幾種野生紅菇的紅外光譜及其二維相關紅外光譜的分析

馬殿旭

(昭通學院物理與信息工程學院,云南 昭通657000)

紅菇是擔子菌系擔子菌亞門的大型真菌,子實體肉質脆,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,是營養豐富的美味野生菌,大紅菇分布廣泛,而且有很高的食用價值和藥用價值,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,對野生菌的分析鑒別不僅對蘑菇的食用、藥用、經濟性及生物多樣性都有很大的價值。

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

1 實驗部分

1.1 實驗設備

文章用到的儀器有Perkin Elmer 公司生產的Frontier 型光譜儀,變溫附件為Love 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。試驗中取小部分樣品,加入溴化鉀充分研磨,壓片待測。

2 結果與討論

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現,三種紅菇的傅里葉紅外光譜非常相似,只有吸收峰強度和位置有一些差異,對其吸收進行峰分析如表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和碳水化合物。

2.2 幾種紅菇的光譜相關性分析

相關性分析能夠反映各個樣品光譜數據之間的相似情況,值越接近1,相關性越高,說明樣品差異就越小[4]；值越接近0,相關性越低,說明樣品差異就越大。對幾種紅菇傅里葉紅外光譜進行pearson 相關分析發現,近似酒紅菇和稀褶紅菇相關性最高,達到了0.994,相關性最低的是變綠紅菇和稀褶紅菇之間,相關系數為0.980,但也是極強相關。(表2)

表2 相關性分析

通過運用pearson 相關數據分析,能夠簡略看出樣品之間的差異,但差異依然較小,進一步對光譜進行二維相關紅外光譜分析。

2.3 幾種紅菇的2D-IR 特征分析

二維相關技術理論是日本化學家Isao Noda(野田勇夫)提出,在紅外光譜應用中,二維相關紅外光譜能夠簡化復雜光譜,展現各種官能團在溫度微擾下的相互作用,提高譜圖分辨率[7,8]。

對幾種紅菇樣品進行二維相關紅外光譜分析,得到900～1700cm-1范圍的二維相關紅外同步光譜圖,如圖2 所示,2D-IR 光譜表明:幾種紅菇的2D-IR 光譜差異較大。圖中紅色相關峰為正相關峰,藍色相關峰為負相關峰[7]。對角線上的峰稱為自動峰,反應了樣品中各化學基團對溫度微擾的敏感程度[8]。其它的峰稱為交叉峰,反應的是分子內或分子間的相互作用[7,8]。三種紅菇自動鋒如表3。

表3 自動峰及峰強度

圖2 幾種紅菇在900～1700cm-1 范圍內的二維相關同步紅外光譜

通過其自動鋒的位置強度可以看出,幾種樣品二維紅外光譜差異很大,可以明顯的區分鑒別開。所以完全可以通過同步二維光譜實現各個蘑菇的區分。

3 結論

文章應用紅外光譜技術結合二維相關紅外光譜技術對幾種紅菇進行分析鑒別。在原始光譜和pearson 相關分析中,各樣品光譜差異不大,最后從二維相關紅外光譜中很清晰的能夠區分各種樣品,因此,應用高分辨率的二維相關紅外譜能夠實現不同紅菇是的分析鑒別,該種方法具有簡便、快捷等特點。