近红外光谱分析技术在茶叶中的应用远景分析

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近红外光谱分析技术在茶叶中的应用远景分析
日本早在70年代就已将近红外光谱分析技术应用于茶叶多种组分的定量分析,如茶多酚、咖啡碱、全氮量、粗纤维等的定量分析,并取得了良好的效果。国内应用近红外光谱测定茶叶中的成分也有报道,但局限在传统的运用特定波长确定某种成分的多元回回方程的研究阶段。 

    近红外光谱分析技术近年来巳成功应用于食品、烟草、药品及化工等诸多行业产品的分析测定,特别在农副产品的品性分析上,因其快速、无需前灶理、非破坏性及多组分同时定量分析等上风而得到更为广泛的应用。

    目前,随着化学计量学和计算机技术的快速发展,近红外光谱分析已转向以分析弱信号和多组分多元信息处理为基础的阶段。特别是随着80年代傅里叶变换在近红外光谱仪中的应用,增加光通量,进步了信噪比,使所得谱线平滑,从而使近红外技术有效地应用于大量样品的高精度快速分析。

    运用近红外光谱铡定茶叶样品中所含的某种化学成分, 首先要建立光谱特征与该成分含量之间的数字模型。具体过程如下:① 选择一定数目(60份以上)具有代表性的茶叶样品(又称标准样品集) 2.用其他测试仪器或化学方法正确测定各份茶叶中要猜测成分的含量,作为真实值;3.用傅里叶变换蚯红外光谱仪扫描标准样品.集中各份茶叶的近红外光谱图;④ 运用随机软件(0PUS QUANT-2定量分析软件)中的化学计量学方法、偏最小二乘法(PLS)在计算机内建立茶叶近红外光谱图和化学成分真实值之间的对应模型;5.在以后运用该模型进行性速测定时还可以不断地进行检验和校准。多组分测定时,只须对标准样品集中各份茶叶进行多组分测定, 建立各组分和茶叶蚯红外光谱图对应的模型即可。 

测定时只需扫描待测茶叶样品的近红外光谱,通过欲测成分的对应模型就可以得到样品中该成分的含量。所以说傅里叶变换近红外光谱仪不同于液相色谱、气相色谱等大型测试仪器,它测定样品成分含量的方法是建立在化学测定法或其他仪器测定基础之上的,可以称之为“再生”的测定方法。 
  
    在傅里叶变换近红外光谱仪上,分别采用变温池、灌体光纤、积分球漫反射、固体光纤等作图谱扫描.对乌龙茶、红茶、绿茶、茶橙出液、速溶茶、超微绿茶粉、茶饮料、浓缩茶等茶制品以及茶树活体进行扫描分析,都得到了清楚的光谱图。可见,只要把茶叶领域应用数学模型逐一建立起来,近红外光谱在该领域的应用是大有作为的。 
  
    结论:傅里叶变换近红外光谱分析技术在茶叶中的应用远景
1.建立茶叶智能化初审横型
人工对茶叶的感官审评主要通过人的视觉、嗅觉、触觉和味觉分别对茶叶外形、汤色、香气、滋味和叶底进行评审,从而判定茶叶品质的优劣。评茶职员要经过多年的培训和长时间的经验积累才能拥有高超的评茶技艺,而且还经常受到情绪、喜好、健康状况的影响.所以说茶叶人工感官审评有很多偶然因素,另外优秀的评茶员也十分难得 固为茶叶品质的优劣与其内质直接相关,如茶多酚、咖啡碱的含量及比例,氨基酸及各组分含量.叶绿索、纤维素的含量等等,而这些信息在傅里叶变换近红外光谱上都有一定程度的反映,这样只要建立茶叶近红外光谱与感官审评各因子得分之间的数学模型, 就可以得到茶叶智能他计算机审评模型。当然茶叶品质的优劣还和制茶技术相关,同样的鲜叶经不同的人制作,茶叶品质相差悬殊。所以该模型只能作为茶叶的初审,而不可能完全代替人工感官审评。尽管如此,由于傅里叶变换近红外光谱仪在快速、无损等方面的上风, 它仍可在茶叶等级的快速评定和茶叶的一般性审评中有所应用。
2.茶树栽培
在茶树栽培中,经常要检验不同的施肥方式、比例和茶树的施肥效果,或者是通过茶树缺某种肥料时的表征来决定施什么肥等。这些方面电可以利用傅里叶变换近红外光谱仪做些工作。由于傅里叶变换近红外光谱仪不但可以建立茶树活体和化学成分之间的数学模型,还可以建立土壤近红外光谱和化学成分之间的数学模型,通过模型对茶村活体和土壤所含有效成分(如氨、磷、钾等)进行快速检测,特别是对同一活体组织(叶片)的跟踪连续检测,从而可以对施肥效果进行评价,也可以通过对茶树活体所含成分(如全氮量)多少的检测,确定在土壤中的旄肥方式和比例。分析仪| 溶氧计| 电导度计| PH计| 酸碱计| 糖度计| 盐度计| 酸碱度计| 电导计| 水分测定仪| 浊度计| 色度计|  
    3.茶叶化学成分的多组丹快速测定
由于傅里叶变换近红外光谱具有无需前处理、快速、无损、多组分同时测定等请多优点.所以它最适合对干茶作多组分快速测定,在茶叶水分、茶多酚、咖啡碱、粗纤维、全氯量等方面的测定中得到应用=就目前笔者利用Bruker公司的IFS 28/N 型FT NIR光谱仪在炒青绿茶漫反射光谱中巳作的初步研究来看,茶叶的含水率、茶多酚含量、全氮量都可以利用傅里叶变换近红外光谱仪来测定,数学模型中的化学测定真实值和近红外光谱猜测值的相关系数r≥0.90。通过傅里叶变换近红外光谱在其他行业中的广泛应用,可以预见傅里叶变换近红外光谱在茶叶蛋白质、氨基酸总量、氨基酸组分、总糖、还原糖、儿茶索包量等诸多项目的测定中的应用将得到进一步地拓展。 
    4.茶叶真假、伪劣识别
通过傅里叶变换近红外光谱仪和定量、聚类分析,软件还可对茶叶进行真假、伪劣的快速识别。茶叶中茶
多酚和咖啡碱的高含量厦比例关系是茶叶所特有的,此为根据,通过茶叶荣多酚和咖啡碱的近红外光谱
数学模型就可以央速识别茶叶真假.通过对不同种别、级别茶叶样品傅里叶变换近红外光谱的扫描, 再扫描猜测样品的光谱,通过聚类分析软件得出谱系图,就可快速得出猜测样品的级别和优劣。 
  
    傅里叶变换近红外光谱仪在茶叶中的应用极为广泛,目前某些方面已经得到应用,特别是样品的成分测定方面,但仍限于单组分的涮定,多组分同时测定模型和很多其他方面的应用模型还亟待建立。固然傅里叶变换近红外光谱的模型建立需要 大量的化学测定为基础,是一项费时、费力的工作,但由于它具有很多化学及其他仪器测定无法替换的优点。所以随着茶叶及茶制品领域应用数学模型的不断开发,傅里叶变换近红外光谱仪在茶叶及茶制品领域中的诸多应用必将得实现和拓展。
发布人:2011/5/9 9:58:001415 发布时间:2011/5/9 9:58:00 此新闻已被浏览:1415次