氣相離子遷移譜（GC-IMS）技術(shù)區(qū)分三種食用菌的風(fēng)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(shí)體，在我國發(fā)現(xiàn)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(yǎng)豐富，含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、糖、維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)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(fā)生和發(fā)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(fēng)味差異亦有不同，本實(shí)驗(yàn)采用氣相離子遷移譜頂空進(jìn)樣技術(shù)分析市面上常見的三種真菌的揮發(fā)性有機(jī)物，根據(jù)其揮發(fā)性有機(jī)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(jìn)樣瓶中，在50℃條件下孵化10min后經(jīng)頂空進(jìn)樣后用氣相離子遷移譜儀FlavourSpec®進(jìn)行測試，20min后得到樣品的揮發(fā)性有機(jī)物信息。
3. 數(shù)據(jù)分析：
1）直接對比金針菇、白玉菇和蟹味菇的揮發(fā)性有機(jī)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(biāo)為氣相保留時(shí)間(s)，橫坐標(biāo)為離子遷移時(shí)間(ms)；
2. 整個(gè)圖背景為藍(lán)色，遷移時(shí)間Dt=7.97ms處紅色豎線為RIP峰；
3. RIP峰右側(cè)的每一個(gè)點(diǎn)代表一種揮發(fā)性有機(jī)物如區(qū)域A，顏色深淺表示物質(zhì)濃度多少；
經(jīng)FlavourSpec®的快速分析可知，金針菇、白玉菇與蟹味菇在揮發(fā)性有機(jī)物種類及濃度上存在明顯差異，白玉菇與蟹味菇在揮發(fā)性有機(jī)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(fā)性有機(jī)物的指紋譜圖分析
圖3 金針菇、白玉菇及蟹味菇揮發(fā)性有機(jī)物的指紋譜圖
注：
a) 圖中每一行代表一個(gè)梨樣品中選取的全部信號峰
b) 圖中每一列代表同一揮發(fā)性有機(jī)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(fā)物信息以及樣品之間揮發(fā)性有機(jī)物的差異
由圖3知：
三種菌類中揮發(fā)性有機(jī)物的種類均較少，共計(jì)約50種揮發(fā)性有機(jī)物，僅從這些揮發(fā)性有機(jī)物上便可直觀看出三種菌的風(fēng)味不同：
1）區(qū)域A標(biāo)出的揮發(fā)性有機(jī)物可視為金針菇的特征揮發(fā)性有機(jī)物，如8、9、19、20、25、26號信號峰；
2）區(qū)域B中標(biāo)出的揮發(fā)性有機(jī)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(zhì)在金針菇中含量很少，可直接用于區(qū)分金針菇和其他兩種菌類；
3）C1區(qū)域中標(biāo)出的物質(zhì)在白玉菇中的含量最高，如1-propanol、butanal等，C2區(qū)域中物質(zhì)在白玉菇中含量最少，C1和C2區(qū)域的物質(zhì)可用于區(qū)分白玉菇和蟹味菇；
結(jié)論:經(jīng)FlavourSpec®快速分析，可快速識別金針菇、白玉菇及蟹味菇中揮發(fā)性有機(jī)物的區(qū)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(fā)性有機(jī)物上也存在差異。
3）定性分析
G.A.S開發(fā)的軟件還可進(jìn)行樣品中揮發(fā)性有機(jī)物的定性與定量，下圖所示即為蟹味菇的定性結(jié)果，化合物的定性結(jié)合軟件內(nèi)置的2014年NIST氣相保留指數(shù)數(shù)據(jù)庫及IMS數(shù)據(jù)庫進(jìn)行二維定性，更加準(zhǔn)確與快捷。同時(shí)兩個(gè)數(shù)據(jù)庫均可擴(kuò)展，用戶可添加建立自己的數(shù)據(jù)庫， 定量分析需建立標(biāo)準(zhǔn)曲線后方可進(jìn)行。
圖4 金針菇、白玉菇、蟹味菇的定性報(bào)告
定性報(bào)告可給出諸如樣品名稱、實(shí)驗(yàn)日期、儀器名稱、實(shí)驗(yàn)條件，定性結(jié)果可給出揮發(fā)性有機(jī)物的名稱、CAS號、分子式、分子量、保留時(shí)間、保留指數(shù)、漂移時(shí)間等信息。
結(jié)論
使用G.A.S.公司FlavourSpec®風(fēng)味分析儀，在無需樣品前處理前提下，經(jīng)孵化頂空進(jìn)樣后可快速檢測食用菌揮發(fā)性有機(jī)物，儀器配備的強(qiáng)大功能軟件可給出樣品的氣相離子遷移譜圖及揮發(fā)性有機(jī)物的指紋譜圖，通過揮發(fā)性有機(jī)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(fā)性有機(jī)物的區(qū)別與差異；
2.辨別同類菌不同變種的白玉菇與蟹味菇的區(qū)別亦非常明顯；
3.使用GC×IMS Library Search軟件內(nèi)置的2014 NIST數(shù)據(jù)庫及G.A.S 開發(fā)的IMS數(shù)據(jù)庫可對樣品中揮發(fā)性有機(jī)物快速精準(zhǔn)的定性，且用戶可自行建立屬于行業(yè)獨(dú)有的數(shù)據(jù)庫。