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四种红木抽提物的FTIR与GC-MS指纹图谱鉴别研究

罗莎  
【摘要】:随着生活水平不断提高,人们回归自然和追求绿色环保的愿望也越来越强烈。木材以其独有的视觉、触觉、听觉、环境友好等特性,广受人们青睐。正确认识木材、了解木材性质是木质产品高效加工、木质资源高质利用的基础。传统的木材分类与鉴别方法主要基于木材构造特征,准确可靠,但仍具有很大的局限性和人为性,尤其是相似属种间木材难以快速准确辨别。近年来,木材化学分类法发展迅速,已经开发出色谱、光谱和免疫学等技术用于植物物种识别。其中,指纹图谱是国际公认的的有效手段之一。基于不同种类木材的抽提物化学成分和含量具有一定的差异性与相似性,借用指纹图谱研究方法建立木材抽提物指纹图谱来研究木材化学成分的整体信息,辅助鉴别同属/种木材具有重要意义。本文以大果紫檀、交趾黄檀、微凹黄檀和卢氏黑黄檀四种红木为研究对象,利用傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)和气相色谱-质谱联用技术(GC-MS),对其有机溶剂抽提物进行分析,利用统计方法分别建立各类木材FTIR及GC-MS指纹图谱,比较分析这些木材抽提物指纹图谱,并结合木材构造特征探索了抽提物指纹图谱信息对于木材分类与鉴别的作用。主要研究结论如下: (1)采用相关系数法分别对四种红木样品的FTIR及GC-MS图谱的相似程度进行考察。结果表明,各树种样品的FTIR及GC-MS图谱具有良好的一致性和稳定性,因此可以采用平均值法建立了四种红木有机溶剂抽提物FTIR和GC-MS指纹图谱。 (2) FTIR指纹图谱解析结果表明:四种红木抽提物主要化学成分有酚类、醇类、醚类、脂肪酸类、脂类、芳香族类和烃类化合物。FTIR指纹图谱比较研究表明:四种红木FTIR指纹图谱主要差异集中在3700cm-1~2800cm-1、1500cm-1~900cm-1和960cm-1-600cm-1这三个区域,依据这些差异可以将四个树种分别区分开。总体考察四种红木有机溶剂抽提物FTIR指纹图谱的相似程度,结果表明:交趾黄檀、微凹黄檀与卢氏黑黄檀3个树种的红外指纹图谱相似性较高,相关系数值均达到0.8以上。其中,交趾黄檀与卢氏黑黄檀相似性最高。受实验条件限制很难判断各化合物的具体物质,但可以通过FTIR指纹图谱反映出木材化学成分的异同,进行木材树种分类与鉴别是完全可行的。 (3) GC-MS指纹图谱解析结果表明:四种红木抽提物的化学成分主要包括树脂酸等萜(烯)类化合物,醇类、醛类、胺类、脂肪酸类、烃类、糖类等脂肪族类化合物以及酚类、黄酮类等芳香族类化合物,建立的GC-MS指纹图谱基本能反映红木抽提物的主要化学成分。比较这4种红木GC-MS指纹图谱以及鉴定出来的化学成分可以得出:交趾黄檀、微凹黄植与卢氏黑黄植的化学成分相似,与果紫檀的差异较大。而交趾黄檀与卢氏黑黄檀的化学组成上相似性更高,其次是与微凹黄檀接近。这与FTIR指纹图谱分析得出结果足一致的。因此可以通过GC-MS指纹图谱反映出木材化学成分的异同,参照GC-MS进行木材树种分类与鉴别是完全可行的。 (4)通过指纹图谱与构造特征在木材分类与鉴别效果上的比较研究,结果农明,依据木材构造特征分类木材与依据图谱特征的分类存在相似性,但也有一定差异性。原因可能是构造特征更多反映木材物理特征,而指纹图谱则是木材化学分类的一种分析方法,它体现了木材的化学特性。指纹图谱可作为基于木材构造特征的木材分类与鉴别方法的的补充和发展,从而更准确的认识木材树种。


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