Food Chem：不同生长阶段秀珍菇鲜味和香气化合物的动态变化及转录组分析

摘要

秀珍菇以其独特的鲜味和香气而闻名。然而，在子实体发育过程中这些化合物的积累模式和调控机制仍不清楚。高效液相色谱（HPLC）结果表明，鲜味 5′-核苷酸水平随着成熟度的提高而降低。在未成熟阶段，五种风味氨基酸和四种甜味氨基酸的含量分别达到 1.53 和 0.69 克/100 克，显著高于其他阶段（P < 0.05）。顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（HS-SPME-GC-MS）分析显示，在原基阶段 1-辛烯-3-醇的相对气味活性值最高，而在后期阶段 3-辛酮占主导地位。在过熟阶段，差异表达基因（DEGs）主要富集于有机氮化合物代谢过程，而在其他阶段则主要与小分子代谢过程相关。一些鲜味氨基酸的水平与 aspB 和 OTC 的表达相关。本研究解释了秀珍菇子实体生长过程中鲜味和香气化合物的积累及调控机制，为优化采收时间提供了新的见解。

引言

近年来，对食用菌中鲜味和香气化合物的研究日益成为一个重要课题。鲜味是食用菌最显著的特征之一，常被描述为类似浓郁肉汤的诱人风味，已被定义为第五种基本味觉。以鲜味著称的食用菌包括六角羊肚菌、平菇属、鹿角灵芝和双孢蘑菇。鲜味化合物主要包括 5′-核苷酸（如 5′-腺苷、5′-鸟苷和 5′-肌苷）和鲜味氨基酸（AAs），其中谷氨酸（Glu）的鲜味最强。天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu）和 5′-核苷酸之间存在协同作用，能增强鲜味强度，赋予食品独特的口感。不同食用菌种类的鲜味化合物组成各不相同，且在同一种类中，其组成还会受到生长条件、生长阶段、干燥和储存方法的影响。研究人员在不同生长阶段采集了秀珍菇（A. bisporus）样本，发现 5′-核苷酸在最初两个阶段含量较高，而氨基酸的总含量在第二阶段达到峰值，随后随着生长阶段的延长而下降。

食用菌的香气风味也值得一提，主要由挥发性物质产生。一些蘑菇，如香菇、平菇和巴西蘑菇具有显著的香气，其化学成分包括醇类、醛类、酯类、酮类和烃类。牛肝菌中的香气风味相关化合物为 3-（甲基硫基）丙醛和 2,6-二甲基吡嗪，而巴西蘑菇中的相关化合物为苯甲醛和苯甲醇。一项研究表明，在五种食用菌（包括双孢蘑菇和平菇）中，主要的香气化合物为己醛、苯甲醛和十二烷酸。这些物质不仅赋予了食用菌独特的香气，还显著影响了消费者的感官体验。通过气相色谱 - 质谱（GC-MS）分析，已确定 1-辛烯-3-酮和 1-辛烯-3-醇是鸡油菌和香菇中的关键芳香成分。1-辛烯-3-醇尤其被认为能解释某些蘑菇特有的香气，并被称为“蘑菇味”。芳香化合物的类型和含量也会受到一些因素的影响，包括生长条件、栽培基质、储存以及干燥技术。

转录组可用于揭示食用菌在不同生长条件或不同生长阶段基因表达变化的模式，从而为鲜味和香气化合物积累及代谢相关的调控机制提供见解。近期利用 RNA-Seq 测序技术开展的研究揭示了松茸在三个生长阶段（原基、中间和成熟）发育的分子机制，确定了参与生长调节和能量代谢的关键基因。对香菇菌丝体和子实体基因表达的比较分析表明天冬氨酸蛋白酶在子实体成熟和鲜味形成中发挥作用。对香菇中 30 个与挥发性化合物合成相关的基因的进一步研究将其生成与组氨酸代谢、谷胱甘肽代谢和不饱和脂肪酸生物合成等代谢途径联系起来。真菌中挥发性化合物的合成受多种酶的调控。侯等人开展的研究表明，脂氧合酶相关基因与香菇（L. edodes）在冷藏期间 1-辛烯-3-醇的生物合成显著相关，并为冷藏期间香气的变化提供了新的见解。将转录组学与高效液相色谱（HPLC）和气相色谱 - 质谱（GC–MS）等化学分析技术相结合，将为同时研究食用菌中鲜味和香气化合物的浓度及其相关的转录调控机制提供一个强大的框架。

秀珍菇是侧耳科的一种真菌，富含蛋白质、氨基酸、多糖、矿物质和其他营养成分。秀珍菇以其独特的风味和浓郁的鲜味而广受认可，深受消费者喜爱。它是全球范围内栽培最广泛、消费量最大的食用菌之一。2020 年，秀珍菇的产量占全球食用菌总产量的 16%以上。2022 年，其产量达到 63 万吨，较 2021 年增长 6.7%。目前针对秀珍菇鲜味和香气化合物的研究主要集中在化学特征和加工应用方面，而这些化合物在不同发育阶段的积累动态和生物合成调控机制尚不清楚。在对一些食用菌鲜味和香气化合物的分析中，秀珍菇得分最高。张等人证明，在 5℃下储存时，秀珍菇的鲜味化合物含量保持较高水平。从六个平菇属物种中鉴定出了三种与风味相关的化合物（1-辛烯-3-酮、1-辛烯-3-醇和 2-辛烯醛）。就食品加工而言，有报道称罐装的平菇中醇类和酮类的含量低于罐装的牛肝菌，而脂肪和芳香醛的含量则更高。

主要内容

本研究将利用不同生长阶段的秀珍菇子实体作为材料，通过高效液相色谱（HPLC）、氨基酸分析以及顶空固相微萃取气相色谱 - 质谱联用技术（HS-SPME-GC-MS）来检测鲜味和香气化合物的变化及积累情况。此外，还将采用转录组分析初步探究相关基因的表达情况。这项研究不仅有助于加深对秀珍菇在不同生长阶段鲜味和香气化合物积累及调控机制的理解，还将为科学确定其最佳采收时间提供关键见解。

链接

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2026.148047