幾種野生紅菇的紅外光譜及其二維相關(guān)紅外光譜的分析

馬殿旭

(昭通學(xué)院物理與信息工程學(xué)院,云南 昭通657000)

紅菇是擔(dān)子菌系擔(dān)子菌亞門的大型真菌,子實(shí)體肉質(zhì)脆,色澤較鮮艷,該科真菌生在林中地上[1]。分布于全世界,紅菇科有兩個(gè)屬,紅菇屬和乳菇屬,紅菇屬有很多可食用的野生蘑菇,如:近似酒紅菇、變綠紅菇、稀褶紅菇、亞稀褶紅菇等[2]。近似酒紅菇又叫大紅菇,是營(yíng)養(yǎng)豐富的美味野生菌,大紅菇分布廣泛,而且有很高的食用價(jià)值和藥用價(jià)值,是主要的出口野生蘑菇之一[2,3]；變綠紅菇又叫青頭菌,其食用性眾所周知[3]。稀褶紅菇可食,它和亞稀褶紅菇很相似,但亞稀褶紅菇有劇毒[4]。紅菇科野生菌種類繁多,對(duì)野生菌的分析鑒別不僅對(duì)蘑菇的食用、藥用、經(jīng)濟(jì)性及生物多樣性都有很大的價(jià)值。

對(duì)于蘑菇的研究現(xiàn)在更多的是對(duì)蘑菇中的成分進(jìn)行提取,并對(duì)這些提取物的藥用特性進(jìn)行分析[5]。另外也有通過紅外光譜或者氣相色譜來區(qū)分鑒別蘑菇[6],本文將通過應(yīng)用傅里葉紅外光譜二維相關(guān)紅外光譜和相關(guān)性分析對(duì)幾種紅菇進(jìn)行分析,找到各自的特點(diǎn),從而區(qū)分不同的蘑菇。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

文章用到的儀器有Perkin Elmer 公司生產(chǎn)的Frontier 型光譜儀,變溫附件為L(zhǎng)ove Control 公司的Portable Controller 溫度控制單元50-886 型。

1.2 采集光譜

野生紅菇采自云南大理蒼山,洗凈晾干樣品。試驗(yàn)中取小部分樣品,加入溴化鉀充分研磨,壓片待測(cè)。

2 結(jié)果與討論

2.1 幾種紅菇的光譜分析

圖1 是變綠紅菇、近似酒紅菇和稀褶紅菇的紅外光譜,通過原始光譜分析發(fā)現(xiàn),三種紅菇的傅里葉紅外光譜非常相似,只有吸收峰強(qiáng)度和位置有一些差異,對(duì)其吸收進(jìn)行峰分析如表1[4,5]:

圖1 三種野生紅菇的FTIR 光譜

表1 振動(dòng)峰的吸收歸屬

綜上可以看出,三種紅菇的光譜典型的特征吸收峰主要成分為蛋白質(zhì)和碳水化合物。

2.2 幾種紅菇的光譜相關(guān)性分析

相關(guān)性分析能夠反映各個(gè)樣品光譜數(shù)據(jù)之間的相似情況,值越接近1,相關(guān)性越高,說明樣品差異就越小[4]；值越接近0,相關(guān)性越低,說明樣品差異就越大。對(duì)幾種紅菇傅里葉紅外光譜進(jìn)行pearson 相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),近似酒紅菇和稀褶紅菇相關(guān)性最高,達(dá)到了0.994,相關(guān)性最低的是變綠紅菇和稀褶紅菇之間,相關(guān)系數(shù)為0.980,但也是極強(qiáng)相關(guān)。(表2)

表2 相關(guān)性分析

通過運(yùn)用pearson 相關(guān)數(shù)據(jù)分析,能夠簡(jiǎn)略看出樣品之間的差異,但差異依然較小,進(jìn)一步對(duì)光譜進(jìn)行二維相關(guān)紅外光譜分析。

2.3 幾種紅菇的2D-IR 特征分析

二維相關(guān)技術(shù)理論是日本化學(xué)家Isao Noda(野田勇夫)提出,在紅外光譜應(yīng)用中,二維相關(guān)紅外光譜能夠簡(jiǎn)化復(fù)雜光譜,展現(xiàn)各種官能團(tuán)在溫度微擾下的相互作用,提高譜圖分辨率[7,8]。

對(duì)幾種紅菇樣品進(jìn)行二維相關(guān)紅外光譜分析,得到900～1700cm-1范圍的二維相關(guān)紅外同步光譜圖,如圖2 所示,2D-IR 光譜表明:幾種紅菇的2D-IR 光譜差異較大。圖中紅色相關(guān)峰為正相關(guān)峰,藍(lán)色相關(guān)峰為負(fù)相關(guān)峰[7]。對(duì)角線上的峰稱為自動(dòng)峰,反應(yīng)了樣品中各化學(xué)基團(tuán)對(duì)溫度微擾的敏感程度[8]。其它的峰稱為交叉峰,反應(yīng)的是分子內(nèi)或分子間的相互作用[7,8]。三種紅菇自動(dòng)鋒如表3。

表3 自動(dòng)峰及峰強(qiáng)度

圖2 幾種紅菇在900～1700cm-1 范圍內(nèi)的二維相關(guān)同步紅外光譜

通過其自動(dòng)鋒的位置強(qiáng)度可以看出,幾種樣品二維紅外光譜差異很大,可以明顯的區(qū)分鑒別開。所以完全可以通過同步二維光譜實(shí)現(xiàn)各個(gè)蘑菇的區(qū)分。

3 結(jié)論

文章應(yīng)用紅外光譜技術(shù)結(jié)合二維相關(guān)紅外光譜技術(shù)對(duì)幾種紅菇進(jìn)行分析鑒別。在原始光譜和pearson 相關(guān)分析中,各樣品光譜差異不大,最后從二維相關(guān)紅外光譜中很清晰的能夠區(qū)分各種樣品,因此,應(yīng)用高分辨率的二維相關(guān)紅外譜能夠?qū)崿F(xiàn)不同紅菇是的分析鑒別,該種方法具有簡(jiǎn)便、快捷等特點(diǎn)。