几种野生红菇的红外光谱及其二维相关红外光谱的分析

马殿旭

(昭通学院物理与信息工程学院,云南 昭通657000)

红菇是担子菌系担子菌亚门的大型真菌,子实体肉质脆,色泽较鲜艳,该科真菌生在林中地上[1]。分布于全世界,红菇科有两个属,红菇属和乳菇属,红菇属有很多可食用的野生蘑菇,如:近似酒红菇、变绿红菇、稀褶红菇、亚稀褶红菇等[2]。近似酒红菇又叫大红菇,是营养丰富的美味野生菌,大红菇分布广泛,而且有很高的食用价值和药用价值,是主要的出口野生蘑菇之一[2,3]；变绿红菇又叫青头菌,其食用性众所周知[3]。稀褶红菇可食,它和亚稀褶红菇很相似,但亚稀褶红菇有剧毒[4]。红菇科野生菌种类繁多,对野生菌的分析鉴别不仅对蘑菇的食用、药用、经济性及生物多样性都有很大的价值。

对于蘑菇的研究现在更多的是对蘑菇中的成分进行提取,并对这些提取物的药用特性进行分析[5]。另外也有通过红外光谱或者气相色谱来区分鉴别蘑菇[6],本文将通过应用傅里叶红外光谱二维相关红外光谱和相关性分析对几种红菇进行分析,找到各自的特点,从而区分不同的蘑菇。

1 实验部分

1.1 实验设备

文章用到的仪器有Perkin Elmer 公司生产的Frontier 型光谱仪,变温附件为Love Control 公司的Portable Controller 温度控制单元50-886 型。

1.2 采集光谱

野生红菇采自云南大理苍山,洗净晾干样品。试验中取小部分样品,加入溴化钾充分研磨,压片待测。

2 结果与讨论

2.1 几种红菇的光谱分析

图1 是变绿红菇、近似酒红菇和稀褶红菇的红外光谱,通过原始光谱分析发现,三种红菇的傅里叶红外光谱非常相似,只有吸收峰强度和位置有一些差异,对其吸收进行峰分析如表1[4,5]:

图1 三种野生红菇的FTIR 光谱

表1 振动峰的吸收归属

综上可以看出,三种红菇的光谱典型的特征吸收峰主要成分为蛋白质和碳水化合物。

2.2 几种红菇的光谱相关性分析

相关性分析能够反映各个样品光谱数据之间的相似情况,值越接近1,相关性越高,说明样品差异就越小[4]；值越接近0,相关性越低,说明样品差异就越大。对几种红菇傅里叶红外光谱进行pearson 相关分析发现,近似酒红菇和稀褶红菇相关性最高,达到了0.994,相关性最低的是变绿红菇和稀褶红菇之间,相关系数为0.980,但也是极强相关。(表2)

表2 相关性分析

通过运用pearson 相关数据分析,能够简略看出样品之间的差异,但差异依然较小,进一步对光谱进行二维相关红外光谱分析。

2.3 几种红菇的2D-IR 特征分析

二维相关技术理论是日本化学家Isao Noda(野田勇夫)提出,在红外光谱应用中,二维相关红外光谱能够简化复杂光谱,展现各种官能团在温度微扰下的相互作用,提高谱图分辨率[7,8]。

对几种红菇样品进行二维相关红外光谱分析,得到900～1700cm-1范围的二维相关红外同步光谱图,如图2 所示,2D-IR 光谱表明:几种红菇的2D-IR 光谱差异较大。图中红色相关峰为正相关峰,蓝色相关峰为负相关峰[7]。对角线上的峰称为自动峰,反应了样品中各化学基团对温度微扰的敏感程度[8]。其它的峰称为交叉峰,反应的是分子内或分子间的相互作用[7,8]。三种红菇自动锋如表3。

表3 自动峰及峰强度

图2 几种红菇在900～1700cm-1 范围内的二维相关同步红外光谱

通过其自动锋的位置强度可以看出,几种样品二维红外光谱差异很大,可以明显的区分鉴别开。所以完全可以通过同步二维光谱实现各个蘑菇的区分。

3 结论

文章应用红外光谱技术结合二维相关红外光谱技术对几种红菇进行分析鉴别。在原始光谱和pearson 相关分析中,各样品光谱差异不大,最后从二维相关红外光谱中很清晰的能够区分各种样品,因此,应用高分辨率的二维相关红外谱能够实现不同红菇是的分析鉴别,该种方法具有简便、快捷等特点。