五种牛肝菌煮制适宜性的多维评价：基于质地、滋味与挥发性风味物质的多模态解析

本研究针对不同牛肝菌品种煮制后品质差异不明的问题，通过多维度分析技术系统评价了五种牛肝菌煮制后的质地、滋味和风味特征，发现Suillus luteus (HLT) 在质地嫩度、鲜味氨基酸贡献和特征性菇香方面表现最优，是最适宜煮制加工的品种，为牛肝菌的精准加工提供了理论依据。

　　

牛肝菌作为具有重要食用和药用价值的野生真菌，富含多糖、多酚、黄酮和生物碱等多种生物活性物质，展现出抗氧化、抗肿瘤和免疫调节等多种生理功能。除了健康益处，牛肝菌还因其愉悦的质地和独特的风味受到全球消费者的青睐。全球已鉴定出约400-500种牛肝菌，其中100多种可食用，但约有40种含有微量毒素，若未经适当加工食用可能存在安全风险。因此，采用适当的热加工方法促进毒素降解对确保食品安全至关重要。牛肝菌常见的热加工技术包括煮制、炒制和油炸。研究表明，炒制可能会降低矿物质的生物利用度，而油炸会导致蛋白质交联和聚集，从而降低蛋白质消化率和氨基酸利用率。相比之下，煮制能显著增强蘑菇蛋白质的消化和吸收。由于其加热均匀且温度高，煮制还能有效降解残留毒素，被广泛认为是牛肝菌最适宜的热加工方法。

在中国，云南省因其独特的地理特征和多样的气候条件，被公认为牛肝菌资源最丰富的地区之一。该地区的五种代表性牛肝菌品种包括：Boletus edulis (MW)、Leccinum holopus (BC)、Leccinum aurantiacum (HC)、Suillus luteus (HLT) 和 Boletus aereus (YSH)。这些品种具有独特的风味特征和丰富的营养成分，深受当地人群喜爱。然而，它们的采收期主要集中在6月至9月，年内其他时间供应有限，导致年供应量波动很大。此外，它们采后保质期短，储存要求严格，阻碍了系统性研究和相关牛肝菌产品的开发。

除了营养成分和生物活性，感官属性是评价牛肝菌整体品质的关键指标。其中，质地、滋味和风味是主要的评价参数，而风味在塑造消费者接受度方面起着特别决定性的作用。风味不仅定义了牛肝菌独特的感官特征，也是新鲜度的重要指标。大量研究表明，干燥过程显著影响牛肝菌的风味特征。例如，在干燥过程中，MW会产生多种美拉德反应产物(MRPs)，包括含硫化合物、吡嗪、嘧啶、噻吩、吡咯、吡喃和呋喃。这些挥发性化合物(VOCs)共同贡献了特征性的坚果、烘烤和焦糖香气。进一步的气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析表明，热风干燥和真空冷冻干燥都能显著增加MW中1-辛烯-3-醇的含量，这是其独特菇香的关键化合物。尽管现有研究广泛探讨了干燥对牛肝菌香气的影响，但大多数研究主要集中在MW，导致目标物种多样性有限。相比之下，关于不同牛肝菌品种在煮制（一种常见的热加工方法）后质地和风味差异的系统性或比较性研究很少。因此，迫切需要进一步研究以扩展当前对煮制如何影响不同牛肝菌感官品质的理解。

为了填补这一研究空白，本研究聚焦于来自云南省的五种代表性牛肝菌品种：MW、BC、HC、HLT和YSH。采用了一系列先进分析技术，包括扫描电子显微镜(SEM)、质地剖面分析(TPA)、低场核磁共振(LF-NMR)、氨基酸分析、电子鼻(E-nose)、电子舌(E-tongue)、顶空固相微萃取结合全二维气相色谱-飞行时间质谱(HS-SPME-GC×GC-TOF-MS)以及顶空气相色谱-离子迁移谱(HS-GC-IMS)。这些工具用于系统评估煮制处理后五种牛肝菌的质地特性、滋味特征和风味差异，旨在确定最适合煮制加工的牛肝菌品种。研究结果为不同牛肝菌品种的质量评估提供了全面系统的数据，同时也为精准加工和未来的工业应用奠定了坚实的理论基础。

本研究采用的主要关键技术方法包括：从中国云南省楚雄县栽培的五个牛肝菌品种中取样，进行标准化煮制处理（1:10 m/m，20分钟）；利用扫描电子显微镜(SEM)分析表观形态；采用质地分析仪进行质地剖面分析(TPA)；使用低场核磁共振(LF-NMR)分析水分状态分布；通过液相色谱-质谱联用(LC-MS)进行氨基酸分析及滋味活性值(TAV)计算；借助电子鼻(E-nose)和电子舌(E-tongue)分析气味和滋味特征；应用顶空固相微萃取结合全二维气相色谱-飞行时间质谱(HS-SPME-GC×GC-TOF-MS)和顶空气相色谱-离子迁移谱(HS-GC-IMS)鉴定和定量挥发性有机化合物(VOCs)，并计算相对气味活性值(ROAV)；所有数据均采用单因素方差分析(ANOVA)和Tukey多重比较检验进行统计处理。

3.1. 表观形态分析

通过扫描电子显微镜观察五种牛肝菌菌柄的表面形态发现，MW表面孔隙较少但较大，菌丝排列规则；BC、HC、HLT和YSH表面密布众多小孔，形成蜂窝状结构。BC表面形态疏松，提示弹性增强；HC表面光滑，菌丝排列整齐；HLT孔径大小变化显著；YSH呈现纤维网络结构，表明纤维组织更紧密，这可能有助于其增强的持水能力。

3.2. 质地分析

质地剖面分析(TPA)显示五种牛肝菌的质地特性存在显著差异。YSH在硬度、内聚性、粘附性、咀嚼性和剪切力方面值最高，表明其组织结构的致密、持水能力强但嫩度低。MW硬度适中，弹性高，内聚性、咀嚼性和剪切力较低，反映出松散的组织结构和柔软易咀嚼的质地。BC弹性最高，但内聚性、粘附性和剪切力较低，表明组织结构松散，质地脆嫩。HC和HLT在硬度、咀嚼性、粘附性和剪切力方面值普遍较低且高度相似，表明其组织结构和质地特性相近， characterized by tenderness and ease of chewing（特点是嫩度好且易于咀嚼）。

3.3. 水分状态分布分析

低场核磁共振(LF-NMR)分析表明，自由水在所有样品中占比最高(>60%)，这与先前研究一致，即自由水是鲜蘑菇中的主要存在形式。YSH的结合水(0.04%)和固定化水(32.49%)比例最高，自由水比例最低(67.47%)。MW和BC未检测到结合水，固定化水比例分别为15.23%和14.89%，自由水比例最高(分别为84.77%和85.11%)。HC和HLT的水分状态相似。相关性分析表明，水分组成显著影响牛肝菌的质地特性，但这种关系与肉类中的关系显著不同。更高的自由水比例和更低的结合水及固定化水比例导致更嫩的质地，反之则导致更硬的质地和嫩度降低。

3.4. 氨基酸分析

共鉴定出20种氨基酸，包括3种鲜味氨基酸、5种甜味氨基酸、9种苦味氨基酸和3种无味氨基酸。不同物种间氨基酸组成和含量存在显著差异。HLT的总氨基酸含量最高(3392.51 μg/g)，其鲜味氨基酸(663.2 μg/g)和甜味氨基酸(1412.9 μg/g)也高于其他物种。HC的苦味氨基酸含量最高(743.55 μg/g)，而YSH的无味氨基酸含量最高(888.08 μg/g)。滋味活性值(TAV)分析表明，苦味氨基酸对MW、HC和YSH的滋味贡献更大（TAV分别为1.43、1.22和0.72），而鲜味氨基酸是BC的主要滋味贡献者(TAV=0.60)，甜味氨基酸是HLT的主要滋味贡献者(TAV=1.17)。

3.5. 电子鼻(E-nose)和电子舌(E-tongue)分析

电子鼻雷达图显示，五种牛肝菌在W1S、W1W和W2W传感器上表现出高响应值，表明硫化物、芳香化合物和萜烯是主要的香气成分。HC在这三种传感器上的响应值显著高于其他四种物种，表明这些成分是其独特香气特征的关键。主成分分析(PCA)显示电子鼻数据有效反映了五种牛肝菌的整体香气特征。电子舌雷达图表明，甜味、鲜味和苦味传感器在所有五种牛肝菌中均表现出高信号水平，表明甜味、鲜味和苦味是主要的滋味特征。PCA分析显示电子舌数据有效捕捉了五种物种的风味特征。MW主要表现为甜味；BC为咸味；HLT为苦味；HC和YSH为酸味。

3.6. HS-SPME-GC×GC-TOF-MS分析

通过顶空固相微萃取结合全二维气相色谱-飞行时间质谱(HS-SPME-GC×GC-TOF-MS)从五种牛肝菌中鉴定出122种挥发性有机化合物(VOCs)，分为13类。醇类是五种物种中最丰富的组别，其次是酮类和醛类。BC的醇含量最高(23.77%)，MW的酮含量最丰富(2.01%)，HC的醛含量最高(1.15%)。相对气味活性值(ROAV)分析确定了10种关键VOCs（ROAV >1），包括5种醛、3种酮、1种酯和1种芳香烃。1-Octen-3-one在MW、BC、HLT和YSH中的ROAV值为100，是这四种物种香气的主要贡献者。乙酸乙酯也对这四种物种的香气有显著贡献，提供了独特的水果和花香特性。在HC中，3-甲基丁醛(3-methylbutanal)的ROAV为100，是主要的香气化合物，贡献巧克力和脂肪香气。

3.7. HS-GC-IMS分析

顶空气相色谱-离子迁移谱(HS-GC-IMS)鉴定出98种VOCs。醇类仍然是最丰富的组别，其次是酮类和醛类，这与HS-SPME-GC×GC-TOF-MS的结果一致。指纹分析和相对含量分析揭示了物种间风味的差异：MW以酯类和酮类为主，呈现水果香气；BC以醇类和醛类为主，呈现菇香和水果香；HC以醛类为主，呈现脂肪和水果香；HLT以酯类为主，呈现水果香；YSH杂环化合物和酮类含量较高，呈现肉感和蔬菜样香气。ROAV分析进一步验证了这些化合物在定义牛肝菌风味特征中的重要性。

3.8. VOCs与电子鼻响应、氨基酸与电子舌响应的相关性分析

VOCs（ROAV >1）与电子鼻传感器信号之间的相关性热图显示，乙苯与W1W和W2W传感器呈显著正相关，表明传感器对该化合物响应强烈。1-Octen-3-one和2-十一烷酮(2-undecanone)均与W5C传感器正相关。氨基酸与电子舌传感器响应之间的相关性分析显示，谷氨酰胺(Gln)与酸味和丰富度呈正相关，而甘氨酸(Gly)和天冬氨酸(Asp)与苦味和Aftertaste-B呈正相关。大多数氨基酸与咸味传感器呈负相关。

本研究通过多种先进分析技术的结合，系统评估了五种牛肝菌煮制后的质地、滋味和风味差异。质地剖面分析(TPA)显示HLT和HC质地细嫩，MW柔软，BC脆嫩，YSH坚实。滋味活性值(TAV)分析表明鲜味氨基酸对BC的滋味贡献最大，而甜味氨基酸在HLT中占主导。相反，苦味氨基酸对MW、HC和YSH的滋味影响更大。电子鼻(E-nose)分析确定硫化物、芳香化合物和萜烯是所有样品的主要香气贡献者。电子舌(E-tongue)结果显示MW以甜味为特征，BC以咸味为特征，HLT以苦味为特征，HC和YSH以酸味为特征。通过HS-SPME-GC×GC-TOF-MS和HS-GC-IMS的进一步分析证实了 distinct volatile profiles（ distinct volatile profiles）：HLT表现出突出的菇香和水果香气；BC以水果和奶油香气为主；HC呈现巧克力、脂肪和水果香气；而MW和YSH则表现出菇香、脂肪和水果香气的组合。综合考虑质地、滋味和香气分析结果，HLT被确定为最适合煮制的牛肝菌品种，因其细嫩的质地和独特的风味特征。

值得注意的是，煮制过程中观察到氨基酸和其他营养物质的部分损失。因此，未来的研究将专注于开发基于牛肝菌的汤或 broth 产品，以最大限度地保留营养物质，并促进牛肝菌资源的高值化利用和可持续发展。该研究不仅为评估牛肝菌质量提供了全面的感官数据，而且为精准加工和产品开发提供了理论基础。论文发表在《Food Chemistry: X》期刊上。