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李道,霁燕Li张,杨天威,Yuanzhong Wang Honggao刘, ”紫外光谱法用于指纹五Wild-Grown食用菌(牛肝菌科)来自云南,中国”,《光谱学, 卷。2016年, 文章的ID7813405, 8 页面, 2016年。 https://doi.org/10.1155/2016/7813405
紫外光谱法用于指纹五Wild-Grown食用菌(牛肝菌科)来自云南,中国
文摘
如今,wild-grown天然食用菌,营养和健康大型消费者变得越来越受欢迎。紫外光谱,不同的牛肝菌科蘑菇的帮助下偏最小二乘判别分析(PLS-DA)和层次聚类分析(HCA)被证明是一个实际的和快速的方法歧视的目的。的标本牛肝菌属菌类可食的,牛肝菌属菌类ferrugineus,牛肝菌属菌类tomentipes,Leccinum rugosiceps,和Xerocomus基于紫外光谱sp.被描述。的结果,所有的样本都具有强烈的吸收波长的274和284海里和显示在296 nm的肩膀。然而,变化中可以看到在同一波长峰值高度不同的样本。在分析化学计量学,视觉歧视提出了样本和它们之间的关系也得到了。本研究表明,紫外线光谱结合化学计量学方法可以成功地为一个简单而有效的方法用于描述这五个wild-grown食用菌在物种和属的水平。与此同时,这种快速和简单的方法可以为食用菌的歧视还提供参考。
1。介绍
Wild-grown食用蘑菇是健康的食物来源,一直是吸引大量的利益,人类自然和营养的影响(1]。一些种类的美味和消费构成的份额越来越大。在世界饮食2]。消费wild-grown食用蘑菇是5.6公斤的新鲜产品每个家庭每年在捷克共和国,更高的价值是中国发现20 - 24公斤(3,4]。此外,这些蘑菇不仅是农村经济的一个重要的收入来源,还大量经济资源在世界上的一些地区5]。
在日常生活中,许多食用菌通常切片,晒干后收集更好的储存和销售。然而,由于市场要求wild-grown食用菌增加,一些不法商人出售劣质蘑菇等暴利混合不同种类的干蘑菇片甚至有毒的导致不公平竞争(6]。在先前的研究中,削弱和Suz7]分析了中国15块的干牛肝菌从一个商业包在伦敦购买的,确定三种蘑菇,从未正式描述科学直到现在。它表明牛肝菌的物种包含在食物不够的知识产品可能造成的健康问题。因此,对于经济,biodiversity-related原因等等,往往是重要的物种歧视wild-grown食用菌准确。
古典蘑菇歧视是根据仔细观察微观和宏观形态特征。然而,这些方法需要训练有素和有经验的人。目前,一些分析技术对歧视的食用菌已出版包括高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱分析-质谱法(gc - ms)、红外(IR)光谱,核磁共振(NMR)谱,和DNA序列分析(8- - - - - -12]。因为这些技术提供了一个非选择性信号,适当的化学计量学方法也是必要的帮助解释他们(13,14]。然而,一些关于这些方法的缺陷报告。例如,红外需要经验丰富的技师和很难模型。gc - ms是昂贵的可以用来分析物质的沸点低,热稳定性好,只是。蘑菇的物种歧视的理想化学技术将提供快速、准确的分析。最近,紫外线(UV)谱反映了综合模糊信息的样品应该可以作为歧视的工具在不同的研究领域,如食品的分析(15),草本药物(16)、汽车窗口颜色(17),速度等优点,简单性和低成本。此外,李et al。18著名的野生和养殖Macrocybe gigantea与不同存储时间基于紫外光谱结合多变量分析。据杨et al。19]紫外光谱指纹结合化学计量学方法可以用来区分不同地区的食用菌。紫外光谱的快速和可靠的方法显示的巨大潜力的分析可食用的蘑菇
蘑菇在家庭牛肝菌科50属和800种,主要特点是软的上下文,担子菌类的大型真菌是重要的组织20.,21]。他们疯狂地收集和消费等主要生产地区东部亚洲、欧洲和北美(22,23]。在中国西南部,云南是温和的和多雨的夏季和秋季为真菌生长提供理想的条件是最重要的一个中心生产、消费、贸易牛肝菌科蘑菇(24]。牛肝菌属菌类可食的这是世界上最著名的美味食用菌广泛被人喜欢25]。其他物种如牛肝菌属菌类tomentipes一般在夏季和秋季是交易市场上的(26]。除了风味和口味,wild-grown食用蘑菇的子实体在这个家庭被认为是蛋白质来源,氨基酸,维生素,和碳水化合物以及矿物质和抗氧化剂1,26]。除了食用价值,许多这些蘑菇的药用价值,如抗氧化、抗肿瘤,和抗生素效果,一直声称[27,28]。
在这项研究中,一个分析方法的歧视五wild-grown食用菌(牛肝菌科)建立了紫外光谱和验证。所有的光谱数据分析偏最小二乘判别分析(PLS-DA)和层次聚类分析(HCA)旨在区分不同的标本,发现这些物种之间的相关性。结果代表详细报告测试牛肝菌科物种的分化可能会提供一个实用的方法识别wild-grown食用菌迅速,准确。
2。实验
2.1。材料
在这项研究中,使用的实际样品野生牛肝菌科的子实体包括5种收集从云南在收集季节(2011年6月至9月)。所有的样本验证Honggao刘博士,云南农业大学农学与生物技术学院和保存在这所大学里的标本。样品信息表中列出1。
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2.2。装置
设备如下:uv - 2550紫外可见分光光度计(日本岛津公司、日本);dft - 100型磨床(浙江温岭市琳达机械公司、中国);SY3200-T型超声波清洗机(上海生源超声波设备有限公司,中国);100不锈钢网筛(北京Zhongxi泰安技术服务公司、中国);和AR1140电子分析天平(美国新泽西州)。
2.3。样本的准备工作
所有的样品清理和干在前50°C的温度分析。然后他们都磨成细粉,经过100 -不锈钢网筛。已筛粉被存储在标签在室温下密封塑胶袋袋直到进一步分析。在每蘑菇品种,混合蘑菇样品()相同的集合网站被用来执行实验。0.1克每混合粉末样品和10.0毫升氯仿(分析纯)放入比色管25毫升,提取超声破碎法对30分钟。提取过滤,作为股票的解决方案进行测试。
2.4。数据采集和化学计量学方法
每只股票的解决方案是由uv - 2550紫外可见分光光度计分析0.2 nm采样间隔和1.0纳米狭缝宽度。扫描收集的范围190 - 400 nm,每个样本测量一式三份。紫外光谱治疗三组的平均和二阶导数,为了消除光谱的溶剂的干扰,提高准确性。点的导数的数量是五和光谱数据意味着集中在分析。
吸收数据获得的谱点所有的样品都转换成一个数据矩阵使用Excel 2007(微软、美国)谱点作为变量由列和相应的光谱吸收测量由行。然后所有样本的原始光谱数据分析了偏最小二乘判别分析(PLS-DA)和层次聚类分析(HCA)评估相似或不同组间的关系的多元数据。通过使用SIMCA-P两个进行了统计分析+11.5 (Umetrics、期刊、瑞典)和SPSS 20.0(美国IBM公司,阿蒙克),分别。使用两个统计数据可视化方法。
3所示。结果与讨论
3.1。萃取溶剂的选择
每蘑菇粉样本取出,形成混合样品为了选择萃取剂。共有四种不同的萃取溶剂(石油醚、氯仿、绝对乙醇和0.5 mol / L氢氧化钠)使用,所有试剂均为分析纯。吸收峰的数目是用于验证最合适的萃取溶剂。结果如图所示1,氯仿提取物的吸收峰是最高的提取而其他人则只有一个或两个吸收峰。它表明氯仿提取可能包括更多关于蘑菇样品的组成信息,以反映他们的特点和氯仿可以最合适的萃取溶剂。
3.2。紫外光谱的野生食用牛肝菌科蘑菇
所有标本的紫外光谱图所示2。的紫外可见分光光度计的探测范围,吸收峰的波长排列从235年到400海里为了避免光谱噪音。它表明所有的标本有较高的重叠率从235年到335海里比其他波长。每个样本有特征吸收峰,揭示其指纹特征。在图2,它表明,一些化学成分似乎非常相似的其中五种牛肝菌科蘑菇,因为所有的标本具有强烈的吸收波长的274和284海里,显示在296 nm的肩膀。然而,变化中可以看到在同一波长峰值高度不同的样品和之间的比率在不同波长吸光度值相同的样本。标本展示的紫外吸收光谱通常与不同的发色团的存在为共轭系统以及其他防紫外线系统(29日]。在某种程度上,这种物质在高浓度时,相应的吸光度也高(30.]。它表明,化学成分的内容在不同种类的蘑菇都是变量。这个结果是在协议与以前的文献报道,化学成分的积累可能会影响到蘑菇种类(31日,32]。这些差异可以用来辨别牛肝菌科标本。
3.3。偏最小二乘判别分析
PLS-DA监督分析是一种行之有效的最优化方法基于PLS模型的因变量(Y块)是类成员(33]。这个方法被用作代表技术来辨别蘑菇样品根据他们的物种在这个研究。前四个主成分(pc) PLS-DA可以解释的总方差的85%。样本的得分图数据与95%置信椭圆如图3。明确分离的五种wild-grown牛肝菌科蘑菇中观察到的二维图。蘑菇样品属于同一物种可能形成集群不同与其他物种。电脑1是确定主要由负样本的得分b . tomentipes最积极的分数在PC 2被发现属于样品Xerocomussp。所有的样品可以分为五类。此外,样本之间的个体差异b .鸡蛋果似乎是相对明显,因为这些样本散乱地分布。同样的,明确的个体差异也是明显的Xerocomussp。更重要的是,该物种在同一属倾向于聚集在一起。结果,24测试样本分类完全由PLS-DA作为他们的团体。
根据光谱PLS-DA分析,一系列的分数(变量预测的重要性,或贵宾)被计算评估这些维度吸光度的贡献。一个变量的VIP得分大于1.0通常被认为是重要的歧视而变量与贵宾小于1.0是不那么重要34]。图4显示信息从每个变量的贡献对整个样本由PLS-DA分离。如图4,共有159个变量有贵宾大于1.0,其中约50%在270 - 300海里。报告显示,从270年到300纳米波长的吸收可能会被认为是歧视的蘑菇的主要因素。此外,在这个地区,吸收波长的272.4,274.6,279.4,280.2,280.4,282.2,278年为283.2,284年,285年,285.2,289.8,292.2,291年296年,296.2,296.4,297.8,298海里让因为这些变量的贵宾相对巨大的贡献大于2.0(表2)。
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从相应的加载图(图5),不同的选择变量的贡献(VIP > 1.0和空心红场为标志)的电脑已被公认。变量的载荷使一个相对巨大的贡献(贵宾> 2.0)如表所示2。1个人电脑在识别中起着重要的作用b . tomentipes和Xerocomussp.从其他样本。变量在波长的280.2、289.8和291海里有贡献的个人电脑1,独立样本数量10到17从别人,b . tomentipes有一个负的加载值。歧视的最相关的变量Xerocomussp.从其他蘑菇是在278年的波长,279.4,280.4和292.2海里。此外,吸收波长的282.2,296.4,298 nm扮演不同的角色b . ferrugineus从其它物种l . rugosiceps和b .鸡蛋果在同一象限波长的吸光度为272.4,274.6,283.2,283.8,284年,285年,285.2,296,296.2和297.8 nm有助于分离这两个物种从其他样本。
3.4。层序聚类分析
HCA是一种无监督的模式识别方法聚类样本根据它们之间的相似之处(35]。它使用基于前四个人电脑PLS-DA分类样本为集群组使用单键方法构建和集群之间的距离的平方计算欧几里得的方法。如系统树图(图所示6),所有的样品有正确的集群在物种水平。总的来说,所有的五种分为三个主要的分数时,距离是19岁,显然是反映它们之间发生相互依存的关系。在第一种情况中,可以认识到,与三个小分支b . ferrugineus(样品编号4、5、6),b . tomentipes(样品10号17)b .鸡蛋果(样品号18到24)分别属于属牛肝菌属、家庭牛肝菌科(36,37]。因此,这三种蘑菇有正确的集群在属水平和家庭,与真菌分类。三个samples-samples 7号9相似,加入第二个集群形成。他们都属于Xerocomussp。20.]。最后一个也包含三个蘑菇样品。结合表中的信息1,这些样本l . rugosiceps开门,属Leccinum、家庭牛肝菌科(20.,37]。
一般来说,不同种类的食用蘑菇是歧视基于形态特征和宏观颜色反应。然而一些文献认为这两个方法依赖于经验和主观因素(8,38]。此外,蘑菇的颜色反应可能受到环境的影响,气候、土壤类型、子实体的生长季节,和生理状态,这可能导致主观判断的偏差38]。在这项研究中,歧视五wild-grown食用菌(牛肝菌科)异形紫外光谱结合化学计量学分析允许这些样本属性的数字化提供了一个新颖的方法不同可食用的蘑菇(牛肝菌科)的客观注释属性,如物种。相比之下,这一分析是有效的,快速,可靠,基于氯仿提取物。
PLS-DA是一个很好的工具,它可以提供一个总体看最初的紫外光谱的差异,可以显示明确的化学成分的差异五种wild-grown食用牛肝菌科蘑菇。它表明,这种方法可以用来区分蘑菇标本根据他们的物种。然而,尽管PLS-DA显示清晰的分离的蘑菇,更好的集群可以HCA系统树图(图中观察到6)。所有的标本可以准确地在物种水平和它们之间的关系。
显然,尽管有差异的五种wild-grown食用菌,之间的一些相似的成分b .鸡蛋果和b . tomentipes可以反映出的这两个物种样本连接在一起。更有趣的是,根据系统树图的结果,种间差异b .鸡蛋果和b . tomentipes可能是最小的b .鸡蛋果,b . ferrugineus和b . tomentipes尽管这三个物种属于同一属。这可能与不同种类的牛肝菌科的遗传稳定性和可变性蘑菇在长期的进化过程中。关于属的水平,牛肝菌属可能也有类似的关系Xerocomus根据化学分析,因为这两个属可以聚集在一起首先三属研究研究。这是与之前的研究一致,一些真菌学家Xerocomus成牛肝菌属(39]。此外,牛肝菌属显然是不同于Leccinum属于同一属的样品可以集群与另一个区分。事实上,最近的一篇论文已经证明这个结果的分子分析,遗传的方式解释了这一现象40]。另一方面,这种方法进行化学分析证实了之前的研究的结果。它可能提供一种新的方式分类可食用的蘑菇。
4所示。结论
本文描述的结合紫外光谱和化学计量学作为一个快速歧视的方法wild-grown牛肝菌科蘑菇。结果表明,能找到明显的区别在整个基于氯仿提取物的化学成分b .鸡蛋果,b . ferrugineus,b . tomentipes,l . rugosiceps和Xerocomussp。所有的样品可以准确地在物种和属水平和它们之间的关系。另一方面,本研究可以提供一种经济、有效和有用的歧视的方法wild-grown食用菌。
相互竞争的利益
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
确认
这项工作是由中国国家自然科学基金(31660591,31660591)和云南省教育部门的科学基金会(2016 zzx106)。
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