六种桂花的傅里叶变换红外光谱快速鉴别

摘要：采用傅里叶变换红外光谱仪的衰减全反射附件—OMNI采样器，对湖北咸宁所产的金桂、银桂、蒲城丹桂、硬叶丹桂、天香台阁四季桂、小叶四季桂等4个种群的6个不同品种的桂花（Osmanthus fragrans）进行了红外光谱对比分析。结果表明，6个桂花样品在1 731～1 022 cm-1区域的红外光谱吸收峰差异明显。应用衰减全反射红外光谱技术可对不同品种的桂花进行快速鉴别。

关键词：桂花（Osmanthus fragrans）；傅里叶变换红外光谱；鉴别

中图分类号：O657.33；S685.13 文献标识码：A 文章编号：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

作者简介：胡宗智（1966-），男，湖北咸宁人，副教授，硕士，从事红外光谱技术及其应用研究，（电话）15997579871（电子信箱）。

桂花（Osmanthus fragrans）系木犀科（Qleaceae）常绿灌木或小乔木，又名木犀、岩桂、九里香、金粟，主要分为金桂、银桂、丹桂和四季桂等4个品种群[1]。桂花原产于中国西南山区，素以花香著称，是中国十大传统名花之一，极具观赏价值[2]；同时，桂花又是中国特有的香料植物，广泛应用于化妆品、香精香料、食品等行业[3]；另外，桂花还具有较高的药用价值，中医认为桂花性温味辛，具有健胃、化痰、生津、散痰、平肝的功效，能治痰多咳嗽、肠风血痢、牙痛口臭、食欲不振、经闭腹痛等[4]。不同品种桂花的化学成分存在一定差别，其应用价值亦有所不同。单从感官上对桂花进行鉴别分析容易发生错误，而一些化学和生物分子技术的鉴别虽然结果准确，但操作复杂、需要样品的量大[5，6]。傅里叶变换红外光谱技术具有整体特征性强、取样量小、简便迅速、准确等特点，已在天然作物分析鉴别领域得到了广泛的应用[7，8]，但目前还鲜见应用红外光谱技术对桂花进行鉴别分析的报道。湖北省咸宁市作为历史上著名的五大桂花产区之一，因该产地的桂花瓣大、肉厚、留香持久、质优量大，被授予中国“桂花之乡”之称[9]。因此试验拟采用美国Thermo Electron公司生产的傅里叶变换红外光谱仪的衰减全反射附件—OMNI采样器，对产自咸宁的4个种群6个不同品种的桂花进行红外光谱对比分析。

1 材料与方法

1.1 样本采集

试验用桂花品种为金桂、银桂、浦城丹桂、硬叶丹桂、天香台阁四季桂、小叶四季桂，均采自湖北省咸宁市桂花镇。

1.2 仪器设备与测试条件

傅里叶变换红外光谱仪（美国Thermo Electron公司，型号：Nexus），配备锗晶的ATR附件和OMNI采样器，DTGS-KBr检测器；扫描范围4 000～650 cm-1，分辨率4 cm-1，扫描累加32次。

1.3 样本测试

将采集的新鲜桂花真空干燥后置于玛瑙研钵磨细，取少许粉末样品直接放在锗晶体上，旋转OMNI采样器固定钮固定样品，在4 000～650 cm-1波数内扫描，采集样品的衰减全反射红外光谱图。

2 结果与分析

2.1 6个品种桂花的红外光谱特征

6个不同桂花样品的ATR-FTIR谱图见图1。从图1可以看出，在3 650～3 050 cm-1区域出现的宽强峰归属为-OH、-NH的伸缩振动；在2 920 cm-1及2 850 cm-1附近的吸收峰为-CH2的不对称及对称伸缩振动峰；在1 731 cm-1附近出现了中强吸收峰，说明它们内部含有大量的羰基；1 688 cm-1附近的吸收峰为C=C的伸缩振动引起；1 456 cm-1及1 376 cm-1处的吸收峰为-CH2和-CH3的弯曲振动峰，1 250 cm-1附近吸收峰为酰胺Ⅲ带吸收峰，金桂及银桂在1 645 cm-1附近还出现了酰胺Ⅰ带特征峰；1 162 cm-1附近吸收峰及1 035 cm-1附近出现的强吸收峰为糖类C-O的伸缩振动。由以上分析可推断出桂花的主要成分为糖类、酮酯类、醇类、氨基酸、烯烃类化合物等，与陈虹霞等[9]和檀华蓉等[10]的报道一致。

2.2 6个品种桂花的红外光谱对比分析

从图1可看出，6个桂花品种的红外光谱图存在一定程度差异，主要体现在最强峰出现的位置及峰形特征，包括1 731 cm-1与1 688 cm-1两处特征峰的相对峰强以及1 645 cm-1附近是否存在明显吸收峰等。6个桂花样品的红外光谱吸收峰主要差别见表1。从图1及表1可看出，除金桂及银桂在1 645 cm-1附近有明显吸收峰外，其他桂花品种在此处均没有明显的吸收峰。银桂与金桂虽然峰形相似，但银桂最强峰出现的位置较金桂出现了14 cm-1的蓝移；蒲城丹桂与金桂最强峰出现的位置相近，但蒲城丹桂在1 731 cm-1及1 688 cm-1处吸收峰的峰高几乎相同，蒲城丹桂的这一特点同时也明显区别于其他桂花品种；硬叶丹桂的FTIR谱图与所有桂花样品明显的区别在于1 022、1 048、1 077 cm-1处出现强度大且峰强相近的三重裂分峰，同时在1 731 cm-1与1 688 cm-1处的峰强差别也较其他样品大；小叶四季桂较天香台阁四季桂的最强峰的位置出现了5 cm-1红移，并在最强峰附近分裂为一强（1 027 cm-1处）一弱（1 048 cm-1处）的双峰。

3 小结

试验结果表明，采自湖北咸宁的桂花样品由于种群不同及同一种群品种不同，其主成分含量不同，导致其红外光谱所呈现的特征峰有明显差异，因此可用FTIR方法来区分不同种群及品种的桂花。应用ATR-FTIR技术对桂花进行分析鉴别，无需化学处理，简单易行，快速方便。

参考文献：

[1] 杨康民，朱文江.桂花[M].上海：上海科学技术出版社，2000.

[2] 段一凡，王贤荣，梁丽丽，等.湖北咸宁桂花品种数量分类研究[J].湖北民族学院学报（自然科学版），2010，28（3）：289-293.

[3] 彭国全，季梦成.中国木犀属（桂花属Osmanthus）植物的研究概况和开发利用[J].江西科学，2004，22（3）：221-226.

[4] 李素云，徐良华，王纯建，等.浦城丹桂花挥发性成分分析[J].福建中医药大学学报，2012，22（3）：47-49.

[5] 赵小兰，姚崇怀.桂花部分品种的RAPD分析[J].华中农业大学学报，1999，18（5）：484-487.

[6] 胡春弟，梁逸曾，曾茂茂，等.不同品种桂花挥发油成分的分析研究[J].化学试剂，2010，32（3）：231-234.

[7] 杨永安，李家旺，司民真.野生铁核桃叶和花的红外光谱分析[J].光散射学报，2011，23（2）：172-176.

[8] 孙素琴，杜德国，梁曦云，等.36 种灵芝产品傅里叶变换红外光谱快速鉴别研究[J].分析化学，2001，29（3）：309-312.

[9] 陈虹霞，王成章，孙 燕.不同品种桂花挥发油成分的GC-MS分析[J].生物质化学工程，2012，46（4）：37-41.

[10] 檀华蓉，曹德菊，夏 静.桂花营养价值分析研究[J].安徽农业科学，1997（1）：49-50.