牛肝菌的紅外光譜分析

2021-08-30 14:45:27 來源: 世界杯賽程預測導刊

牛肝菌的紅外光譜分析

馬殿旭，蔡彥，李波，艾鵬，李旋

（昭通學院物理與信息工程學院，雲南昭通 657000）

作者簡介：馬殿旭（1991—），男，回族，雲南昭通人，碩士，助教。研究方向：物理教學及生物光譜。

摘要：本文對虎皮乳牛肝菌和琥珀乳牛肝菌的紅外光譜進行分析，通過對兩種乳牛肝菌的傅裏葉紅外光譜分析可知，光譜吸收峰主要表現為蛋白質、糖類和脂質的吸收，二者差異不明顯；對兩種樣品光譜進行相關性分析，其相關係數為0.989，具有極強的相關性；進一步進行二維相關紅外光譜分析可知，在同步光譜中，自動峰差異較明顯，可以根據其差異判斷區分兩種不同的牛肝菌。

關鍵詞：食用牛肝菌；傅裏葉紅外光譜；二維相關紅外光譜

乳牛肝菌屬於牛肝菌目乳牛肝菌科乳牛肝菌屬。乳牛肝菌大部分可以食用，極少部分有毒，但很多乳牛肝菌的提取物對癌症的治療具有很大的潛力。虎皮乳牛肝菌分布並不廣泛，該菌主要分布在雲南，菌肉味柔和，黃白色，傷後稍變暗酒紅褐色，該菌具有毒性；琥珀乳牛肝菌又名滑皮菌、滑肚子，菌肉味柔和，白色，可食用，為商品蘑菇[1]。

兩種牛肝菌可以通過其生長及特征進行鑒別，但在牛肝菌保存出口的貿易中，幹燥處理後的樣品形態特征消失，很難進行區分判斷。由於虎皮乳牛肝菌誤食可能導致中毒，因此對兩種牛肝菌進行光譜特征分析，進而對辨別兩種牛肝菌具有重大價值[2]。本文將用傅裏葉紅外光譜、相關分析和二維相關紅外光譜來分析兩種牛肝菌，為牛肝菌的研究打下基礎。

1 材料與方法

1.1 儀器

樣品采自雲南大理蒼山，虎皮乳牛肝菌及琥珀乳牛肝菌均清洗並風幹待測。

傅裏葉紅外光譜儀器（Frontier型，PE公司）；二維相關紅外光譜測量溫控儀（Portable Controller 50-886型，Love Control公司）；壓片機。

1.2 光譜采集及數據處理

樣品自然風幹後取適量與溴化鉀混合，並在瑪瑙研缽中充分研磨。用壓片機壓片，然後測量光譜。應用OMNIC8.5、Spass和清華大學二維相關紅外光譜處理軟件對各樣品進行數據和光譜處理，並進行分析。

2 結果與分析

2.1 兩種牛肝菌紅外光譜特征分析

對兩種樣品進行傅裏葉紅外光譜分析，圖1為虎皮乳牛肝菌和琥珀乳牛肝菌的紅外光譜圖，其中在3 400～3 300 cm-1為蛋白質、多糖的-O-H-和-N-H-的伸縮振動吸收，

2 955 cm-1為-CH3的不對稱伸縮振動，2 927 cm-1是-CH2的不對稱伸縮振動，2 857 cm-1為-CH2的對稱伸縮振動，

1 650 cm-1是蛋白質酰胺Ⅰ帶的吸收，1 555 cm-1為酰胺Ⅱ帶的吸收，1 240 cm-1為酰胺Ⅲ的吸收，1 400 cm-1為C-O-H的彎曲振動，1 317 cm-1為-CH2的變形振動，1148 cm-1為多糖C-O-C反對稱伸縮振動，1 077 cm-1為C-C振動吸收，1 044 cm-1為C-O的振動吸收，950～750 cm-1為糖類異構區[3-5]。經過對兩種食用性不同的乳牛肝菌進行光譜分析發現，1 650 cm-1處虎皮乳牛肝菌的吸收強度明顯大於琥珀乳牛肝菌，說明蛋白質更為豐富，但在其他波數內，兩種樣品的光譜非常相似，要進行區分，顯然很難。

圖1 兩種乳牛肝菌的FTIR光譜圖

2.2 虎皮乳牛肝菌和琥珀乳牛肝菌的相關性分析

相關性分析能夠反映各個樣品光譜變量之間的相似情況，相似值越接近1，相關性越高，說明樣品差異就越小；相似值越接近0，相關性越低，說明樣品差異大[2]。對兩種樣品光譜進行相關分析，相關係數達到0.989，具有極強的相關性，因此光譜差異不大。

2.3 虎皮乳牛肝菌和琥珀乳牛肝菌的2D-IR特征分析

二維相關紅外光譜是在微擾下展現樣品分子之間的相互作用，能夠提高譜圖分辨率[3-4]。對兩種樣品進行二維相關紅外光譜分析，如圖2所示，在1 000～1 700 cm-1範圍內的同步光譜中，虎皮乳牛肝菌出現了1 448 cm-1、1 559 cm-1、

1 638 cm-1這3個自動峰，其中最強自動峰為1 638 cm-1，最弱的自動峰是1 448 cm-1。在琥珀乳牛肝菌中，出現了

1 448 cm-1、1559 cm-1和1 638 cm-1這3個自動峰，最強自動峰出現在1 559 cm-1，最弱自動峰出現在1 448 cm-1。從自動峰上可以發現，兩種樣品最弱自動峰都出現在1 448 cm-1，

而最強自動峰卻差異很大。另外對於琥珀乳牛肝菌中出現較強交叉峰的個數明顯多於虎皮乳牛肝菌，因此根據這樣的差異可以區分兩種食用性不同的乳牛肝菌。

3 結語

本文以虎皮乳牛肝菌和琥珀乳牛肝菌兩種食用性不同的樣品進行了傅裏葉紅外光譜分析、相關性分析和二維相關紅外光譜分析，在傅裏葉紅外光譜中兩種樣品的光譜差異不大，對他們的光譜變量進行相關分析，二者具有極強的相關性，很難找到兩種樣品的差異，最後通過應用二維相關紅外光譜分析，發現兩種樣品的差異明顯凸顯，能夠依據他們的差異進行區分鑒別樣品。因此應用紅外光譜、相關分析和二維相關紅外譜能夠實現對食用性不同的乳牛肝菌的分析鑒別，該種方法具有簡便、快捷等特點，有望成為不同物品的鑒別分析手段。

參考文獻

[1]王向華,劉培貴,於富強.雲南野生商品蘑菇圖鑒[M].昆明:雲南科技出版社,2004.

[2]馬殿旭.蘑菇的二維相關紅外光譜研究[D].昆明:雲南師範大學,2016.

[3]孫素琴,周群,秦竹.中藥二維相關紅外光譜鑒定圖集[M].北京:化學工業出版社,2003.

[4]ZHOU Y Q,YU H,ZHANG Y L,et al.Evaluation on intrinsic quality of licorice influenced by environmental factors by using FTIR combined with 2D-IR correlation spectroscopy[J].Journal of Molecular Structure,2010,974(1):127-131.

[5]楊天偉,張霽,史雲東,等.紅外光譜結合多元統計分析快速鑒別不同種類牛肝菌[J].食品科學,2015,36(24):116-121.

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