六種桂花的傅里葉變換紅外光譜快速鑒別

胡宗智+趙小蓉+孫小華+吳敏+萬皓

摘要：采用傅里葉變換紅外光譜儀的衰減全反射附件—OMNI采樣器，對湖北咸寧所產的金桂、銀桂、蒲城丹桂、硬葉丹桂、天香臺閣四季桂、小葉四季桂等4個種群的6個不同品種的桂花（Osmanthus fragrans）進行了紅外光譜對比分析。結果表明，6個桂花樣品在1 731～1 022 cm-1區域的紅外光譜吸收峰差異明顯。應用衰減全反射紅外光譜技術可對不同品種的桂花進行快速鑒別。

關鍵詞：桂花（Osmanthus fragrans）；傅里葉變換紅外光譜；鑒別

中圖分類號：O657.33；S685.13 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）01-0100-02

Rapid Identification of Six Kinds of Osmanthus Fragrans by Fourier Transform Infrared Spectroscopy

HU Zong-zhi1a，ZHAO Xiao-rong1b，2，SUN Xiao-hua1a，WU Min1a，WAN Hao1a

（1a. College of Mechanism & Material Engineering； 1b.College of Hydraulic & Environmental Engineering， China Three Gorges University， Yichang 443002， Hubei，China； 2. Engineering Research Center of Eco-environment in Three Gorges Reservoir Region， Ministry of Education， Yichang 443002， Hubei， China）

Abstract： OMNI sampler， the attenuated total reflection accessory of the Fourier transform infrared spectrometer（ATR-FTIR）， was used to collect the infrared spectra of six kinds of Osmanthus fragrans belonging to four different species including thunbergii，latifolius，aurantiacus ‘Pucheng，aurantiacus ‘Yingye，semperflorens‘Tianxiangtaige，semperflorens ‘Xiaoye from Xianning city， Hubei province. Results showed that the absorption peaks of the infrared spectra for different samples in the area of 1 731～1 022 cm-1 were quite different from each other. The ATR-FTIR technique could rapidly identify different kinds of O. fragrans.

Key words： Osmanthus fragrans； Fourier transform infrared spectroscopy； Discrimination

收稿日期：2013-03-29

作者簡介：胡宗智（1966-），男，湖北咸寧人，副教授，碩士，從事紅外光譜技術及其應用研究，（電話）15997579871（電子信箱）zongzhihu@163.com。

桂花（Osmanthus fragrans）系木犀科（Qleaceae）常綠灌木或小喬木，又名木犀、巖桂、九里香、金粟，主要分為金桂、銀桂、丹桂和四季桂等4個品種群[1]。桂花原產于中國西南山區，素以花香著稱，是中國十大傳統名花之一，極具觀賞價值[2]；同時，桂花又是中國特有的香料植物，廣泛應用于化妝品、香精香料、食品等行業[3]；另外，桂花還具有較高的藥用價值，中醫認為桂花性溫味辛，具有健胃、化痰、生津、散痰、平肝的功效，能治痰多咳嗽、腸風血痢、牙痛口臭、食欲不振、經閉腹痛等[4]。不同品種桂花的化學成分存在一定差別，其應用價值亦有所不同。單從感官上對桂花進行鑒別分析容易發生錯誤，而一些化學和生物分子技術的鑒別雖然結果準確，但操作復雜、需要樣品的量大[5，6]。傅里葉變換紅外光譜技術具有整體特征性強、取樣量小、簡便迅速、準確等特點，已在天然作物分析鑒別領域得到了廣泛的應用[7，8]，但目前還鮮見應用紅外光譜技術對桂花進行鑒別分析的報道。湖北省咸寧市作為歷史上著名的五大桂花產區之一，因該產地的桂花瓣大、肉厚、留香持久、質優量大，被授予中國“桂花之鄉”之稱[9]。因此試驗擬采用美國Thermo Electron公司生產的傅里葉變換紅外光譜儀的衰減全反射附件—OMNI采樣器，對產自咸寧的4個種群6個不同品種的桂花進行紅外光譜對比分析。

1 材料與方法

1.1 樣本采集

試驗用桂花品種為金桂、銀桂、浦城丹桂、硬葉丹桂、天香臺閣四季桂、小葉四季桂，均采自湖北省咸寧市桂花鎮。

1.2 儀器設備與測試條件

傅里葉變換紅外光譜儀（美國Thermo Electron公司，型號：Nexus），配備鍺晶的ATR附件和OMNI采樣器，DTGS-KBr檢測器；掃描范圍4 000～650 cm-1，分辨率4 cm-1，掃描累加32次。

1.3 樣本測試

將采集的新鮮桂花真空干燥后置于瑪瑙研缽磨細，取少許粉末樣品直接放在鍺晶體上，旋轉OMNI采樣器固定鈕固定樣品，在4 000～650 cm-1波數內掃描，采集樣品的衰減全反射紅外光譜圖。

2 結果與分析

2.1 6個品種桂花的紅外光譜特征

6個不同桂花樣品的ATR-FTIR譜圖見圖1。從圖1可以看出，在3 650～3 050 cm-1區域出現的寬強峰歸屬為-OH、-NH的伸縮振動；在2 920 cm-1及2 850 cm-1附近的吸收峰為-CH2的不對稱及對稱伸縮振動峰；在1 731 cm-1附近出現了中強吸收峰，說明它們內部含有大量的羰基；1 688 cm-1附近的吸收峰為C=C的伸縮振動引起；1 456 cm-1及1 376 cm-1處的吸收峰為-CH2和-CH3的彎曲振動峰，1 250 cm-1附近吸收峰為酰胺Ⅲ帶吸收峰，金桂及銀桂在1 645 cm-1附近還出現了酰胺Ⅰ帶特征峰；1 162 cm-1附近吸收峰及1 035 cm-1附近出現的強吸收峰為糖類C-O的伸縮振動。由以上分析可推斷出桂花的主要成分為糖類、酮酯類、醇類、氨基酸、烯烴類化合物等，與陳虹霞等[9]和檀華蓉等[10]的報道一致。

2.2 6個品種桂花的紅外光譜對比分析

從圖1可看出，6個桂花品種的紅外光譜圖存在一定程度差異，主要體現在最強峰出現的位置及峰形特征，包括1 731 cm-1與1 688 cm-1兩處特征峰的相對峰強以及1 645 cm-1附近是否存在明顯吸收峰等。6個桂花樣品的紅外光譜吸收峰主要差別見表1。從圖1及表1可看出，除金桂及銀桂在1 645 cm-1附近有明顯吸收峰外，其他桂花品種在此處均沒有明顯的吸收峰。銀桂與金桂雖然峰形相似，但銀桂最強峰出現的位置較金桂出現了14 cm-1的藍移；蒲城丹桂與金桂最強峰出現的位置相近，但蒲城丹桂在1 731 cm-1及1 688 cm-1處吸收峰的峰高幾乎相同，蒲城丹桂的這一特點同時也明顯區別于其他桂花品種；硬葉丹桂的FTIR譜圖與所有桂花樣品明顯的區別在于1 022、1 048、1 077 cm-1處出現強度大且峰強相近的三重裂分峰，同時在1 731 cm-1與1 688 cm-1處的峰強差別也較其他樣品大；小葉四季桂較天香臺閣四季桂的最強峰的位置出現了5 cm-1紅移，并在最強峰附近分裂為一強（1 027 cm-1處）一弱（1 048 cm-1處）的雙峰。

3 小結

試驗結果表明，采自湖北咸寧的桂花樣品由于種群不同及同一種群品種不同，其主成分含量不同，導致其紅外光譜所呈現的特征峰有明顯差異，因此可用FTIR方法來區分不同種群及品種的桂花。應用ATR-FTIR技術對桂花進行分析鑒別，無需化學處理，簡單易行，快速方便。

參考文獻：

[1] 楊康民，朱文江.桂花[M].上海：上海科學技術出版社，2000.

[2] 段一凡，王賢榮，梁麗麗，等.湖北咸寧桂花品種數量分類研究[J].湖北民族學院學報（自然科學版），2010，28（3）：289-293.

[3] 彭國全，季夢成.中國木犀屬（桂花屬Osmanthus）植物的研究概況和開發利用[J].江西科學，2004，22（3）：221-226.

[4] 李素云，徐良華，王純建，等.浦城丹桂花揮發性成分分析[J].福建中醫藥大學學報，2012，22（3）：47-49.

[5] 趙小蘭，姚崇懷.桂花部分品種的RAPD分析[J].華中農業大學學報，1999，18（5）：484-487.

[6] 胡春弟，梁逸曾，曾茂茂，等.不同品種桂花揮發油成分的分析研究[J].化學試劑，2010，32（3）：231-234.

[7] 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].光散射學報，2011，23（2）：172-176.

[8] 孫素琴，杜德國，梁曦云，等.36 種靈芝產品傅里葉變換紅外光譜快速鑒別研究[J].分析化學，2001，29（3）：309-312.

[9] 陳虹霞，王成章，孫 燕.不同品種桂花揮發油成分的GC-MS分析[J].生物質化學工程，2012，46（4）：37-41.

[10] 檀華蓉，曹德菊，夏 靜.桂花營養價值分析研究[J].安徽農業科學，1997（1）：49-50.

2 結果與分析

2.1 6個品種桂花的紅外光譜特征

6個不同桂花樣品的ATR-FTIR譜圖見圖1。從圖1可以看出，在3 650～3 050 cm-1區域出現的寬強峰歸屬為-OH、-NH的伸縮振動；在2 920 cm-1及2 850 cm-1附近的吸收峰為-CH2的不對稱及對稱伸縮振動峰；在1 731 cm-1附近出現了中強吸收峰，說明它們內部含有大量的羰基；1 688 cm-1附近的吸收峰為C=C的伸縮振動引起；1 456 cm-1及1 376 cm-1處的吸收峰為-CH2和-CH3的彎曲振動峰，1 250 cm-1附近吸收峰為酰胺Ⅲ帶吸收峰，金桂及銀桂在1 645 cm-1附近還出現了酰胺Ⅰ帶特征峰；1 162 cm-1附近吸收峰及1 035 cm-1附近出現的強吸收峰為糖類C-O的伸縮振動。由以上分析可推斷出桂花的主要成分為糖類、酮酯類、醇類、氨基酸、烯烴類化合物等，與陳虹霞等[9]和檀華蓉等[10]的報道一致。

2.2 6個品種桂花的紅外光譜對比分析

從圖1可看出，6個桂花品種的紅外光譜圖存在一定程度差異，主要體現在最強峰出現的位置及峰形特征，包括1 731 cm-1與1 688 cm-1兩處特征峰的相對峰強以及1 645 cm-1附近是否存在明顯吸收峰等。6個桂花樣品的紅外光譜吸收峰主要差別見表1。從圖1及表1可看出，除金桂及銀桂在1 645 cm-1附近有明顯吸收峰外，其他桂花品種在此處均沒有明顯的吸收峰。銀桂與金桂雖然峰形相似，但銀桂最強峰出現的位置較金桂出現了14 cm-1的藍移；蒲城丹桂與金桂最強峰出現的位置相近，但蒲城丹桂在1 731 cm-1及1 688 cm-1處吸收峰的峰高幾乎相同，蒲城丹桂的這一特點同時也明顯區別于其他桂花品種；硬葉丹桂的FTIR譜圖與所有桂花樣品明顯的區別在于1 022、1 048、1 077 cm-1處出現強度大且峰強相近的三重裂分峰，同時在1 731 cm-1與1 688 cm-1處的峰強差別也較其他樣品大；小葉四季桂較天香臺閣四季桂的最強峰的位置出現了5 cm-1紅移，并在最強峰附近分裂為一強（1 027 cm-1處）一弱（1 048 cm-1處）的雙峰。

3 小結

試驗結果表明，采自湖北咸寧的桂花樣品由于種群不同及同一種群品種不同，其主成分含量不同，導致其紅外光譜所呈現的特征峰有明顯差異，因此可用FTIR方法來區分不同種群及品種的桂花。應用ATR-FTIR技術對桂花進行分析鑒別，無需化學處理，簡單易行，快速方便。

參考文獻：

[1] 楊康民，朱文江.桂花[M].上海：上海科學技術出版社，2000.

[2] 段一凡，王賢榮，梁麗麗，等.湖北咸寧桂花品種數量分類研究[J].湖北民族學院學報（自然科學版），2010，28（3）：289-293.

[3] 彭國全，季夢成.中國木犀屬（桂花屬Osmanthus）植物的研究概況和開發利用[J].江西科學，2004，22（3）：221-226.

[4] 李素云，徐良華，王純建，等.浦城丹桂花揮發性成分分析[J].福建中醫藥大學學報，2012，22（3）：47-49.

[5] 趙小蘭，姚崇懷.桂花部分品種的RAPD分析[J].華中農業大學學報，1999，18（5）：484-487.

[6] 胡春弟，梁逸曾，曾茂茂，等.不同品種桂花揮發油成分的分析研究[J].化學試劑，2010，32（3）：231-234.

[7] 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].光散射學報，2011，23（2）：172-176.

[8] 孫素琴，杜德國，梁曦云，等.36 種靈芝產品傅里葉變換紅外光譜快速鑒別研究[J].分析化學，2001，29（3）：309-312.

[9] 陳虹霞，王成章，孫 燕.不同品種桂花揮發油成分的GC-MS分析[J].生物質化學工程，2012，46（4）：37-41.

[10] 檀華蓉，曹德菊，夏 靜.桂花營養價值分析研究[J].安徽農業科學，1997（1）：49-50.

2 結果與分析

2.1 6個品種桂花的紅外光譜特征

6個不同桂花樣品的ATR-FTIR譜圖見圖1。從圖1可以看出，在3 650～3 050 cm-1區域出現的寬強峰歸屬為-OH、-NH的伸縮振動；在2 920 cm-1及2 850 cm-1附近的吸收峰為-CH2的不對稱及對稱伸縮振動峰；在1 731 cm-1附近出現了中強吸收峰，說明它們內部含有大量的羰基；1 688 cm-1附近的吸收峰為C=C的伸縮振動引起；1 456 cm-1及1 376 cm-1處的吸收峰為-CH2和-CH3的彎曲振動峰，1 250 cm-1附近吸收峰為酰胺Ⅲ帶吸收峰，金桂及銀桂在1 645 cm-1附近還出現了酰胺Ⅰ帶特征峰；1 162 cm-1附近吸收峰及1 035 cm-1附近出現的強吸收峰為糖類C-O的伸縮振動。由以上分析可推斷出桂花的主要成分為糖類、酮酯類、醇類、氨基酸、烯烴類化合物等，與陳虹霞等[9]和檀華蓉等[10]的報道一致。

2.2 6個品種桂花的紅外光譜對比分析

從圖1可看出，6個桂花品種的紅外光譜圖存在一定程度差異，主要體現在最強峰出現的位置及峰形特征，包括1 731 cm-1與1 688 cm-1兩處特征峰的相對峰強以及1 645 cm-1附近是否存在明顯吸收峰等。6個桂花樣品的紅外光譜吸收峰主要差別見表1。從圖1及表1可看出，除金桂及銀桂在1 645 cm-1附近有明顯吸收峰外，其他桂花品種在此處均沒有明顯的吸收峰。銀桂與金桂雖然峰形相似，但銀桂最強峰出現的位置較金桂出現了14 cm-1的藍移；蒲城丹桂與金桂最強峰出現的位置相近，但蒲城丹桂在1 731 cm-1及1 688 cm-1處吸收峰的峰高幾乎相同，蒲城丹桂的這一特點同時也明顯區別于其他桂花品種；硬葉丹桂的FTIR譜圖與所有桂花樣品明顯的區別在于1 022、1 048、1 077 cm-1處出現強度大且峰強相近的三重裂分峰，同時在1 731 cm-1與1 688 cm-1處的峰強差別也較其他樣品大；小葉四季桂較天香臺閣四季桂的最強峰的位置出現了5 cm-1紅移，并在最強峰附近分裂為一強（1 027 cm-1處）一弱（1 048 cm-1處）的雙峰。

3 小結

試驗結果表明，采自湖北咸寧的桂花樣品由于種群不同及同一種群品種不同，其主成分含量不同，導致其紅外光譜所呈現的特征峰有明顯差異，因此可用FTIR方法來區分不同種群及品種的桂花。應用ATR-FTIR技術對桂花進行分析鑒別，無需化學處理，簡單易行，快速方便。

參考文獻：

[1] 楊康民，朱文江.桂花[M].上海：上海科學技術出版社，2000.

[2] 段一凡，王賢榮，梁麗麗，等.湖北咸寧桂花品種數量分類研究[J].湖北民族學院學報（自然科學版），2010，28（3）：289-293.

[3] 彭國全，季夢成.中國木犀屬（桂花屬Osmanthus）植物的研究概況和開發利用[J].江西科學，2004，22（3）：221-226.

[4] 李素云，徐良華，王純建，等.浦城丹桂花揮發性成分分析[J].福建中醫藥大學學報，2012，22（3）：47-49.

[5] 趙小蘭，姚崇懷.桂花部分品種的RAPD分析[J].華中農業大學學報，1999，18（5）：484-487.

[6] 胡春弟，梁逸曾，曾茂茂，等.不同品種桂花揮發油成分的分析研究[J].化學試劑，2010，32（3）：231-234.

[7] 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].光散射學報，2011，23（2）：172-176.

[8] 孫素琴，杜德國，梁曦云，等.36 種靈芝產品傅里葉變換紅外光譜快速鑒別研究[J].分析化學，2001，29（3）：309-312.

[9] 陳虹霞，王成章，孫 燕.不同品種桂花揮發油成分的GC-MS分析[J].生物質化學工程，2012，46（4）：37-41.

[10] 檀華蓉，曹德菊，夏 靜.桂花營養價值分析研究[J].安徽農業科學，1997（1）：49-50.