真菌在导致饮用水嗅味的作用被忽视

背景：真菌是众所周知的嗅味物质产生者，然而，饮用水中真菌的产嗅机制与产嗅种类尚不明确，嗅味物质的产生与真菌孢子的萌发生长阶段之间的关系有待厘清，同时外部条件对真菌产嗅的影响也亟待深入探究，相关内容的研究对探明真菌在饮用水嗅味问题中的贡献、保障饮用水供水过程水质安全与品质具有重要科学指导意义。

主要结果：水厂处理工艺对群落结构产生了显著的影响，臭氧-生物活性炭和纳滤是影响真菌群落结构的关键单元。在真菌属水平上，相对丰度最高的属包括根瘤属（Rhizopus spp.）、壶菌属（Batrachochytrium spp.）、曲霉属（Aspergillus spp.）和镰刀属（Fusarium spp.）等。紫外处理显著减少了二次供水系统中子囊菌门、曲霉属、镰刀属、根霉属和木霉属的相对丰度。曲霉属、镰刀属、根霉属和木霉属不仅具有产嗅的能力，也具有潜在的致病性和产生真菌毒素的潜力。

图1.供水系统中的真菌群落结构

作者共鉴定出17种嗅味物质，包括醇类（6种）、酮类（1种）、醛类（1种）、酯类（1种）、芳香类（3种）、吡嗪类（1种）和萜类物质（4种）。其中，青霉属贡献了8种嗅味物质、曲霉属7种、拟青霉属6种、链格孢属6种。短链脂肪烃（1-9号）是由真菌产生的一类具有独特风味的挥发性有机化合物（VOCs）。其中，1-butanol,2-methyl-具有麦芽风味，是最常被鉴定出的嗅味化合物，可以被7种真菌产生；1-octen-3-ol具有显著的蘑菇气味，可由青霉菌、枝孢菌和曲霉属真菌产生。(-)-Carvone（13号）仅由链格孢属真菌产生，具有薄荷风味。此外，2-MIB、GSM和IBMP等土霉味化合物（14、15和16号）可以由8种真菌分离株产生，包括青霉、拟青霉、木霉和曲霉。

图2.供水系统分离菌株的产嗅种类

不同嗅味物质的产生时间与真菌发育阶段的关系存在差异。IBMP的产生通常发生在第2至第6天的真菌对数生长期，而2-MIB和GSM的产生时间通常在第6至第8天的真菌衰亡期。在对数生长期，真菌的代谢活动更加活跃，可能会启动特定的代谢途径，导致这些嗅味物质的合成增加。在衰亡期，随着代谢率下降，合成也会减少。因此，2-MIB和GSM的大量生成可能代表着真菌的过度生长和次级孢子的产生。

图3.供水系统分离菌株的产嗅特性

主要结论：本研究系统调查了36个水样中真菌的群落特征，从中分离出了10种典型真菌，并对其产嗅特性进行了研究。共鉴定出17种嗅味物质，其中产嗅种类最多的真菌属包括青霉属、曲霉属、拟青霉属和链格孢属等。8种真菌可产生不同浓度的土霉味化合物，如2-MIB、GSM和IBMP。真菌嗅味物质的嗅味活性值在4天内显著增加。紫外处理显著减少了子囊菌门、曲霉属、镰刀属、根霉属和木霉属的基因拷贝数。研究结果证实了真菌在饮用水嗅味问题中被忽视的作用，同时表明紫外消毒是一种有前景的饮用水真菌控制策略。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.4c02575.