徐萌萌，黃志堅(jiān)，王 寒，許正宏，周哲敏*，丁重陽,*，石貴陽

牛樟芝液體發(fā)酵過程揮發(fā)性物質(zhì)分析

徐萌萌1,2，黃志堅(jiān)3，王 寒3，許正宏1,2，周哲敏1,*，丁重陽1,2,*，石貴陽1,2

（1.江南大學(xué)生物工程學(xué)院，江蘇 無錫 214122；2.江南大學(xué) 糧食發(fā)酵工藝與技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無錫 214122；3.共鱗實(shí)業(yè)（深圳）有限公司，廣州 深圳 518116）

目的：分析牛樟芝發(fā)酵液中揮發(fā)性物質(zhì)在液體發(fā)酵過程中的動(dòng)態(tài)變化并以此為依據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。方法：采用頂空-固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行定性定量分析，并利用主成分分析和聚類分析對(duì)牛樟芝進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果：牛樟芝液體發(fā)酵過程中，不同階段呈現(xiàn)出不同的香味，此過程共鑒定出50 種化合物，其中醇類10 種，酯類16 種。主成分分析結(jié)果表明，主成分1和主成分2的方差貢獻(xiàn)率為62.786%，能夠代表牛樟芝的主要揮發(fā)性物質(zhì)；聚類分析結(jié)果表明，整個(gè)發(fā)酵過程隨揮發(fā)性物質(zhì)變化規(guī)律聚集為3類。結(jié)論：牛樟芝液體發(fā)酵過程產(chǎn)生的香味物質(zhì)可以作為化妝品、食品等領(lǐng)域的重要天然資源，同時(shí)，揮發(fā)性物質(zhì)的綜合分析為將來對(duì)牛樟芝相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量評(píng)價(jià)、價(jià)值評(píng)估以及新產(chǎn)品開發(fā)提供了重要的技術(shù)指標(biāo)。

牛樟芝；揮發(fā)性物質(zhì)；頂空-固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜

自上世紀(jì)90年代以來，牛樟芝因其具有很高的藥食用價(jià)值，在人工栽培和液體發(fā)酵，活性物質(zhì)及其生物活性方面得到了大量的研究[1]。近年來，牛樟芝所具有的令人愉悅的清香味道引起研究者的關(guān)注，何喆等[2]研究了牛樟芝固態(tài)平板培養(yǎng)和液態(tài)發(fā)酵中揮發(fā)性物質(zhì)的組成區(qū)別；Lu Zhenming等[3]研究了牛樟芝深層培養(yǎng)過程中的揮發(fā)性物質(zhì)；白巖巖等[4]研究了不同培養(yǎng)基、不同萃取方法對(duì)牛樟芝非極性揮發(fā)性物質(zhì)的影響。這些揮發(fā)性的香味物質(zhì)同樣具有很多生物活性和用途，在食品以及化妝品領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用價(jià)值。但是，目前國內(nèi)外對(duì)牛樟芝香味物質(zhì)的研究中鮮見對(duì)液體發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)在發(fā)酵過程中的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行檢測(cè)分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)的分析。本研究采用頂空-固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用對(duì)牛樟芝液體發(fā)酵過程中揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行定性定量分析，了解整個(gè)發(fā)酵過程中這些物質(zhì)的變化規(guī)律；并對(duì)其進(jìn)行主成分分析和聚類分析，了解牛樟芝液體發(fā)酵過程揮發(fā)性物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化情況，為牛樟芝香味物質(zhì)的綜合開發(fā)與應(yīng)用提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛樟芝（Antrodia camphorata JMA01），于2015年由共鱗實(shí)業(yè)（深圳）有限公司提供，并保藏于江南大學(xué)糧食發(fā)酵工藝與技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室。

正丁醇（分析純） 上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；無水乙醇（分析純） 山東西亞化學(xué)股份有限公司；C8～C40正構(gòu)烷烴混合標(biāo)準(zhǔn)品 美國o2si公司。

1.2 儀器與設(shè)備

三重四極桿氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國Thermo公司；頂空固相微萃取儀、二乙基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS）萃取纖維美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 菌種培養(yǎng)

斜面培養(yǎng)基：馬鈴薯200 g/L、葡萄糖20 g/L、瓊脂20 g/L；種子液體培養(yǎng)基：麩皮10 g/L、玉米粉10 g/L、葡萄糖20 g/L；發(fā)酵搖瓶培養(yǎng)基：麩皮10 g/L、玉米粉10 g/L、葡萄糖20 g/L。

種子斜面：將4 ℃條件下保存的牛樟芝菌種活化，接種于PDA斜面培養(yǎng)基上，28 ℃培養(yǎng)20 d。

一級(jí)種子液體發(fā)酵：將4 ℃條件下保存的牛樟芝菌種活化，取1 cm2左右的小方塊接種到液體種子培養(yǎng)基中。種子培養(yǎng)基搖瓶（250 mL）每瓶裝液量80 mL，接種后于28 ℃、110 r/min條件下培養(yǎng)10 d。

二級(jí)搖瓶液體發(fā)酵：將生長好的一級(jí)種子液混合，均勻接種到500 mL搖瓶，每瓶裝液量150 mL，接種量為10 mL，接種后于28 ℃、110 r/min條件下培養(yǎng)15 d。

1.3.2 樣品預(yù)處理

發(fā)酵液10 000 r/min離心10 min獲取上清液，精密取3.8 mL上清液，加入0.2 mL稀釋好的內(nèi)標(biāo)色譜純正丁醇，以培養(yǎng)基為空白對(duì)照，置于20 mL頂空瓶中，混合均勻，密封放置在頂空進(jìn)樣器上。進(jìn)行頂空-固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜進(jìn)樣分析，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜檢索庫NIST進(jìn)行檢索比對(duì)鑒定，通過計(jì)算保留指數(shù)（retention index，RI）進(jìn)一步精確定性，采用內(nèi)標(biāo)法計(jì)算各組分的相對(duì)含量。

1.3.3 頂空固相微萃取

萃取頭在氣相色譜的進(jìn)樣口老化至無雜峰，然后在55 ℃條件下萃取30 min。被吸附的揮發(fā)性化合物在氣相色譜進(jìn)樣口250 ℃條件下解吸5 min，沖入氣相色譜柱。同時(shí)啟動(dòng)儀器采集數(shù)據(jù)。

1.3.4 氣相色譜檢測(cè)條件

色譜柱：DB-WAX石英毛細(xì)柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣為氦氣，流速1.2 mL/min；程序升溫：40 ℃維持1 min，4 ℃/min升溫至120 ℃，10 ℃/min升溫至240 ℃，維持6 min。

1.3.5 質(zhì)譜條件

電子電離源；接口溫度250 ℃；電子電離源溫度250 ℃；四極桿溫度150 ℃；電子能量70 eV；質(zhì)量掃描范圍30～450 u。

1.3.6 正構(gòu)烷烴混合標(biāo)品氣相色譜-質(zhì)譜測(cè)定

將C8～C40正構(gòu)烷烴混合標(biāo)準(zhǔn)品用色譜純正己烷稀釋，采用頂空-固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜相同條件測(cè)定，得到每一種正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間。依據(jù)正構(gòu)烷烴保留時(shí)間和總離子流圖譜中鑒定出物質(zhì)的保留時(shí)間，計(jì)算這些物質(zhì)的RI。

2 結(jié)果與分析

2.1 揮發(fā)性物質(zhì)結(jié)果分析

牛樟芝菌種整個(gè)液體發(fā)酵過程（每24h取樣）部分樣品氣相色譜-質(zhì)譜總離子流圖譜，如圖1所示。

圖1 揮發(fā)性物質(zhì)氣相色譜-質(zhì)譜總離子流圖Fig. 1 GC-MS total ion current chromatograms of volatile compounds

表1 牛樟芝發(fā)酵液主要揮發(fā)性物質(zhì)組分Table 1 Major volatile compounds of Antrodia camphorata

續(xù)表1

對(duì)牛樟芝發(fā)酵液頂空-固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜圖譜進(jìn)行分析，對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜檢索庫NIST比對(duì)，分析各峰對(duì)應(yīng)的匹配物，再通過RI比對(duì)進(jìn)一步確認(rèn)，共鑒定出50 種化合物，記為M1～M50，見表1。整個(gè)液體發(fā)酵過程主要鑒定出50 種揮發(fā)性物質(zhì)，其中醇類和酯類化合物所占比例較高，醇類化合物10 種，包括乙醇、3-辛醇、1-辛烯-3-醇、正辛醇、反-2-辛烯-1-醇等；酯類化合物16 種，包括丁酸丁酯、苯甲酸乙酯、乙酸香葉酯、苯乙酸甲酯、苯乙酸乙酯等；這也是發(fā)酵過程中菌株呈香的主要物質(zhì)來源。除此之外，萜烯類物質(zhì)7 種、醛類化合物6 種、苯環(huán)類化合物4 種、酮類化合物2 種、烴類1 種、其他類化合物4 種。這些物質(zhì)在發(fā)酵過程中的組成以及含量變化直接引起菌株香味品質(zhì)的變化。

在所鑒定出的50 種揮發(fā)性物質(zhì)中，多種物質(zhì)都具有特征性的香氣。其中，苯乙醇具有玫瑰、橙子香氣[18]；1-辛醇具有區(qū)別于玫瑰香型的香氣[19]；3-辛醇、1-辛烯-3-醇等具有蘑菇香味[2]。酯類物質(zhì)一般具有令人愉悅的水果味香氣和酒的香味[20]，其中辛酸甲酯具有柑橘香味[19]；一些內(nèi)酯類物質(zhì)包括丙位辛內(nèi)酯、丙位癸內(nèi)酯、丁位十二內(nèi)酯、二氫-5-（2-辛烯基）-（3H）-呋喃酮具有香甜的水蜜桃香味[2]；苯乙酸乙酯等呈現(xiàn)出一種蜜香[19]。在醛類化合物中癸醛、壬醛呈現(xiàn)出特有的油脂氣味，略有柑橘甜橙樣氣味[19]。萜烯類化合物一般具有濃郁的香味，其中芳樟醇呈現(xiàn)出清香的木青氣味，橙花叔醇呈現(xiàn)出輕柔的香甜氣味，到稍微具有薔薇氣息[19]。α-松油醇呈現(xiàn)出丁香的香氣[21]。這些物質(zhì)產(chǎn)生的香味綜合成為牛樟芝發(fā)酵液所具有的帶有一定水蜜桃香味、濃郁而愉悅的獨(dú)特氣味品質(zhì)。

與此同時(shí)，這些香味物質(zhì)同樣也具有一定的生物活性，如α-杜松醇有較強(qiáng)的殺螨活性[22]，反-橙花叔醇可以抑制棒孢霉、白腐菌等微生物的生長[23]，芳樟醇對(duì)多種植物病原真菌具有較強(qiáng)的抗菌活性[24]，這使得牛樟芝發(fā)酵液綜合應(yīng)用于化妝品、食品和健康產(chǎn)業(yè)成為可能。

表2 液體發(fā)酵過程主要揮發(fā)性物質(zhì)質(zhì)量濃度變化Table 2 Changes in major volatile compounds during submerged fermentation

續(xù)表2

實(shí)驗(yàn)表明，空白培養(yǎng)基中揮發(fā)性物質(zhì)種類極少且含量非常低（數(shù)據(jù)未列出），對(duì)發(fā)酵液中揮發(fā)性物質(zhì)的檢測(cè)分析無影響。由圖1和表2可以看出，發(fā)酵前期，揮發(fā)性物質(zhì)質(zhì)量濃度低。發(fā)酵中期，物質(zhì)種類十分豐富，部分物質(zhì)質(zhì)量濃度達(dá)到最大值，如發(fā)酵第5天主要檢測(cè)出丁酸丁酯、3-辛酮、3-辛醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、正辛醇等多種物質(zhì)，正辛醇、乙酸香葉酯等物質(zhì)質(zhì)量濃度達(dá)到最大值；發(fā)酵第8天主要檢測(cè)出丁酸丁酯、3-辛酮、3-辛醇、芳樟醇等物質(zhì)。發(fā)酵后期，物質(zhì)種類略有減少，部分物質(zhì)質(zhì)量濃度也大幅度下降，如正辛醛、1-辛烯-3-酮、反-2-辛烯-1-醇等；而一些酯類物質(zhì)質(zhì)量濃度達(dá)到最大值，如3-呋喃甲酸甲酯、苯甲酸乙酯等，其中苯乙酸乙酯、苯乙酸甲酯等物質(zhì)質(zhì)量濃度在第12天達(dá)到最大值；有一些物質(zhì)已經(jīng)降解或者被利用，檢測(cè)不到，如壬酸甲酯。

2.2 牛樟芝發(fā)酵周期揮發(fā)性物質(zhì)主成分分析和聚類分析

2.2.1 主成分分析結(jié)果

表3 6 個(gè)主成分的特征值、方差貢獻(xiàn)率和累計(jì)方差貢獻(xiàn)率Table 3 Eigenvalues, contribution rates and cumulative contribution rates of 6 principal components

對(duì)不同發(fā)酵時(shí)間的牛樟芝樣品中揮發(fā)性物質(zhì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，進(jìn)而進(jìn)行主成分分析。即通過降維將原始所有變量用幾個(gè)新的綜合因子變量代表[25]，這些綜合因子變量可以代表大部分原始變量的信息，更直觀全面了解原始數(shù)據(jù)變化規(guī)律[26]。

對(duì)不同發(fā)酵時(shí)期牛樟芝發(fā)酵液揮發(fā)性物質(zhì)的質(zhì)量濃度進(jìn)行主成分分析，如表3所示。第1主成分方差貢獻(xiàn)率為33.855%，第2主成分方差貢獻(xiàn)率28.931%，主成分1和主成分2的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為62.786%，已經(jīng)能夠代表絕大多數(shù)變量，因此選擇這2個(gè)主成分代替原始50 個(gè)揮發(fā)性成分，進(jìn)行降維分析。

圖2 揮發(fā)性物質(zhì)載荷圖Fig. 2 Loading plot of volatile compounds

如圖2所示，主成分載荷圖里顯示的成分載荷系數(shù)反映了牛樟芝發(fā)酵液中各種揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)各主成分的影響程度，成分載荷系數(shù)越大，說明該主成分對(duì)此變量的代表性越強(qiáng)，成分載荷系數(shù)的正負(fù)號(hào)表示揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)主成分影響的正負(fù)效應(yīng)[27-28]。

第1主成分和第2主成分在所有成分中方差貢獻(xiàn)率最高，其中起主要作用的是一些醇類、酯類物質(zhì)，且這些物質(zhì)在發(fā)酵過程中質(zhì)量濃度呈現(xiàn)大幅度的變化。對(duì)第1主成分而言，M1、M4、M12、M20、M21、M22、M24、M26、M28、M29、M30、M31、M32、M33、M35、M37、M40、M42、M44、M47、M48、M50與其正相關(guān)；M2、M3、M16、M25、M36與其負(fù)相關(guān)。對(duì)第2主成分而言，M5、M7、M10、M11、M17、M18、M19、M20、M38、M39、M41、M43、M46、M49、M50與其呈正相關(guān)；M13、M22、M26、M28、M30、M32、M33、M34、M35、M42與其呈負(fù)相關(guān)。

圖3 主成分分析散點(diǎn)圖Fig. 3 PCA scatter plot

以第1主成分為橫坐標(biāo)，第2主成分為縱坐標(biāo)做主成分分析散點(diǎn)圖，如圖3所示。牛樟芝液體發(fā)酵過程隨著揮發(fā)性物質(zhì)的變化可以很明顯的分為兩類，即第1類：0～11 d，第2類：12～15 d，其中第1類中的5～6 d樣品與其他樣品相距較遠(yuǎn)，存在較大差別，這種變化主要是由主成分1引起。由圖2、3總結(jié)出，對(duì)第1類（0～4 d，7～11 d）起決定作用的物質(zhì)是十六酸乙酯、4-戊基苯酚、壬酸甲酯、癸酸甲酯、壬醛、2-乙基-2-甲基-正十三醇、丙位辛內(nèi)酯、1-辛烯-3-酮、癸醛、丁醚、丁酸丁酯、3,8-二甲基癸烷；對(duì)第1類（5～6 d）起決定作用的物質(zhì)是1,2-癸二醇、2,4-二叔丁基苯酚、1-辛烯-3-醇、1-辛烯-3-醇乙酸酯、苯甲醛、正辛醛、3-辛醇、丙位壬內(nèi)酯、正己醇、4-乙基芐醇、丙位癸內(nèi)酯、順-二氫-5-（2-辛烯基）-（3H）-呋喃酮；對(duì)第2類（12～15 d）起決定作用的物質(zhì)是辛酸甲酯、橙花醇、糠醛、苯乙酸乙酯、3-呋喃甲酸甲酯、反,反-2,4-癸二烯醛、苯甲酸乙酯、苯乙酸甲酯、α-松油醇、蓽澄茄油烯醇。不同來源的樣品聚集在不同象限，也代表不同發(fā)酵時(shí)間牛樟芝發(fā)酵液之間的“相似性”和“差異性”，這種“相似性”和“差異性”主要體現(xiàn)在以上這些物質(zhì)上。通過牛樟芝揮發(fā)性成分的主成分分析基本可以較好地區(qū)分不同發(fā)酵時(shí)間段的發(fā)酵樣品。

2.2.2 聚類分析結(jié)果

聚類分析是一種無監(jiān)督模式的數(shù)據(jù)按照相互之間的相似性進(jìn)行分類的方法。聚類分析的目標(biāo)就是將元素之間相似性最大化的同時(shí)，突出數(shù)據(jù)之間的差異性[29-30]。將不同發(fā)酵時(shí)間的樣品按照揮發(fā)性物質(zhì)的相似度進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，結(jié)果見圖4。

圖4 系統(tǒng)聚類樹狀圖Fig. 4 Dendrogram of cluster analysis

由圖4可知，0～11 d聚為一大類，其中5～6 d聚為一小類，即發(fā)酵前期和發(fā)酵中期揮發(fā)性成分差別很小，但其中5～6 d差異較明顯，使其單獨(dú)聚類；12～15 d聚為一大類，即發(fā)酵后期與發(fā)酵前期和發(fā)酵中期能明顯區(qū)分開。數(shù)據(jù)表明：整個(gè)液體發(fā)酵過程隨揮發(fā)性物質(zhì)變化聚集為3類，即第1類（0～4 d，7～11 d）、第2類（5～6 d）和第3類（12～15 d）。該結(jié)果也與主成分分析結(jié)果相似。說明在牛樟芝整個(gè)液體發(fā)酵過程中，揮發(fā)性物質(zhì)是隨著發(fā)酵時(shí)間呈現(xiàn)規(guī)律性變化，這樣依據(jù)揮發(fā)性物質(zhì)變化規(guī)律將牛樟芝發(fā)酵過程聚集為3 個(gè)時(shí)間段。鑒于牛樟芝是致香菌，這也是發(fā)酵過程中香氣變化的直接物質(zhì)基礎(chǔ)，由此分析可以更加深入的了解牛樟芝菌種的香氣變化，為牛樟芝在實(shí)踐中的應(yīng)用提供依據(jù)。利用主成分分析和聚類分析方法對(duì)不同發(fā)酵時(shí)間的牛樟芝發(fā)酵液進(jìn)行分析，結(jié)果表明該方法可以很好地區(qū)分不同生長階段的牛樟芝發(fā)酵樣品。

3 結(jié) 論

本研究采用頂空-固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜等技術(shù)對(duì)牛樟芝液體發(fā)酵過程中揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行定性定量分析。結(jié)果表明，共鑒定出50 種化合物，其中醇類10 種，酯類16 種；進(jìn)一步從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度綜合分析，發(fā)現(xiàn)這些揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)總揮發(fā)成分具有不同程度的貢獻(xiàn)率，并根據(jù)發(fā)酵過程隨揮發(fā)性物質(zhì)的變化規(guī)律，對(duì)發(fā)酵過程進(jìn)行了歸類。這為將來開發(fā)以發(fā)酵液香味物質(zhì)為基礎(chǔ)的化妝品、食品及健康產(chǎn)業(yè)應(yīng)用提供了依據(jù)。

[1] 陳菲, 劉訓(xùn)紅, 楊念云, 等. 樟芝的研究概述[J]. 中藥材, 2011, 34(11):1804-1808. DOI:10.13863/j.issn1001-4454.2011.11.012.

[2] 何喆, 陸震鳴, 許泓瑜, 等. 頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定樟芝菌絲體中揮發(fā)性化合物[J]. 中藥材, 2011, 34(11): 1722-1725.DOI:10.13863/j.issn1001-4454.2011.11.031.

[3] LU Z M, TAO W Y, XU H Y, et al. Analysis of volatile compounds of Antrodia camphorata in submerged culture using headspace solidphase microextraction[J]. Food Chemistry, 2011, 127(2): 662-668.DOI:10.1016/j.foodchem.2010.12.111.

[4] 白巖巖, 賈薇, 張勁松. 樟芝發(fā)酵液揮發(fā)性物質(zhì)提取方法及成分比較[J]. 食品科學(xué), 2013, 34(24): 163-167. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201324034.

[5] 夏亞男, 遲超逸, 郭潔, 等. GC-O-MS法對(duì)比3 種紅棗白蘭地的揮發(fā)性成分[J]. 中國釀造, 2014, 33(2): 119-124. DOI:10.3969/j.iss n.0254-5071.2014.02.030.

[6] 劉廷竹, 黃明泉, 鄒青青, 等. GC-O與GC-MS結(jié)合分析竹蓀牛肉香精中的揮發(fā)性成分[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(2): 92-98. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201602016.

[7] 呂玉, 宋煥祿. 反應(yīng)型牛肉香精中香味化合物的鑒定[J]. 食品工業(yè)科技, 2011(12): 106-109. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2011.12.069.

[8] 張勁, 秦曉媛, 楊瑩, 等. 桂葡3號(hào)葡萄漿果特征香氣成分分析[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2015(5): 871-875. DOI:10.3969/j:issn.2095-1191.2015.5.87.

[9] 謝太理, 管敬喜, 楊瑩, 等. 毛葡萄新品系G203的種質(zhì)特點(diǎn)及釀酒品質(zhì)的研究[J]. 中外葡萄與葡萄酒, 2015(1): 32-35. DOI:10.13414/j.cnki.zwpp.2015.01.006.

[10] 高婷婷, 孫潔雯, 楊克玉, 等. SDE-GC-MS分析鮮山楂果肉中的揮發(fā)性成分[J]. 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào), 2015, 33(3): 22-27. DOI:10.3969/j.issn.2095-6002.2015.03.005.

[11] 宋普. 白蘭地陳釀過程中揮發(fā)性成分變化規(guī)律研究[D]. 煙臺(tái): 煙臺(tái)大學(xué), 2013.

[12] 曹長江. 孔府家白酒風(fēng)味物質(zhì)研究[D]. 無錫: 江南大學(xué), 2014.

[13] 高婷婷, 楊紹祥, 劉玉平, 等. 陳皮揮發(fā)性成分的提取與分析[J].食品科學(xué), 2014, 35(16): 114-119. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201416022.

[14] 段艷, 鄭福平, 楊夢(mèng)云, 等. ASE-SAFE/GC-MS/GC-O法分析德州扒雞風(fēng)味化合物[J]. 中國食品學(xué)報(bào), 2014, 14(4): 222-230.DOI:10.16429/j.1009-7848.2014.04.005.

[15] 李琴. 雙孢蘑菇湯特征風(fēng)味物質(zhì)的鑒定及熬制過程風(fēng)味物質(zhì)釋放規(guī)律研究[D]. 無錫: 江南大學(xué), 2011.

[16] 魏長慶. 新疆胡麻油特征香氣成分鑒別及其產(chǎn)生機(jī)制研究[D]. 無錫: 江南大學(xué), 2015.

[17] 陳雙. 中國黃酒揮發(fā)性組分及香氣特征研究[D]. 無錫: 江南大學(xué),2013.

[18] 陳雙, 羅濤, 徐巖, 等. 我國黃酒酵母和釀酒原料對(duì)黃酒中拾β-苯乙醇含量的影響[J]. 中國釀造, 2009, 15(4): 23-26. DOI:10.3969/j.issn.0254-5071.2009.04.006.

[19] 于立志, 馬永昆, 張龍, 等. GC-O-MS法檢測(cè)句容產(chǎn)區(qū)巨峰葡萄香氣成分分析[J]. 食品科學(xué), 2015, 36(8): 196-200. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201508036.

[20] 盧靜茹, 林向陽, 張如, 等. HS-SPME-GC-MS聯(lián)用分析美國巴旦木香氣成分[J]. 食品科學(xué), 2015, 36(2): 120-125. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201502023.

[21] LIU H, JIA W, ZHANG J, et al. GC-MS and GC-olfactometry analysis of aroma compounds extracted from culture fluids of Antrodia camphorata[J]. World Journal of Microbiology and Biotechnology,2008, 24(8): 1599-1602. DOI:10.1007/s11274-007-9614-1.

[22] CHANG S T, CHEN P F, WANG S Y, et al. Antimite activity of essential oils and their constituents from Taiwania cryptomerioides[J].Journal of Medical Entomology, 2001, 38(3): 455-457.DOI:10.1603/0022-2585-38.3.455.

[23] 梁瑾, 王強(qiáng). 大豆橙花叔醇合酶基因克隆及功能鑒定[J]. 中國油料作物學(xué)報(bào), 2015, 37(6): 744-751.

[24] 苗建強(qiáng), 王猛, 李秀環(huán), 等. 五種揮發(fā)性化合物對(duì)土傳病原真菌及線蟲的生物活性[J]. 植物保護(hù)學(xué)報(bào), 2012, 39(6): 561-566.

[25] PENG X, LI X, SHI X, et al. Evaluation of the aroma quality of Chinese traditional soy paste during storage based on principal component analysis[J]. Food Chemistry, 2014, 151(20): 532-538.DOI:10.1016/j.foodchem.2013.11.095.

[26] MOSDORF R, GóRSKI G. Identification of two-phase flow patterns in minichannel based on RQA and PCA analysis[J]. International Journal of Heat & Mass Transfer, 2016, 96: 64-74. DOI:10.1016/j.ijhe atmasstransfer.2016.01.015.

[27] 龔媛, 王旭, 廖若宇, 等. 基于主成分分析的臭氧與紫外復(fù)合處理枸杞揮發(fā)性成分綜合評(píng)價(jià)[J]. 食品工業(yè)科技, 2015, 36(18): 141-146.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2015.18.020.

[28] MILDNER-SZKUDLARZ S, JELE? H H. The potential of different techniques for volatile compounds analysis coupled with PCA for the detection of the adulteration of olive oil with hazelnut oil[J]. Food Chemistry, 2008, 110(3): 751-761. DOI:10.1016/j.foodchem.2008.02.053.

[29] WU Y, Lü S, CHEN W, et al. Comparative analysis of volatiles difference of Yunnan sun-dried Pu-erh green tea from different tea mountains: Jingmai and Wuliang mountain by chemical fingerprint similarity combined with principal component analysis and cluster analysis[J]. Chemistry Central Journal, 2016, 10(1): 1-11.DOI:10.1186/s13065-016-0159-y.

[30] 董承光, 王娟, 周小鳳, 等. 新疆陸地棉品種資源的主成分分析和聚類分析[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2016, 29(8): 1798-1805. DOI:10.16213/j.cnki.scjas.2016.08.008.

Analysis of Volatile Compounds of Antrodia camphorata during Submerged Fermentation

XU Mengmeng1,2, HUANG Zhijian3, WANG Han3, XU Zhenghong1,2, ZHOU Zhemin1,*, DING Zhongyang1,2,*, SHI Guiyang1,2
(1. School of Biotechnology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China;2. National Engineering Laboratory for Cereal Fermentation Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China;3. KYORI IND (SHENZHEN) Co. Ltd., Shenzhen 518116)

Objective: To analyze the change of volatile compounds in the fermentation broth during the submerged fermentation of Antrodia camphorata and further to conduct statistical analysis. Methods: Headspace solid phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry (HS-SPME-GC-MS) was applied to qualitatively and quantitatively analyze the volatile compounds. Principal component analysis (PCA) and cluster analysis (CA) were adopted to completely evaluate the volatile components of A. camphorata. Results: At different stages of the fermentation process, A. camphorata showed different aroma profiles and a total of 50 compounds were identified, including 10 alcohols and 16 esters. PCA results showed that the cumulative variance contribution rate of the first two principal components was 62.786%, which could represent the main volatile compounds of A. camphorate. CA results showed that the changes of volatile compounds in the whole fermentation process could be classified into three categories. Conclusion: The volatile compounds produced during the submerged fermentation process of A. camphorata could be used as an important natural resource in the fields of cosmetics and foodstuffs. Furthermore, the comprehensive analysis of volatile compounds could provide an important technical tool for evaluating the quality and value of A. camphorata-related products and developing new products in the future.

Antrodia camphorata; volatile compounds; headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry

10.7506/spkx1002-6630-201724025

TS201

A

1002-6630（2017）24-0159-06

徐萌萌, 黃志堅(jiān), 王寒, 等. 牛樟芝液體發(fā)酵過程揮發(fā)性物質(zhì)分析[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(24): 159-164. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201724025. http://www.spkx.net.cn

XU Mengmeng, HUANG Zhijian, WANG Han, et al. Analysis of volatile compounds of Antrodia camphorata during submerged fermentation[J]. Food Science, 2017, 38(24)∶ 159-164. (in Chinese with English abstract) DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201724025. http∶//www.spkx.net.cn

2017-01-13

徐萌萌（1990—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭乘幱谜婢-mail：xmm900801@163.com

*通信作者：周哲敏（1969—），男，教授，博士，研究方向?yàn)槊笇W(xué)與酶工程。E-mail：zhemzhou@jiangnan.edu.cn

丁重陽（1975—），男，教授，博士，研究方向?yàn)榘l(fā)酵過程優(yōu)化及食藥用真菌生物技術(shù)。E-mail：zyding@jiangnan.edu.cn