不同品种红色玫瑰花红外光谱研究

钟文鸿，杨晓云*，林劲畅，钟文基，张 蓉

（1. 云南省分析测试中心，云南昆明650033；2. 昆明地铁运营有限公司，云南昆明650011；3. 老杨多肉花卉店，云南昆明650000）

玫瑰花（Rosa rugosa Thunb.）又称刺玫花、穿心玫瑰等，属于蔷薇科植物，现国内各地均有栽培。玫瑰花中含有大量黄酮类、多酚类、多糖和挥发油物质，还含有膳食纤维、蛋白质、糖、氨基酸、亚油酸等[1]。因此红玫瑰是一种在国内被广泛食用的玫瑰，花瓣香甜、极具芬芳，被誉为“中国传统玫瑰的代表”，其具有行气解郁、疏肝理气、活血散瘀等多种功效[2-3]。

玫瑰花有众多品种，其中不乏栽培变种、栽培变异、杂交后繁育出来的品种。尽管玫瑰花具有较高食用、药用及经济价值，其开发应用已受到了越来越多的关注。但是国内外对其综合研究多集中在其所含的挥发油上、抗氧化活性的报道，对于应用红外技术鉴别玫瑰花品种的研究报道亦少之又少。玫瑰品种繁多，若依靠其颜色或形状区分各品种，难度较大、准确率低。文章研究一种基于FT-IR 技术结合化学计量分析法采集不同品种红色玫瑰花的红外原始图谱、二阶导数谱，并利用SPSS 软件对光谱进行主成分分析，以期为红玫瑰品种快速划分鉴别提供新方法[4]。

1 材料与方法

1.1 仪器设备

测试使用布鲁克公司TENSOR 27 型傅里叶变换红外光谱仪。

1.2 样品来源

测试所用花瓣样品来源于昆明斗南花卉市场，如表1 所示。每种样品取5 份，将花瓣取下放入烘箱70℃ 2 h 烘干，粉碎后过200 目筛子，干燥备用。

表1 9 个红色玫瑰花品种样品信息

1.3 光谱采集

将花瓣粉末样品（70±5℃）干燥至恒重，精密称量5 mg，与溴化钾110 mg 研磨混合均匀，压片机压片在10 MPa 压力下静置 30 s。采集样品的红外原始光谱数据。技术参数：扫描时扣除H2O 和CO2干扰；扫描范围 4000～400 cm-1，光谱分辨率 4 cm-1，扫描次数 16；存储原始光谱数据。

1.4 光谱预处理

分析前将红外原始数据用OMNIC 8.2 软件分别进行6 点的平滑，基线校正以去除随机噪声及基线漂移等因素对分析结果的干扰。

1.5 数据分析

利用SPSS 软件进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种红色玫瑰花红外图谱

图1 为处理后的18 批次9 个红色玫瑰花品种的红外图谱。不同品种的红色玫瑰花的红外图谱在整体上看红外光谱有着许多共同的特征，这是由它们包含很多同样的化学成分所决定的。它们具有一些典型的特征峰。3386 cm-1周围出现1 个较宽的吸收峰，主要为羟基（-OH）和氨基（-NH2）伸缩振动吸收峰[5]；2921 cm-1、2852 cm-1为亚甲基-CH2反对称伸缩振动和对称伸缩振动吸收峰；1733 cm-1为脂类C=O 伸缩振动吸收峰[6]；1618 cm-1可能同时包含芳香环骨架振动吸收以及共轭羰基的伸缩振动峰；1447 cm-1为苷类物质中-CH3基团不对称和氨基等化学基团中N-H 变形振动的叠加[7]；1440～1400 cm-1为蛋白质、纤维素的-CH2和-CH3振动叠加区[7]；1350 cm-1为 C-H 弯曲振动吸收峰；1247 cm-1为木质素中C-O 键的吸收振动[8]；1200～760 cm-1主要为各糖类的异构区[9]。

图1 9 个红色玫瑰花品种的FT-IR 图谱

2.2 不同品种红色玫瑰花二阶导数图谱

9 个红色玫瑰花品种的外图谱整体上比较相似。为进一步放大不同品种红色玫瑰花图谱差异，采用二阶导数有效的放大红外光谱的差异。从图2 中可以明显看出，不同品种红色玫瑰花之间的差异，主要显示在 1700～1500 cm-1、1300～1200 cm-1、1100～900 cm-13个区域。在1660～1650 cm-1附近，品种a 吸收明显增强，而品种 b、c、d、h 有较强吸收，品种 a、e、f、h 均有双峰出现，品种 b、c、d、g、i 出现单峰。1550 cm-1附近品种 a、b、e、h 均有双峰出现，其余出现单峰。1220 cm-1附近品种d 吸收消失。1210 cm-1附近除品种a 以外其余品种显示较强吸收。1100 cm-1附近品种d、e 吸收消失。1000～800 cm-1附近品种 e、g、h 吸收明显增强，其余品种有较强吸收。

图2 9 个不同品种红色玫瑰花二阶导数图谱

2.3 主成分分析

以玫瑰花3 个主成分构建的相关性三维空间图（图3）所示。取特征值大于1 的因子共3 个，分别是因子PC1 占总方差贡献率的83.939%；因子PC2 占总方差贡献率的7.394%；因子PC3 占总方差贡献率的2.794%，前3 个主成分的累计贡献率达到了94.177%。图中可以看出每一个玫瑰花品种不论聚合程度紧密或略微分散，最后都聚集到了一起，并没有出现某个品种聚集到另一个品种区域上。说明3 个主成分因子对这9 个红色玫瑰花品种有较好的分类效果。

图3 主成分分析图

3 结论

利用FT-IR 技术对不同红色玫瑰花品种进行了研究。实验结果表明，FT-IR 得到的原始光谱差异比较小，说明不同品种的红色玫瑰花化学成分比较相似。SPSS 作为一种多元统计分析软件，在研究玫瑰花化学特征方面实用性较强，选取2000～400 cm-1求二阶导数光谱对其进行主成分分析后品种分类归属正确。结果表明，FT-IR 技术结合化学计量分析的方法可用来鉴别不同品种的红色玫瑰花，今后会对更多不同品种玫瑰样品做进一步研究。