香菇風(fēng)味物質(zhì)研究進(jìn)展

香菇風(fēng)味物質(zhì)研究進(jìn)展

香是中國最大的新鮮食品。香菇味道鮮美,香味濃郁,營養(yǎng)豐富,有顯著的藥用及滋補(bǔ)作用。香菇可制成膨化食品、飲料乳香菇汽水等,香菇菌絲細(xì)胞液可作現(xiàn)代宇航食品,因此國外把香菇稱為“植物性食品的頂峰”。隨著人們生活水平的提高,香菇食品、藥品、保健品等制品將日益受到人們的重視和青睞。研究報(bào)道,香菇香氣成分中有香菇精、月桂醇、鳥苷酸等150多種芳香物質(zhì),具有濃郁的特殊香味,是備受人們喜愛的重要原因之一。我國市面上銷售的香菇主要以干品為主,干香菇的風(fēng)味與鮮香菇有所不同,干香菇遇水或切碎后,逐漸散發(fā)濃郁的香味。干香菇與鮮香菇的風(fēng)味差異原因是人們關(guān)注、研究的熱點(diǎn)問題,但起步較晚,進(jìn)展也不快。近年來,色譜-質(zhì)譜-計(jì)算機(jī)測試技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用,使得食用菌風(fēng)味成分的研究獲得了較大的進(jìn)展。本文將結(jié)合現(xiàn)代檢測技術(shù),從香菇風(fēng)味物質(zhì)的種類、作用,香菇風(fēng)味形成機(jī)制,干、鮮香菇風(fēng)味差異原因等三方面進(jìn)行綜述,以期為香菇深加工的風(fēng)味優(yōu)化提供參考。1食用菌的分布香菇是一種風(fēng)味獨(dú)特的食用菌,香氣成分遠(yuǎn)多于普通食用菌。香菇的香味是由眾多揮發(fā)性的芳香物質(zhì)相互作用、相互平衡的結(jié)果,而非單一化合物所能體現(xiàn)的。1.1風(fēng)味化合物的檢測含硫化合物是香菇的主要香味成分,通常能影響菇體整體的芳香,是香菇中最重要的香味來源。楊銘鐸等采用水蒸氣蒸餾法提取香菇中的揮發(fā)性成分,通過色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析鑒定及GC-MS總離子流色譜峰面積分析后,共檢出66種風(fēng)味化合物,包括八碳化合物、硫醚類、硫醇類、含硫雜環(huán)類及噻吩類,其中以含硫的雜環(huán)化合物最為重要,如1,2,4-三硫雜環(huán)戊烷、1,2,3,5,6-五硫雜環(huán)庚烷(俗稱“香菇精”)。鄭建仙等從福建香菇的傘部和柄部分別鑒定出24和8種含硫化合物,其中以含硫雜環(huán)化合物最為重要。含硫雜環(huán)化合物主要有1,2,3,5,6-五硫環(huán)庚烷、1,2,4-三硫雜環(huán)戊烷和1,2,3,5-四硫雜環(huán)己烷等。1.2資源型菇及理化性質(zhì)八碳揮發(fā)性化合物是香菇的主要香味成分之一,是亞油酸在脂肪氧化酶催化下轉(zhuǎn)變而成的物質(zhì),主要包括1-辛烯-3-醇、1-辛烯-4-醇、3-辛烯-2-醇等,具有濃烈的蘑菇風(fēng)味。而最具特征的八碳化合物是1-辛烯-3-醇,它有2個旋光活性的異構(gòu)體(-)和(+)兩種構(gòu)型。(-)構(gòu)型有一種強(qiáng)烈的風(fēng)味,被認(rèn)為是自然界內(nèi)蘑菇的主要揮發(fā)性物質(zhì)。1.3纖維素主要物質(zhì)香菇中天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸含量豐富,其中天冬氨酸、谷氨酸是呈現(xiàn)鮮味的主要物質(zhì)。高含量的谷氨酸對食用菌的鮮味貢獻(xiàn)尤為突出,谷氨酸能在鹽存在的情況下形成谷氨酸鈉,它是味精的主要成分,呈味作用明顯。因此食用菌在烹飪過后能夠表現(xiàn)濃郁的香味。1.4酸分解酶催化底物核苷酸生成香菇的另一類主要呈味物質(zhì)為核苷酸。已經(jīng)證實(shí)香菇鮮美之味主要來源于其核酸分解酶催化底物核酸生成的核苷酸物質(zhì)。其中5’-鳥苷酸含量最為豐富,也是最為重要的呈味物質(zhì),是香菇風(fēng)味的關(guān)鍵鮮味成分,5’-腺苷酸次之。當(dāng)它們和其他氨基酸尤其是谷氨酸共同作用時,顯示強(qiáng)烈的增鮮作用。1.5糖、糖、玉米糖、糖、白砂糖、自由基糖香菇中的碳水化合物為其提供了甜味,包括葡萄糖、阿拉伯糖、果糖、甘露糖、甘露醇、肌醇等。香菇中的各種氨基酸、碳水化合物,在不同種類和含量的相互作用、影響下,形成香菇獨(dú)特的滋味。1.6調(diào)和互補(bǔ)化合物還有其他的化合物起著輔助作用,如酮類化合物具有強(qiáng)烈甜香的風(fēng)信子和熱帶植物花香,對香菇呈現(xiàn)的甜花香風(fēng)味有貢獻(xiàn)。此外,一些酚類、酯類、酸類、烴類化合物在香菇風(fēng)味中起著調(diào)和互補(bǔ)的作用,對香菇風(fēng)味的貢獻(xiàn)不大。一般來說,酸類物質(zhì)具有腥臭味,對香氣質(zhì)量有負(fù)面的影響;而酯類物質(zhì)具有水果或是酒類的芳香氣味,可以增香。此外,含氮雜環(huán)化合物甲基吡嗪,常有霉香、面包香、堅(jiān)果香、可可香、咖啡香、土豆香,曾在可可、咖啡、烤土豆中發(fā)現(xiàn),可能是香菇內(nèi)部的糖及其分解產(chǎn)物與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)產(chǎn)生。2香茶物質(zhì)的形成機(jī)制2.1香菇香精酸的提取香菇精(1,2,3,5,6-五硫環(huán)庚烷)是香菇的主要香味成分之一。有學(xué)者通過熱性質(zhì)進(jìn)行差示掃描量熱法(DSC)和熱重法(TG)的分析研究發(fā)現(xiàn),香菇精在225℃前穩(wěn)定存在,可作為香料在煮、炸、煎、炒等烹飪過程中安全使用。香菇精屬于環(huán)狀多硫化物,是一類新型香料。由于香味強(qiáng)烈,特征性強(qiáng),且大多具有較好的抗菌活性,符合當(dāng)今食品發(fā)展要求。香菇精濃度僅(2~3)×10-6時就可以產(chǎn)生誘人的香菇氣味。香菇香精酸,是由谷氨酸和胱氨酸的復(fù)雜誘導(dǎo)體態(tài)結(jié)合物。將香菇浸入水中,隨著香氣逐漸變濃,香菇香精酸的量將減少。研究發(fā)現(xiàn)生成香菇香精酸需要有兩種酶,一種是從香菇香精酸中分離出谷氨酸的酶,另一種是在分離后產(chǎn)生的半胱氨酸誘導(dǎo)體作用下生成的香菇香精酶。具有大蒜氣味的1,2,4-三硫雜環(huán)戊烷,對香菇香氣的形成有極其重要的作用。它是由前體物質(zhì)香菇酸在谷氨酸轉(zhuǎn)氨酶的作用下產(chǎn)生二硫雜環(huán)丙烷中間體聚合而成的,但其受熱不穩(wěn)定,易分解成二甲基二硫醚(4.36%)和二甲基三硫醚(13.36%)等化合物。香菇中γ-GTP的活力決定了香菇干燥過程中大蒜氣味的強(qiáng)度,且在時間上具有同步性,可認(rèn)為香菇中γ-GTP是香菇干燥過程中形成香氣的關(guān)鍵酶。γ-GTP將其中的香味物質(zhì)前驅(qū)體轉(zhuǎn)化為香味物質(zhì),使香菇具有香氣。2.2菇醇的制備1-辛烯-3-醇是含八碳的揮發(fā)性化合物,具有新鮮的野蘑菇氣味,是香菇的關(guān)鍵風(fēng)味化合物,被稱為蘑菇醇。它是由亞麻酸通過香菇自身在酶的作用下產(chǎn)生的,在產(chǎn)生1-辛烯-3-醇的過程中有兩種酶參與反應(yīng),首先是脂氧化酶在空氣中氧存在下將亞麻酸氧化成10-氫過氧化物,隨后由于氫過氧化物裂解酶的作用,10-氫過氧化物被斷裂成1-辛烯-3-醇。2.3風(fēng)味化合物金針菇香精提供風(fēng)味的香菇多糖酸是一個結(jié)合成γ-谷氨酰胺肽的S-取代L-半胱氨酸亞砜前體的蘑菇糖酸,之后蘑菇糖酸受到S-烷基-L-半胱氨酸亞砜裂解酶作用,生成具有活性的風(fēng)味化合物蘑菇香精。這些反應(yīng)只有在植物組織破壞后才發(fā)生,而風(fēng)味是在于干燥物的復(fù)水,或新鮮組織短時間浸漬時出現(xiàn)的。2.4香菇的關(guān)鍵風(fēng)味成分香菇氨基酸總量達(dá)5.557%,其中谷氨酸含量達(dá)0.935%,占氨基酸總量16.83%,是香菇鮮味的重要成分。香菇的關(guān)鍵風(fēng)味成分是鳥苷酸,游離型鳥苷酸在鮮香菇和干香菇中含量極少。它是核糖核酸在水解酶作用下,由核糖核酸水解而成。因?yàn)樵撍饷傅哪蜔嵝暂^好,可以用60~70℃溫度的水中浸出。干香菇的5’-鳥苷酸含量為59.7mg/100g,而鮮香菇的5’-鳥苷酸含量僅為6.4mg/100g。3干、鮮、香的差異3.1香菇干內(nèi)部含硫化合物變化平時嗅到的干香菇或鮮香菇會有一種同蘑菇相同的“霉氣味”,并沒有獨(dú)特的香菇氣味。但干香菇用水泡軟后,其特征香氣會釋放出來,而且與鮮味一樣逐漸增強(qiáng);將鮮香菇磨碎,其香氣也會逐漸加強(qiáng)。干、鮮香菇風(fēng)味差異的檢測可以采用同時蒸餾萃取(SDE)和GC-MS。有關(guān)研究表明,干、鮮香菇的風(fēng)味組成存在一定差異,主要體現(xiàn)在以醇類為主的八碳化合物和含硫化合物的差異上。鮮香菇中八碳化合物含量為44.13%,含硫化合物含量為21.53%;干香菇中八碳化合物含量為10.28%,含硫化合物含量為49.29%。鮮香菇不易貯存,一般經(jīng)熱風(fēng)烘烤制成干品,在加工過程中香菇的風(fēng)味成分發(fā)生變化,造成干、鮮香菇風(fēng)味特征明顯不同。研究發(fā)現(xiàn),揮發(fā)性八碳化合物的前體主要是16-22碳的不飽和脂肪酸,并以亞油酸、亞麻酸為主。不飽和脂肪酸在O2存在的條件下,經(jīng)菇類自身的脂肪氧合酶、氫過氧化物裂解酶的連續(xù)作用下形成八碳化合物,這類化合物風(fēng)味閾值較低,因此提供了濃郁的蘑菇風(fēng)味。1-辛烯-3-醇呈現(xiàn)出略帶金屬味的蘑菇特征性風(fēng)味,在鮮香菇中含量為23.07%,而在干香菇中僅為4.77%,導(dǎo)致了香菇干品與鮮品在風(fēng)味上明顯不同。未經(jīng)加工的鮮香菇具有特征的蘑菇泥土香味,而香菇干品的特征蘑菇風(fēng)味則較為淡薄。含硫化合物是香菇風(fēng)味的最重要組分,測試結(jié)果顯示,從干品香菇及鮮香菇中分別鑒定出13種和8種含硫化合物,其含量分別為49.29%和21.53%,表明香菇在干制過程中含硫化合物明顯增加。干香菇中含有多種重要含硫雜環(huán)化合物,含量占揮發(fā)性成分的8.9%。這些含硫化合物是由前物質(zhì)——香菇酸在谷氨酸轉(zhuǎn)肽酶的作用下產(chǎn)生二雜環(huán)丙烷中間體聚合而成的。含硫化合物含量的這種差異導(dǎo)致了干香菇風(fēng)味特征更加濃郁,而鮮香菇則較清淡。干香菇中1,2,3,5,6-五硫雜環(huán)庚烷的含量為0.53%,鮮香菇中為0.47%;1,2,4-三硫雜環(huán)戊烷在干香菇及鮮香菇中含量分別為4.12%和2.24%。在鮮香菇、干香菇中均檢測出較高含量的硫醚類,占香菇揮發(fā)性的成分干香菇為40.27%,鮮香菇為16.65%,其中,二甲基二硫醚和二甲基三硫醚具有洋蔥的氣味,它們是香菇精1,2,3,5,6-五硫雜環(huán)庚烷的裂解產(chǎn)物。干、鮮香菇中還含有一些其它揮發(fā)性物質(zhì),如醛、酯、酮、呋喃、烴類等;直鏈脂肪族的醛、酯、酮及烴類,一般是由脂肪酸氧化降解生成,在香菇風(fēng)味中起著調(diào)和協(xié)同或互補(bǔ)作用的醛類化合物賦予香菇青草的香味。酯類化合物在香菇中含量較為豐富,在鮮香菇中為7.60%,干香菇中為8.75%;酮類中3-辛酮具有蘑菇特征風(fēng)味,4-羥基-2-丁酮具有甘草的香味,在干香菇中含量約為0.21%,而在鮮香菇中則未檢出;烴類在干、鮮香菇中的含量分別為3.97%和6.26%,在干制過程中可能發(fā)生裂解或聚合反應(yīng)。經(jīng)SDE裝置抽提,GC-MS檢測分析發(fā)現(xiàn),香菇在干燥過程中的風(fēng)味變化還與溫度和pH有關(guān)。3.2香菇相關(guān)酶系統(tǒng)干、鮮香菇食用滋味的差別主要在于它們在烹飪過程中所產(chǎn)生的蘑菇香精和鳥苷酸等呈味成分的多少。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),香菇的鮮味是由于在烹飪及干香菇復(fù)水過程中RNA被分解成5’-鳥苷酸的緣故,而且干香菇中5’-鳥苷酸的含量約為鮮香菇的2倍。還有研究發(fā)現(xiàn),香菇子實(shí)體內(nèi)部溫度在25~40℃范圍內(nèi),部分蛋白質(zhì)和糖類在相應(yīng)酶的作用下分解變化,生成蘑菇香精和鳥苷酸。這些成分的產(chǎn)生直接取決于酶的活性強(qiáng)弱,而酶的活性強(qiáng)弱又受溫度影響極大。促使蘑菇香精和鳥苷酸等呈味成份產(chǎn)生的相關(guān)酶在35~40℃溫度范圍內(nèi)活性最強(qiáng)。因此,干香菇在干燥、復(fù)水、烹飪過程中有較鮮香菇生成較多呈味成分的條件,是干香菇具有的獨(dú)特香味能作為香菇特征的一個重要原因。4香菇風(fēng)味的研究香菇的風(fēng)味由氣味和滋味構(gòu)成,香菇的主要?dú)馕冻煞譃楹蚧衔?、八碳揮發(fā)性物質(zhì)等;主要滋味成分為氨基酸和核苷酸等。在香菇中有一種罕見的C-S裂解酶體系,谷氨酸轉(zhuǎn)胺酶等酶在風(fēng)味形成的過程中起到關(guān)鍵性的作用。風(fēng)味物質(zhì)在各種酶的作用下,形成了香菇濃郁而獨(dú)特的香味。鮮香菇和干香菇由于加工和儲藏等原因,新鮮香菇含有多種高含量的香氣成分,且大分子香氣成分的比例多