氣相離子遷移譜（GC-IMS）技術區分三種食用菌的風味差異研究

在三千年前，我國人民就已把菇菌作為珍貴的食用菌了，而且就懂得食用菌的栽培。食用菌類一般都是高等真菌的子實體，在我國發現的不下350多種，常見的有蘑菇、草菇、香菇、平菇、鳳尾菇、金針菇、黑木耳、松口蘑、竹蓀、羊肚菌、牛肝菌等多種。這些食用菌味道鮮美，營養豐富，含有豐富的蛋白質、脂肪、糖、維生素、礦物質等營養成分。而且某些食用菌對動植物病毒性疾病有免疫或抑制作用，還能抑制腫瘤發生和發展，并能溶解一定量的膽固醇，所以被人們稱為“保健食品”。

食用菌品種不同，其風味差異亦有不同，本實驗采用氣相離子遷移譜頂空進樣技術分析市面上常見的三種真菌的揮發性有機物，根據其揮發性有機物的指紋圖譜分析三種真菌的差異。

1. 樣品信息：

2. 樣品處理:

取1g切碎的樣品于20ml頂空進樣瓶中，在50℃條件下孵化10min后經頂空進樣后用氣相離子遷移譜儀FlavourSpec®進行測試，20min后得到樣品的揮發性有機物信息。

3. 數據分析：

1）直接對比金針菇、白玉菇和蟹味菇的揮發性有機物信息

圖1.金針菇、白玉菇及蟹味菇的氣相離子遷移譜圖

注:

1. 縱坐標為氣相保留時間(s)，橫坐標為離子遷移時間(ms)；

2. 整個圖背景為藍色，遷移時間Dt=7.97ms處紅色豎線為RIP峰；

3. RIP峰右側的每一個點代表一種揮發性有機物如區域A，顏色深淺表示物質濃度多少；

經FlavourSpec®的快速分析可知，金針菇、白玉菇與蟹味菇在揮發性有機物種類及濃度上存在明顯差異，白玉菇與蟹味菇在揮發性有機物種類及濃度上差異略小。

2）金針菇、白玉菇和蟹味菇中揮發性有機物的指紋譜圖分析

圖3 金針菇、白玉菇及蟹味菇揮發性有機物的指紋譜圖

注：

a) 圖中每一行代表一個梨樣品中選取的全部信號峰

b) 圖中每一列代表同一揮發性有機物在不同梨樣品中的信號峰

c) 從圖中可以看出每種樣品的完整揮發物信息以及樣品之間揮發性有機物的差異

由圖3知：

三種菌類中揮發性有機物的種類均較少，共計約50種揮發性有機物，僅從這些揮發性有機物上便可直觀看出三種菌的風味不同：

1）區域A標出的揮發性有機物可視為金針菇的特征揮發性有機物，如8、9、19、20、25、26號信號峰；

2）區域B中標出的揮發性有機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），此類物質在金針菇中含量很少，可直接用于區分金針菇和其他兩種菌類；   

3）C1區域中標出的物質在白玉菇中的含量最高，如1-propanol、butanal等，C2區域中物質在白玉菇中含量最少，C1和C2區域的物質可用于區分白玉菇和蟹味菇；

結論:經FlavourSpec®快速分析，可快速識別金針菇、白玉菇及蟹味菇中揮發性有機物的區別與差異，從指紋譜圖中可知金針菇與白玉菇、蟹味菇的差異很大，特征信號峰非常明顯；而屬于同類不同變種的白玉菇和蟹味菇在揮發性有機物上也存在差異。

3）定性分析

G.A.S開發的軟件還可進行樣品中揮發性有機物的定性與定量，下圖所示即為蟹味菇的定性結果，化合物的定性結合軟件內置的2014年NIST氣相保留指數數據庫及IMS數據庫進行二維定性，更加準確與快捷。同時兩個數據庫均可擴展，用戶可添加建立自己的數據庫， 定量分析需建立標準曲線后方可進行。

圖4 金針菇、白玉菇、蟹味菇的定性報告

定性報告可給出諸如樣品名稱、實驗日期、儀器名稱、實驗條件，定性結果可給出揮發性有機物的名稱、CAS號、分子式、分子量、保留時間、保留指數、漂移時間等信息。

結論

使用G.A.S.公司FlavourSpec®風味分析儀，在無需樣品前處理前提下，經孵化頂空進樣后可快速檢測食用菌揮發性有機物，儀器配備的強大功能軟件可給出樣品的氣相離子遷移譜圖及揮發性有機物的指紋譜圖，通過揮發性有機物的氣相離子遷移譜圖，我們可以：

1.可快速鑒別金針菇、白玉菇和蟹味菇的揮發性有機物的區別與差異；

2.辨別同類菌不同變種的白玉菇與蟹味菇的區別亦非常明顯；

3.使用GC×IMS Library Search軟件內置的2014 NIST數據庫及G.A.S 開發的IMS數據庫可對樣品中揮發性有機物快速精準的定性，且用戶可自行建立屬于行業獨有的數據庫。