羊肚菌（Morchella spp.）隶属于子囊菌纲、盘菌目，是一种珍稀的药食同源食用菌，因其独特的香味和口感而闻名[1-2]。羊肚菌营养丰富，富含蛋白质、氨基酸、多糖等营养成分，具有抗肿瘤、增强免疫力等多种功效[3-5]。
游离氨基酸（free amino acids，FAAs）是构成食物滋味的一类重要成分，各种FAA都有其独特的滋味，如鲜味、甜味及苦味等，其含量直接影响食物的鲜美程度[6]。滋味活性值（taste activity value，TAV）可用于FAAs滋味评价，当TAV＞1时，表明该物质对呈味有贡献，认为是关键滋味物质；而TAV＜1时，表明该物质对呈味贡献较小[7]。李鹏鹏等[8]采用TAV分析不同养殖模式下克氏原螯虾游离氨基酸的呈味特性，然后运用主成分分析（principal component analysis，PCA）及聚类分析（cluster analysis，CA）综合评定克氏原螯虾肉的FAA品质。 陈爽等[9]采用TAV分析不同产地和品种桑叶中18种游离氨基酸的滋味，通过相关性分析、主成分分析、聚类分析等方法综合评价不同品种和产地桑叶营养成分和风味特征。刘兴勇等[10]通过TAV分析人工培育羊肚菌与野生羊肚菌游离氨基酸的呈味差异及不同生长阶段呈味特性。结果表明，羊肚菌中含量最高的氨基酸为谷氨酸，不同产地羊肚菌游离氨基酸差异不显著。 人工培育羊肚菌与野生羊肚菌相比，缺少天冬氨酸、多出苦味氨基酸赖氨酸的呈味作用，鲜味氨基酸味道强度值小于野生羊肚菌。李云帆等[11]探讨羊肚菌子实体发育过程中品质形成与代谢物的动态变化特征。结果显示，在羊肚菌子实体生长发育过程中，蛋白质、多糖和粗脂肪等主要营养物质的含量均显著上升（P＜0.05）。 在三个发育阶段中，共检测到16种游离氨基酸和6种核苷酸，其总含量分别为1 291.01～5 857.72 mg/kg和792.74～1903.82 μg/g。非靶向代谢组学分析进一步发现，三个发育阶段的羊肚菌共检测到1 624种代谢物，主要集中于有机酸、氨基酸和脂类等物质。兰秀华[12]对羊肚菌不同基源菌种及菌株、生境条件、发育阶段子实体营养成分、风味物质比较分析，结果表明，不同基源菌种羊肚菌子实体氨基酸种类齐全，呈味氨基酸含量大小为苦味氨基酸＞鲜味氨基酸＞甜味氨基酸，但不同基源菌种间含量差别小、风味差别不明显；不同羊肚菌基源菌种均表现苏氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸＋酪氨酸均相对过剩，色氨酸相对不足，氨基酸比值系数分（score of ratio coefficient of amino acid，SRCAA）值在60%左右，营养价值差别不大。
随着羊肚菌人工栽培技术的成熟，在我国四川、河南、陕西、辽宁、新疆等20余省均有种植[13-14]。 目前我国共有九个可栽培羊肚菌菌种，其中栽培最普遍的是六妹羊肚菌（Morchella sextelata）、七妹羊肚菌（Morchella eximia）和梯棱羊肚菌（Morchella importuna）[15-16]。 研究表明，食用菌的滋味物质含量与产地息息相关[17-19]。 本研究利用氨基酸自动分析仪对四川、贵州、河南、新疆、陕西、宁夏、湖南、浙江等20个不同产地六妹羊肚菌样品中FAAs组成成分及含量进行测定，结合滋味活性值（TAV）比较不同产地六妹羊肚菌呈味氨基酸并分析其呈味特性，并通过相关性分析、主成分分析（PCA）和聚类分析（CA）对不同产地六妹羊肚菌品质进行综合评价，旨在为六妹羊肚菌品质评价、产品开发利用提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
1.1.1 原料
20个产地干制六妹羊肚菌样品：分别采集自四川、贵州、河南等基地；具体样品采集信息见表1。 将采集的羊肚菌样品粉碎，过120目筛，密封储存于4 ℃冰箱中，备用。
表1 六妹羊肚菌样品采集信息
Table 1 Collection information of Morchella sextelata samples
样品编号 采收地区 样品份数/份SC1 SC2 SC3 SC4 SC5 SC6 GZ1 GZ2 GZ3 GZ4 GZ5 GZ6 HN1 HN2 HN3 SX XJ NX XX ZJ四川省达州市四川省宜宾市四川省广元市青川县四川省泸州市四川省成都市都江堰市四川省成都市金堂县淮口镇贵州省贵阳市开阳县贵州省遵义市贵州省黔西市贵州省铜仁市贵州省贵阳市贵州省毕市节河南省开封市河南省郑州市河南省平顶山市陕西省安康市新疆维吾尔自治区克孜勒苏柯尔克孜自治州宁夏回族自治区湖南省湘西土家族苗族自治州浙江省宁波市5 5 5 4 3 5 5 5 5 6 5 4 6 4 3 5 7 6 7 4
1.1.2 化学试剂
盐酸、柠檬酸钠、氢氧化钠、硫酸、对二甲氨基苯甲醛（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；氢氧化钾（分析纯）：天津市致远化学试剂有限公司；亚硝酸钠（分析纯）：麦克林实验化学试剂； 磺基水杨酸（分析纯）：广东元丰化学科技有限有限公司。
1.2 仪器与设备
FA1004型电子天平：上海佑科仪器仪表有限公司；2500Y西厨高速多功能粉碎机：永康市铂欧五金制品有限公司；HT-1010氨基酸分析仪：青岛海泰亿诺科技有限公司；TGL-20M高速离心机：上海卢湘仪离心机仪器有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 羊肚菌样品前处理
样品前处理[20]：称取羊肚菌样品0.3 g，加入0.1 mol/L盐酸溶液30 mL，超声30 min，冷却后离心取上清液，上清液加入等体积的5%磺基水杨酸溶液，混合液放置后离心取上清液，氢氧化钠溶液调节pH至2.0，0.22 μm滤膜过滤，供氨基酸测定。
1.3.2 氨基酸含量的测定
氨基酸：参考国标GB 5009.124—2016《食品安全国家标准食品中氨基酸的测定》[21]进行测定；色氨酸：参考国标GBT 15400—2018《饲料中色氨酸的测定》[22]进行测定。
1.3.3 氨基酸滋味活度值计算
通过TAV计算各氨基酸对羊肚菌滋味的贡献[23-24]，其计算公式如下：
式中：P1代表滋味物质含量，mg/g；P2代表该物质滋味阈值，mg/g。
1.3.4 主成分分析及综合评价
采用SPSS Statistics 27.0软件、SIMCA 14.1进行PCA，标准化处理原始数据后，计算相关系数矩阵的特征值、方差贡献率等，抽取累计方差贡献率＞85%，特征值＞1.00的因子作为主成分（principal component，PC）。利用PC信息对20个产地羊肚菌品质进行综合评价。
1.3.5 聚类分析
根据20个产地羊肚菌中FAAs组成及含量测定结果，采用SPSS Statistics 27.0软件进行聚类分析。
1.3.6 数据分析
数据采用Excel 2016、SIMCA 14.1、SPSS Statistics 27.0进行统计分析、Spearman相关性分析、主成分分析（PCA）及聚类分析（CA）。
2 结果与分析
2.1 不同产地羊肚菌FAAs组成及含量分析
通过对20个不同产地羊肚菌样品中游离氨基酸的组成及含量分析，结果见图1。
图1 不同产地六妹羊肚菌游离氨基酸组成及含量
Fig.1 Free amino acids composition and contents of Morchella sextelata from different producing areas
“*”表示必需氨基酸；“#”表示非必需氨基酸。
由图1可知，SC3、SC4、HN3、SX、XJ五地样品中共检出17种氨基酸，其中甲硫氨酸（methionine，Met）未检出；其余产地样品中均检测出18种氨基酸。 不同产地的羊肚菌FAAs总含量在14.61～39.96 mg/g之间，其中GZ5样品的FAAs含量最高， 为39.96 mg/g，GZ3的FAAs含量最低，为14.61 mg/g。范婷婷等[20]比较人工栽培羊肚菌与野生羊肚菌游离氨基酸品质，发现人工栽培羊肚菌FAAs总含量在20.77～43.07 mg/g，略高于本研究结果，可能是由于栽培料配方、土壤环境等因素的影响[25-26]。
不同产地羊肚菌中氨基酸含量存在显著差异，但变化趋势相同，其中精氨酸（arginine，Arg）、谷氨酸（glutamic acid，Glu）、丙氨酸（alanine，Ala）的占比较高，其含量分别在4.98～17.06 mg/g、1.48～9.28 mg/g、1.33～4.22 mg/g；胱氨酸（（cysteine）2，（Cys）2）、甘 氨酸（glycine，Gly）、亮 氨酸（leucine，Leu）的占比较低，其含量分别在0.12～0.41 mg/g、0.18～0.46 mg/g、0.16～0.53 mg/g。
2.2 不同产地羊肚菌游离氨基酸呈味差异及呈味特性
FAAs呈味特征可以分为鲜味、甜味、苦味和芳香族四类[27]。20个不同产地羊肚菌呈味氨基酸含量及滋味活性值（TAV）见表2。由表2可知，不同产地羊肚菌中鲜味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸和芳香族氨基酸含量范围分别在（5.9±0.48）～（34.85±0.19） mg/g、（5.49±0.56）～（13.13±1.75） mg/g、（11.36±0.14）～（39.28±0.59） mg/g、（0.43±0.15）～（1.21±0.11）mg/g之间。鲜味氨基酸中呈味氨基酸为Glu和Lys，且鲜味氨基酸中Glu发挥主要作用，鲜味氨基酸TAV较高的羊肚菌样品来自SC5、GZ4、GZ5、ZJ四个产地，其中ZJ产地羊肚菌样品鲜味氨基酸TAV较SC5、GZ4、GZ5地区差异显著（P＜0.05）；甜味氨基酸中呈味氨基酸为Ala和His，TAV最高的羊肚菌样品来自GZ5、NX、ZJ三个产地，其Ala和His含量均存在差异；苦味氨基酸中呈味氨基酸为Arg和Val，且Arg发挥主要作用，TAV最高的羊肚菌样品来自GZ5、NX、ZJ三个产地，其中GZ5产地羊肚菌样品Arg含量与NX、ZJ产区存在差异；芳香族氨基酸TAV＜1，对滋味贡献较小。由表2亦可知，SC5、SC6产地羊肚菌样品中鲜味氨基酸占比＞50%，分别为54.21%，54.95%。GZ3产地羊肚菌样品中甜味氨基酸占比远高于其他地区，为31.89%。除SC2和XJ产地羊肚菌样品外，其余地区羊肚菌样品中鲜味氨基酸＋甜味氨基酸占比均＞50%，其中来自SC5、SC6、HN3、GZ4产地羊肚菌样品的鲜味氨基酸＋甜味氨基酸占比最高，分别为71.37%、69.33%、68.67%、62.44%。
表2 不同产地羊肚菌呈味氨基酸含量及滋味活性值
Table 2 Contents of flavor amino acids and taste activity values of Morchella sextelata from different producing areas
注：“ND”表示未检出；“/”表示无文献报道；同行不同字母表示差异显著（P＜0.05）。
?
呈味氨基酸呈味特性雷达图见图2。 由图2可知，20个不同产地羊肚菌中氨基酸的呈味特性表现为：苦味氨基酸和鲜味氨基酸最突出，其次为甜味氨基酸，芳香族氨基酸最少。谢丽源等[28]对10个不同羊肚菌品种氨基酸进行营养评价，结果发现所有羊肚菌中游离氨基酸呈味特性均表现为苦味氨基酸＞鲜味氨基酸＞甜味氨基酸，苦味氨基酸含量最高35.34%～38.08%，鲜味氨基酸占比24.66%～27.61%，甜味氨基酸占比20.58%～23.65%，这与本实验结果无显著差异。
图2 不同产地羊肚菌游离氨基酸呈味特性雷达图
Fig.2 Radar map of flavor characteristics of free amino acids in Morchella sextelata from different producing areas
2.3 不同产地羊肚菌游离氨基酸相关性分析
对20个不同产地羊肚菌的18种氨基酸组成成分进行Spearman相关性分析，结果见表3。由表3可知，Try与Ile、Leu，Ser 与Val、Ile、Leu、Phe，Ala 与Ser，Pro 与Thr、Val、Met、Ile、Phe、Lys、Asp、Glu、Cys2、Tyr、His、Arg之间 呈 显著负 相关（P＜0.05），其余均呈显著正相关（P＜0.05），其中相关系数＞0.8呈极显著正相关（P＜0.01）的有：Ile与Val，Leu与Val、Ile，Cys2与Lys，His与Lys，Arg与Lys、Tyr、His。 结果表明，各产地羊肚菌FAAs间具有较强的相关性，说明不同氨基酸之间受其相互间协同及反馈抑制呈现正负相关特性，而其相关性往往影响羊肚菌营养及风味特性[20]。
表3 不同产地羊肚菌游离氨基酸之间相关性分析
Table 3 Correlation analysis of free amino acids of Morchella sextelata from different producing areas
注：“*”表示显著相关（P＜0.05），“**”表示极显著相关（P＜0.01）。
Thr Val Met Ile Leu Phe Lys Try Asp Ser Glu Gly Ala （Cys）2 Tyr His Arg Thr Val Met Ile Leu Phe Lys Try Asp Ser Glu Gly Ala Cys2 Tyr His Arg Pro 1.000 0.480*0.449*0.257 0.226 0.586**0.645**0.675**0.711**0.496*0.585**0.699**0.308 0.496*0.641**0.666**0.528*-0.162 1.000 0.243 0.903**0.828**0.762**0.672**0.143 0.313-0.135 0.579**0.605**0.522*0.791**0.683**0.666**0.556*-0.056 1.000 0.169 0.157 0.441 0.307 0.136 0.226 0.102 0.632**0.495*0.327 0.401 0.523*0.554*0.331-0.181 1.000 0.928**0.651**0.452*-0.103 0.146-0.288 0.524*0.476*0.459*0.691**0.502*0.476*0.363-0.027 1.000 0.571**0.448*-0.05 0.28-0.208 0.478*0.554*0.41 0.604**0.374 0.439 0.23 0.123 1.000 0.567**0.307 0.463*-0.053 0.702**0.364 0.453*0.534*0.797**0.776**0.699**-0.34 1.000 0.481*0.503*0.291 0.578**0.652**0.189 0.827**0.750**0.883**0.806**-0.074 1.000 0.637**0.308 0.313 0.374 0.163 0.168 0.43 0.408 0.394 0.03 1.000 0.457*0.578**0.536*0.158 0.227 0.366 0.559*0.247-0.09 1.000 0.264 0.384-0.222 0.109 0.091 0.187 0.154 0.165 1.000 0.614**0.251 0.629**0.696**0.755**0.517*-0.162 1.000 0.388 0.703**0.497*0.576**0.302 0.27 1.000 0.245 0.419 0.236 0.137 0.125 1.000 0.741**0.744**0.678**-0.021 1.000 0.794**0.820**-0.176 1.000 0.845**-0.311 1.000-0.206
2.4 不同产地羊肚菌游离氨基酸主成分分析
2.4.1 主成分筛选及方差贡献率
不同产地羊肚菌主成分特征值和方差贡献率见表4，主成分特征向量和载荷矩阵见表5。
表4 不同产地羊肚菌游离氨基酸主成分特征值和方差贡献率
Table 4 Characteristic values and variance contribution rates of free amino acids principal components of Morchella sextelata from different producing areas
主成分 特征值 方差贡献率/% 累计方差贡献率/%1 2 3 4 5 8.592 2.995 1.610 1.258 1.013 47.735 16.640 8.946 6.990 5.626 47.735 64.376 73.322 80.312 85.937
表5 不同产地羊肚菌游离氨基酸主成分特征向量和载荷矩阵
Table 5 Feature vector and load matrix of free amino acids principal components of Morchella sextelata from different producing areas
氨基酸Thr Val Met Ile Leu Phe Lys Try Asp Ser Glu Gly Ala Cys2 Tyr His Arg Pro PC1特征向量PC2特征向量PC3特征向量PC4特征向量载荷 载荷 载荷 载荷PC5特征向量 载荷0.224 0.290 0.153 0.230 0.222 0.282 0.272 0.119 0.192 0.043 0.284 0.267 0.201 0.285 0.298 0.310 0.260-0.088 0.658 0.850 0.449 0.673 0.650 0.828 0.798 0.348 0.563 0.125 0.831 0.782 0.589 0.835 0.873 0.908 0.763-0.259 0.312-0.237-0.123-0.385-0.376-0.025 0.123 0.428 0.337 0.462-0.026 0.049-0.053-0.036 0.039 0.029 0.081-0.016 0.540-0.411-0.212-0.667-0.650-0.043 0.212 0.740 0.583 0.800-0.045 0.084-0.091-0.062 0.067 0.051 0.140-0.027 0.115-0.045 0.382 0.151 0.166-0.048-0.276 0.108 0.247 0.154 0.158 0.333 0.284-0.209-0.151-0.210-0.448 0.293 0.146-0.057 0.485 0.191 0.211-0.061-0.350 0.137 0.314 0.196 0.200 0.422 0.360-0.265-0.191-0.267-0.568 0.372-0.032 0.142-0.378-0.020 0.035-0.320 0.245-0.113-0.077 0.090-0.062 0.256 0.021 0.229-0.011 0.003 0.056 0.721-0.036 0.159-0.424-0.022 0.039-0.359 0.275-0.127-0.086 0.101-0.069 0.287 0.023 0.257-0.012 0.003 0.063 0.809 0.008 0.182-0.339-0.038 0.079 0.215-0.151 0.431 0.093-0.355-0.226-0.239 0.465-0.284 0.090-0.003 0.078 0.188 0.008 0.183-0.341-0.038 0.080 0.216-0.152 0.434 0.094-0.357-0.227-0.241 0.468-0.286 0.091-0.003 0.079 0.189
由表4可知，共提取到5个主成分，累计方差贡献率为85.937%，基本反映所有变量的初始信息。由表5可知，载荷上的数值绝对值的大小与该氨基酸对因子影响的程度相关，正负代表影响的方向。PC1方差贡献率为47.735%，主要影响因子为His、Tyr、Val、Cys2、Glu、Phe。 PC2的方差贡献率为16.640%，主要影响因子为Ser、Try。PC3的方差贡献率为8.946%，其载荷绝对值最大的前三位是Arg（苦）、Met（苦）、Gly（甜）。PC4的方差贡献率为6.990%，主要反映Pro（甜）的变异信息。 PC5的方差贡献率为5.626%，主要反映Ala（甜）和Try（苦）的变异信息。
2.4.2 主成分得分、综合得分及排序
根据表5羊肚菌游离氨基酸主成分载荷矩阵，计算出每个主成分因子得分，其主成分得分表达式为：
式中：Fi代表羊肚菌游离氨基酸第i主成分的得分（i=1，2，3），Cj代表羊肚菌第j个游离氨基酸的标准化值。
根据主成分得分，得到综合得分表达式为F=0.407F1+0.324F2+0.267F3。可计算20个不同产地羊肚菌游离氨基酸综合得分，结果见表6。由表6可知，综合得分排名前五的是ZJ、GZ5、NX、GZ4、GZ2，其次是GZ6、SX、SC4、HN1、GZ3。
表6 不同产地羊肚菌游离氨基酸综合得分及排名
Table 6 Comprehensive score and ranking of free amino acids of Morchella sextelata from different producing areas
产地 F1 F2 F3 F4 F5 F6 综合得分F 排名ZJ GZ5 SC5 GZ4 GZ2 SC2 XX SC3 SC1 HN2 NX XJ 4.773 5.928 2.123 2.438 2.653 0.507 1.974-0.585-0.231-0.549 2.156 1.583 4.754-2.563-0.993 0.832-1.047 2.253-1.184 0.663 2.592 3.222-1.993-2.218-1.333 1.022 4.338 0.851 0.627-1.375-1.764 2.886-0.441 0.000-2.374-1.919 1.567 2.099 1.777-1.094-1.265-0.121 0.184-0.651-0.719-1.274-0.749-1.469-0.118-1.471 2.005 1.501-0.566 2.644-0.150-2.109-0.949-1.451 0.172-0.176 0.892 0.169-1.342 1.331 1.365-1.060-0.414 0.157-0.808-1.149-1.050-0.441 2.926 2.360 1.683 1.402 0.953 0.522 0.323 0.156 0.142 0.092 0.043-0.235 1234567891 0 11 12
续表
产地 F1 F2 F3 F4 F5 F6 综合得分F 排名SC6 HN3 GZ1 SX GZ6 HN1 GZ3 SC4-1.679-2.019-2.180-1.028-2.578-3.759-4.752-4.775 0.587-0.955-0.406-2.036-1.814 0.004-0.405 0.710 1.636 0.406 0.685-1.980-1.330 1.152 1.356-2.441-0.575-0.591-0.834-0.068 0.320-1.995 2.301 3.154 0.110 0.371 0.545-0.520 0.730 0.250-0.582-0.235 0.537 1.966 0.267-1.132 1.106-0.403-0.956 0.965-0.365-0.918-0.937-1.252-1.536-1.631-1.753-1.975 13 14 15 16 17 18 19 20
2.5 不同产地羊肚菌游离氨基酸聚类分析
对20个不同产地羊肚菌游离氨基酸进行聚类分析，结果见图3。 由图3可知，基于游离氨基酸可将20个不同产地羊肚菌分为三类群，第一类群为ZJ、NX、GZ4、GZ2，品质较好，甜味氨基酸中Thr、Ser、His占优势，且Lys、Val、Try、Arg、（Cys）2、Tyr含量较高；第二类群是GZ5、SC5，这一类群羊肚菌中Glu、Asp、Gly含量较高；其余样品被分为第三类群，品质相对较差，这一类群羊肚菌的Glu、Asp含量偏低。该聚类分析结果与主成分综合得分结论一致，可用于综合评价不同产地羊肚菌之间的差异性。
图3 不同产地羊肚菌游离氨基酸聚类分析结果
Fig.3 Clustering analysis results of free amino acids of Morchella sextelata from different producing areas
3 结论
本研究利用氨基酸自动分析仪对四川、贵州、河南、新疆、陕西、宁夏、湖南、浙江等20个不同产地六妹羊肚菌样品中FAAs组成成分及含量进行测定，结果表明，各产地羊肚菌氨基酸含量丰富，其中SC3、SC4、HN3、SX、XJ检出17种氨基酸（未检出Met），其余产地均检出18种FAAs，总含量为14.606～39.962mg/g，羊肚菌FAAs总量最高为GZ5，为39.926 mg/g，其后依次为ZJ、NX、GZ2，FAAs总量最低的羊肚菌为GZ3。 从氨基酸滋味评价来看，大部分产地间羊肚菌的风味特征表现为苦味氨基酸和鲜味氨基酸含量最高，其次是甜味氨基酸，最少的是芳香族氨基酸，其中鲜味氨基酸中Glu发挥主要作用，甜味氨基酸中Ala和His发挥主要作用，苦味氨基酸中Arg发挥主要作用。通过PCA，从18种FAAs中提取5个主成分，累计方差贡献率为85.937%，计算各产地羊肚菌样品的综合得分，排名前五的有ZJ、GZ5、NX、GZ4、GZ2。 聚类分析将20个产地羊肚菌分成三大群：ZJ、NX、GZ4、GZ2为第一类群，GZ5、SC5为第二类群，其余样品为第三类群。第一类群与第二类群品质较好，第三类群品质较差。 综合分析，ZJ、GZ5、NX、GZ4、GZ2的羊肚菌品质较好。 游离氨基酸是羊肚菌风味和功能的一种重要组成部分，对不同产地羊肚菌中氨基酸进行综合分析，有助于为羊肚菌种植区域的选取及产品开发等提供理论依据。
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