种很好地区分且使其成团，说明电子鼻数据稳定性和重复性较好，可以辅助SPME-GC-MS数据分析不同品种金针菇挥发性物质。

结 论

通过SPME-GC-MS分析，5 个品种金针菇样品中共检测出53 种挥发性成分，3号、11号、54号、L4和L7分别检测出21、29、21、12 种和18 种成分，其中，最主要的是醇类、醛类和芳香烃类。根据ROAV≥1确定各金针菇中特征挥发性物质，SPME-GC-MS可以有效区分不同品种，不同品种特征性挥发性物质种类和含量不同。电子鼻能将所有品种有效区分且使其成团，说明电子鼻数据稳定性和重复性较好，可以辅助SPME-GC-MS数据分析不同品种金针菇挥发性物质。因此，可使用SPME-GCMS技术结合电子鼻技术对金针菇不同品种的挥发性物质进行综合分析和鉴别，为不同品种金针菇的选育及后期的加工开发提供一定参考依据。

本文《不同品种金针菇特征挥发性物质的差异分析》来源于《食品科学》2021年42卷2期193-199页，作者：王鹤潼，潘泓杉，王朝，方东路，胡秋辉，马宁。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200804-054。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

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修改/编辑：袁月；责任编辑：张睿梅

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