燕窩與銀耳紅外光譜、熱分析及微觀結(jié)構(gòu)對(duì)比研究

丁融　武秋娣　鄒銀波　李梅

摘要：為區(qū)分燕窩與銀耳，利用紅外光譜（FTIR）分析了燕窩與銀耳化學(xué)官能團(tuán)，并對(duì)二者紅外光譜一階導(dǎo)數(shù)、Norris—階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)圖進(jìn)行分析，利用綜合熱分析儀分析其在受熱過(guò)程中的熱性能，掃描電鏡（SEM）觀察二者表面微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，燕窩和銀耳紅外光譜主要吸收峰形狀相似、位置相近，但吸收峰強(qiáng)度有較大差異，燕窩主要吸收峰強(qiáng)度大。二者在3 431、2 922 cm-1均有蛋白質(zhì)、氨基酸及多糖分子羥基、甲基和亞甲基吸收峰，在1 636、1 448、1 384 cm-1分別有蛋白質(zhì)酰胺I帶、酰胺II帶、酰胺III帶伸縮振動(dòng)吸收峰，而銀耳在1 732 cm-1有脂肪吸收峰，在波數(shù)小于1 300 cm-1指紋區(qū)，燕窩和銀耳紅外光譜一階導(dǎo)數(shù)、Norris—階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)圖差異較大。燕窩與銀耳熱失重曲線和DSC曲線有明顯差異，燕窩在160～400 ℃熱失重較大，而銀耳在250～400 ℃熱失重較大，且銀耳熱失重及吸放熱比燕窩大。燕窩和銀耳表面微觀結(jié)構(gòu)有明顯差別，燕窩表面光滑，有明顯條形紋理，大紋理沿某方向取向，小紋理縱橫交錯(cuò)，銀耳表面有大量凸體結(jié)構(gòu)，且凸體相互堆積。

關(guān)鍵詞：燕窩;銀耳;紅外光譜;熱分析;SEM

中圖分類(lèi)號(hào)：R282.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2020） 16-0134-05

D0I：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.16.030

燕窩是由雨燕科動(dòng)物金絲燕及多種同屬燕類(lèi)用唾液分泌物與續(xù)羽等混合凝結(jié)所筑成的窩巢，為名貴中藥，其營(yíng)養(yǎng)和藥理價(jià)值很高，有“圣藥”美稱(chēng)?！侗静菥V目》記載表明“燕窩入肺生氣、入腎滋水、入胃補(bǔ)脾、補(bǔ)而不燥”[1]?！侗静菥V目拾遺》記載其“味甘淡平，大養(yǎng)肺陰，化痰止嗽，補(bǔ)而能清，為調(diào)理虛損療之圣藥，一切病之由于肺虛不能清肅下行者，用此者可治之”[2]。燕窩性味甘、平、歸心、肺、腎經(jīng)，具有養(yǎng)陰潤(rùn)燥、益氣補(bǔ)中的功效，臨床可用于治療虛損、癆瘵、咳嗽痰喘、咯血、吐血、久痢、久瘧、噎膈反胃等癥[3]。銀耳又稱(chēng)白木耳，是一種生長(zhǎng)于枯木上的膠質(zhì)真菌，有較好藥用價(jià)值，營(yíng)養(yǎng)全面，被稱(chēng)為“山珍”“菌中明珠”?！侗静菰?shī)解藥注》記載“白耳有麥冬之潤(rùn)而無(wú)其寒，有玉竹之甘而無(wú)其膩，誠(chéng)潤(rùn)肺滋陰之要品，為人參、鹿茸、燕窩所不及”[4]。歷代醫(yī)學(xué)家都認(rèn)為銀耳有強(qiáng)精、補(bǔ)腎、潤(rùn)肺、生津、止咳、降火、潤(rùn)腸、益胃、補(bǔ)氣、和血、強(qiáng)心、壯身、補(bǔ)腦、提神、美容、嫩膚、延年、益壽的功能，是“延年益壽之品”“長(zhǎng)生不老良藥”。

燕窩含有豐富活性糖蛋白、多種天然營(yíng)養(yǎng)物及礦物質(zhì)。燕窩蛋白質(zhì)含量高，水分含量和脂肪含量低，具有8種人體必需氨基酸（色氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸、纈氨酸、賴氨酸、亮氨酸、異亮氨酸和苯丙氨酸），且含量高。銀耳中最重要的活性物質(zhì)是銀耳多糖[5]，含有6種人體必需氨基酸，缺乏亮氨酸和異亮氨酸。燕窩和銀耳兩者外表、顏色相似，味道相近，容易混淆。由于燕窩一直被認(rèn)為是高檔滋補(bǔ)品，燕窩珍貴及燕窩行業(yè)利潤(rùn)豐厚，導(dǎo)致市場(chǎng)上摻雜、摻偽等現(xiàn)象嚴(yán)重，給消費(fèi)者和運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)混亂。一些不法商家以白木耳冒充燕窩，將白木耳用水浸泡，挑選較好白木耳粉碎配制的糖液攪拌灌裝生產(chǎn)假燕窩。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)燕窩營(yíng)養(yǎng)成分、藥理功效、摻偽及鑒別方法、食用安全等進(jìn)行了大量研究，采用先進(jìn)的技術(shù)用于鑒別燕窩，主要有指紋圖譜、紅外光譜、拉曼光譜、熒光分析、顯微鏡、X射線顯微分析、凝膠電泳、色譜等[6-21]。但目前尚未有對(duì)燕窩與銀耳相關(guān)的對(duì)比分析，因此，本研究對(duì)燕窩和銀耳進(jìn)行紅外光譜（包括紅外光譜的一階導(dǎo)數(shù)、Norris —階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)圖）分析、熱分析（TG、DSC）以及表面微觀結(jié)構(gòu)對(duì)比分析，為進(jìn)一步從光譜學(xué)、熱譜及微觀結(jié)構(gòu)等方面區(qū)分燕窩和銀耳提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1 材料

燕窩：產(chǎn)于馬來(lái)西亞;銀耳：購(gòu)于南京金瑞食品有限公司。

1.2性能測(cè)試

1）紅外光譜。將燕窩和銀耳樣品于真空干燥處理（110 ℃，2 h），取少量樣品研磨成粉狀，取其粉末0.002 g與溴化鉀0.2 g混合均勻壓片制備試樣，用NicoletiS-1063001 FTIR譜儀（賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司）對(duì)試樣進(jìn)行掃描，波數(shù)為4 000～400 cm-1，分辨率為4 cm-1，掃描次數(shù)為16次。用Omnic 8.3軟件對(duì)原始紅外光譜圖進(jìn)行基線校正、歸一化處理得到燕窩和銀耳紅外光譜圖，然后進(jìn)行一階、Norris一階和二階求導(dǎo)得3種導(dǎo)數(shù)光譜圖。

2） 熱失重-差示掃描量熱分析。利用NETZSCH STA449 F3 Jupiter（耐馳科學(xué)儀器商貿(mào)（上海）有限公司）綜合熱性能分析儀分析燕窩和銀耳的熱性能，得到熱失重（TG）和差示掃描（DSC）曲線，測(cè)試環(huán)境為惰性氣體氬氣，溫度范圍取30～600℃，升溫速率10 ℃/min。

3） 微觀結(jié)構(gòu)。采用S-4800掃描電鏡（日本日立株式會(huì)社）對(duì)燕窩和銀耳表面微相形貌進(jìn)行觀察。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅外光譜分析

圖1為燕窩和銀耳紅外光譜圖。由圖1可見(jiàn)，燕窩和銀耳紅外光譜主要吸收位置相近，但吸收峰強(qiáng)度有較大差異。它們共同吸收峰主要有：波數(shù)3 431 cm-1為蛋白質(zhì)、氨基酸及多糖分子的輕基伸縮振動(dòng)吸收峰，在2 922 cm-1有蛋白質(zhì)、氨基酸及多糖分子的甲基和亞甲基吸收峰，1 636、1 448、1 384cm-1處為蛋白質(zhì)酰胺I帶、酰胺II帶、酰胺III帶的伸縮振動(dòng)吸收峰，1 035 cm-1有多糖分子的輕基振動(dòng)吸收峰。在上述吸收位置，燕窩比銀耳吸收峰強(qiáng)，但透過(guò)率低，在3 431 cm-1吸收峰，銀耳透過(guò)率為68%，燕窩透過(guò)率為55%;在1 636 cm-1吸收峰，銀耳透過(guò)率為85%，燕窩透過(guò)率為70%，說(shuō)明燕窩蛋白質(zhì)和氨基酸含量明顯比銀耳高。由圖1還可知，銀耳在1 732 cm-1有脂肪特征吸收峰，而燕窩無(wú)脂肪吸收峰，可能是脂肪含量很低而未能檢測(cè)出。燕窩富含碳化合物、蛋白質(zhì)、醣類(lèi)、脂肪、纖維、水分、鈣、磷、鉀、鐵等，其蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量低、必需氨基酸含量高，有促進(jìn)人體活力的氨基酸（唾液酸、賴氨酸、胱氨酸和精氨酸等），其中唾液酸（稱(chēng)燕窩酸）為糖類(lèi)轉(zhuǎn)化物，在燕窩中其與蛋白質(zhì)呈結(jié)合狀態(tài)，且含量高，是燕窩最有價(jià)值的成分之一[10-12]。

由于燕窩和銀耳紅外光譜吸收峰的位置相近，為了進(jìn)一步區(qū)分二者差別，在波數(shù)2 500～400 cm-1段對(duì)二者紅外光譜進(jìn)行一階導(dǎo)數(shù)、Norris —階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)圖分析，結(jié)果分別見(jiàn)圖2、圖3和圖4。在波數(shù)小于1 800 cm-1時(shí)，燕窩和銀耳紅外一階導(dǎo)數(shù)、Norris —階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)光譜均存在明顯差異。在波數(shù)1800～1300 cm-1，燕窩一階導(dǎo)數(shù)光譜圖有向上和向下雙峰，峰型清晰，分別呈W形和M形，而銀耳有很多聚集一起向上峰;在該波數(shù)段，燕窩Norris —階導(dǎo)數(shù)圖有向上和向下峰，與一階導(dǎo)數(shù)相似，而銀耳有3個(gè)向上峰，燕窩二階導(dǎo)數(shù)圖峰值上、下振動(dòng)幅度較小，而銀耳峰值上、下振動(dòng)幅度較大。在波數(shù)小于1300 cm-1指紋區(qū)，二者的3種圖差異更大，燕窩一階導(dǎo)數(shù)圖峰多且比銀耳峰值振幅大，銀耳在該區(qū)間只有一個(gè)較大尖峰;在該波數(shù)段，燕窩和銀耳Norris—階導(dǎo)數(shù)圖峰多，且一些波數(shù)段偏向上、另一些波數(shù)段偏向下，但銀耳比燕窩峰值幅度小，二者的二階導(dǎo)數(shù)圖也有較大不同，燕窩有二個(gè)較小尖峰，而銀耳有較大一個(gè)尖峰。由此可見(jiàn)，以燕窩和銀耳紅外光譜一階導(dǎo)數(shù)、Norris—階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)圖可以更好地區(qū)分二者。

2.2熱穩(wěn)定性分析

圖5是燕窩與銀耳的TG曲線和DSC曲線。由圖5可知，燕窩與銀耳熱失重曲線和DSC曲線有明顯差異。在30～55℃階段，燕窩與銀耳幾乎不失重，在55～250℃階段失重速率較緩慢，可能是它們小分子水失重引起。燕窩在160～400℃失重較大，而銀耳在250～400℃失重較大，且銀耳在這階段失重率更大，這是由于燕窩與銀耳均有蛋白質(zhì)、氨基酸及多糖分子，這些有機(jī)物大分子在160～400℃階段會(huì)發(fā)生熱分解，燕窩的蛋白質(zhì)、氨基酸含量比銀耳高，蛋白質(zhì)在60～160℃會(huì)熱分解脫水，160～260 ℃蛋白質(zhì)大分子鏈段分解成小分子鏈段和小分子氣體（〇2和N2），260 ℃以上為蛋白質(zhì)分解碎片的分解階段，在小分子氣體作用下進(jìn)一步發(fā)生熱分解反應(yīng)，氧氣會(huì)加速熱分解，而氮?dú)饩徛裏岱纸猓殡S著放熱反應(yīng)，而銀耳主要成分為多糖，多糖的初始熱分解溫度比較高。燕窩熱失重較銀耳小，熱失重較銀耳緩慢，燕窩熱分解后剩余質(zhì)量比高于銀耳。燕窩和銀耳在熱失重過(guò)程中伴隨著吸熱和放熱反應(yīng)，在260℃后吸熱和放熱峰值較大，銀耳吸熱和放熱峰值更大。其原因可能是燕窩的主要成分水溶性蛋白質(zhì)比銀耳的主要成分多糖在熱分解反應(yīng)時(shí)吸熱和放熱較小。

2.3微觀結(jié)構(gòu)分析

圖6為燕窩和銀耳表面微觀結(jié)構(gòu)SEM圖。燕窩和銀耳表面微觀結(jié)構(gòu)有明顯差異，燕窩表面光滑，具有明顯的表面條形紋理，且大紋理沿某方向取向，小紋理縱橫交錯(cuò);銀耳表面有大量凸體結(jié)構(gòu)，且凸體結(jié)構(gòu)相互堆積一起。由于燕窩是由唾液分泌物與續(xù)羽等混合凝結(jié)所筑成，決定其表面光滑，具有明顯的紋理結(jié)構(gòu)，而銀耳是一種生長(zhǎng)于枯木上的膠質(zhì)真菌，決定其表面有大量凸體。光譜分析及表面微觀結(jié)構(gòu)的差異為區(qū)分燕窩和銀耳提供了一種綜合檢測(cè)方法。

3結(jié)論

1） 燕窩和銀耳紅外光譜主要吸收位置相近，吸收峰強(qiáng)度有較大差異，它們均有蛋白質(zhì)、氨基酸和多糖羥基、甲基和亞甲基吸收峰，有蛋白質(zhì)酰胺I帶、酰胺II帶、酰胺III帶的伸縮振動(dòng)吸收峰，銀耳在1732 cm-1附近有脂肪類(lèi)吸收峰。在波數(shù)小于1 300cm-1指紋區(qū)，燕窩和銀耳紅外光譜一階導(dǎo)數(shù)、二階導(dǎo)數(shù)及Norris —階導(dǎo)數(shù)圖差異較大。

2） 燕窩與銀耳的TG曲線和DSC曲線有明顯差異，燕窩在160～400 ℃熱失重較大，而銀耳在250～?400℃熱失重較大，且銀耳熱失重及吸放熱比燕窩大。燕窩和銀耳表面微觀結(jié)構(gòu)有較大差異，燕窩表面光滑，有明顯條形紋理，銀耳表面有大量凸體結(jié)構(gòu)，凸體之間相互堆積。

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收稿日期：2019-10-15

基金項(xiàng)目：國(guó)家然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目（51102136）

作者簡(jiǎn)介：丁融（1991-），女，安徽合肥人，美國(guó)注冊(cè)營(yíng)養(yǎng)師，碩士研究生，主要從事臨床營(yíng)養(yǎng)科工作，（電話）13813973176（電子信箱）865823139@qq.com。