南方紅豆杉和羅漢松的紅外光譜研究

摘要：使用傅立葉紅外光譜（FTIR）對羅漢松、南方紅豆杉的木材樣本進(jìn)行了檢測分析。結(jié)果表明，羅漢松、南方紅豆杉均含有較多的O—H、C—C、CC、C—O基團(tuán)，所以在主要出峰位置上比較接近。 2種木材均在1 270 cm-1處表現(xiàn)出明顯的特征峰，這是針葉材木質(zhì)素的主要組成單元。羅漢松、南方紅豆杉均未在1 330 cm-1附近的紫丁香基特征峰位表現(xiàn)出明顯的吸收峰。羅漢松、南方紅豆杉紅外圖譜中羥基（O—H）、碳?xì)浣。–—H）伸縮振動的特征峰分別在3 380、2 923cm-1和3437、2896 cm-1處出現(xiàn)，波數(shù)偏移較大，反映2種木材組分在結(jié)構(gòu)方面存在差異。

關(guān)鍵詞：南方紅豆杉；羅漢松；傅立葉紅外光譜；木材鑒定

中圖分類號： O657.33文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2014）09-0276-03

收稿日期：2013-11-22

基金項目：中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項（編號：LGZD201323）；國家公益性行業(yè)（林業(yè)）科研專項（編號：201004094） 。

作者簡介：薛曉明（1977—），女，黑龍江肇東人，博士，副教授，主要從事環(huán)境科學(xué)、植物識別與鑒定研究。Tel：（025）85878796；E-mail：jdmm24@me.com。紅外光譜技術(shù)（FTIR）主要被應(yīng)用于物質(zhì)化學(xué)組成、分子結(jié)構(gòu)研究，以連續(xù)波長的紅外光為光源照射樣品引起分子振動和轉(zhuǎn)動能級之間的躍遷，進(jìn)而得到分子的振轉(zhuǎn)光譜[1]。紅外光譜技術(shù)具有高度的特征性，近年來被廣泛應(yīng)用于中藥檢驗、植物理化分析、植物種屬識別、動物毛發(fā)鑒定等研究[2-5]。朱莉等研究認(rèn)為，紅松應(yīng)壓木木材形成組織中羥基特征峰的位置有異于成熟木材，在波數(shù)1 034～1 510 cm-1處的吸收峰有明顯差異[6]。胡愛華等采用紅外光譜技術(shù)研究了銀杏、雪松、毛白楊等30種針闊葉材的紅外光譜，證明針闊葉樹木木質(zhì)素、纖維素相對含量差異明顯，銀杏在木質(zhì)素組成上有向闊葉樹進(jìn)化的趨勢[7]。鄧啟平等使用 FTIR對出土木材的化學(xué)結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，纖維素、半纖維素大量降解，木質(zhì)素降解較少[8]。因木材的組成、結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，紅外譜圖的解析難度較大，F(xiàn)TIR主要被應(yīng)用于木材結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分等研究[9-10]。 劉喜明等對交趾黃檀與古夷蘇木的FTIR進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)波數(shù)1 452 cm-1處吸收峰的有無以及主要吸收峰的強(qiáng)度比可以作為區(qū)別這2種木材的波譜特征[11]。胡愛華等研究表明，6個銀杏無性系木材的紅外指紋圖譜差別明顯，可以用共有峰率、變異峰率雙指標(biāo)序列法鑒別銀杏不同無性系木材[12]。 傳統(tǒng)的鑒定木材方法主要依據(jù)宏觀特征、顯微構(gòu)造，同屬的樹種往往構(gòu)造相似，難以進(jìn)一步區(qū)分，使用解離的方法觀察其顯微構(gòu)造存在周期較長的問題[13]。提取木材DNA技術(shù)難度較大，是當(dāng)前的研究熱點[14-16]。本研究選擇珍貴木材南方紅豆杉（Taxus wallichiana var. mairei（Lemée & H. Léveillé） L. K. Fu & Nan Li）、羅漢松[Podocarpus macrophyllus （Thunb.） D. Don]作為研究對象，采用FTIR技術(shù)對木材樣本進(jìn)行檢測，并對得到的紅外光譜進(jìn)行分析，旨在為快速檢驗、鑒定木材提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

南方紅豆杉、羅漢松樣本均來自于國家林業(yè)局森林公安司法鑒定中心。Nicolet 7199 型FTIR 傅立葉紅外光譜儀（美國Nicolet公司）。使用KBr壓片法制樣；測試波數(shù)范圍為：400～4 000 cm-1，儀器分辨率：4 cm-1，掃描次數(shù)：32次。

1.2方法

將木材樣本氣干后，粉碎獲得木粉，過100目篩，真空干燥后制樣，獲得紅外光譜圖。

2結(jié)果與分析

木材來自樹干的次生木質(zhì)部，由眾多的的空腔細(xì)胞構(gòu)成，所以木材的性質(zhì)主要由細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)決定。細(xì)胞壁的主要成分包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素，這幾種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與含量決定了樹種的紅外譜圖特征，所以木材的紅外光譜圖特征可以直接反映木材的結(jié)構(gòu)、組分，進(jìn)而反映其物種特性。南方紅豆杉、羅漢松木材樣本紅外圖譜見圖1，分別按照吸收峰的最大吸收波數(shù)、透過率、吸收帶歸屬情況對2個樣本的主要吸收峰進(jìn)行歸納（表1）。

2.12種木材的紅外光譜中吸收峰歸屬分析

2.22種木材紅外光譜的吸收峰特征

FTIR吸收峰的有無、位置、形狀是反映其物種特征的重要指標(biāo)之一，2種木材在吸收峰出峰位置的不同，可以反映種間差異性。南方紅豆杉木材中具有紅豆杉屬的特有成分紫杉醇，其化合物母核上常含有羥基、羧基、烯羥基、芳環(huán)等取代基，其紅外光譜在波數(shù) 400、1 610～1 635、1 375、1 245、1 060 cm-1等處的吸收峰能反映其結(jié)構(gòu)特征。學(xué)者們認(rèn)為，波數(shù)1 142、1 106、1 060 cm-1等特征峰與紫杉醇含量密切相關(guān)[18-19]。本研究表明，南方紅豆杉在1 106 cm-1位置未見明顯的吸收峰出現(xiàn)，多個峰疊加形成的寬強(qiáng)峰掩蔽了 1 106 cm-1 位置的吸收峰，只能觀察到較小的峰形變化。羅漢松、南方紅豆杉紅外圖譜中反映木質(zhì)素、綜纖維素中O—H伸縮振動的特征峰分別出現(xiàn)在3 380、3 437 cm-1處，波數(shù)偏移較大，該位置的羥基主要來自多糖、苷、醇、酚等物質(zhì)。數(shù)量較多的C—H伸縮振動吸收峰分別在2 923 、2 896 cm-1處，也有一定的偏移，這應(yīng)該是2種木材組分結(jié)構(gòu)方面存在差異導(dǎo)致的。羅漢松在1 230 cm-1處有較小的C—O伸縮振動吸收峰出現(xiàn)，南方紅豆杉在此處雖然有一定的波動，但是未形成明顯的吸收峰，因此可以把此峰作為羅漢松的指示峰。羅漢松在1 452 cm、1 465 cm-1處形成了強(qiáng)度相近的較小的“W”形雙峰，共同反映苯環(huán)的碳骨架振動，其強(qiáng)度明顯弱于相鄰的1 425 cm-1處吸收峰。南方紅豆杉中1 463 cm-1處只有1個吸收峰，其強(qiáng)度與相鄰的1 427cm-1吸收峰強(qiáng)度接近。羅漢松在2 923 cm-1處有1個明顯的纖維素特征峰，南方紅豆杉在其特征峰2 896 cm-1附近的2 933 cm-1處有個較小的肩峰，共同反映了C—H的彎曲振動。以上差異說明羅漢松、南方紅豆杉的木質(zhì)素結(jié)構(gòu)、化學(xué)組分上存在一定區(qū)別。endprint

2.32種木材紅外光譜的吸收峰強(qiáng)度比較

羅漢松、南方紅豆杉雖然多數(shù)吸收峰的峰位比較接近，但是具體吸收峰的強(qiáng)度仍存在明顯差異。從表1可以看出，羅漢松多數(shù)主要吸收峰的透過率明顯低于南方紅豆杉，紅外吸收強(qiáng)度普遍高于南方紅豆杉。選擇幾個有代表性的強(qiáng)峰進(jìn)行比較，如反映羥基特征的波數(shù)3 437 cm-1（南方紅豆杉）、3 385 cm-1（羅漢松）處的峰強(qiáng)度分別為69.7%、52.1%。南方紅豆杉、羅漢松表征C—O伸縮振動、C—H芳香族面內(nèi)彎曲的峰位完全一致，在1 060 、1 030 cm-1位置處形成明顯雙峰，可以看出南方紅豆杉、羅漢松的主要吸收峰強(qiáng)度存在明顯差異，可以作為區(qū)分二者的依據(jù)。由于紅外光譜吸收峰的絕對強(qiáng)度受到試驗條件、操作的影響，往往只具有參考意義，紅外光譜吸收峰相對強(qiáng)度比值可以更客觀地反映物種的親緣關(guān)系及物種的個性特征。本研究中羅漢松、南方紅豆杉的D1 510 cm-1/D1 605 cm-1分別為1.587 4、1.496 6，均大于149，這2處吸收峰均為木質(zhì)素的特征吸收峰，與針闊葉材木質(zhì)素化學(xué)結(jié)構(gòu)不同直接相關(guān)，針葉材木質(zhì)素愈瘡木基約占80%，闊葉材木質(zhì)素一般由40%愈瘡木基、60%紫丁香基共同構(gòu)成，該比值反映2種木材的愈瘡木基木質(zhì)素作用較強(qiáng)，其中羅漢松木質(zhì)素中的愈瘡木基比例較高。本研究選擇以下特征反映木材構(gòu)造的吸收峰：1 736 cm-1（半纖維素）、1 372 cm-1（纖維素和半纖維素）、897 cm-1（纖維素）、1 270 cm-1（木質(zhì)素）（表2）。D1 372 cm-1/D1 510 cm-1可以表征綜纖維素、木質(zhì)素的關(guān)系，綜纖維素含量與紅外吸收強(qiáng)度呈正相關(guān)，所以南方紅豆杉木材中綜纖維素含量略高于羅漢松，纖維素、半纖維素含量高于羅漢松。D1 270 cm-1/D1 510 cm-1表明羅漢松木材的木質(zhì)素中愈瘡木基含量略高于南方紅豆杉。D1 270 cm-1/D1 230 cm-1反映愈瘡木基、紫丁香基的相對比例，羅漢松和南方紅豆杉的該比值分別為131.3、121.7，針葉材的D1 270 cm-1/D1 230 cm-1均超過100，說明2種木材中愈瘡木基丙烷是木質(zhì)素的主要組分[20-21]。

3結(jié)論與討論

本研究表明，南方紅豆杉木材中含有紅豆杉屬植物特有的紫杉醇，羅漢松的主要成分是去甲二萜二內(nèi)酯、雙黃酮，具有較多的羥基、環(huán)氧環(huán)、烯基。2種木材均含有較多的O—H、C—C、CC、C—O基團(tuán)，所以主要出峰位置比較接近。 2種木材均在1 270 cm-1處表現(xiàn)出明顯的特征峰，這是針葉材木質(zhì)素的主要組成單元。有學(xué)者認(rèn)為，紫丁香基木質(zhì)素可能存在于部分針葉材的某一發(fā)育階段，本研究對象均為成熟材，南方紅豆杉、羅漢松均未在 1 330 cm-1附近的紫丁香基特征峰位表現(xiàn)出明顯的吸收峰。羅漢松、南方紅豆杉紅外圖譜中羥基（O—H）、碳?xì)浣。–—H）伸縮振動的特征峰分別在3 380、2 923 cm-1和3 437、2 896 cm-1處出現(xiàn)，波數(shù)偏移較大，表明2種木材組分結(jié)構(gòu)方面存在差異。羅漢松在1 230 cm-1處有較小的C—O伸縮振動吸收峰出現(xiàn)，南方紅豆杉沒有。羅漢松在反映苯環(huán)碳骨架振動的1 452、1 465 cm-1處形成了強(qiáng)度相近的較小的“W”型雙峰，其強(qiáng)度明顯弱于相鄰的1 425 cm-1處吸收峰，南方紅豆杉中1 463 cm-1處只有1個強(qiáng)度和 1 427 cm-1 接近的吸收峰。在纖維素C—H的彎曲振動特征峰區(qū)域，羅漢松在2 923 cm-1處有1個顯著吸收峰，南方紅豆杉在2 896 cm-1附近的2 933 cm-1處有較小的肩峰。以上吸收峰形、峰位的差異，可以用于識別與鑒定以上2種木材。羅漢松多數(shù)吸收峰的透過率明顯低于南方紅豆杉，其紅外吸收強(qiáng)度普遍高于南方紅豆杉。羅漢松、南方紅豆杉的D1 510 cm-1/D1 605 cm-1分別為1.587 4、1.496 6，均大于1.49，反映2種木材的愈瘡木基木質(zhì)素作用較強(qiáng)，其中羅漢松木質(zhì)素中的愈瘡木基比例較高。選擇反映木材構(gòu)造中綜纖維素、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素的代表吸收峰，以木質(zhì)素的骨架振動特征峰波數(shù) 1 510 cm-1 為內(nèi)標(biāo)峰分別進(jìn)行比較，結(jié)果表明，南方紅豆杉木材中綜纖維素含量略高于羅漢松，羅漢松木材木質(zhì)素中愈瘡木基含量略高于南方紅豆杉。

參考文獻(xiàn)：

[1]李堅，王清文，方桂珍，等. 木材波譜學(xué)[M]. 北京：科學(xué)出版社，2003：86-121.

[2]李強(qiáng)，張榮強(qiáng). 仙鶴草原藥材及提取物的紅外光譜的分析與鑒定[J]. 北方藥學(xué)，2011，8（6）：4-5.

[3]周繼國，劉剛，時有明，等. 幾種花粉的傅里葉變換紅外光譜研究[J]. 光譜實驗室，2008，25（2）：132-135.

[4]楊永安，李家旺，司民真. 野生鐵核桃葉和花的紅外光譜分析[J]. 光散射學(xué)報，2011，23（2）：172-176.

[5]郭海濤，薛曉明，侯森林. 紅外光譜分析在野生動物毛發(fā)鑒定中的應(yīng)用[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（6）：495-497.

[6]朱莉，石江濤. 紅松應(yīng)力木木材形成組織的化學(xué)組成特征分析[J]. 植物研究，2012，32（2）：232-236.

[7]胡愛華，邢世巖，鞏其亮. 基于FTIR的針闊葉材木質(zhì)素和纖維素特性[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，37（9）：79-81，90.

[8]鄧啟平，李大綱，張金萍. FTIR法研究出土木材化學(xué)結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分的變化[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報，2008，23（2）：149-153.

[9]李改云，黃安民，秦特夫，等. 馬尾松木材褐腐降解的紅外光譜研究[J]. 光譜學(xué)與光譜分析，2010，30（8）：2133-2136.

[10]李改云，任海青，秦特夫，等. 茯苓褐腐過程中木材化學(xué)成分的變化[J]. 林業(yè)科學(xué)研究，2009，22（4）：592-596.

[11]劉喜明，于再君，沈潔梅. 交趾黃檀與古夷蘇木的FTIR分析比較[J]. 木工機(jī)床，2013（1）：29-31.

[12]胡愛華，邢世巖，鞏其亮. 基于FTIR的銀杏木材鑒別研究[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2009，25（4）：88-92.

[13]楊燕平，陳坤華，王光野. 冷杉和臭冷杉木材解剖觀察[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（4）：181-183.

[14]伏建國，劉金良，楊曉軍，等. 進(jìn)口黃檀屬木材DNA提取與分子鑒定方法初步研究[J]. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報，2013，30（4）：627-632.

[15]伏建國，劉金良，楊曉軍，等. 分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用于木材識別的研究進(jìn)展[J]. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報，2013，30（3）：438-443.

[16]余敏，張浩，周亮，等. 降香黃檀木材DNA提取方法的研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013，40（4）：603-607.

[17]陳方，陳嘉翔. 桉木木素的付立葉變換紅外光譜研究[J]. 纖維素科學(xué)與技術(shù)，1994，2（2）：14-20.

[18]孔德鑫，黃夕洋，李鋒，等. 基于FTIR的曼地亞和南方紅豆杉不同部位紫杉醇含量分析與評價[J]. 光譜學(xué)與光譜分析，2011，31（3）：656-660.

[19]李林軒，孔德鑫，黃夕洋，等. FTIR結(jié)合HPLC研究不同施肥措施對曼地亞紅豆杉紫杉醇含量的影響[J]. 光散射學(xué)報，2010，22（4）：367-372.

[20]秦特夫，黃洛華，周勤. 杉木幼齡材與成熟材木質(zhì)素的化學(xué)官能團(tuán)和化學(xué)鍵特征研究[J]. 林業(yè)科學(xué)，2004，40（2）：137-141.

[21]邰瓞生. 重陽木木質(zhì)素的研究Ⅰ. 重陽木木質(zhì)素的特性與分類[J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，1985（4）：63-70.張荷麗. 毛細(xì)管區(qū)帶電泳法研究杜仲葉中綠原酸含量的變化規(guī)律[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（9）：279-281.endprint

2.32種木材紅外光譜的吸收峰強(qiáng)度比較

羅漢松、南方紅豆杉雖然多數(shù)吸收峰的峰位比較接近，但是具體吸收峰的強(qiáng)度仍存在明顯差異。從表1可以看出，羅漢松多數(shù)主要吸收峰的透過率明顯低于南方紅豆杉，紅外吸收強(qiáng)度普遍高于南方紅豆杉。選擇幾個有代表性的強(qiáng)峰進(jìn)行比較，如反映羥基特征的波數(shù)3 437 cm-1（南方紅豆杉）、3 385 cm-1（羅漢松）處的峰強(qiáng)度分別為69.7%、52.1%。南方紅豆杉、羅漢松表征C—O伸縮振動、C—H芳香族面內(nèi)彎曲的峰位完全一致，在1 060 、1 030 cm-1位置處形成明顯雙峰，可以看出南方紅豆杉、羅漢松的主要吸收峰強(qiáng)度存在明顯差異，可以作為區(qū)分二者的依據(jù)。由于紅外光譜吸收峰的絕對強(qiáng)度受到試驗條件、操作的影響，往往只具有參考意義，紅外光譜吸收峰相對強(qiáng)度比值可以更客觀地反映物種的親緣關(guān)系及物種的個性特征。本研究中羅漢松、南方紅豆杉的D1 510 cm-1/D1 605 cm-1分別為1.587 4、1.496 6，均大于149，這2處吸收峰均為木質(zhì)素的特征吸收峰，與針闊葉材木質(zhì)素化學(xué)結(jié)構(gòu)不同直接相關(guān)，針葉材木質(zhì)素愈瘡木基約占80%，闊葉材木質(zhì)素一般由40%愈瘡木基、60%紫丁香基共同構(gòu)成，該比值反映2種木材的愈瘡木基木質(zhì)素作用較強(qiáng)，其中羅漢松木質(zhì)素中的愈瘡木基比例較高。本研究選擇以下特征反映木材構(gòu)造的吸收峰：1 736 cm-1（半纖維素）、1 372 cm-1（纖維素和半纖維素）、897 cm-1（纖維素）、1 270 cm-1（木質(zhì)素）（表2）。D1 372 cm-1/D1 510 cm-1可以表征綜纖維素、木質(zhì)素的關(guān)系，綜纖維素含量與紅外吸收強(qiáng)度呈正相關(guān)，所以南方紅豆杉木材中綜纖維素含量略高于羅漢松，纖維素、半纖維素含量高于羅漢松。D1 270 cm-1/D1 510 cm-1表明羅漢松木材的木質(zhì)素中愈瘡木基含量略高于南方紅豆杉。D1 270 cm-1/D1 230 cm-1反映愈瘡木基、紫丁香基的相對比例，羅漢松和南方紅豆杉的該比值分別為131.3、121.7，針葉材的D1 270 cm-1/D1 230 cm-1均超過100，說明2種木材中愈瘡木基丙烷是木質(zhì)素的主要組分[20-21]。

3結(jié)論與討論

本研究表明，南方紅豆杉木材中含有紅豆杉屬植物特有的紫杉醇，羅漢松的主要成分是去甲二萜二內(nèi)酯、雙黃酮，具有較多的羥基、環(huán)氧環(huán)、烯基。2種木材均含有較多的O—H、C—C、CC、C—O基團(tuán)，所以主要出峰位置比較接近。 2種木材均在1 270 cm-1處表現(xiàn)出明顯的特征峰，這是針葉材木質(zhì)素的主要組成單元。有學(xué)者認(rèn)為，紫丁香基木質(zhì)素可能存在于部分針葉材的某一發(fā)育階段，本研究對象均為成熟材，南方紅豆杉、羅漢松均未在 1 330 cm-1附近的紫丁香基特征峰位表現(xiàn)出明顯的吸收峰。羅漢松、南方紅豆杉紅外圖譜中羥基（O—H）、碳?xì)浣。–—H）伸縮振動的特征峰分別在3 380、2 923 cm-1和3 437、2 896 cm-1處出現(xiàn)，波數(shù)偏移較大，表明2種木材組分結(jié)構(gòu)方面存在差異。羅漢松在1 230 cm-1處有較小的C—O伸縮振動吸收峰出現(xiàn)，南方紅豆杉沒有。羅漢松在反映苯環(huán)碳骨架振動的1 452、1 465 cm-1處形成了強(qiáng)度相近的較小的“W”型雙峰，其強(qiáng)度明顯弱于相鄰的1 425 cm-1處吸收峰，南方紅豆杉中1 463 cm-1處只有1個強(qiáng)度和 1 427 cm-1 接近的吸收峰。在纖維素C—H的彎曲振動特征峰區(qū)域，羅漢松在2 923 cm-1處有1個顯著吸收峰，南方紅豆杉在2 896 cm-1附近的2 933 cm-1處有較小的肩峰。以上吸收峰形、峰位的差異，可以用于識別與鑒定以上2種木材。羅漢松多數(shù)吸收峰的透過率明顯低于南方紅豆杉，其紅外吸收強(qiáng)度普遍高于南方紅豆杉。羅漢松、南方紅豆杉的D1 510 cm-1/D1 605 cm-1分別為1.587 4、1.496 6，均大于1.49，反映2種木材的愈瘡木基木質(zhì)素作用較強(qiáng)，其中羅漢松木質(zhì)素中的愈瘡木基比例較高。選擇反映木材構(gòu)造中綜纖維素、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素的代表吸收峰，以木質(zhì)素的骨架振動特征峰波數(shù) 1 510 cm-1 為內(nèi)標(biāo)峰分別進(jìn)行比較，結(jié)果表明，南方紅豆杉木材中綜纖維素含量略高于羅漢松，羅漢松木材木質(zhì)素中愈瘡木基含量略高于南方紅豆杉。

參考文獻(xiàn)：

[1]李堅，王清文，方桂珍，等. 木材波譜學(xué)[M]. 北京：科學(xué)出版社，2003：86-121.

[2]李強(qiáng)，張榮強(qiáng). 仙鶴草原藥材及提取物的紅外光譜的分析與鑒定[J]. 北方藥學(xué)，2011，8（6）：4-5.

[3]周繼國，劉剛，時有明，等. 幾種花粉的傅里葉變換紅外光譜研究[J]. 光譜實驗室，2008，25（2）：132-135.

[4]楊永安，李家旺，司民真. 野生鐵核桃葉和花的紅外光譜分析[J]. 光散射學(xué)報，2011，23（2）：172-176.

[5]郭海濤，薛曉明，侯森林. 紅外光譜分析在野生動物毛發(fā)鑒定中的應(yīng)用[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（6）：495-497.

[6]朱莉，石江濤. 紅松應(yīng)力木木材形成組織的化學(xué)組成特征分析[J]. 植物研究，2012，32（2）：232-236.

[7]胡愛華，邢世巖，鞏其亮. 基于FTIR的針闊葉材木質(zhì)素和纖維素特性[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，37（9）：79-81，90.

[8]鄧啟平，李大綱，張金萍. FTIR法研究出土木材化學(xué)結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分的變化[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報，2008，23（2）：149-153.

[9]李改云，黃安民，秦特夫，等. 馬尾松木材褐腐降解的紅外光譜研究[J]. 光譜學(xué)與光譜分析，2010，30（8）：2133-2136.

[10]李改云，任海青，秦特夫，等. 茯苓褐腐過程中木材化學(xué)成分的變化[J]. 林業(yè)科學(xué)研究，2009，22（4）：592-596.

[11]劉喜明，于再君，沈潔梅. 交趾黃檀與古夷蘇木的FTIR分析比較[J]. 木工機(jī)床，2013（1）：29-31.

[12]胡愛華，邢世巖，鞏其亮. 基于FTIR的銀杏木材鑒別研究[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2009，25（4）：88-92.

[13]楊燕平，陳坤華，王光野. 冷杉和臭冷杉木材解剖觀察[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（4）：181-183.

[14]伏建國，劉金良，楊曉軍，等. 進(jìn)口黃檀屬木材DNA提取與分子鑒定方法初步研究[J]. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報，2013，30（4）：627-632.

[15]伏建國，劉金良，楊曉軍，等. 分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用于木材識別的研究進(jìn)展[J]. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報，2013，30（3）：438-443.

[16]余敏，張浩，周亮，等. 降香黃檀木材DNA提取方法的研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013，40（4）：603-607.

[17]陳方，陳嘉翔. 桉木木素的付立葉變換紅外光譜研究[J]. 纖維素科學(xué)與技術(shù)，1994，2（2）：14-20.

[18]孔德鑫，黃夕洋，李鋒，等. 基于FTIR的曼地亞和南方紅豆杉不同部位紫杉醇含量分析與評價[J]. 光譜學(xué)與光譜分析，2011，31（3）：656-660.

[19]李林軒，孔德鑫，黃夕洋，等. FTIR結(jié)合HPLC研究不同施肥措施對曼地亞紅豆杉紫杉醇含量的影響[J]. 光散射學(xué)報，2010，22（4）：367-372.

[20]秦特夫，黃洛華，周勤. 杉木幼齡材與成熟材木質(zhì)素的化學(xué)官能團(tuán)和化學(xué)鍵特征研究[J]. 林業(yè)科學(xué)，2004，40（2）：137-141.

[21]邰瓞生. 重陽木木質(zhì)素的研究Ⅰ. 重陽木木質(zhì)素的特性與分類[J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，1985（4）：63-70.張荷麗. 毛細(xì)管區(qū)帶電泳法研究杜仲葉中綠原酸含量的變化規(guī)律[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（9）：279-281.endprint

2.32種木材紅外光譜的吸收峰強(qiáng)度比較

羅漢松、南方紅豆杉雖然多數(shù)吸收峰的峰位比較接近，但是具體吸收峰的強(qiáng)度仍存在明顯差異。從表1可以看出，羅漢松多數(shù)主要吸收峰的透過率明顯低于南方紅豆杉，紅外吸收強(qiáng)度普遍高于南方紅豆杉。選擇幾個有代表性的強(qiáng)峰進(jìn)行比較，如反映羥基特征的波數(shù)3 437 cm-1（南方紅豆杉）、3 385 cm-1（羅漢松）處的峰強(qiáng)度分別為69.7%、52.1%。南方紅豆杉、羅漢松表征C—O伸縮振動、C—H芳香族面內(nèi)彎曲的峰位完全一致，在1 060 、1 030 cm-1位置處形成明顯雙峰，可以看出南方紅豆杉、羅漢松的主要吸收峰強(qiáng)度存在明顯差異，可以作為區(qū)分二者的依據(jù)。由于紅外光譜吸收峰的絕對強(qiáng)度受到試驗條件、操作的影響，往往只具有參考意義，紅外光譜吸收峰相對強(qiáng)度比值可以更客觀地反映物種的親緣關(guān)系及物種的個性特征。本研究中羅漢松、南方紅豆杉的D1 510 cm-1/D1 605 cm-1分別為1.587 4、1.496 6，均大于149，這2處吸收峰均為木質(zhì)素的特征吸收峰，與針闊葉材木質(zhì)素化學(xué)結(jié)構(gòu)不同直接相關(guān)，針葉材木質(zhì)素愈瘡木基約占80%，闊葉材木質(zhì)素一般由40%愈瘡木基、60%紫丁香基共同構(gòu)成，該比值反映2種木材的愈瘡木基木質(zhì)素作用較強(qiáng)，其中羅漢松木質(zhì)素中的愈瘡木基比例較高。本研究選擇以下特征反映木材構(gòu)造的吸收峰：1 736 cm-1（半纖維素）、1 372 cm-1（纖維素和半纖維素）、897 cm-1（纖維素）、1 270 cm-1（木質(zhì)素）（表2）。D1 372 cm-1/D1 510 cm-1可以表征綜纖維素、木質(zhì)素的關(guān)系，綜纖維素含量與紅外吸收強(qiáng)度呈正相關(guān)，所以南方紅豆杉木材中綜纖維素含量略高于羅漢松，纖維素、半纖維素含量高于羅漢松。D1 270 cm-1/D1 510 cm-1表明羅漢松木材的木質(zhì)素中愈瘡木基含量略高于南方紅豆杉。D1 270 cm-1/D1 230 cm-1反映愈瘡木基、紫丁香基的相對比例，羅漢松和南方紅豆杉的該比值分別為131.3、121.7，針葉材的D1 270 cm-1/D1 230 cm-1均超過100，說明2種木材中愈瘡木基丙烷是木質(zhì)素的主要組分[20-21]。

3結(jié)論與討論

本研究表明，南方紅豆杉木材中含有紅豆杉屬植物特有的紫杉醇，羅漢松的主要成分是去甲二萜二內(nèi)酯、雙黃酮，具有較多的羥基、環(huán)氧環(huán)、烯基。2種木材均含有較多的O—H、C—C、CC、C—O基團(tuán)，所以主要出峰位置比較接近。 2種木材均在1 270 cm-1處表現(xiàn)出明顯的特征峰，這是針葉材木質(zhì)素的主要組成單元。有學(xué)者認(rèn)為，紫丁香基木質(zhì)素可能存在于部分針葉材的某一發(fā)育階段，本研究對象均為成熟材，南方紅豆杉、羅漢松均未在 1 330 cm-1附近的紫丁香基特征峰位表現(xiàn)出明顯的吸收峰。羅漢松、南方紅豆杉紅外圖譜中羥基（O—H）、碳?xì)浣。–—H）伸縮振動的特征峰分別在3 380、2 923 cm-1和3 437、2 896 cm-1處出現(xiàn)，波數(shù)偏移較大，表明2種木材組分結(jié)構(gòu)方面存在差異。羅漢松在1 230 cm-1處有較小的C—O伸縮振動吸收峰出現(xiàn)，南方紅豆杉沒有。羅漢松在反映苯環(huán)碳骨架振動的1 452、1 465 cm-1處形成了強(qiáng)度相近的較小的“W”型雙峰，其強(qiáng)度明顯弱于相鄰的1 425 cm-1處吸收峰，南方紅豆杉中1 463 cm-1處只有1個強(qiáng)度和 1 427 cm-1 接近的吸收峰。在纖維素C—H的彎曲振動特征峰區(qū)域，羅漢松在2 923 cm-1處有1個顯著吸收峰，南方紅豆杉在2 896 cm-1附近的2 933 cm-1處有較小的肩峰。以上吸收峰形、峰位的差異，可以用于識別與鑒定以上2種木材。羅漢松多數(shù)吸收峰的透過率明顯低于南方紅豆杉，其紅外吸收強(qiáng)度普遍高于南方紅豆杉。羅漢松、南方紅豆杉的D1 510 cm-1/D1 605 cm-1分別為1.587 4、1.496 6，均大于1.49，反映2種木材的愈瘡木基木質(zhì)素作用較強(qiáng)，其中羅漢松木質(zhì)素中的愈瘡木基比例較高。選擇反映木材構(gòu)造中綜纖維素、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素的代表吸收峰，以木質(zhì)素的骨架振動特征峰波數(shù) 1 510 cm-1 為內(nèi)標(biāo)峰分別進(jìn)行比較，結(jié)果表明，南方紅豆杉木材中綜纖維素含量略高于羅漢松，羅漢松木材木質(zhì)素中愈瘡木基含量略高于南方紅豆杉。

參考文獻(xiàn)：

[1]李堅，王清文，方桂珍，等. 木材波譜學(xué)[M]. 北京：科學(xué)出版社，2003：86-121.

[2]李強(qiáng)，張榮強(qiáng). 仙鶴草原藥材及提取物的紅外光譜的分析與鑒定[J]. 北方藥學(xué)，2011，8（6）：4-5.

[3]周繼國，劉剛，時有明，等. 幾種花粉的傅里葉變換紅外光譜研究[J]. 光譜實驗室，2008，25（2）：132-135.

[4]楊永安，李家旺，司民真. 野生鐵核桃葉和花的紅外光譜分析[J]. 光散射學(xué)報，2011，23（2）：172-176.

[5]郭海濤，薛曉明，侯森林. 紅外光譜分析在野生動物毛發(fā)鑒定中的應(yīng)用[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（6）：495-497.

[6]朱莉，石江濤. 紅松應(yīng)力木木材形成組織的化學(xué)組成特征分析[J]. 植物研究，2012，32（2）：232-236.

[7]胡愛華，邢世巖，鞏其亮. 基于FTIR的針闊葉材木質(zhì)素和纖維素特性[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，37（9）：79-81，90.

[8]鄧啟平，李大綱，張金萍. FTIR法研究出土木材化學(xué)結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分的變化[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報，2008，23（2）：149-153.

[9]李改云，黃安民，秦特夫，等. 馬尾松木材褐腐降解的紅外光譜研究[J]. 光譜學(xué)與光譜分析，2010，30（8）：2133-2136.

[10]李改云，任海青，秦特夫，等. 茯苓褐腐過程中木材化學(xué)成分的變化[J]. 林業(yè)科學(xué)研究，2009，22（4）：592-596.

[11]劉喜明，于再君，沈潔梅. 交趾黃檀與古夷蘇木的FTIR分析比較[J]. 木工機(jī)床，2013（1）：29-31.

[12]胡愛華，邢世巖，鞏其亮. 基于FTIR的銀杏木材鑒別研究[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2009，25（4）：88-92.

[13]楊燕平，陳坤華，王光野. 冷杉和臭冷杉木材解剖觀察[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（4）：181-183.

[14]伏建國，劉金良，楊曉軍，等. 進(jìn)口黃檀屬木材DNA提取與分子鑒定方法初步研究[J]. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報，2013，30（4）：627-632.

[15]伏建國，劉金良，楊曉軍，等. 分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用于木材識別的研究進(jìn)展[J]. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報，2013，30（3）：438-443.

[16]余敏，張浩，周亮，等. 降香黃檀木材DNA提取方法的研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013，40（4）：603-607.

[17]陳方，陳嘉翔. 桉木木素的付立葉變換紅外光譜研究[J]. 纖維素科學(xué)與技術(shù)，1994，2（2）：14-20.

[18]孔德鑫，黃夕洋，李鋒，等. 基于FTIR的曼地亞和南方紅豆杉不同部位紫杉醇含量分析與評價[J]. 光譜學(xué)與光譜分析，2011，31（3）：656-660.

[19]李林軒，孔德鑫，黃夕洋，等. FTIR結(jié)合HPLC研究不同施肥措施對曼地亞紅豆杉紫杉醇含量的影響[J]. 光散射學(xué)報，2010，22（4）：367-372.

[20]秦特夫，黃洛華，周勤. 杉木幼齡材與成熟材木質(zhì)素的化學(xué)官能團(tuán)和化學(xué)鍵特征研究[J]. 林業(yè)科學(xué)，2004，40（2）：137-141.

[21]邰瓞生. 重陽木木質(zhì)素的研究Ⅰ. 重陽木木質(zhì)素的特性與分類[J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，1985（4）：63-70.張荷麗. 毛細(xì)管區(qū)帶電泳法研究杜仲葉中綠原酸含量的變化規(guī)律[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（9）：279-281.endprint