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  文/姚森、劉鴻高

食用菌俗稱蘑菇，是指子實(shí)體碩大、可供食用的大型真菌，其中大多數(shù)屬于擔(dān)子菌綱。此類物種富含蛋白質(zhì)、多糖、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，食藥用價(jià)值極高。食用菌是一個(gè)龐大的生物類群，資源的開發(fā)利用和貿(mào)易的增加導(dǎo)致其質(zhì)量安全備受關(guān)注。紅外光譜是分子的轉(zhuǎn)動(dòng)光譜或某些官能團(tuán)的振動(dòng)光譜，紅外光譜技術(shù)可通過確定物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而得到樣品中豐富的化學(xué)成分信息，是近年來迅速發(fā)展起來的無損檢測(cè)技術(shù)，具有高靈敏度、高分辨率、快速掃描、高度計(jì)算機(jī)化等特點(diǎn)。

一、食用菌的定性分析

（一）食用菌的鑒別與分析

1.種類鑒別 食用菌數(shù)量大、種類多，同屬間物種的形態(tài)特征相似，不易區(qū)分，誤食引起的中毒事件時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重者有生命危險(xiǎn)。應(yīng)用紅外光譜技術(shù)對(duì)食用菌進(jìn)行快速辨別與區(qū)分對(duì)準(zhǔn)確鑒別食用菌種類、保護(hù)消費(fèi)者的安全與健康具有重要意義。采用近紅外光譜技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，對(duì)3 種不同種類牛肝菌的菌蓋皮、菌肉和子實(shí)層體分別進(jìn)行掃描，將紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行低水平數(shù)據(jù)融合，進(jìn)而鑒別不同種類牛肝菌；結(jié)果表明近紅外光譜技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法可辨別干燥美味牛肝菌是否摻假，該方法準(zhǔn)確、可靠，為鑒別不同種類的食用菌提供了有效方法。

2.產(chǎn)地鑒別 食用菌分布廣泛，其代謝產(chǎn)物種類及含量會(huì)因生長環(huán)境差異發(fā)生一定變化，從而導(dǎo)致同種類不同產(chǎn)地食用菌的品質(zhì)不同。根據(jù)傳統(tǒng)方法觀察食用菌外觀形狀、生長特性、孢子顯微結(jié)構(gòu)等難以辨別食用菌的產(chǎn)地來源，但通過紅外光譜技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)，建立穩(wěn)定的判別模型，能夠快速區(qū)分不同產(chǎn)地的食用菌。

采用傅里葉變換紅外光譜技術(shù)和二維相關(guān)紅外光譜法探索不同產(chǎn)地虎乳芝間的聯(lián)系與差異，結(jié)果表明二維相關(guān)紅外光譜能辨別原始光譜中的重疊信號(hào)，提高圖譜分辨率，更適用于虎乳芝的產(chǎn)地鑒別，該類方法提高了有效信息利用率，使結(jié)果更加可靠。

3. 部位鑒別   通過對(duì)食用菌不同部位進(jìn)行鑒別分析，由食用菌的某一部位（菌蓋或菌柄）識(shí)別其種類和產(chǎn)地，建立從部分到整體的鑒別方法，為食用菌鑒別和市場質(zhì)量控制提供理論依據(jù)。有研究員分別對(duì)3 種野生蘑菇的4 個(gè)特征部位進(jìn)行傅里葉變換紅外光譜測(cè)試分析，發(fā)現(xiàn)不同部位的振動(dòng)光譜有各自的特征峰，不同部位紅外圖譜差異明顯。

4. 品質(zhì)分析  食用菌品質(zhì)優(yōu)劣對(duì)食品加工、食用、貯藏運(yùn)輸?shù)染哂芯薮笥绊懀捎眉t外光譜技術(shù)鑒別食用菌是否受損或變質(zhì)，能為在線品質(zhì)檢測(cè)提供有效快捷的方法，保障食用菌行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。有研究員采用可見-近紅外光譜法結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)分析對(duì)受機(jī)械損傷的新鮮雙孢菇樣品進(jìn)行研究，紅外光譜真實(shí)反映了樣品中化學(xué)成分的整體信息，并且采用二階導(dǎo)數(shù)優(yōu)化處理后對(duì)受損蘑菇的分辨能力明顯提高，該技術(shù)能準(zhǔn)確辨別食用菌是否受損，可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。

5.其他鑒別分析 不同年份的食用菌受降雨量、光照等生長條件影響，其化學(xué)成分和營養(yǎng)物質(zhì)積累存在差異。采用傅里葉變換紅外光譜技術(shù)結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)分析建立快速鑒別不同年份美味牛肝菌的方法，對(duì)原始光譜使用正交信號(hào)校正和微波壓縮進(jìn)行優(yōu)化處理，建立偏最小二乘判別模型進(jìn)行分類；結(jié)果顯示傅里葉變換紅外光譜結(jié)合偏最小二乘判別分析區(qū)分不同年份牛肝菌的效果理想，為野生食用菌鑒別分析提供了可靠的方法。

為了鑒別市場上銷售的食用菌是否摻假，采用近紅外光譜技術(shù)分別掃描摻有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%、5%、10%、20%、40%、60%、80%淀粉的靈芝提取物，采用多元散射校正方法預(yù)處理后，建立偏最小二乘模型對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)值和實(shí)際摻假值之間無顯著差異，為靈芝類食品市場監(jiān)測(cè)提供了有效的方法。

（二）食用菌主要化學(xué)結(jié)構(gòu)的定性分析

1. 食用菌多糖結(jié)構(gòu)研究

多糖是自然界內(nèi)分布極廣的一種生物聚合物，一般由10 個(gè)以上單糖通過糖苷鍵連接而成。多糖參與機(jī)體生理代謝，具有調(diào)節(jié)免疫力、抗菌、抗病毒、抑制腫瘤、延緩衰老等生物活性，其獨(dú)特的藥用價(jià)值與多糖中單糖的種類、組成比例和所含有的官能團(tuán)密切相關(guān)。為了探索富硒培養(yǎng)對(duì)金針菇多糖形態(tài)的影響，有學(xué)者對(duì)金針菇多糖的提取和純化進(jìn)行了深入的研究，并采用紅外光譜法對(duì)其進(jìn)行研究分析，結(jié)果顯示可溶性硒多糖均為β-糖苷鍵連接的吡喃多糖，其中水溶性硒多糖與普通多糖結(jié)構(gòu)相似，而硒酸酯的形成改變了堿溶性硒多糖中吡喃環(huán)糖苷鍵的構(gòu)型，進(jìn)一步表明在金針菇富硒培養(yǎng)過程中，硒參與硒多糖的合成。

2. 食用菌蛋白質(zhì)與氨基酸結(jié)構(gòu)研究

食用菌含有豐富的蛋白質(zhì)和氨基酸， 其營養(yǎng)價(jià)值可與肌肉蛋白相媲美，所含蛋白質(zhì)約占干質(zhì)量的13%～46%，且氨基酸種類齊全，包含人體所需的8 種必需氨基酸，是很好的營養(yǎng)保健食品。采用傳統(tǒng)方法研究食用菌蛋白質(zhì)和氨基酸耗時(shí)耗財(cái)，紅外光譜測(cè)定過程則無需對(duì)樣品進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理，適用于對(duì)其化學(xué)物質(zhì)的快速鑒別。采用傅里葉變換紅外光譜儀測(cè)定了形態(tài)相似的灰疣鵝膏菌、灰絨鵝膏菌和灰褶鵝膏菌的光譜信息，選擇酰胺Ⅰ帶（中心頻率1 647 cm^-1 ）進(jìn)行傅里葉自去卷積和曲線擬合處理，在1 600～1 700 cm^-1范圍內(nèi)得到12 個(gè)子峰，每個(gè)子峰對(duì)應(yīng)1 種二級(jí)結(jié)構(gòu)，其中這3 種鵝膏菌的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)中α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角和無序結(jié)構(gòu)在酰胺Ⅰ帶出現(xiàn)的位置接近，但相同的二級(jí)結(jié)構(gòu)在不同物種的蛋白質(zhì)中所占比例不同；結(jié)果表明傅里葉變換紅外光譜技術(shù)能準(zhǔn)確地提供大型真菌所含蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)信息。

二、食用菌的定量分析

紅外光譜定量分析通過化學(xué)計(jì)量學(xué)選擇最優(yōu)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和測(cè)量方法，最大限度地獲取有關(guān)物質(zhì)的成分、結(jié)構(gòu)及其他相關(guān)信息，將樣品光譜數(shù)據(jù)與待測(cè)物樣品組分測(cè)量值之間建立起數(shù)學(xué)關(guān)系，從而對(duì)樣品未知成分含量進(jìn)行預(yù)測(cè)。該方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品中多糖、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)和中藥材藥用成分的定量研究，具有直觀、快速、有效的優(yōu)點(diǎn)。食用菌的定量分析主要集中在測(cè)定水分、蛋白質(zhì)、多糖、腺苷、三萜類物質(zhì)等成分的含量方面。采用近紅外漫反射技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法直接測(cè)量茯苓中的水分含量，建立預(yù)測(cè)模型；結(jié)果表明使用近紅外漫反射技術(shù)對(duì)茯苓藥材水分含量進(jìn)行測(cè)定的結(jié)果令人滿意，與其他方法相比，該方法具有快速、簡單的特點(diǎn)。

三、結(jié)論

將紅外光譜技術(shù)應(yīng)用于食用菌是否摻假、產(chǎn)地和種類的鑒別分析，可使食用菌市場更加規(guī)范，使人民身體健康和生命安全得到保證；用于食用菌化學(xué)含量測(cè)定，具有分析快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)；亦有學(xué)者采用多種儀器聯(lián)用，利用儀器特性之間互補(bǔ)，可以進(jìn)行更加全面可靠的分析，在食用菌研究方面具有巨大潛力。綜上所述，紅外光譜技術(shù)在食用菌鑒別和定量分析中具有十分重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。（工作單位：云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院）