Химические исследования мухомора начались в начале XIX века, когда в 1828 году в гомеопатический обиход был введен С. Ганеманом препарат Agaricus muscarius, приготовленный из свежего плодового тела красного мухомора. В 1863 году Agaricus прошел повторное испытание в Австрии, в лаборатории профессора Златоровича. В 1869 году Шмидберг и Коппе впервые выделили из мухомора активное вещество мускарин, которое вначале приняли за основной ядовитый компонент гриба, что впоследствии не подтвердилось (картины отравлений мускарином и целым грибом оказались различны) [36, c. 219; 48]. Только в 70-е годы ХХ века были выделены еще два токсина: иботеновая кислота, из-за наличия которой погибали мухи, и мусцимол [34, 49].
Содержание мускарина в Amanita muscaria составляет 0,0002–0,0003 % от сырого веса гриба; иботеновой кислоты и мусцимола – 0,18 % сухого веса гриба [34, 50]. Сведения о наличии в свежих грибах мусцимола, токсичность которого в 5–10 раз выше, чем иботеновой кислоты, противоречивы. В некоторых экземплярах, например, собранных в Швейцарии, мусцимол не обнаружен. Последние исследования показали, что мусцимол образуется в результате декарбоксилирования иботеновой кислоты при сушке и хранении грибов, за счет чего увеличивается их токсичность. Помимо этого, в мухоморе содержатся холин (0,58 %), мусказон, пустресцин, бетаин, этиламин, мусаридин, мускофлавин, амавадин, стизолобиковая кислота, ацетилхолин [34, 50]. Есть предположения и о наличии гиосциамина, атропина, скополамина и буфотеина, хотя повторные проверки этих веществ не выявили.
К. Мерк, входивший в состав Северо-Восточной географической экспедиции 1785–1795 годов, сделал следующее важное сообщение об употреблении мухомора сырым, сухим, а также в виде содержащей активные алкалоиды мочи человека, съевшего грибы: «Мухомором пользуются главным образом коряки, употребляя его либо в свежем виде, так как он крепче, или засушенным в свернутом виде. Они жуют его недолго и потом проглатывают целиком. Сушеных они привыкают проглатывать до четырех штук сразу. Одурманенных коряки охраняют, во-первых, чтобы подобрать то, что эти безумцы выплевывают, во-вторых, чтобы взять их мочу, которая, по их утверждению, действует значительно лучше самих мухоморов. Олени, которые любят грибы и от этого жиреют, также пьянеют от мухоморов. Коряки называют еще второй вид грибов, подобных мухомору, у которых нет белых крапинок на шляпках, – беловатый мухомор, употреблять который они, однако, избегают, потому что это вызывает якобы сильные приступы с болями в бедрах» [41, c. 92].