香菇干制过程中特征性含硫香气成分形成机制研究

The difference between the nutrition of dried shiitake mushrooms and fresh shiitake mushrooms is small. The shiitake mushrooms can form a special and attractive scent during the drying process. The dry products are more prominent than the fresh ones, and the aroma is more remarkable. The aroma substance has become one of the core quality of dried shiitake mushrooms, and its forming analysis has also become a research hotspot in recent years. At present, the formation mechanism of characteristic aroma substance of shiitake mushroom during the drying process is not clear. Based on our previous study, the present project will focus on: (1) investigating the relationship between sulfur containing aroma substance production and their synthesis related enzymes based on the activities and transcriptional expression of enzymes, and confirming the response mechanism of synthesis related enzymes on non-biological regulatory factors druing the drying process, (2) revealing the conversion between the flavor precursors and aroma substances of the non-enzymatic reaction, the thermophysical and chemical synthesis pathways of the sulfur containing aroma substances, and the key control points of the non-biological regulatory factors druing the drying process, (3) constructing the sulfur containing aroma substances synthesizing pathways and flavor networks. Our project will provide a theoretical basis for understanding and regulating the sulfur containing aroma substance synthesis process of shiitake mushroom druing the dring process, guiding and optimizing the dring technology of shiitake mushroom industry.

干香菇与鲜香菇的营养差别不大，香菇在干制过程中能形成特殊的诱人香味，干品较鲜品风味更为突出，香气更为显著，香气物质已是香菇干品的核心品质成分之一，其成因分析也成为近年来的研究热点。目前，香菇干制过程中特征性香气成分形成机制尚未明确。在前期研究基础上，本项目拟以香菇特征性含硫香气成分为研究对象，首先，基于酶促反应阶段含硫香气成分生物合成途径，解析干制过程中香气合成与酶促反应合成酶活性、酶基因表达之间的相关性，合成酶对非生物调控因子的响应机制；其次，分析干制过程中非酶促反应的风味前体物质、风味成分之间的转化情况，预测含硫香气成分产生的热物理化学合成途径及非生物调控因子的关键控制点；最后，构建干制过程中香菇含硫香气成分合成代谢调控网络。项目将通过对干制过程中非生物因子调控香菇香气合成机制的研究，实现加工干制过程中含硫香气成分的有效积累，提升干品风味品质，为优化香菇产业后加工技术提供理论基础。

香菇质地嫩脆，生理代谢旺盛，采收后，常温下容易变色、变形、变味、变质，失去食用价值。而在干制过程中香菇能形成特殊的诱人香味，风味更为突出，香气更为显著。香菇在加工干制过程中形成的特有香气，归功于其中含硫化合物的形成。这些香气成分在香菇风味中发挥了重要贡献，获得香菇香气形成信息在采后加工干制阶段是必要且必需的。但由于缺乏对这些特征性香气物质合成和调控关键因子的了解，极大制约了香菇香气品质改良和提升。.本研究针对香菇干制过程中含硫香气物质产生机制不明的问题，探讨了加工过程中参与香气成分产生的合成反应及合成路径，解析了香气合成对非生物因子调控的响应机制。研究发现，香菇干制前期香气成分产生以生物合成路径的酶促反应为主，风味合成酶存在温度刺激酶活性增加的现象。干制中后期，以氨基酸和还原糖等风味前体物质之间的非酶促化学反应为主，风味前体物质经历消耗、产生及积累过程，香气成分经历合成、富集及热不稳定降解过程。加工过程关键环境因子与半胱氨酸、异亮氨酸和蛋氨酸合成呈负相关，高温诱导、水分胁迫促使氨基酸参与非酶促反应，使其降解速率高于合成速率。香菇加工干燥过程更符合Cubic干燥模型，环境因子对酶促反应参数影响程度排序为水分活度>温度>时间>干燥速率，对非酶促反应参数影响程度排序为温度>时间>干燥速率>水分活度。.干制过程中，引起香菇品质差异变化的化合物多为脂类和类脂分子、核苷、核苷酸和类似物、有机酸和衍生物。差异代谢物在TCA循环、丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸代谢、精氨酸生物合成通路上极显著富集。17-羟基-亚麻酸等29种化合物可以作为加工干制过程中影响香菇品质变化的标志代谢物。次级代谢物和不饱和脂肪酸的生物合成代谢通路，可以作为监测香菇干制过程差异代谢物和差异基因变化的标志性通路。.本研究实现加工干制过程中含硫香气成分的有效积累，提升干品风味品质，为优化香菇采后加工技术提供理论基础，为香菇干制风味富集工艺提供参考。