不同产地核桃和花生的傅里叶变换红外光谱鉴别

不同产地核桃和花生的傅里叶变换红外光谱鉴别

花生是豆科植物，是我国广泛种植的油料作物和作物。它的产品主要包括脂肪和蛋白质。除了食物，它还可以提取并用于中药。核桃为胡桃类植物,性温,味甘,入肾、肺经,具有补肾固精、温肺定喘、润肠通便和消肿散毒的功效;核桃仁还有养护皮肤、健脑益智的作用。核桃仁的营养价值很高,被广泛用于食品、烹调和医药工业。但不同产地的核桃仁,表面上看起来,基本上没什么差别,用一般简单的外观性状方法难以鉴别核桃的优劣及所含成分,而常规化学分析方法需要繁杂的化学分离和提取过程。用傅里叶变换红外光谱技术探测核桃的化学信息并对其进行鉴别是能满足这一要求的有力手段。红外光谱和拉曼光谱能够探测分子的精细结构———振动能级,具有指纹特性,已广泛应用于生物医学领域。傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱也已用于中药材鉴别及食品产品质量鉴别[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]。为此,笔者利用傅里叶变换红外光谱法对核桃和花生进行了对比分析,并对不同产地的核桃进行了鉴别研究,得到了核桃和花生中、不同产地核桃中主要成分间的含量关系。1材料和方法1.1硅碳棒的制备FTS-40傅里叶变换红外光谱仪,由BIO-RAD公司生产;硅碳棒光源;MCT探测器,光谱测量范围为4000~400cm-1,光谱分辨率为4cm-1,信号扫描累加16次。1.2从市场购买花生核桃样品分别产自云南省昆明市宜良县、曲靖市沾益县、玉溪市新平县、楚雄州南华县、德宏州芒市及四川攀枝花;花生从市场购买。从断面取少量样品研磨成泥状,用糊状法测定红外吸收光谱。2结果与分析2.1酯基、羧基的紫外分光光度和含量由图1可知,核桃和花生的红外吸收光谱的峰形和峰位基本相同。核桃光谱在2926、2854、1745cm-1附近为强吸收峰,在3258、1653、1539、1460、1377、1237、1162、1099、1000、914、845cm-1附近为中等强度吸收。根据文献[5-14],各主要谱峰归属为:2926、2854cm-1主要为—CH2—的不对称伸缩振动和对称伸缩振动的吸收峰,1745cm-1为酯基或羧基C=O伸缩振动吸收峰,1653cm-1附近为酰胺Ⅰ带中C=O的伸缩振动吸收峰,1539cm-1附近为酰胺Ⅱ带中N—H的弯曲振动和C—N的伸缩振动吸收峰,1460cm-1是—CH3和—CH2—的不对称变形振动吸收峰,1377cm-1是—CH3对称弯曲振动吸收峰,1237cm-1附近为酰胺Ⅲ带中C—O伸缩振动吸收峰,1162cm-1是酯基的C—O伸缩振动吸收峰,1100~950cm-1主要是多糖的吸收区,950~700cm-1范围能够区分糖类不同的异构体。其中,2926、2854、1745、1464、1379、1163cm-1是油脂的特征峰;1653、1538、1237cm-1是蛋白质的特征峰;1099、1000、914、845cm-1是碳水化合物(糖类)的特征峰。花生光谱的主要谱峰归属与核桃光谱相同,在2926、2854、1745cm-1附近为强吸收,在1464、1379、1163cm-1附近为中等强度吸收,这些是油脂的特征峰;在3282、3009、2953、1653、1538、1238cm-1附近为中等强度吸收,这些是蛋白质的特征峰;在3258、1100、999、922cm-1附近为中等强度吸收,这些是碳水化合物(糖类)的特征峰[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]。这表明核桃和花生样品中也含有碳水化合物。因此,在核桃和花生中,主要的成分是油脂、蛋白质和碳水化合物。2.2对小鼠体内：降低核桃中为便于比较,以1746cm-1附近的吸收峰为油脂的主要特征峰,以1653cm-1附近的吸收峰为蛋白质的主要特征峰,以1099cm-1附近的吸收峰为碳水化合物的主要特征峰,计算A1746/A1653、A1099/A1653吸光度值比,结果见表1。对于比值A1746/A1653,核桃和花生都大于1,说明核桃和花生中都是油脂含量比蛋白质含量高。对于比值A1099/A1653,核桃略大于1而花生小于1,说明核桃中碳水化合物含量比蛋白质含量稍高,花生中碳水化合物含量比蛋白质含量低;另外,根据该比值还可对花生和核桃样品进行鉴别。在核桃中各主要成分以油脂的含量最大,蛋白质含量最小;在花生中以油脂含量最多,碳水化合物含量最少。2.3不同产地的核桃多糖物质含量由图2可知,不同产地核桃光谱的峰形及峰位基本一致,但是主要成分的特征峰的吸光度值有差异。对于吸光度值比A1746/A1653有:宜良>南华>新平>沾益>四川>芒市;对于吸光度值比A1099/A1653有:宜良>四川>南华>新平>沾益>芒市。这说明在不同产地的核桃样品中,产于宜良的核桃的油脂含量最高,产于芒市的核桃的油脂含量最低;产于宜良的核桃的多糖物质含量最高,产于芒市的核桃的多糖物质含量最低。这为不同产地核桃的鉴别和核桃的选种乃至食品和药品加工原材料的选择提供了依据。3结论和讨论3.1不同产地核桃的红外光谱特征该研究结果显示,核桃和花生、不同产地核桃的红外光谱的峰形和峰位基本相同,但在特征峰上的吸收强度比方面存在差异,表现出一些特征。吸光度值比A1746/A1653核桃和花生都大于1,而A1099/A1653核桃略大于1,花生小于1。对于不同产地的核桃A1746/A1653有:宜良>南华>新平>沾益>四川>芒市,A1099/A1653有:宜良>四川>南华>新平>沾益>芒市。各样品红外光谱主要特征吸收峰上吸光度值比的差异表明,各样品中所含主要物质基本相同,但不同样品的主要物质含量有差异。红外光谱方法能够鉴别核桃和花生、不同产地的核桃,具有方便、快速的优点。3.2核桃样品的价值该研究中,红外光谱反映核桃和花生样品的基本成分是一样的,但是各成分的含量有所不同,所以它们在食用和医用方面的实用价值是不一样的。该研究中的样品数量有限,结果只