红外光谱技术在茶叶分析中的应用综述.pdf

第 卷 第 期化 学 研 究中国科技核心期刊 年 月 红外光谱技术在茶叶分析中的应用综述 范淑珍 韩延东 侯冬岩 单 岚 贺春斌 鞍山师范学院 化学系 辽宁 鞍山 收稿日期 作者简介 范淑珍 女 从事纳米材料的制备及光谱分析研究 通信联系人 摘 要 在总结大量文献的基础上 对中 近红外光谱技术在茶叶分析中的应用进行了较为全面的综述 指出红 外光谱技术因具有速度快 成本低及重现性好等优点 近年来在生物和食品等领域得到了越来越广泛的应用 关键词 红外光谱 茶叶 分析 应用 综述 中图分类号 文献标志码 文章编号 中国是茶叶的故乡 盛产多种多样的茶叶 但茶叶品质良莠不齐 目前普遍采用的是感官识别法 该方 法主要是通过感官识别茶叶的色 香 味 形四个方面 感官识别是依据人的经验积累 偶然因素势必会 影响评判的结果 所以 科学的识别方法成为茶工作者和化学家追求的热点 在众多的分析方法中 光谱技 术由于具有速度快 成本低 不损伤样品以及重现性好等特点 越来越为大家所重视 本文作者介绍了中 近 红外光谱技术在茶叶品质分析方面的应用 此外 作者也对中 近红外光谱技术的各自特色进行了比较分 析 并对光谱技术在茶叶品质分析方面的应用前景进行了展望 近红外光谱技术在茶叶分析中的应用 近红外光谱技术由于避免了传统化学分析法耗时 费力 成本高及化学污染等的不足 近年来在食品及 中药成分鉴定 特别是茶叶品质分析方面有广泛的应用 龚加顺等 利用近红外光谱技术 建 立了茶饮料品质成分快速定量分析校正模型 可在 内一次性测出茶饮料的总儿茶素 茶红素 及茶黄素 等成分的含量并采用 个随机抽取的试样来检验校正模型的适度性 结果显示实验 值和预测值无显著差异 等 利用 技术测定了绿茶饮料中儿茶素 表儿茶素没食子酸 酯 和没食子儿茶素没食子酸 等 种儿茶素单体的含量 并利用定量分析法研究了 与 在加热条件下的相互转化情况 等 利用数学模型 测定了绿茶整叶中的儿茶素 的 化 学 研 究 年 含量 芦永军等 通过茶多酚近红外光谱明确了儿茶素中各主要基团在近红外波段的吸收特性 并且结合 定标过程定量快速检测总儿茶素在茶多酚中的含量 分析结果有很高的精度 罗一帆等 利用茶叶近红外 光谱建立了研磨后的茶叶中茶多酚含量的人工神经网络模型 夏贤明等 利用茶叶近红外光谱建立了研 磨后的茶叶中茶多酚含量的多元线性回归模型 刘辉军等 采用非线性偏最小二乘法 原理 结合 不同的光谱区间组合建立了最佳的茶多酚含量近红外光谱检测模型 分析测定了茶叶中茶多酚的含量 虽然近红外光谱技术在定量分析茶叶中某些成分时 效果较好 但是由于分析模型不通用等缺点 在某 种程度上限制了其应用 近年来 更多的化学工作者试图从中红外光谱技术中找到茶叶品质分析的技术突 破 中红外光谱技术在茶叶分析中的应用 中红外光谱对茶叶主要官能团的表征 傅立叶中红外光谱具有操作简单 快速灵敏 重复性好和费用低等特点 目前常在生物 食品等领域作 为一种定性的检测技术 特别是在茶叶品质分析中 得到越来越广泛的关注 但是 由于茶叶的成分复杂 主 要官能团的指认工作 一直是一个难题 经过近几年化学工作者的深入研究 茶叶主要官能团的归属 目前 有了初步认定 一般认为 茶叶在 这几个波数附近有较强 的吸收峰 其中 附近的吸收峰强且宽 主要归属于羟基伸缩振动吸收 附近的吸 收峰也比较强 应为酰胺 带吸收 同时还可能有多糖振动吸收的贡献 归属为 的伸缩振动 随样品 等级的升高 该峰一般会不断红移 附近的吸收是酰胺 带的振动吸收 归属为 的弯曲 振动和 的伸缩振动 在 附近的吸收峰归属为 的不对称弯曲振动吸收 附近的吸收峰归属为 的剪式振动吸收 附近的吸收峰归属为酰胺 带中 伸缩 振动吸收 范围内主要是多糖的吸收区 中红外光谱对茶叶发酵程度的研究 绿茶 乌龙茶和普洱熟茶分别属于 不发酵 半发酵 和 全发酵 茶 在绿茶的制作过程中 经过 杀 青 工序 迅速使多酚氧化酶和过氧化酶等酶系失活 有效地抑制了多酚类物质的氧化变化 使得绿茶中的 茶多酚类物质氧化最少 从而使得绿茶中多酚总量与鲜叶中多酚总量几乎一致 乌龙茶 又称青茶 通过 做青 工序 仅使茶叶轻微发酵又立即停止 使部分茶多酚类物质发生氧化反应 普洱熟茶则是在渥堆的 过程中 使茶多酚类物质在微生物作用下 自动充分氧化而制成 其发酵程度是三类茶中最高的 因而茶叶 的发酵 实质上是其中的茶多酚类物质的氧化 由于在茶叶的发酵过程中 茶多酚类物质氧化的产物结构 十分复杂 而这些复杂化合物的分离纯化以及结构鉴定工作 是茶叶化学研究不可回避的难点 因而使用 植物化学方法研究茶叶的发酵程度是比较困难的 杨群等人 利用傅立叶变换红外光谱法 比较分析了云 南普洱碧罗春茶 不发酵茶 福建乌龙茶 半发酵茶 和普洱熟茶 全发酵茶 红外特征谱的异同 结果显 示 三种茶叶的红外光谱比较相似 但由于发酵程度不同 三种茶中茶多酚类物质的成分与含量不同 具 有各自不同的红外特征谱 如在 波数范围内有明显不同的红外特征谱 特别是 附近吸收峰的强度与 附近吸收峰的强度的比值 三种茶叶存在明显差异 茶叶的发酵程度与红 外特征谱的 和 附近吸收峰的强度和峰形密切相关 根据上述红外光谱 特征峰的吸光度和峰形 可以区分茶叶的发酵程度等 此外 发酵程度不同 除影响茶多酚的氧化外 还可能会影响茶叶品质中的蛋白质与多糖的含量 因为 附近的强吸收峰不但可能为酰胺 带的吸收 同时也可能有多糖的 的伸缩振动提供的吸 收 而 范围内却主要是多糖的吸收区 所以 这两处吸收峰值的变化 也可能是 茶叶中蛋白质与多糖含量变化所带来的影响 中红外光谱对普洱茶叶品质的研究 在茶叶品质分析方面 普洱茶品质的研究也得到越来越广泛的关注 如周湘萍等人 系统考察了 生普洱茶与熟普洱茶的红外谱图上的差异 发现不同品质的生普洱茶之间与不同品质的熟普洱茶之间 其红 外光谱也有明显差异 他们认为 红外光谱的特征峰形和吸光度比值不仅可以区分生普洱茶与熟普洱茶 而且也有可能区分生普洱茶与熟普洱茶的不同品质级别 他们详细比较了景迈产的一级生普洱茶和景谷产 第 期范淑珍等 红外光谱技术在茶叶分析中的应用综述 的三级和五级生普洱茶 通过比较 和 相对峰强度 发现不同品质级别的 生普洱茶有明显规律 同样不同等级的熟普洱茶之间也有明显的差别规律 研究认为 熟普洱茶是经过 渥 堆 工序 使生普洱茶迅速发酵而形成的 普洱茶的后发酵是一个复杂的微生物活动和多种酶促进氧化的 变化过程 其中微生物分泌大量维生素将茶叶中的多糖降解成单糖 构成普洱茶的特殊品质 其显著特点 就是俗话说的 越陈越香 在发酵的过程中 主要的化学成分与含量均发生了明显变化 以多酚类 儿 茶素 茶红素 茶褐素 寡糖和多糖的变化最明显 中红外光谱对苦丁茶叶品质的研究 苦丁茶严格来说 并不算是茶叶 它是冬青科植物大叶冬青的干燥叶 是我国南部和西南部民间常用的 药用植物 具有散风热 清头目 除烦渴 止头疼等功效 但近年来假冒伪劣的苦丁茶充斥市场 直接危害消 费者的身体健康 因此 建立一种快速 准确的鉴别苦丁茶的方法 对苦丁茶的质量监控具有十分重要的意 义 庞涛涛等人 利用中红外光谱系统研究了 种苦丁茶 并对所获得的指纹图谱进行特征峰指认和对 比分析 分析结果表明 各种苦丁茶化学成分相同 而由于各成分间的相对含量的不同 使每种样品都有自 己独特的红外谱图 不同产地 不同级别苦丁茶的红外吸收频率 吸收峰的相对强度等都存在比较大的差异 例如 六种不同产地的苦丁茶 吸收峰强度比的大小顺序是 广东苦丁茶 广西苦丁茶 四川苦 丁茶 浙江苦丁茶 云南苦丁茶 海南苦丁茶 大小顺序是 四川苦丁茶 浙江苦丁茶 云 南苦丁茶 广东苦丁茶 海南苦丁茶 广西苦丁茶 这说明 利用谱峰吸光度比值也可以很容易地区分 苦丁茶的产地 同时他们还运用傅立叶变换红外光谱技术对不同级别苦丁茶的混合化学体系进行了全组分 快速分析 为苦丁茶的鉴别及质量控制提供了较为可靠的依据 结论与展望 中 近红外光谱技术 近年来已经在生物 食品等领域得到较为广泛的应用 但是在茶叶品质分析方面 目前还处在起步阶段 相比较而言 近红外光谱技术比中红外光谱技术在茶叶品质分析方面应用更多 但近 红外仪器设备昂贵 限制了其发展 我们近期 通过大量的文献调研和实验发现 中红外光谱技术虽然在检 测混合物时 数据复杂 很难做到定量化 但只要严格控制制样条件并配备相应的红外分析软件 还是能够在 食品质量鉴定及分析方面 得到很好的应用 参考文献 王丽萍 怎样鉴别名优伪劣茶叶 商品储运与养护 王 兵 臧光楼 茶叶的品质鉴定和真假鉴别 江苏食品与发酵 王 浩 茶叶优劣的鉴别 茶叶机械杂志 马仕本 十大名茶真假鉴别 中国防伪报道 潘玉珍 教你鉴别茶质量 中国防伪 牛智有 林 新 茶叶定性和定量近红外光谱分析方法研究 光谱学与光谱分析 李晓丽 何 勇 裘正军 一种基于可见 近红外光谱快速鉴别茶叶品种的新方法 光谱学与光谱分析 吕 进 林 敏 庄松林 基于正交小波包的茶叶近红外光谱特性分析 光谱学与光谱分析 赵杰文 郭志明 陈全胜 基于 的茶叶中 含量的近红外光谱法测定 食品与生物技术学报 张正竹 廖步岩 阎 守 等 近红外光谱技术在茶叶品质保真中的应用前景 食品工业科技 周 健 成 浩 叶 阳 等 滇青 青饼和普洱茶 熟饼 近红外指纹图谱分析 核农学报 张建庭 吕 进 刘辉军 等 基于聚类分析的局部建模方法在茶叶近红外光谱分析中的应用 理化检验 化学分册 胡永光 李萍萍 母建华 等 基于可见 近红外光谱技术预测茶鲜叶全氮含量 光谱学与光谱分析 周 健 成浩 叶 阳 等 基于近红外的分类法识别茶叶原料品种的研究 光学学报 林 新 牛智有 绿茶茶多酚近红外光谱定量分析模型优化研究 食品科学 赵杰文 郭志明 陈全胜 等 近红外光谱法快速检测绿茶中儿茶素的含量 光学学报 化 学 研 究 年 龚加顺 刘佩瑛 刘勤晋 等 茶饮料品质相关成分的近红外线光谱技术分析 食品科学 芦永军 陈华才 吕 进 等 茶多酚中总儿茶素的近红外光谱分析 分析化学 罗一帆 郭振飞 朱振宇 等 近红外光谱测定茶叶中茶多酚和茶多糖的人工神经网络模型研究 光谱学与光谱分 析 夏贤明 丁 宁 用近红外光谱法检测绿茶中品质成分的研究 分析化学 刘辉军 吕 进 张维刚 等 茶叶中茶多酚含量的近红外光谱检测模型研究 红外技术 刘 刚 刘剑虹 杨爱明 等 食用菌的傅立叶变换红外光谱鉴别 光谱学与光谱分析 朱淮武 有机分子波谱结构分析 北京 化学工业出版社 韩润平 鲍改玲 朱 路 酯化前后酵母菌的红外光谱比较 光谱学与光谱分析 吴瑾光 近代傅立叶变换红外光谱技术及应用 上卷 北京 科学技术文献出版社 吴瑾光 近代傅立叶变换红外光谱技术及应用 下卷 北京 科学技术文献出版社 周湘萍 刘 刚 时有明 等 普洱茶的傅立叶变换红外光谱鉴别研究 光谱学与光谱分析 杨 群 怡 林 不同发酵茶叶的红外光谱特征 楚雄师范学院学报 刘勤晋 周才琼 许鸿亮 等 普洱茶