# 翻译 高压静电场与静磁场除味真姬菇（Hypsizygus marmoreus）的比较研究：微观结构、水分移动性与除味响应代谢物的关联

《Innovative Food Science & Emerging Technologies》：Comparative debittering of beech mushroom (Hypsizygus marmoreus) using high-voltage electrostatic and static magnetic fields: linking microstructure, water mobility, and debittering-responsive metabolites

　　

摘要

热处理会加剧舞茸（Hypsizygus marmoreus）的苦味，限制其感官品质。本研究比较高电压静电场（HVEF）和静磁场（SMF）预处理对蒸制和煮制样品减苦的效果。两种处理均降低了苦味，而未显著增加整体色差。定量扫描电镜（SEM）分析表明，HVEF和SMF引起了不同的、依赖于热处理模式的孔隙结构变化。低场核磁共振（LF-NMR）、磁共振成像（MRI）和空间水分活度测量进一步揭示了不同的水分响应：HVEF使T??增加了19.1–27.2%，并将纵向水分活度异质性降低了42.3–70.0%；而SMF使T??降低了14.8–29.8%，并将短弛豫水分数增加了166.5–288.6%。非靶向液相色谱-质谱（LC–MS）分析获得了27个推断的与苦味相关的特征物质，其响应不仅取决于场类型和热处理模式，还不仅仅取决于形式电荷。电子舌苦味降低了20.4–26.2%，感官苦味降低了24.3–32.5%，整体可接受度提高了22.0–24.9%（相对于对应的热处理对照组）。总体而言，HVEF相关的减苦主要与水分迁移能力增强和重新分布有关，而SMF主要通过重组水-基质相互作用来发挥作用；两条途径均实现了降低苦味和改善感官接受度的效果。

工业意义：高电压静电场和静磁场预处理为减少完整食用菌在热加工过程中产生的苦味提供了无需添加试剂的非热方法。两种处理均在未显著增加整体色差的情况下改善了感官品质，但它们产生了不同的结构-水分和代谢物响应。HVEF主要与水分迁移能力增强和纵向重新分布相关，而SMF对短弛豫水和水-基质相互作用的影响更为显著。它们的减苦效果还取决于后续的热处理模式。这些互补特性为根据特定的减苦和质量控制需求选择物理场预处理提供了依据。

引言

食用菌在食品市场中占据重要地位，具有独特的味觉特征，包括鲜味、甜味和苦味。它们还富含蛋白质、多糖、膳食纤维和微量元素（Jeong等人，2024）。其中，舞茸（Hypsizygus marmoreus，白色品种）因其清爽新鲜的口感、爽脆的质地以及富含多糖、蛋白质、酚类和黄酮类等生物活性成分而备受推崇（J. Zhao等人，2023b）。然而，在储存或初级加工过程中，舞茸容易产生不良风味，尤其是苦味，这明显降低了感官品质和市场接受度（Schmitz等人，2025）。因此，有效调控其风味品质的策略具有重要的实际意义。

舞茸的不良风味很大程度上归因于与苦味相关的次生代谢物。苦味的贡献者包括某些游离氨基酸、可溶性多糖、有机酸和核苷酸（Xue等人，2020b）。热处理可以通过改变水溶性味觉化合物和风味活性成分的分布和相对比例来改变舞茸的感官属性（Jin Zhao等人，2023a）。某些疏水性游离氨基酸，如亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸和蛋氨酸，具有较低的味觉阈值和能与苦味受体相互作用的疏水性侧链，因此被认为是显著增强苦味强度的物质。这一结论已在双孢蘑菇（Agaricus bisporus）的热处理研究中得到验证（Davila等人，2022）。目前的减苦策略通常通过去除苦味物质、转化其分子结构或限制其与苦味受体的相互作用来降低苦味。代表性方法包括吸附分离、酸碱处理、酶解、发酵以及感官遮蔽或包埋（X. Y. Chu等人，2024b）。许多已报道的应用是针对果汁、提取物、水解物或切碎物料开发的，其中苦味成分可以直接被吸附剂、酶、微生物或遮蔽剂接触（Gordon等人，2021；Heini?等人，2012；Singla等人，2021）。因此，其有效性在很大程度上取决于基质的可及性，这限制了其直接应用于完整的蘑菇组织。对于经热处理的舞茸，外部施加的物理场提供了一种替代手段，可以在不引入减苦试剂或不需要大量破坏原始固体基质的情况下调控品质（X. Chu等人，2024a；Yu等人，2024）。

在物理场技术中，选择高电压静电场（HVEF）和静磁场（SMF）作为两种互补的非热、非接触处理方式，因为它们都可以在低温条件下施加于完整的食品材料，但两者与物质的相互作用方式存在本质差异。HVEF对离子和分子偶极施加电力，可以影响界面极化、水分迁移能力、膜相关传输以及食品基质中的热量和物质传递（Dalvi-Isfahan等人，2016；Dalvi-Isfahan等人，2023）。这些特性为在不直接添加化学物质的情况下改变水溶性味觉化合物的迁移和重新分布环境提供了物理化学基础。相比之下，SMF与运动电荷和内禀磁矩相互作用，而非对溶质施加单向电力。以往的研究将SMF处理与食品体系中氢键合水的组织变化、水分分布、大分子构象和微观结构稳定性变化联系起来（Yan Cui等人，2024a；J. Jiang等人，2022；S. Wang等人，2024；Y. Wang等人，2013）。

因此，HVEF和SMF的比较为区分与电力相关的物质传递效应和与磁场相关的对水分及物理化学反应环境的调控提供了具有机制洞察力的框架。这种区分对蘑菇尤为重要，因为热处理会改变组织结构并促进水溶性味觉活性成分的释放、重新分布和反应，从而重塑其整体味觉特征（Minna Rotola-Pukkila等人，2019a；Xue等人，2020a）。在此基础上，我们假设HVEF预处理主要通过改变微观结构和水分迁移能力来调控热诱导的苦味，而SMF预处理则对水分分布和化学环境产生相对温和的调控。相应地，本研究比较了HVEF和SMF对微观结构、水分迁移能力、挥发性与非挥发性代谢物以及感官苦味的影响，以确定它们不同的物理化学相互作用是否汇聚于共同的减苦效果。

因此，本研究进行了一项比较性研究，以评估高电压静电场和静磁场预处理对抑制舞茸主要不良风味贡献者的效果。通过比较品质属性的变化、关键苦味化合物和整体感官苦味，我们旨在阐明这两种物理场的作用效果、效率及潜在机制。研究结果有望推进对物理场驱动的食用菌风味调控的机制性理解，并为舞茸及相关产品的绿色有效减苦工艺开发提供支持。

章节摘要

样品制备与物理场预处理

舞茸购自当地大润发超市（中国无锡）。根据先前对该物种评估的外观、质地和气味标准，选择白色品种舞茸（Hypsizygus marmoreus）。可上市感官品质由完整的子实体、均匀的白色色泽、正常的菌盖和菌柄形态、紧实有弹性的组织以及具有典型新鲜蘑菇香气而无异味来操作性定义。这些标准基于

物理场预处理对热处理后舞茸外观的影响

色差是食品科学中广泛使用的客观指标，通常用于间接反映感官品质和加工引起的变化（J. Yang等人，2024）。根据图1（A、B），舞茸的L*、a*、b*和总色差（ΔE）值在不同处理间存在显著差异。与对照组相比，所有热加工样品的L*值均有所增加，煮制样品通常比蒸制样品表现出更高的L*值，表明

结论

本研究证明，HVEF和SMF预处理能有效减轻舞茸（H. marmoreus）在热加工过程中产生的苦味，而未显著增加整体色差。相对于对应的热处理对照组，HVEF和SMF分别将电子舌苦味降低了20.4–24.0%和22.3–26.2%，感官苦味降低了24.3–32.5%，整体可接受度提高了22.0–24.9%。定量图像分析表明，两种物理场改变了

数据可用性

研究数据可在提出请求后获取。

CRediT作者贡献声明

夏崇书：撰写—原始草稿，方法论，形式分析，数据整理。张敏：撰写—审阅与编辑，指导，资源，方法论，调查。陈一平：撰写—审阅与编辑，资源，调查。

利益冲突声明

作者声明他们不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本研究的资金支持来自中国国家重点研发计划（项目编号：2022YFD2100601）、111计划（BP0719028）、中央高校基本科研业务费（JUSRP202416005）、江苏省先进食品制造装备与技术重点实验室项目（项目编号：FMZ202003），这些资助使我们能够开展本项研究。

夏崇书 | 张敏 | 陈一平

江南大学食品科学与资源国家重点实验室，中国江苏无锡 214122