食用菌俗稱蘑菇，是指子實體碩大、可供食用的大型真菌，其中大多數屬于擔子菌綱。此類物種富含蛋白質、多糖、維生素等營養物質，食藥用價值極高。食用菌是一個龐大的生物類群，資源的開發利用和貿易的增加導致其質量安全備受關注。紅外光譜是分子的轉動光譜或某些官能團的振動光譜，紅外光譜技術可通過確定物質分子結構，進而得到樣品中豐富的化學成分信息，是近年來迅速發展起來的無損檢測技術，具有高靈敏度、高分辨率、快速掃描、高度計算機化等特點。
一、食用菌的定性分析
（一）食用菌的鑒別與分析
1.種類鑒別 食用菌數量大、種類多，同屬間物種的形態特征相似，不易區分，誤食引起的中毒事件時有發生，嚴重者有生命危險。應用紅外光譜技術對食用菌進行快速辨別與區分對準確鑒別食用菌種類、保護消費者的安全與健康具有重要意義。采用近紅外光譜技術結合化學計量學方法，對3 種不同種類牛肝菌的菌蓋皮、菌肉和子實層體分別進行掃描，將紅外光譜數據進行低水平數據融合，進而鑒別不同種類牛肝菌；結果表明近紅外光譜技術結合化學計量學方法可辨別干燥美味牛肝菌是否摻假，該方法準確、可靠，為鑒別不同種類的食用菌提供了有效方法。
2.產地鑒別 食用菌分布廣泛，其代謝產物種類及含量會因生長環境差異發生一定變化，從而導致同種類不同產地食用菌的品質不同。根據傳統方法觀察食用菌外觀形狀、生長特性、孢子顯微結構等難以辨別食用菌的產地來源，但通過紅外光譜技術結合化學計量學，建立穩定的判別模型，能夠快速區分不同產地的食用菌。
采用傅里葉變換紅外光譜技術和二維相關紅外光譜法探索不同產地虎乳芝間的聯系與差異，結果表明二維相關紅外光譜能辨別原始光譜中的重疊信號，提高圖譜分辨率，更適用于虎乳芝的產地鑒別，該類方法提高了有效信息利用率，使結果更加可靠。
3.部位鑒別 通過對食用菌不同部位進行鑒別分析，由食用菌的某一部位（菌蓋或菌柄）識別其種類和產地，建立從部分到整體的鑒別方法，為食用菌鑒別和市場質量控制提供理論依據。有研究員分別對3 種野生蘑菇的4 個特征部位進行傅里葉變換紅外光譜測試分析，發現不同部位的振動光譜有各自的特征峰，不同部位紅外圖譜差異明顯。
4.品質分析 食用菌品質優劣對食品加工、食用、貯藏運輸等具有巨大影響，采用紅外光譜技術鑒別食用菌是否受損或變質，能為在線品質檢測提供有效快捷的方法，保障食用菌行業的穩定發展。有研究員采用可見-近紅外光譜法結合多元統計分析對受機械損傷的新鮮雙孢菇樣品進行研究，紅外光譜真實反映了樣品中化學成分的整體信息，并且采用二階導數優化處理后對受損蘑菇的分辨能力明顯提高，該技術能準確辨別食用菌是否受損，可應用于工業生產中。
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，其化學成分和營養物質積累存在差異。采用傅里葉變換紅外光譜技術結合多元統計分析建立快速鑒別不同年份美味牛肝菌的方法，對原始光譜使用正交信號校正和微波壓縮進行優化處理，建立偏最小二乘判別模型進行分類；結果顯示傅里葉變換紅外光譜結合偏最小二乘判別分析區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分別掃描摻有質量分數為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處理后，建立偏最小二乘模型對樣品進行預測，預測值和實際摻假值之間無顯著差異，為靈芝類食品市場監測提供了有效的方法。
（二）食用菌主要化學結構的定性分析
1.食用菌多糖結構研究
多糖是自然界內分布極廣的一種生物聚合物，一般由10 個以上單糖通過糖苷鍵連接而成。多糖參與機體生理代謝，具有調節免疫力、抗菌、抗病毒、抑制腫瘤、延緩衰老等生物活性，其獨特的藥用價值與多糖中單糖的種類、組成比例和所含有的官能團密切相關。為了探索富硒培養對金針菇多糖形態的影響，有學者對金針菇多糖的提取和純化進行了深入的研究，并采用紅外光譜法對其進行研究分析，結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構相似，而硒酸酯的形成改變了堿溶性硒多糖中吡喃環糖苷鍵的構型，進一步表明在金針菇富硒培養過程中，硒參與硒多糖的合成。
2.食用菌蛋白質與氨基酸結構研究
食用菌含有豐富的蛋白質和氨基酸， 其營養價值可與肌肉蛋白相媲美，所含蛋白質約占干質量的13%～46%，且氨基酸種類齊全，包含人體所需的8 種必需氨基酸，是很好的營養保健食品。采用傳統方法研究食用菌蛋白質和氨基酸耗時耗財，紅外光譜測定過程則無需對樣品進行復雜的預處理，適用于對其化學物質的快速鑒別。采用傅里葉變換紅外光譜儀測定了形態相似的灰疣鵝膏菌、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1647 cm-1 ）進行傅里葉自去卷積和曲線擬合處理，在1600～1700 cm-1范圍內得到12 個子峰，每個子峰對應1 種二級結構，其中這3 種鵝膏菌的蛋白質二級結構中α-螺旋、β-折疊、β-轉角和無序結構在酰胺Ⅰ帶出現的位置接近，但相同的二級結構在不同物種的蛋白質中所占比例不同；結果表明傅里葉變換紅外光譜技術能準確地提供大型真菌所含蛋白質的二級結構信息。
二、食用菌的定量分析
紅外光譜定量分析通過化學計量學選擇最優實驗設計和測量方法，最大限度地獲取有關物質的成分、結構及其他相關信息，將樣品光譜數據與待測物樣品組分測量值之間建立起數學關系，從而對樣品未知成分含量進行預測。該方法已經廣泛應用于食品中多糖、維生素等營養物質和中藥材藥用成分的定量研究，具有直觀、快速、有效的優點。食用菌的定量分析主要集中在測定水分、蛋白質、多糖、腺苷、三萜類物質等成分的含量方面。采用近紅外漫反射技術結合化學計量學方法直接測量茯苓中的水分含量，建立預測模型；結果表明使用近紅外漫反射技術對茯苓藥材水分含量進行測定的結果令人滿意，與其他方法相比，該方法具有快速、簡單的特點。
三、結論
將紅外光譜技術應用于食用菌是否摻假、產地和種類的鑒別分析，可使食用菌市場更加規范，使人們身體健康和生命安全得到保證；用于食用菌化學含量測定，具有分析快速、準確等優點；亦有學者采用多種儀器聯用，利用儀器特性之間互補，可以進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，紅外光譜技術在食用菌鑒別和定量分析中具有十分重要的科學意義和實用價值。（工作單位：云南農業大學農學與生物技術學院）
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