Food Chemistry| 基于感官组学方法解析中国灵芝（Ganoderma lucidum）的风味特征

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来源：食探未来

2025-11-13 16:03:49

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核心提示：本研究完整揭示了加工对灵芝风味的影响机制与关键香气化合物，为开发符合消费者偏好的灵芝食品与饮料产品提供了重要的理论支撑和技术路径。

近日，北京工商大学团队在《Food Chemistry》期刊（一区，IF：9.8）上发表了题为《Decoding the flavor profile of Chinese Lingzhi (Ganoderma lucidum) using a sensomics approach》的研究性论文。该研究通过感官组学（sensomics）方法，系统探究了新鲜灵芝（FLZ）及其加工产品（干灵芝 DLZ、灵芝超微粉 PLZ、灵芝提取物 ELZ）的风味特征，结合感官分析、气相色谱 - 质谱联用（GC-MS）、偏最小二乘判别分析（PLS-DA）、气相色谱 - 嗅觉联用结合香气提取物稀释分析（GC-O-AEDA）及香气重组与缺失实验，明确了加工对灵芝风味的影响规律 —— 加工会降低灵芝的蘑菇味，同时增强木质味、酱味与甜味；识别出 5 - 羟甲基糠醛和乙酸为区分新鲜与加工灵芝的关键挥发性成分；共检测到 85 种香气化合物（风味稀释因子 1-512），并证实 1 - 辛烯 - 3 - 醇是新鲜灵芝的主要香气成分，而麦芽酚是加工灵芝的主导香气成分，最终构建了中国灵芝的风味轮。这一发现为灵芝加工工艺优化及功能性食品、饮料等新产品开发提供了关键理论基础，也为灵芝在现代食品工业的进一步应用提供了技术支撑。

灵芝（Ganoderma lucidum）作为多孔菌科真菌，在中、日、印等亚洲国家具有悠久的食用和药用历史，《本草纲目》中誉其为 “仙草”“瑞草”，2023 年更被中国正式认定为药食同源植物，其富含多糖、三萜类、甾醇及脂肪酸等成分，具有免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、降血糖和保肝等多种健康益处，如今在功能性食品、饮料等领域的应用日益广泛，风味也随之成为其关键品质特征之一；但新鲜灵芝易腐烂、储存时易霉变，加工成为延长其保质期的必要手段，而加工过程会改变其风味轮廓，进而影响产品质量与消费者接受度；目前关于灵芝风味特征的研究相对匮乏，现有研究多聚焦于其他食用菌的挥发性成分，如热风干燥金针菇、鲜干牛肝菌等的香气化合物分析，针对灵芝风味的系统研究存在缺口，因此亟需对灵芝风味进行系统表征，以提升消费者偏好并推动其作为食品原料的发展，这构成了本研究的背景基础。

感官分析

感官分析显示，加工过程对灵芝风味有显著影响，可降低新鲜灵芝（FLZ）的蘑菇味与土腥味，同时增强木质味、酱味和甜味。具体而言，干灵芝（DLZ）表现出更强的木质味、焦糖味和甜味；灵芝超微粉（PLZ）与灵芝提取物（ELZ）则以更突出的酱味、焦糖味和酸味为特征。这种风味差异与挥发性成分变化相关，例如新鲜灵芝的蘑菇味和土腥味主要由 C8 化合物驱动，而加工样品的焦糖味和甜味则与美拉德反应生成的呋喃衍生物密切相关。

挥发性成分分析

通过 GC-MS 分析，共鉴定出 163 种挥发性成分，按化学结构分为醇类（30 种）、酯类（15 种）、内酯类（13 种）、酮类（18 种）、醛类（18 种）、酸类（20 种）、杂环类（17 种）、含氮化合物（18 种）、含硫化合物（5 种）及其他（9 种）。加工后灵芝的挥发性成分数量与浓度均显著增加，其中 DLZ 含 83 种、PLZ 含 105 种、ELZ 含 71 种，而 FLZ 仅含 52 种；酯类、杂环类、酸类和含氮化合物的增幅尤为明显。热加工还可促进美拉德反应，生成吡啶、吡嗪、呋喃等杂环化合物，以及通过氨基酸代谢生成多种酸类，其中呋喃类化合物能赋予产品焦糖味、坚果味等香气，不过多数酸类因 odor 阈值较高，对整体香气贡献较小。

挥发性成分多元分析

偏最小二乘判别分析（PLS-DA）成功区分了 FLZ、DLZ、PLZ 和 ELZ，前两个主成分共解释 96.4% 的方差（第一主成分 75.2%、第二主成分 21.2%），模型具有强解释力（R²Y=0.996）和预测力（Q²=0.988），且经置换检验证实稳定无过拟合。共识别出 6 种关键差异挥发性成分（VIP>1），分别为 5 - 羟甲基糠醛、乙酰胺、2 - 吡咯烷酮、乙酸、1 - 辛烯 - 3 - 醇和乙酰丙酸。其中，1 - 辛烯 - 3 - 醇仅在 FLZ 中高浓度存在，加工后因酶活性被抑制而未检出；5 - 羟甲基糠醛在 PLZ 和 ELZ 中浓度较高，主要赋予脂肪味、奶油味和焦糖味；乙酸和乙酰丙酸在 FLZ 中不存在，加工后显著增加，分别提供酸味和焦糖味。

GC-O 与 AEDA 分析

通过气相色谱 - 嗅觉联用（GC-O）结合香气提取物稀释分析（AEDA），共鉴定出 85 种香气化合物，风味稀释（FD）因子范围为 1-512，其中 29 种化合物（不含未知物）的 FD 因子≥32，对灵芝整体风味贡献显著。新鲜灵芝中，1 - 十二醇（FD=512，泥土味、蜂蜜味）、1 - 辛烯 - 3 - 醇（FD=64，蘑菇味）、（E）-2 - 辛烯 - 1 - 醇（FD=32，草味、蘑菇味）等醇类 FD 因子较高；加工灵芝中则检出（E）-3 - 己烯 - 1 - 醇（FD=32，花香）、苯甲醇（FD=32，花香）等新鲜灵芝中不存在的香气化合物，且热加工后生成的呋喃类（如糠醇、糠醛、5 - 甲基糠醛、麦芽酚、5 - 羟甲基糠醛）均具有较高 FD 因子，赋予产品焦糖味、烘烤味等特征。

香气化合物定量与 OAV 分析

对 FD 因子≥4 的香气活性化合物定量分析显示，新鲜灵芝中 1 - 辛烯 - 3 - 醇浓度最高（9680.63 μg/kg），且其 odor 活性值（OAV=1383）最大，是新鲜灵芝蘑菇味的核心贡献者；加工灵芝中 5 - 羟甲基糠醛（28548.52-81488.01 μg/kg）和乙酸（21985.01-35124.63 μg/kg）浓度显著较高，其中 5 - 羟甲基糠醛在 PLZ（OAV=81）和 ELZ（OAV=29）中 OAV 较高，是加工品焦糖味的关键来源。部分化合物（如 1 - 十二醇、2 - 十一酮）虽浓度低，但因 odor 阈值低而具有高 FD 因子；不同加工品的关键高 OAV 化合物存在差异，例如 PLZ 中异戊酸 OAV=442、戊醛 OAV=433，DLZ 中苯乙醇 OAV=48，均为对应样品风味的重要贡献者。

香气重组与缺失实验

香气重组实验表明，基于关键香气化合物构建的重组模型与原灵芝样品风味轮廓高度相似（仅部分香气强度略有差异，如 FLZ 重组样品焦糖味、土腥味较弱），证实了对灵芝香气化合物定性与定量分析的准确性。香气缺失实验进一步确定 12 种关键香气化合物，其中新鲜灵芝的关键香气化合物为 1 - 辛烯 - 3 - 醇（p<0.001）、苯乙醛和（E,E）-2,4 - 癸二烯醛，加工灵芝的关键香气化合物包括 DLZ 中的棕榈酸乙酯、2 - 乙酰吡啶，PLZ 中的乙酸（p<0.01）、异戊酸、5 - 羟甲基糠醛，ELZ 中的麦芽酚（p<0.001）、糠醇、羟基丙酮等。基于上述结果，构建了中国灵芝风味轮，将其风味分为土味、木质味、甜味、花香、酸味 5 大类，并明确了各类风味对应的代表性香气化合物（如土味对应 1 - 辛烯 - 3 - 醇，木质味对应萘，甜味对应糠醛、麦芽酚等）。

研究整体应用价值

本研究通过感官组学方法全面解析了新鲜与加工灵芝的风味特征，明确了加工对灵芝风味的影响机制及关键香气化合物，为灵芝加工工艺优化（如调控热加工条件以保留或增强目标风味）和新产品开发（如功能性食品、饮料）提供了坚实的理论基础，同时也为推动中国灵芝在国际食品市场的发展与应用提供了技术支撑。

图文赏析