气相离子迁移谱（GC-IMS）技术区分三种食用菌的风味差异研究

在三千年前，我国人民就已把菇菌作为珍贵的食用菌了，而且就懂得食用菌的栽培。食用菌类一般都是高等真菌的子实体，在我国发现的不下350多种，常见的有蘑菇、草菇、香菇、平菇、凤尾菇、金针菇、黑木耳、松口蘑、竹荪、羊肚菌、牛肝菌等多种。这些食用菌味道鲜美，营养丰富，含有丰富的蛋白质、脂肪、糖、维生素、矿物质等营养成分。而且某些食用菌对动植物病毒性疾病有免疫或抑制作用，还能抑制肿瘤发生和发展，并能溶解一定量的胆固醇，所以被人们称为“保健食品”。

食用菌品种不同，其风味差异亦有不同，本实验采用气相离子迁移谱顶空进样技术分析市面上常见的三种真菌的挥发性有机物，根据其挥发性有机物的指纹图谱分析三种真菌的差异。

1. 样品信息：

2. 样品处理:

取1g切碎的样品于20ml顶空进样瓶中，在50℃条件下孵化10min后经顶空进样后用气相离子迁移谱仪FlavourSpec®进行测试，20min后得到样品的挥发性有机物信息。

3. 数据分析：

1）直接对比金针菇、白玉菇和蟹味菇的挥发性有机物信息

图1.金针菇、白玉菇及蟹味菇的气相离子迁移谱图

注:

1. 纵坐标为气相保留时间(s)，横坐标为离子迁移时间(ms)；

2. 整个图背景为蓝色，迁移时间Dt=7.97ms处红色竖线为RIP峰；

3. RIP峰右侧的每一个点代表一种挥发性有机物如区域A，颜色深浅表示物质浓度多少；

经FlavourSpec®的快速分析可知，金针菇、白玉菇与蟹味菇在挥发性有机物种类及浓度上存在明显差异，白玉菇与蟹味菇在挥发性有机物种类及浓度上差异略小。

2）金针菇、白玉菇和蟹味菇中挥发性有机物的指纹谱图分析

图3 金针菇、白玉菇及蟹味菇挥发性有机物的指纹谱图

注：

a) 图中每一行代表一个梨样品中选取的全部信号峰

b) 图中每一列代表同一挥发性有机物在不同梨样品中的信号峰

c) 从图中可以看出每种样品的完整挥发物信息以及样品之间挥发性有机物的差异

由图3知：

三种菌类中挥发性有机物的种类均较少，共计约50种挥发性有机物，仅从这些挥发性有机物上便可直观看出三种菌的风味不同：

1）区域A标出的挥发性有机物可视为金针菇的特征挥发性有机物，如8、9、19、20、25、26号信号峰；

2）区域B中标出的挥发性有机物在白玉菇和蟹味菇中含量很高，如1-pentanol、1-hexanol、1-octen-3-ol(蘑菇醇），此类物质在金针菇中含量很少，可直接用于区分金针菇和其他两种菌类；   

3）C1区域中标出的物质在白玉菇中的含量最高，如1-propanol、butanal等，C2区域中物质在白玉菇中含量最少，C1和C2区域的物质可用于区分白玉菇和蟹味菇；

结论:经FlavourSpec®快速分析，可快速识别金针菇、白玉菇及蟹味菇中挥发性有机物的区别与差异，从指纹谱图中可知金针菇与白玉菇、蟹味菇的差异很大，特征信号峰非常明显；而属于同类不同变种的白玉菇和蟹味菇在挥发性有机物上也存在差异。

3）定性分析

G.A.S开发的软件还可进行样品中挥发性有机物的定性与定量，下图所示即为蟹味菇的定性结果，化合物的定性结合软件内置的2014年NIST气相保留指数数据库及IMS数据库进行二维定性，更加准确与快捷。同时两个数据库均可扩展，用户可添加建立自己的数据库， 定量分析需建立标准曲线后方可进行。

图4 金针菇、白玉菇、蟹味菇的定性报告

定性报告可给出诸如样品名称、实验日期、仪器名称、实验条件，定性结果可给出挥发性有机物的名称、CAS号、分子式、分子量、保留时间、保留指数、漂移时间等信息。

结论

使用G.A.S.公司FlavourSpec®风味分析仪，在无需样品前处理前提下，经孵化顶空进样后可快速检测食用菌挥发性有机物，仪器配备的强大功能软件可给出样品的气相离子迁移谱图及挥发性有机物的指纹谱图，通过挥发性有机物的气相离子迁移谱图，我们可以：

1.可快速鉴别金针菇、白玉菇和蟹味菇的挥发性有机物的区别与差异；

2.辨别同类菌不同变种的白玉菇与蟹味菇的区别亦非常明显；

3.使用GC×IMS Library Search软件内置的2014 NIST数据库及G.A.S 开发的IMS数据库可对样品中挥发性有机物快速精准的定性，且用户可自行建立属于行业独有的数据库。