牛肝菌的红外光谱分析

2021-08-30 14:45:27 来源：食品安全导刊

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牛肝菌的红外光谱分析

马殿旭，蔡彦，李波，艾鹏，李旋

（昭通学院物理与信息工程学院，云南昭通 657000）

作者简介：马殿旭（1991—），男，回族，云南昭通人，硕士，助教。研究方向：物理教学及生物光谱。

摘要：本文对虎皮乳牛肝菌和琥珀乳牛肝菌的红外光谱进行分析，通过对两种乳牛肝菌的傅里叶红外光谱分析可知，光谱吸收峰主要表现为蛋白质、糖类和脂质的吸收，二者差异不明显；对两种样品光谱进行相关性分析，其相关系数为0.989，具有极强的相关性；进一步进行二维相关红外光谱分析可知，在同步光谱中，自动峰差异较明显，可以根据其差异判断区分两种不同的牛肝菌。

关键词：食用牛肝菌；傅里叶红外光谱；二维相关红外光谱

乳牛肝菌属于牛肝菌目乳牛肝菌科乳牛肝菌属。乳牛肝菌大部分可以食用，极少部分有毒，但很多乳牛肝菌的提取物对癌症的治疗具有很大的潜力。虎皮乳牛肝菌分布并不广泛，该菌主要分布在云南，菌肉味柔和，黄白色，伤后稍变暗酒红褐色，该菌具有毒性；琥珀乳牛肝菌又名滑皮菌、滑肚子，菌肉味柔和，白色，可食用，为商品蘑菇[1]。

两种牛肝菌可以通过其生长及特征进行鉴别，但在牛肝菌保存出口的贸易中，干燥处理后的样品形态特征消失，很难进行区分判断。由于虎皮乳牛肝菌误食可能导致中毒，因此对两种牛肝菌进行光谱特征分析，进而对辨别两种牛肝菌具有重大价值[2]。本文将用傅里叶红外光谱、相关分析和二维相关红外光谱来分析两种牛肝菌，为牛肝菌的研究打下基础。

1 材料与方法

1.1 仪器

样品采自云南大理苍山，虎皮乳牛肝菌及琥珀乳牛肝菌均清洗并风干待测。

傅里叶红外光谱仪器（Frontier型，PE公司）；二维相关红外光谱测量温控仪（Portable Controller 50-886型，Love Control公司）；压片机。

1.2 光谱采集及数据处理

样品自然风干后取适量与溴化钾混合，并在玛瑙研钵中充分研磨。用压片机压片，然后测量光谱。应用OMNIC8.5、Spass和清华大学二维相关红外光谱处理软件对各样品进行数据和光谱处理，并进行分析。

2 结果与分析

2.1 两种牛肝菌红外光谱特征分析

对两种样品进行傅里叶红外光谱分析，图1为虎皮乳牛肝菌和琥珀乳牛肝菌的红外光谱图，其中在3 400～3 300 cm-1为蛋白质、多糖的-O-H-和-N-H-的伸缩振动吸收，

2 955 cm-1为-CH3的不对称伸缩振动，2 927 cm-1是-CH2的不对称伸缩振动，2 857 cm-1为-CH2的对称伸缩振动，

1 650 cm-1是蛋白质酰胺Ⅰ带的吸收，1 555 cm-1为酰胺Ⅱ带的吸收，1 240 cm-1为酰胺Ⅲ的吸收，1 400 cm-1为C-O-H的弯曲振动，1 317 cm-1为-CH2的变形振动，1148 cm-1为多糖C-O-C反对称伸缩振动，1 077 cm-1为C-C振动吸收，1 044 cm-1为C-O的振动吸收，950～750 cm-1为糖类异构区[3-5]。经过对两种食用性不同的乳牛肝菌进行光谱分析发现，1 650 cm-1处虎皮乳牛肝菌的吸收强度明显大于琥珀乳牛肝菌，说明蛋白质更为丰富，但在其他波数内，两种样品的光谱非常相似，要进行区分，显然很难。

图1 两种乳牛肝菌的FTIR光谱图

2.2 虎皮乳牛肝菌和琥珀乳牛肝菌的相关性分析

相关性分析能够反映各个样品光谱变量之间的相似情况，相似值越接近1，相关性越高，说明样品差异就越小；相似值越接近0，相关性越低，说明样品差异大[2]。对两种样品光谱进行相关分析，相关系数达到0.989，具有极强的相关性，因此光谱差异不大。

2.3 虎皮乳牛肝菌和琥珀乳牛肝菌的2D-IR特征分析

二维相关红外光谱是在微扰下展现样品分子之间的相互作用，能够提高谱图分辨率[3-4]。对两种样品进行二维相关红外光谱分析，如图2所示，在1 000～1 700 cm-1范围内的同步光谱中，虎皮乳牛肝菌出现了1 448 cm-1、1 559 cm-1、

1 638 cm-1这3个自动峰，其中最强自动峰为1 638 cm-1，最弱的自动峰是1 448 cm-1。在琥珀乳牛肝菌中，出现了

1 448 cm-1、1559 cm-1和1 638 cm-1这3个自动峰，最强自动峰出现在1 559 cm-1，最弱自动峰出现在1 448 cm-1。从自动峰上可以发现，两种样品最弱自动峰都出现在1 448 cm-1，

而最强自动峰却差异很大。另外对于琥珀乳牛肝菌中出现较强交叉峰的个数明显多于虎皮乳牛肝菌，因此根据这样的差异可以区分两种食用性不同的乳牛肝菌。

3 结语

本文以虎皮乳牛肝菌和琥珀乳牛肝菌两种食用性不同的样品进行了傅里叶红外光谱分析、相关性分析和二维相关红外光谱分析，在傅里叶红外光谱中两种样品的光谱差异不大，对他们的光谱变量进行相关分析，二者具有极强的相关性，很难找到两种样品的差异，最后通过应用二维相关红外光谱分析，发现两种样品的差异明显凸显，能够依据他们的差异进行区分鉴别样品。因此应用红外光谱、相关分析和二维相关红外谱能够实现对食用性不同的乳牛肝菌的分析鉴别，该种方法具有简便、快捷等特点，有望成为不同物品的鉴别分析手段。

参考文献

[1]王向华,刘培贵,于富强.云南野生商品蘑菇图鉴[M].昆明:云南科技出版社,2004.

[2]马殿旭.蘑菇的二维相关红外光谱研究[D].昆明:云南师范大学,2016.

[3]孙素琴,周群,秦竹.中药二维相关红外光谱鉴定图集[M].北京:化学工业出版社,2003.

[4]ZHOU Y Q,YU H,ZHANG Y L,et al.Evaluation on intrinsic quality of licorice influenced by environmental factors by using FTIR combined with 2D-IR correlation spectroscopy[J].Journal of Molecular Structure,2010,974(1):127-131.

[5]杨天伟,张霁,史云东,等.红外光谱结合多元统计分析快速鉴别不同种类牛肝菌[J].食品科学,2015,36(24):116-121.