全 文 ：301
不同产地绒柄牛肝菌
紫外指纹图谱鉴别分析
杨天伟1，2，李 涛3，张 霁2，李杰庆1，刘鸿高1，王元忠2，*
(1.云南农业大学农学与生物技术学院，云南昆明 650201;
2.云南省农业科学院药用植物研究所，云南昆明 650200;
3.玉溪师范学院资源环境学院，云南玉溪 653100)
收稿日期:2014－07－23
作者简介:杨天伟(1989－) ，男，硕士研究生，研究方向:食用真菌资源研究。
* 通讯作者:王元忠(1981－) ，男，硕士，助理研究员，研究方向:药用植物与药用真菌资源研究。
基金项目:国家自然科学基金项目(31260496，31160409) ;云南省自然科学基金项目(2011FB053，2011FZ195) ;云南省教育厅科学研究基金项目
(2013Z074)。
摘 要:应用紫外光谱技术建立了云南 9 个不同地区绒柄牛肝菌的紫外指纹图谱，采用欧氏距离和主成分分析法对
230～450nm的紫外光谱数据进行分析。结果显示该方法的精密度、重现性及 10h 内稳定性的 ＲSD 分别在 0～2.87%、
0.03% ～0.63%、0.04% ～1.73%之间;不同产地样品间的欧氏距离值在 0.26～6.52 之间，样品间的欧氏距离明显;主成分
分析的前三个主成分累积贡献率达到 86.848%，能够表达样品主要信息，前两个主成分的二维投影图能够较好地区分
不同产地绒柄牛肝菌样品。紫外光谱结合欧氏距离、主成分分析法能够快速鉴别不同产地绒柄牛肝菌。
关键词:紫外光谱，欧氏距离，主成分分析，绒柄牛肝菌，鉴别
Ultraviolet spectrum identification of Boletus tomentipes
from different regions
YANG Tian－wei1，2，LI Tao3，ZHANG Ji2，LI Jie－qing1，LIU Hong－gao1，WANG Yuan－zhong2，*
(1.College of Agronomy and Biotechnology，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，China;
2.Institute of Medicinal Plants，Yunnan Academy of Agricultural Sciences，Kunming 650200，China
3.College of Ｒesources and Environment，Yuxi Normal University，Yuxi 653100，China)
Abstract:The ultraviolet fingerprints of Boletus tomentipes from nine different areas in Yunnan were established.UV
spectral data in the range of 230～450nm were analyzed by Euclidean distance and principal component analysis
(PCA).The results showed that，the ＲSDs of stability within 10h，accuracy and repeatability of the method，were
0.04%～1.73%，0～2.87% and 0.03%～0.63%，respectively.The Euclidean distance value of samples among different
origins differed significantly from 0.26 to 6.52.PCA showed that the cumulative contribution rate of the first three
factors was 86.848%，which could reflect the most information of the samples，and the two－dimensional projection
of the first two principal components could distinguish Boletus tomentipes samples from different regions.Ultraviolet
spectrum combined with Euclidean distance and principal component analysis(PCA)can rapidly identify different
origin of Boletus tomentipes.
Key words: ultraviolet spectrum; euclidean distance; principal component analysis (PCA ) ;Boletus
tomentipes;identification
中图分类号:TS201.2 文献标识码:A 文 章 编 号:1002－0306(2015)09－0301－06
doi:10． 13386 / j． issn1002 － 0306． 2015． 09． 057
绒柄牛肝菌(Boletus tomentipes Earle)又名黑牛
肝、大巴菌、毛脚牛肝菌，是牛肝菌科(Boletaceae)的
一种野生食用菌［1］，其子实体富含蛋白质、氨基酸、多
糖、甘露醇、脂肪及多种矿质元素［2－3］，其中多糖等有
增强免疫、抗癌、抗病毒等功能，具有极大的食药用
价值［4－6］，在我国主要分布于云南［6］。云南特殊的生
境资源，孕育了丰富的大型真菌资源;野生牛肝菌种
类繁多，分布广泛，受地理因素影响，不同产地野生
食用菌，化学成分、营养物质积累、药效等不尽相
同［7－8］;对其进行产地鉴别是食用菌开发利用和深入
研究的基础，同时有助于野生食用菌质量控制。传
统的野生食用菌的分类主要根据食用菌子实体的外
302
观形貌、显微结构、生长特性等进行鉴别［9］，但这种方
法难以鉴别出产地来源。目前，对食用菌鉴别分类
的研究主要用红外光谱法;周在进等［10］用傅里叶变
换红外光谱(FTIＲ)技术鉴别了不同产地双色牛肝
菌;孙素琴等［11］用傅里叶变换红外光谱鉴别了不同
厂家生产的 36 种灵芝产品;刘刚等［9］根据青头菌、大
红菇等不同食用菌红外吸收光谱的峰形、峰高对其
进行鉴别，但这种方法需要丰富的经验，难以建立完
整的鉴别体系。
紫外光谱法具有简便快速、灵敏可靠的特点，根
据不同物质体系的紫外吸收图谱峰形、峰高、峰面积
等差异，可以鉴别不同物质体系［12－13］。紫外指纹图谱
技术已被广泛用于中药材鉴别及含量测定［14－15］，食品
掺假鉴别及检测［16－17］等多个领域。本研究采用紫外
光谱技术结合欧氏距离和主成分分析法对 9 个采自
云南不同产地的绒柄牛肝菌进行鉴别分析，该方法
能够快速鉴别出不同产地绒柄牛肝菌，为野生食用
菌产地鉴别和质量控制提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
绒柄牛肝菌样品均采自 2011 年，并由云南农业
大学刘鸿高教授鉴定为绒柄牛肝菌 Boletus tomentipes
Earle，来源见表 1。
表 1 绒柄牛肝菌样品来源
Table 1 Sources of Boletus tomentipes samples
编号 来源 编号 来源
B1 玉溪峨山富良棚 B6 玉溪易门铜厂
B2 普洱思茅区梅子湖 B7 楚雄南华沙桥
B3 玉溪峨山小街 B8 普洱南邦河
B4 楚雄姚安前场 B9 曲靖泽州桂花树村
B5 楚雄南华天申堂
氯仿(分析纯) 西陇化工股份有限公司;石油
醚(分析纯) 天津市风船化学试剂科技有限公司;
氢氧化钠(分析纯) 西陇化工股份有限公司;无水
乙醇(分析纯) 云南汕滇药业有限公司;蒸馏水。
UV－2550 双通道紫外可见分光光度计配有 UV
probe工作站 日本岛津公司;KQ5200 型超声波清
洗机 昆明市超声仪器有限公司;FW－100 型高速粉
碎机 天津市华鑫仪器厂;100 目标准筛盘 浙江上
虞市道墟五四仪器厂。
1.2 样品处理及紫外光谱测定
样品采集后，清洗干净，50℃烘干，取同一产地
的 10 个绒柄牛肝菌子实体混合粉碎，过 100 目筛，备
用;准确称取 0.10g 绒柄牛肝菌样品于 25mL 比色管
中，加入 10mL氯仿，超声提取 30min，过滤得氯仿提
取液。以氯仿作为参比液和测试液进行基线校正及
空白测定，以消除基线漂移;以氯仿为参比液测定牛
肝菌样品提取液的紫外指纹图谱，设定扫描波长为
190～450nm，重复扫描 3 次，狭缝 1.0nm，采样间隔
0.2nm。对氯仿提取液所测得的原始光谱进行 3 组总
平均，减去空白，以消除溶剂干扰，提高光谱测定的
准确度［18］。
1.3 牛肝菌样品的提取条件
1.3.1 最佳提取溶剂 以样品 B4 为考察对象，准确
称取 0.10g 样品于 25mL 比色管中，分别加入 10mL
蒸馏水、无水乙醇、氯仿、石油醚和 0.5mol /L 氢氧化
钠，分别平行 3 次;超声提取 30min，过滤，以对应溶
剂为参比液测定紫外光谱，根据图谱吸收峰数考察
不同溶剂对绒柄牛肝菌提取率的影响。
1.3.2 最佳提取时间 以样品 B4 为考察对象，准确
称取 0.10g样品，加入 10mL 氯仿，分别超声提取 20、
30、40、50、60min，过滤，提取液进行紫外光谱测定，
根据吸收峰数确定最佳提取时间。
1.4 方法学实验
以样品 B4 为考察对象，称取 0.10g 样品 5 份，分
别加入 10mL 氯仿，超声提取 30min 过滤，经 190 ～
450nm紫外光谱测定，所得光谱数据转置后计算共
有峰吸收波长的平均相对标准偏差(ＲSD%) ，考察
重现性;其中共有峰的确定参照邹华彬的共有峰识
别方法［19］。
样品 B4 的氯仿提取液在 190～450nm 重复测定
6 次，计算吸收波长的 ＲSD%，考察精密度。
样品 B4 的氯仿提取液分别在 2、4、6、8、10h 时
进行紫外光谱测定，计算吸收波长的 ＲSD%，考察稳
定性。
1.5 数据处理
由于 190～230nm紫外光谱的干扰严重，而绒柄牛
肝菌紫外光谱的特征吸收峰在 230～450nm 波长范围
内，因此将 230～450nm波长范围内的绒柄牛肝菌紫外
光谱数据(波长、吸光度)转置后，用 SPSS17.0 软件计
算绒柄牛肝菌样品间的欧氏距离及进行主成分分析，
以直观表征不同产地绒柄牛肝菌样品间的相似性。
2 结果与分析
2.1 绒柄牛肝菌提取条件
2.1.1 最佳提取溶剂 不同溶剂提取绒柄牛肝菌的
紫外光谱见图 1，由图 1 可以看出，蒸馏水、乙醇和
0.5mol /L氢氧化钠提取液几乎没有紫外吸收峰;石油
醚提取液吸收峰数少且吸收峰不明显;用氯仿提取
的绒柄牛肝菌在 260～300nm波长范围有明显的吸收
峰，吸收峰数多于其它溶剂提取的吸收峰数，因此用
氯仿作为提取溶剂。
图 1 不同溶剂提取绒柄牛肝菌的紫外指纹图谱
Fig.1 UV fingerprint spectra of
Boletus tomentipes extracted by different solvents
2.1.2 最佳提取时间 样品 B4 不同提取时间的紫
303
表 2 实验方法的精密度
Table 2 The precision of the method
实验号 共有峰的吸收波长(nm)
1 295.8 283.8 274.2 226.8 214.8 203.4 193.8
2 295.8 283.8 274 226.8 219.4 214.8 201.2
3 295.6 284 274.2 238.4 230.6 214.8 201.2
4 337.8 295.6 284 274.2 226.8 218.6 214.8 203.4 201.2
5 295.6 283.8 274.4 237.6 218.6 211.6 203.4 201.2
6 351.8 295.6 284 274.2 218.6 215.4 203.4 197.8
SD 9.90 0.10 0.11 0.13 0.57 1.90 0.40 1.38 0.00 0.00 2.83
平均值 344.8 295.7 283.9 274.2 238.0 227.8 218.8 214.4 203.4 201.2 195.8
ＲSD(%) 2.87 0.03 0.04 0.05 0.24 0.83 0.18 0.64 0.00 0.00 1.44
注:表中的同一列为一组共有峰的吸收波长，下同。
表 3 实验方法的重现性
Table 3 The repeatability of experimental methods
实验号 共有峰的吸收波长(nm)
1 295.8 284.0 274.0 237.8 215.6
2 295.8 284.0 274.0 237.8 215.6
3 295.8 284.0 274.0 229.6 217.2 201.2
4 295.8 284.0 274.0 238.6 231.0 214.8 201.2
5 295.6 283.8 274.2 218.6 214.8 203.4
SD 0.09 0.09 0.09 0.46 0.99 0.99 0.46 1.27
平均值 295.8 284.0 274.0 238.1 230.3 217.9 215.2 201.9
ＲSD(%) 0.03 0.03 0.03 0.19 0.43 0.45 0.21 0.63
表 4 实验方法的稳定性
Table 4 The stability of the experimental method
时间(h) 共有峰的吸收波长(nm)
0 296.0 284.0 274.2 237.4 219.4 215.8 203.2
2 295.8 283.8 274.2 232.0 219.4 214.8
4 295.6 283.8 274.2 218.6 214.8 203.4
6 295.8 284.0 274.0 237.8 215.6
8 295.8 284.0 274.0 229.6 217.2 201.2
10 295.6 284.0 274.2 218.6 215.0
SD 0.15 0.10 0.10 4.11 0.90 0.47 1.22
平均值 295.8 283.9 274.1 234.2 218.6 215.2 202.6
ＲSD(%) 0.05 0.04 0.04 1.73 0.41 0.22 0.60
外光谱见图 2，由图 2 可看出提取时间为 20min 时绒
柄牛肝菌提取液的紫外吸收峰不明显;当超声提取
时间为 30min 时出现了明显的紫外吸收峰，此后延
长提取时间对绒柄牛肝菌的紫外指纹图谱影响不明
显，故选 30min为提取时间。
2.1.3 方法学考察 以样品 B4 为方法学考察对象，
其结果见表 2～表 4。由表 2 可知样品 B4 提取液重
复测定 6 次，用 6 次测定的共有峰的波长数据计算平
均相对标准偏差(ＲSD)在 0～2.87%之间，表明该方
法精密度好。称取 5 份样品，分别提取、测定紫外光
谱，以共有峰波长数据计算的 ＲSD 介于 0.03% ～
0.63%之间，表明该方法重现性好。将样品 B4 提取
液在不同时间段测定后，以共有峰吸收波长计算的
ＲSD在 0.04% ～1.73%之间，表明样品制备液在 10h
内稳定。
图 2 绒柄牛肝菌不同提取时间的紫外指纹图谱
Fig.2 UV fingerprint spectra of
Boletus tomentipes with different extraction times
2.2 不同产地绒柄牛肝菌紫外指纹图谱
图 3 为 9 个不同产地绒柄牛肝菌紫外指纹图谱，
304
由图可以看出不同产地绒柄牛肝菌紫外指纹图谱较
为相似，276、281、295nm 等是样品的共有峰，表明不
同产地绒柄牛肝菌主要的化学组分相似;但不同产
地样品的紫外指纹图谱的吸收峰数目、峰高、峰位等
存在一定的差异，具有明显的指纹特性，如采自南华
天申堂的绒柄牛肝菌(图中 B5)紫外吸收强度明显
高于其他产地样品的紫外吸光度，而采自曲靖泽州
桂花树的样品(图中 B9)是所有样品中吸光度最
小的。
图 3 不同产地绒柄牛肝菌紫外指纹图谱
Fig.3 UV fingerprint spectra of
Boletus tomentipes from different regions
2.3 不同产地绒柄牛肝菌欧氏距离
欧氏距离能用来描述样品间的相似或不相似程
度，距离越小，说明两样品越相似，距离越大两样品
的差别越大［20］。根据不同产地绒柄牛肝菌在 230～
450nm的紫外吸光度计算样品间的欧氏距离，结果见
表 5。由表 5 可知，不同产地绒柄牛肝菌样品间距离
最大的是 B5∶B9(B5∶B9 为样品 B5 与样品 B9 之间的
欧氏距离) ，为 6.52，表明两样品间相似度最小;采自
楚雄南华天申堂的样品 B5 及采自曲靖泽州桂花树
的样品 B9 与其他产地样品间的欧氏距离比较明显，
表明这两个产地的绒柄牛肝菌与其他产地绒柄牛肝
菌最易于区分;9 个不同产地绒柄牛肝菌间的欧氏距
离介于 0.26～6.52 之间，表明同一种牛肝菌在不同的
生长环境下营养成分及含量的积累具有差别，这与
绒柄牛肝菌紫外指纹图谱反映的信息一致。欧氏距
离能够直观地反映出不同产地样品间的差异性，可
用于不同产地绒柄牛肝菌鉴别。
表 5 不同产地绒柄牛肝菌样品间的欧氏距离
Table 5 The euclidean distance among different
Boletus tomentipes samples
编号
欧氏距离
B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9
B1 0.00 1.49 1.23 0.32 2.55 0.58 0.43 0.47 3.99
B2 0.00 2.67 1.77 1.26 2.06 1.81 1.47 5.40
B3 0.00 0.97 3.77 0.65 1.02 1.43 2.78
B4 0.00 2.82 0.33 0.26 0.55 3.73
B5 0.00 3.13 2.81 2.41 6.52
B6 0.00 0.44 0.83 3.42
B7 0.00 0.43 3.73
B8 0.00 4.15
B9 0.00
2.4 不同产地绒柄牛肝菌主成分分析
主成分分析(PCA)是以降维的思想将多个指标
综合为少数几个指标，用几个综合因子替代多个原
始变量，使综合因子尽可能的反映原始变量的信息，
以简化分析过程［20］。对 9 个不同产地绒柄牛肝菌进
行主成分分析，前三个主成分的特征值和累积贡献
率见表 6，由表 6 可知主成分 1 占总方差贡献率的
65.120%，是绒柄牛肝菌最重要的成分，主成分 2、主
成分 3 分别占总方差贡献率的 11.741%和 9.987%。
前三个主成分的累积贡献率达到 86.848%，能够反映
绒柄牛肝菌紫外指纹图谱全部信息的 86.848%(大
于 85%) ，仅有 13.152%的信息丢失，能用于样品间
的相似性分析。图 4 为前三个主成分的三维投影
图，由图 4 可以看出不同产地绒柄牛肝菌样品间的
相似程度，其中样品 B9 与其他样品的相似度最小;
样品 B1、B6、B7、B8 之间的相似度较高，从三维图中
不易区分所有样品。比较发现用 PC1、PC2 构成的二
维图(图 5)能更好的区分不同产地绒柄牛肝菌，从图
5 可以看出不同产地绒柄牛肝菌样品的主成分图产
生明显的离散现象，反映出不同产地样品的化学成
分积累不相同。
表 6 主成分特征值及贡献率
Table 6 Characteristic value and contributing ratios
of principal components
主成分 特征值
贡献率
(%)
累积贡献率
(%)
PC1 15.629 65.120 65.120
PC2 2.818 11.741 76.861
PC3 2.397 9.987 86.848
PC4 1.217 5.070 91.918
图 4 不同产地绒柄牛肝菌主成分分析的三维图
Fig.4 Three－dimensional diagram of
Boletus tomentipes from different regions by PCA
3 讨论
绒柄牛肝菌在不同生长环境或不同生长阶段会
出现大量的表形变异，如其菌盖有暗褐色和棕褐色;
幼嫩时边缘内卷，老后边缘一般变平［1］;此外，受生长
环境影响，不同产地野生食用菌的化学成分、营养价
值等不尽相同［21］，传统的形态学鉴定方法难以鉴别
产地来源［9］。
本文采用紫外光谱结合欧氏距离和主成分分析
法对不同产地绒柄牛肝菌进行鉴别研究，结果显示
不同产地绒柄牛肝菌紫外指纹图谱的峰形比较相
305
图 5 不同产地绒柄牛肝菌样品主成分分析的二维图
Fig.5 Two－dimensional diagram of
Boletus tomentipes from different regions by PCA
似，表明绒柄牛肝菌的氯仿提取液中主要化学成分
比较相似，即绒柄牛肝菌积累的化学组分基本相同;
而绒柄牛肝菌氯仿提取液在同一波长处紫外吸光度
差异较明显，表明不同生长环境下绒柄牛肝菌对营
养物质的积累量不同，这与 Svoboda 和 Chrastny［22］，
Falandysz［21］等研究的不同生态环境下食用菌中富集
的微量元素有差异的结论相符。
Chojnacka等测定了 12 个地区绒盖牛肝菌属
(Xerocomus subtomentosus)及相应土壤中 Hg 元素含
量，发现不同地区绒盖牛肝菌属对 Hg 元素的积累不
同，采自矿产周围的样品 Hg 元素含量最高，同时发
现绒盖牛肝菌属中 Hg的含量与土壤中 Hg的含量呈
负相关关系［23］。本实验将不同产地绒柄牛肝菌紫外
光谱数据转置后进行欧氏距离和主成分分析，结果
显示，样品间的欧氏距离较明显，其中楚雄南华天申
堂的样品 B5 及采自曲靖泽州桂花树的样品 B9 间的
欧氏距离最大，这与图 3 反映的结果一致，表明这两
个产地的样品对化学成分的积累差异较大。主成分
分析结果显示，前三个主成分能够反映绒柄牛肝菌
样品的主要信息，9 个产地样品在主成分分析的二维
图中产生离散分布，表明每个产地绒柄牛肝菌对化
学成分的积累具有差异。这可能是由于不同产地气
候条件、土壤环境、及地质地貌等的差异，导致绒柄
牛肝菌对营养物质的积累具有差异性和特殊性。
4 结论
应用紫外光谱结合欧氏距离和主成分分析法分
析了 9 个不同产地绒柄牛肝菌样品。首先通过单因
素实验考察不同溶剂，不同提取时间对绒柄牛肝菌
提取效果的影响，确定提取绒柄牛肝菌特征成分的
溶剂为氯仿，超声提取时间为 30min;然后建立不同
产地绒柄牛肝菌紫外指纹图谱。不同产地绒柄牛肝
菌紫外指纹图谱较为相似，而紫外图谱的峰强、峰位
等存在一定的差异，表明绒柄牛肝菌的主要化学组
分相似，但含量不同。将 230～450nm 的紫外光谱数
据转置后，分别用欧氏距离和主成分分析法分析不
同产地绒柄牛肝菌样品的相似度，结果显示两种分
析方法均能反映绒柄牛肝菌样品间的差异性;其中，
样品间的欧氏距离在 0.26～6.52 之间，根据欧氏距离
大小，可以反映样品间相似度的从而鉴别不同产地
绒柄牛肝菌;主成分分析的前三个主成分能够反映
样品的主要信息，前两个主成分的二维投影图产生
离散现象。紫外光谱技术结合欧氏距离和主成分分
析法能够鉴别不同产地绒柄牛肝菌，为野生食用菌
的产地鉴别和质量控制提供参考。
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