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]，是近年來國內(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]對豬肚菌子實(shí)體的營養(yǎng)價值和生物學(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，更具營養(yǎng)優(yōu)勢與商業(yè)開發(fā)價值；崔文浩等[4]分別從出菇房搭建、栽培時間、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，還包括開發(fā)烘干全粉制作菇粉纖維營養(yǎng)餅干、菇纖營養(yǎng)片、菌柄脆片等食品[7]，而關(guān)于豬肚菌風(fēng)味的研究鮮有報道。

近年來，食用菌的加工利用可分為3個階段：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]。豬肚菌作為近年來被開發(fā)的珍稀食用菌，除了對子實(shí)體直接食用或加工外，對其菌傘、菌柄和菌根的營養(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價值。因此，本文通過對豬肚菌3個部位（菌傘、菌柄、菌根）的營養(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，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)是通過傳感器陣列收集樣品的特征電信號，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。電子鼻可通過特異性電化學(xué)傳感器分析被測樣品的整體氣味信息，具有無損、簡單、快速的特點(diǎn)[12]。GCIMS 技術(shù)是近年來新興的揮發(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，通過電子舌和電子鼻對食用菌的滋味和氣味輪廓進(jìn)行分析，進(jìn)一步采用GC-IMS 對揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行測定，可以對豬肚菌的風(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，本研究參照國家標(biāo)準(zhǔn)對樣品中的基本營養(yǎng)成分、礦物質(zhì)進(jìn)行測定和分析，并通過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)儲備溶液（產(chǎn)品編號：GBW08619）、1 000μg/mL鎘（Cd）單元素標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（GBW08612）、1 000μg/mL 砷（As）單元素標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（GBW08611），國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心；硝酸（優(yōu)級純），上海國藥集團(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Agilent 公司。實(shí)驗(yàn)用水為用Millipore-Q 純水儀（美國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Thermo Fisher Scientific公司；Millipore-Q純水儀，美國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GAS 公司；PEN3 電子鼻系統(tǒng)，德國AIRSENSE公司；SA-402B味覺分析系統(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 個部位樣品于20 mL 頂空瓶中，用于GC-IMS 檢測和電子鼻檢測；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。

1.3.2 營養(yǎng)成分檢測

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

1.3.3 礦質(zhì)元素含量檢測

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，測定待測元素和內(nèi)標(biāo)元素的信號響應(yīng)值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得到消解液中待測元素的濃度。

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

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)行時間31 min，分析時間為30 min。

經(jīng)GC-IMS 檢測得到的揮發(fā)性化合物，結(jié)合保留時間和離子遷移時間，通過質(zhì)譜（mass spectrum,MS）與美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（National Institute of Standards and Technology,NIST）（2014）的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，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)的保留時間和遷移時間，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

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)置樣品測試循環(huán)5次，每次測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)液中測試回味30 s。循環(huán)測試5次，取用后4次檢測結(jié)果。

1.3.6 電子鼻檢測

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。

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

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

PEN3 電子鼻10 個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）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。打開水解管過濾至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)濾膜過濾至樣品瓶中，通過氨基酸自動分析儀進(jìn)行氨基酸含量測定。每個樣品重復(fù)檢測3次，測定結(jié)果取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS 23.0 軟件對實(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)計學(xué)意義；采用Origin 2019 對實(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 庫搜索軟件，對GCIMS結(jié)果進(jìn)行化學(xué)計量學(xué)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 豬肚菌不同部位的營養(yǎng)物質(zhì)分析結(jié)果

由表4的測定結(jié)果可知，豬肚菌營養(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]通過對比金針菇子實(shí)體和菇柄的營養(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，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)元素測定結(jié)果

采用ICP-MS 法對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，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]對食用菌中有毒重金屬濃度的系統(tǒng)綜述一致。通過與劉仙金[17]對常見的14 種食用菌中礦質(zhì)元素含量的檢測結(jié)果進(jìn)行對比發(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Pb、Cr的富集能力較其他元素強(qiáng)。而Cr分為有害鉻（六價）和有益鉻（三價）2 種形態(tài)，多數(shù)以三價鉻的形態(tài)存在[19]，二者可以相互轉(zhuǎn)化。三價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；六價鉻由于其氧化性和對皮膚的高滲透性，對人體危害很大，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個部位之間分布均勻。

2.3 豬肚菌不同部位的總氨基酸測定結(jié)果

采用氨基酸自動分析儀對新鮮豬肚菌不同部位樣品的氨基酸含量進(jìn)行測定，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)評價的第一限制氨基酸；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，新鮮豬肚菌各個部位樣品中含量最高的氨基酸是谷氨酸，與馬長中等[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）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)豬肚菌的生長形態(tài)特征，其較長的菌柄也是優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的來源。

食用菌中蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值，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養(yǎng)評價的常用方法[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特殊氣體分子的敏感性來識別樣品中簡單和復(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，采用電子鼻對其風(fēng)味進(jìn)行分析。圖1 為電子鼻10 個傳感器對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W5S、W6S、W2S 這3 個傳感器的響應(yīng)不顯著外，對剩余的7 個傳感器的響應(yīng)都具有差異性。菌柄和菌根在W1W、W2W、W1S這3個傳感器上均得到了較大的感應(yīng)值，其次是菌傘，說明W1W、W2W、W1S對新鮮豬肚菌不同部位頂空氣體的信號響應(yīng)最敏感，推測可能是含硫氧化合物、芳香成分和有機(jī)硫化物對樣品的各部位風(fēng)味起重要作用；而在W1C、W3C、W5C 這3 個傳感器上，菌傘的響應(yīng)值明顯大于菌柄和菌根，說明菌傘的揮發(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)圖反映出的評價結(jié)果，選擇樣品中10 種傳感器所測的電子鼻響應(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 能有效識別不同樣品間的氣味差異，可以對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，代表菌柄和菌根的分類集之間間隔較遠(yuǎn)且彼此無重疊，說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LDA對電子鼻分析的結(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)生物味覺模式建立起來的一種基于化學(xué)傳感器和模式識別的液體分析儀器，由5個味覺傳感器組成，能夠檢測酸味、苦味、澀味、鮮味和咸味物質(zhì)[25]。利用SA-402B 電子舌系統(tǒng)評價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，每一個樣品均對苦味傳感器的響應(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顯著差異；菌根中鮮味氨基酸的含量最低。由此可見，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，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，在保留時間500～700 s、離子遷移時間1.2～1.7 ms 范圍（圖中黃色框區(qū)域）以及保留時間100～300 s、離子遷移時間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，推測可能存在對新鮮豬肚菌的菌傘、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產(chǎn)生二聚體，它們的保留時間與單體相近，因遷移時間不同而被區(qū)分開。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，顏色的深淺代表揮發(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 中檢測到的各類物質(zhì)的色譜峰面積來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，說明菌傘中這3 種烯烴類物質(zhì)對風(fēng)味的貢獻(xiàn)率較大；3-甲硫基丙醛（M）、3-甲硫基丙醛（D）僅在菌傘中被檢測出來，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，對風(fēng)味影響較大，IGLESIAS 等[32]研究表明，該物質(zhì)多通過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個部位樣品的共有物質(zhì)。各類雜環(huán)化合物在豬肚菌3個部位樣品中無顯著差異，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，說明三者的共有物質(zhì)對風(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，其對菌柄的風(fēng)味貢獻(xiàn)度較低。

3 結(jié)論

在營養(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，為豬肚菌的深度開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。