基于近红外光谱的抚顺哈什蚂油鉴别

贡东军　苏耀辉　邸敬会　等

摘要：研究了地理标志产品抚顺哈什蚂油的HPLC特征图谱，并对其建立了近红外光谱鉴别模型，确定了稳定、可靠的地理标志产品抚顺哈什蚂油的鉴别方法。

关键词：抚顺哈什蚂油；高效液相色谱法；近红外光谱

中图分类号：TS207.3 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）22-5548-04

林蛙油又名哈什蚂油、田鸡油、蛤蟆油，为蛙科动物林蛙（Rana temporaria）雌性成体的输卵管干燥后形成的脂肪状物质。林蛙油能够增加机体的免疫能力，具有健脾胃、滋阴补肾、润肺生津之功效，对体虚气虚、神经性头痛、神经衰弱均有效，且有镇咳平喘的作用[1-4]。目前，学者对林蛙油的研究主要集中在对其成分的检测方面[5-11]。本研究选用不同产地的18种林蛙油，建立了抚顺哈什蚂油近红外光谱模型，实现地理标志产品抚顺哈什蚂油的快速、准确、无损的真伪鉴别。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 样品 本研究所用样品见表1。

1.1.2 仪器 美国Agilent 1100型高效液相色谱仪（配备G1310A单元泵、G1312A二元泵、G1311A四元泵、G1313A标准型自动进样器、G1316A柱温箱、G1315A/B DAD检测器），Agilent Instrument色谱工作站；NEX UP 1000型超纯水净化系统；金叶RE52CS-2型旋转蒸发器（配备津腾GM-0.33Ⅱ隔膜真空泵）；旋转蒸发器（配备金叶B-260恒温水浴锅）；AR1140型电子天平；德国布鲁克光学仪器公司（Bruker Optics Inc.）MPA傅里叶变换近红外光谱仪，OPUS 6.5光谱采集及分析软件。

1.1.3 试剂 甲醇、乙腈均为色谱纯；其他试剂均为分析纯。

1.2 色谱条件

色谱柱：Universil C18分析柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流动相：乙腈-水（最优梯度）；检测波长：276 nm；流速：0.5 mL/min；柱温：25 ℃；进样量：20 μL[8]。

1.3 方法

1.3.1 样品的制备 精确称取经24 h真空干燥的林蛙油干燥粉末1.000 g，用滤纸包好，放入索氏提取器中。加入适量丙酮，用恒温水浴锅加热6 h，保持温度为70 ℃。提取液用旋转蒸发器减压蒸干，色谱纯甲醇溶解并定容至10 mL，用0.45 μm微孔滤膜滤过，作为供试品备用，制备了18个来自不同地域的样品的供试品溶液。

1.3.2 试验方法 通过对不同地域蛙油的处理，提取蛙油中的有机部分，以乙腈-水为流动相。本试验同时测定300、280和276 nm 3种波长。峰总面积、峰总高度以及峰总数在检测波长276 nm处均达到了最大值。因此，本试验选择276 nm作为林蛙油的HPLC图谱检测波长，进而研究和确定抚顺哈什蚂油的特征峰。以“1.2”的色谱条件进行分析测定，得到18个样品的指纹图谱。计算样品中各色谱峰相对保留时间，并记录各吸收峰的积分面积。

2 结果与分析

2.1 HPLC图谱结果

通过不同地域蛙油与抚顺哈什蚂油高效液相色谱图的比对，发现蛙油共有的较大的吸收峰出现在相对保留时间为0.491、0.523、0.694、0.834、0.904、1.000 min等处（表2、表3）。抚顺哈什蚂油在相对保留时间0.491 min处峰面积偏低，且分布不均匀，范围在10.6～459.0 mAU·min之间；在相对保留时间0.523 min处，抚顺哈什蚂油吸收峰积分面积平均为320.96 mAU·min，水平居中，分布均匀，此处最高值为吉林延边蛙油，而黑龙江长白山特级林蛙油此处无吸收峰，可能由于在处理过程中造成一定的损失；在保留时间0.694 min处，各地与蛙油相差不大，内蒙蛙油此处吸收峰面积较小；清原南口前镇蛙油样品在相对保留时间0.834 min处有一最大吸收峰，但抚顺其他蛙油样此处吸收峰面积均偏低；在相对保留时间0.904 min处，最大吸收峰仍是来自南口前镇的样品，抚顺哈什蚂油总体水平偏低，吉林蛙油此处吸收峰面积总体水平较高，平均为766.07 mAU·min。在标准吸收峰处，抚顺哈什蚂油吸收峰总体水平最低，最小吸收峰面积与最高值相差20多倍。北朝蛙油上述几处吸收峰面积普遍较大。

抚顺哈什蚂油在相对保留时间为0.870和2.828 min处80%的样品没有吸收峰，而其他地域样品绝大多数在此处有吸收峰；在相对保留时间0.349 min处吉林蛙油没有吸收峰，相对保留时间0.349、2.771、3.010 min处抚顺哈什蚂油大多有吸收峰，而其他地域蛙油在此处大多没有吸收峰。

2.2 不同地域蛙油近红外光谱分析研究

通过使用近红外扫描仪对不同地域林蛙油进行扫描，建立了近红外光谱鉴别模型来实现对抚顺哈什蚂油特征因子的鉴别。不同地域蛙油近红外光谱图如图1所示。由图1可知，抚顺哈什蚂油与其他地域蛙油的近红外光谱总体形状相差不大，因此不能从光谱图上直接分析不同产地蛙油的差别，借助化学计量学软件来对其进行处理，采用OPUS化学计量学分析软件对光谱图进行处理。通过对光谱全波段进行研究和分析，发现在7 321～6 574 cm-1、6 105～5 636 cm-1和5 452～4 148 cm-1 3个波段范围信息量较丰富，因此选取此光谱区域进行后续处理。

2.2.1 合格性测试 以抚顺哈什蚂油近红外谱作为参考光谱，其他产地蛙油近红外光谱作为测试光谱，预处理选择一阶导数法，光谱波段选择7 321～6 574 cm-1、6 105～5 636 cm-1和5 452～4 148 cm-1，平滑点数17，可得参考光谱和测试光谱的最大合格性索引如图2所示。图2显示参考光谱的索引值稳定分布在1.2～2.6之间，表明抚顺哈什蚂油质量较稳定，而测试光谱的索引值分布在2.7～7.7之间，样品之间的值较分散且波动较大。合格性测试报告显示在特定条件下此模型可以将抚顺哈什蚂油和其他产地蛙油分开，准确率为100%。endprint

2.2.2 主成分分析 主成分分析是将原变量进行变换，用数目较少的新变量代替原变量，且新变量能最大限度地表征原变量的数据结构特征，同时去除无用信息。将抚顺哈什蚂油和其他产地蛙油近红外谱图采用减直线法，因子数为5，光谱范围为：7 321～6 574 cm-1、6 105～5 636 cm-1和5 452～4 148 cm-1，进行主成分分析，并以第一主成分PC1为X轴，第二主成分PC2为Y轴，作主成分（PCA）得分图如图3所示。由图3中可看出，抚顺哈什蚂油的样品在主成分特征空间上的分布较为集中，抚顺哈什蚂油为聚集在图中标识的椭圆型区域内浅色方块，而其余深色三角为其他产地蛙油样品，在主成分特征空间上的分布大部分在真品区之外，表明其与真品质量具有一定的差异。

结果表明，分别引入合格性测试法和主成分分析法两种模式识别方法，能够很好地辨别抚顺哈什蚂油的真伪。采用合格性测试方法可以鉴别真伪抚顺哈什蚂油，准确率为100%；而采用主成分分析法也可以较好地完成真伪鉴别，鉴别率为90.04%。研究结果表明，抚顺哈什蚂油采用近红外光谱和模式识别技术结合可快速、准确地进行真伪鉴别。

3 小结

通过对样品进行特定处理，可利用高效液相色谱特定吸收对抚顺哈什蚂油的真伪进行鉴别，而利用近红外光谱和模式识别技术结合，则可实现地理标志产品抚顺哈什蚂油的快速、准确、无损的真伪鉴别。

参考文献：

[1] 江苏新医学院.中药大辞典[M].上海：上海人民出版社，1997.

[2] 全国中草药汇编组.全国中草药汇编[M].北京：人民卫生出版社，1978.

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[8] 李妍妍，郑卫星，王日昕，等.林蛙营养成分的多元分析[J].食品科学，2007，28（12）：472-475.

[9] 李津明，许 婷，贾绍华.林蛙油的指纹图谱[J].中草药，2005，36（4）：591-595.

[10] 刘晓晔，汤晓艳，孙宝忠，等.普通公牛肉和淘汰母牛肉的近红外光谱鉴别方法[J].食品科学，2012，33（24）：244-248.

[11] 张 宁，张德权，李淑荣，等.近红外光谱结合SIMCA法溯源羊肉产地的初步研究[J].农业工程学报，2008，24（12）：309-312.

（责任编辑 屠 晶）endprint

2.2.2 主成分分析 主成分分析是将原变量进行变换，用数目较少的新变量代替原变量，且新变量能最大限度地表征原变量的数据结构特征，同时去除无用信息。将抚顺哈什蚂油和其他产地蛙油近红外谱图采用减直线法，因子数为5，光谱范围为：7 321～6 574 cm-1、6 105～5 636 cm-1和5 452～4 148 cm-1，进行主成分分析，并以第一主成分PC1为X轴，第二主成分PC2为Y轴，作主成分（PCA）得分图如图3所示。由图3中可看出，抚顺哈什蚂油的样品在主成分特征空间上的分布较为集中，抚顺哈什蚂油为聚集在图中标识的椭圆型区域内浅色方块，而其余深色三角为其他产地蛙油样品，在主成分特征空间上的分布大部分在真品区之外，表明其与真品质量具有一定的差异。

结果表明，分别引入合格性测试法和主成分分析法两种模式识别方法，能够很好地辨别抚顺哈什蚂油的真伪。采用合格性测试方法可以鉴别真伪抚顺哈什蚂油，准确率为100%；而采用主成分分析法也可以较好地完成真伪鉴别，鉴别率为90.04%。研究结果表明，抚顺哈什蚂油采用近红外光谱和模式识别技术结合可快速、准确地进行真伪鉴别。

3 小结

通过对样品进行特定处理，可利用高效液相色谱特定吸收对抚顺哈什蚂油的真伪进行鉴别，而利用近红外光谱和模式识别技术结合，则可实现地理标志产品抚顺哈什蚂油的快速、准确、无损的真伪鉴别。

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[11] 张 宁，张德权，李淑荣，等.近红外光谱结合SIMCA法溯源羊肉产地的初步研究[J].农业工程学报，2008，24（12）：309-312.

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2.2.2 主成分分析 主成分分析是将原变量进行变换，用数目较少的新变量代替原变量，且新变量能最大限度地表征原变量的数据结构特征，同时去除无用信息。将抚顺哈什蚂油和其他产地蛙油近红外谱图采用减直线法，因子数为5，光谱范围为：7 321～6 574 cm-1、6 105～5 636 cm-1和5 452～4 148 cm-1，进行主成分分析，并以第一主成分PC1为X轴，第二主成分PC2为Y轴，作主成分（PCA）得分图如图3所示。由图3中可看出，抚顺哈什蚂油的样品在主成分特征空间上的分布较为集中，抚顺哈什蚂油为聚集在图中标识的椭圆型区域内浅色方块，而其余深色三角为其他产地蛙油样品，在主成分特征空间上的分布大部分在真品区之外，表明其与真品质量具有一定的差异。

结果表明，分别引入合格性测试法和主成分分析法两种模式识别方法，能够很好地辨别抚顺哈什蚂油的真伪。采用合格性测试方法可以鉴别真伪抚顺哈什蚂油，准确率为100%；而采用主成分分析法也可以较好地完成真伪鉴别，鉴别率为90.04%。研究结果表明，抚顺哈什蚂油采用近红外光谱和模式识别技术结合可快速、准确地进行真伪鉴别。

3 小结

通过对样品进行特定处理，可利用高效液相色谱特定吸收对抚顺哈什蚂油的真伪进行鉴别，而利用近红外光谱和模式识别技术结合，则可实现地理标志产品抚顺哈什蚂油的快速、准确、无损的真伪鉴别。

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[10] 刘晓晔，汤晓艳，孙宝忠，等.普通公牛肉和淘汰母牛肉的近红外光谱鉴别方法[J].食品科学，2012，33（24）：244-248.

[11] 张 宁，张德权，李淑荣，等.近红外光谱结合SIMCA法溯源羊肉产地的初步研究[J].农业工程学报，2008，24（12）：309-312.

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