第36卷，第6期 2016年6月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 36 ,No. 6 ,pp1726-1730
June,2016
基于主成分分析和聚类分析的不同产地绒柄牛肝菌红外光谱鉴别研究
杨天伟，2，张”，李涛”，王元忠2+，刘鸿高1*
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
摘要采用傅里叶变换红外光谱结合主成分分析和聚类分析建立快速鉴别不同产地绒柄牛肝菌的方法。采集15个产地绒柄牛肝菌样品的红外光谱信息，用多元散射校正（multiplicativesignalcorrection，MSC）、二阶求导(Second derivative，SD）、Norris平滑的组合方法对原始光谱进行优化处理，MSC十SD十ND（15， 5)预处理后的光谱数据进行主成分分析和聚类分析，并通过主成分载荷图分析不同产地绒柄牛肝菌样品差异的原因。结果显示，该方法的重现性，精密度及稳定性的RSD值分别为0.17%，0.08%，0.27%，表明方法稳定、可靠，主成分分析的前3个主成分累积贡献率达到87.24%，能表达红外光谱的主要信息，主成分得分散点图中同一产地样品成簇聚集，不同产地样品分布于相对独立的空闻间，能有效区分不同产地样品。主成分载荷图显示，随主成分责献率降低，主成分所捕获的样品信息减少，其中PC1在3571，2958，1625， 1456，1405，1340，1191，1143，1084，935，840，727cm波数捕获大量样品信息，归属为糖类、蛋白质、氨基酸、脂肪、纤维素等化学物质的吸收峰，表明这些化学物质含量的差异是区分不同产地绒柄牛肝菌样品的主要依据。基于离差平方和法（Wardmethod)及欧氏距离（Euclideandistanoe)进行聚类分析，能直观显示不同产地样品的分类情况及样品之间的相关性，15个产地样品基本能够按照产地来源正确聚类，正确率为93.33%。傅里叶变换红外光谱结合主成分分析和聚类分析，可以有效鉴别绒柄牛肝菌产地来源，并且
能够分析不同产地样品具有差异的原因，为野生食用菌的鉴别分类和应用研究提供可靠依据，关键调红外光谱；主成分载荷分析；绒柄牛肝菌；鉴别
中图分类号：TS201.2
文献标识码：A
引言
DOI : 10, 3964/j. issn, 1000-0593(2016 )06-1726-05
来源，经常食用可以提高免疫力，具有抗氧化、抗病毒、防病治病等功效0-12]。然而牛肝菌营养物质的含量与种类及产地息息相关，不同产地、种类对营养物质的富集情况具有差
牛肝菌是大型真菌担子菌的重要类群，因其风味独特，食药用价值高而深受国内外消费者喜爱，市场价格逐年上扬-。我国牛肝菌资源丰富，开发利用潜力巨大，其中云南气候独特，植被多样，为野生菌的生长提供良好环境，成为我国乃至世界牛肝菌种类最多和产量最大的地区之一[3-4]。绒柄牛肝菌（Boletustomentipes）又名黑牛肝、毛脚牛肝菌、大巴菌，是森林中最常见的牛肝菌种类之一2}，其子实体含有蛋白质、脂肪、糖类、氨基酸、矿质元素等多种营养物质]。大量研究发现野生食用菌中矿质元素含量高于人工菌和一般的蔬菜，氨基酸的构成明显优于大豆蛋白，与肉类、鸡蛋相当[-]，可作为氨基酸、矿质元素等人体营养物质的
收稿日期：2014-12-30，修订日期：2015-03-23
异口3]，准确区分不同产地、种类野生牛肝菌一方面可为牛肝菌的深人开发利用提供基础，另一方面可以减少因误采、误食引起的中毒现象。
传统的野生食用菌鉴别主要根据野生食用菌的形态特
征、生长习性、地理分布、食用经验、产地记述及受伤变色反应等进行鉴别分类，民间还存在以貌择食的现象，因误食有毒野生菌而引起中毒现象时有发生“"”，市场上不良商贩为牟取利益将不同种类、品质或有毒牛肝菌混合出售，以次充好，严重扰乱市场秩序、威胁消费者健康14-15]。野生牛肝菌种类丰富，种间形态相似性高，为其鉴别、分类带来了巨大困难：近年来菌物学者通过DNA分子测序法绪合牛肝菌
基金项目：国家自然科学基金项目(31260496，31160409，31460538)和云南省教育厅科学研究基金项目(2013Z074)资助
作者简介：杨天伟，1989年生，云南农业大学农学与生物技术学院硕土研究生
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