文/姚森、刘鸿高

食用菌俗称蘑菇，是指子实体硕大、可供食用的大型真菌，其中大多数属于担子菌纲。此类物种富含蛋白质、多糖、维生素等营养物质，食药用价值极高。食用菌是一个庞大的生物类群，资源的开发利用和贸易的增加导致其质量安全备受关注。红外光谱是分子的转动光谱或某些官能团的振动光谱，红外光谱技术可通过确定物质分子结构，进而得到样品中丰富的化学成分信息，是近年来迅速发展起来的无损检测技术，具有高灵敏度、高分辨率、快速扫描、高度计算机化等特点。

一、食用菌的定性分析

（一）食用菌的鉴别与分析

1.种类鉴别 食用菌数量大、种类多，同属间物种的形态特征相似，不易区分，误食引起的中毒事件时有发生，严重者有生命危险。应用红外光谱技术对食用菌进行快速辨别与区分对准确鉴别食用菌种类、保护消费者的安全与健康具有重要意义。采用近红外光谱技术结合化学计量学方法，对3 种不同种类牛肝菌的菌盖皮、菌肉和子实层体分别进行扫描，将红外光谱数据进行低水平数据融合，进而鉴别不同种类牛肝菌；结果表明近红外光谱技术结合化学计量学方法可辨别干燥美味牛肝菌是否掺假，该方法准确、可靠，为鉴别不同种类的食用菌提供了有效方法。

2.产地鉴别 食用菌分布广泛，其代谢产物种类及含量会因生长环境差异发生一定变化，从而导致同种类不同产地食用菌的品质不同。根据传统方法观察食用菌外观形状、生长特性、孢子显微结构等难以辨别食用菌的产地来源，但通过红外光谱技术结合化学计量学，建立稳定的判别模型，能够快速区分不同产地的食用菌。

采用傅里叶变换红外光谱技术和二维相关红外光谱法探索不同产地虎乳芝间的联系与差异，结果表明二维相关红外光谱能辨别原始光谱中的重叠信号，提高图谱分辨率，更适用于虎乳芝的产地鉴别，该类方法提高了有效信息利用率，使结果更加可靠。

3. 部位鉴别   通过对食用菌不同部位进行鉴别分析，由食用菌的某一部位（菌盖或菌柄）识别其种类和产地，建立从部分到整体的鉴别方法，为食用菌鉴别和市场质量控制提供理论依据。有研究员分别对3 种野生蘑菇的4 个特征部位进行傅里叶变换红外光谱测试分析，发现不同部位的振动光谱有各自的特征峰，不同部位红外图谱差异明显。

4. 品质分析  食用菌品质优劣对食品加工、食用、贮藏运输等具有巨大影响，采用红外光谱技术鉴别食用菌是否受损或变质，能为在线品质检测提供有效快捷的方法，保障食用菌行业的稳定发展。有研究员采用可见-近红外光谱法结合多元统计分析对受机械损伤的新鲜双孢菇样品进行研究，红外光谱真实反映了样品中化学成分的整体信息，并且采用二阶导数优化处理后对受损蘑菇的分辨能力明显提高，该技术能准确辨别食用菌是否受损，可应用于工业生产中。

5.其他鉴别分析 不同年份的食用菌受降雨量、光照等生长条件影响，其化学成分和营养物质积累存在差异。采用傅里叶变换红外光谱技术结合多元统计分析建立快速鉴别不同年份美味牛肝菌的方法，对原始光谱使用正交信号校正和微波压缩进行优化处理，建立偏最小二乘判别模型进行分类；结果显示傅里叶变换红外光谱结合偏最小二乘判别分析区分不同年份牛肝菌的效果理想，为野生食用菌鉴别分析提供了可靠的方法。

为了鉴别市场上销售的食用菌是否掺假，采用近红外光谱技术分别扫描掺有质量分数为0%、5%、10%、20%、40%、60%、80%淀粉的灵芝提取物，采用多元散射校正方法预处理后，建立偏最小二乘模型对样品进行预测，预测值和实际掺假值之间无显著差异，为灵芝类食品市场监测提供了有效的方法。

（二）食用菌主要化学结构的定性分析

1. 食用菌多糖结构研究

多糖是自然界内分布极广的一种生物聚合物，一般由10 个以上单糖通过糖苷键连接而成。多糖参与机体生理代谢，具有调节免疫力、抗菌、抗病毒、抑制肿瘤、延缓衰老等生物活性，其独特的药用价值与多糖中单糖的种类、组成比例和所含有的官能团密切相关。为了探索富硒培养对金针菇多糖形态的影响，有学者对金针菇多糖的提取和纯化进行了深入的研究，并采用红外光谱法对其进行研究分析，结果显示可溶性硒多糖均为β-糖苷键连接的吡喃多糖，其中水溶性硒多糖与普通多糖结构相似，而硒酸酯的形成改变了碱溶性硒多糖中吡喃环糖苷键的构型，进一步表明在金针菇富硒培养过程中，硒参与硒多糖的合成。

2. 食用菌蛋白质与氨基酸结构研究

食用菌含有丰富的蛋白质和氨基酸， 其营养价值可与肌肉蛋白相媲美，所含蛋白质约占干质量的13%～46%，且氨基酸种类齐全，包含人体所需的8 种必需氨基酸，是很好的营养保健食品。采用传统方法研究食用菌蛋白质和氨基酸耗时耗财，红外光谱测定过程则无需对样品进行复杂的预处理，适用于对其化学物质的快速鉴别。采用傅里叶变换红外光谱仪测定了形态相似的灰疣鹅膏菌、灰绒鹅膏菌和灰褶鹅膏菌的光谱信息，选择酰胺Ⅰ带（中心频率1 647 cm^-1 ）进行傅里叶自去卷积和曲线拟合处理，在1 600～1 700 cm^-1范围内得到12 个子峰，每个子峰对应1 种二级结构，其中这3 种鹅膏菌的蛋白质二级结构中α-螺旋、β-折叠、β-转角和无序结构在酰胺Ⅰ带出现的位置接近，但相同的二级结构在不同物种的蛋白质中所占比例不同；结果表明傅里叶变换红外光谱技术能准确地提供大型真菌所含蛋白质的二级结构信息。

二、食用菌的定量分析

红外光谱定量分析通过化学计量学选择最优实验设计和测量方法，最大限度地获取有关物质的成分、结构及其他相关信息，将样品光谱数据与待测物样品组分测量值之间建立起数学关系，从而对样品未知成分含量进行预测。该方法已经广泛应用于食品中多糖、维生素等营养物质和中药材药用成分的定量研究，具有直观、快速、有效的优点。食用菌的定量分析主要集中在测定水分、蛋白质、多糖、腺苷、三萜类物质等成分的含量方面。采用近红外漫反射技术结合化学计量学方法直接测量茯苓中的水分含量，建立预测模型；结果表明使用近红外漫反射技术对茯苓药材水分含量进行测定的结果令人满意，与其他方法相比，该方法具有快速、简单的特点。

三、结论

将红外光谱技术应用于食用菌是否掺假、产地和种类的鉴别分析，可使食用菌市场更加规范，使人民身体健康和生命安全得到保证；用于食用菌化学含量测定，具有分析快速、准确等优点；亦有学者采用多种仪器联用，利用仪器特性之间互补，可以进行更加全面可靠的分析，在食用菌研究方面具有巨大潜力。综上所述，红外光谱技术在食用菌鉴别和定量分析中具有十分重要的科学意义和实用价值。（工作单位：云南农业大学农学与生物技术学院）