广谱代谢组学研究揭示了香菇（Lentinula edodes）中的酚类化合物成分及其与抗氧化活性之间的关联

《Food Bioscience》：Widely Targeted Metabolomics Reveals the Phenolic Profiles of Lentinula edodes and Its Correlation with Antioxidant Activity

本研究采用抗氧化实验和代谢组学技术，分析三种舞茸品种的酚类成分及其抗氧化活性差异。结果表明，Zhexiang 6品种的抗氧化活性显著高于其他两种，并鉴定出37种显著上调的酚类物质作为关键抗氧化成分，首次发现舞茸中存在酚胺类物质，完善了其酚类成分谱系，为功能性食品开发奠定理论基础。

　　

张琼丹|陶琦|林聪聪|严翔|梁洪山|卢群

华中农业大学食品科学与技术学院，武汉430070，中国

摘要

香菇（Lentinula edodes）是一种富含酚类化合物的可食用蘑菇，先前的研究报道了不同品种香菇在抗氧化活性方面存在显著差异。然而，香菇中的酚类化合物尚未完全阐明，影响不同品种香菇抗氧化活性的关键酚类物质也尚未被识别。本研究通过多种抗氧化活性检测方法评估了三个品种（Zhexiang 6、Shenxiang 1513和Yuhua 3）的抗氧化活性，并利用代谢组学技术揭示了它们的酚类成分。抗氧化活性检测结果显示，Zhexiang 6的抗氧化活性显著高于Shenxiang 1513和Yuhua 3。代谢组学分析共鉴定出344种酚类代谢物，包括酚酸、黄酮类、木脂素、香豆素、酚酰胺和单宁。相关性分析表明，在Zhexiang 6中显著上调的37种酚类物质与抗氧化活性具有很强的正相关性（P < 0.05且r > 0.7），这些物质构成了其抗氧化活性的关键基础。这是首次在香菇中发现酚酰胺，进一步完善了香菇的酚类谱型，并建立了酚类化合物与抗氧化活性之间的关联。

引言

可食用蘑菇因其丰富的营养成分和良好的风味而在全球范围内广泛栽培，深受消费者喜爱（Hamza等人，2024年）。根据以往的研究，可食用蘑菇含有蛋白质、碳水化合物、膳食纤维、维生素和矿物质（Sharifi-Rad等人，2020年）。此外，它们还富含植物次生代谢物，如酚类、生物碱、萜类和植物甾醇（Yadav等人，2020年）。基于这些营养成分，可食用蘑菇具有多种潜在的药用功效，包括抗氧化、抗炎、抗疲劳、抗高血压等健康益处（Fogarasi等人，2024年）。

香菇是全球第二大受欢迎的食用药用蘑菇，在许多亚洲国家都有广泛栽培（Zhang等人，2018年）。香菇是酚类化合物的来源，这些化合物已被证实具有抗氧化活性（Cheung等人，2003年）。香菇的子实体和菌丝体都含有酚类化合物，并表现出良好的抗氧化活性（Garcia等人，2021年；Huang等人，2011年）。最近的研究表明，不同品种的香菇在抗氧化活性方面存在显著差异（Zhou等人，2022年）。

然而，目前关于香菇酚类化合物的研究还存在一些不足。首先，大多数研究主要集中在香菇中的酚酸和黄酮类化合物上，而对其他酚类化合物的关注较少（Abdelshafy等人，2022年）。其次，常用于相关研究的HPLC方法灵敏度有限，无法检测香菇中含量较低的酚类物质（Macit等人，2024年；Smith等人，2023年）。第三，现有研究仅探讨了香菇中酚类化合物的组成，尚未建立酚类化合物与抗氧化活性之间的具体联系。因此，有必要利用更先进的技术全面分析香菇中的酚类化合物组成，并识别影响不同品种香菇抗氧化活性的关键酚类物质。

代谢组学是一种能够全面分析代谢物的技术，依赖于高通量和高灵敏度的LC-MS。近年来，代谢组学在食品质量和成分分析中得到了广泛应用（Lee等人，2016年），也被用于香菇风味的研究（Li等人，2022年）。广靶代谢组学结合了非靶向代谢组学的广泛覆盖范围和靶向代谢组学的高准确性，通过质谱和数据库实现对代谢物的定性和半定量分析（Chen等人，2013年）。

因此，本研究旨在利用基于超高效液相色谱-电子喷雾电离-串联质谱（UPLC-ESI-MS/MS）的广靶代谢组学方法，全面分析香菇中的酚类化合物，并明确导致三种香菇品种抗氧化活性差异的具体酚类物质。本研究揭示了不同香菇品种之间的酚类差异，加深了对香菇中酚类化合物的理解，为香菇在功能性食品中的开发和应用提供了理论基础。

试剂与化学品

1,1-二苯基-2-吡啶基肼（DPPH）、2,2'-偶氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐（ABTS）和维生素C购自中国上海的Yuanye Bio-Technology有限公司。Folin-Ciocalteu试剂、碳酸钠、没食子酸、氯化铁和2,4,6-三(2-吡啶基)-s-三嗪（TPTZ）购自中国上海的Sinopharm Chemical Reagent有限公司。所有试剂均为分析级。甲醇、乙腈和甲酸为HPLC级。

不同品种香菇的总酚含量和抗氧化活性

图1A显示了三种香菇品种的形态特征。具体来说，SX1513的菌盖较大，直径约为6厘米，而YH3和ZX6的菌盖较小，直径约为3厘米。从颜色上看，SX1513的菌盖颜色较浅，而YH3和ZX6的菌盖呈明显的棕色。这些特征表明香菇不同品种在菌盖大小和颜色上存在差异。

香菇富含酚类化合物，并具有良好的生物活性

结论

本研究通过抗氧化活性检测、广靶代谢组学分析和相关性分析，阐明了香菇中的酚类谱型，并确定了导致三种香菇品种抗氧化活性差异的具体酚类代谢物。本研究采用三种化学方法评估了香菇的抗氧化活性，结果显示ZX6的抗氧化活性显著强于SX1513和YH3。

作者贡献声明

卢群：撰写、审稿与编辑、项目管理、概念构思。梁洪山：撰写、审稿与编辑、资源获取、资金筹集。严翔：实验研究。林聪聪：实验研究。陶琦：方法学设计、实验研究。张琼丹：初稿撰写、方法学设计、实验研究、数据分析、概念构思

未引用的参考文献

Cao等人，1997年；Jiang等人，2024年；Li等人，2022年；Li等人，2018年；Wang等人，2022年。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了中国国家重点研发计划青年科学家的支持（项目编号：2023YFD1601100）。